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JP2010251667A - 太陽電池 - Google Patents

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JP2010251667A JP2009102329A JP2009102329A JP2010251667A JP 2010251667 A JP2010251667 A JP 2010251667A JP 2009102329 A JP2009102329 A JP 2009102329A JP 2009102329 A JP2009102329 A JP 2009102329A JP 2010251667 A JP2010251667 A JP 2010251667A
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大輔 井手
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仁 坂田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

【課題】半導体基板にクラックが発生することを抑制可能な太陽電池を提供する。
【解決手段】太陽電池１０において、ｎ型半導体領域１２ｎは、レーザの照射によってｎ型ドーパントを半導体基板１１内にドーピングすることによって形成された領域である。ｎ型半導体領域１２ｎは、半導体基板１１の劈開面と交差する方向に沿って形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、裏面接合型の太陽電池に関する。
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。
従来、半導体基板の裏面にｎ型半導体層とｐ形半導体層とが形成された、いわゆる裏面接合型の太陽電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、このような太陽電池の製造方法として、半導体基板上に塗布されたドーパント層にレーザを照射することによって、ドーパントを半導体基板中に取り込む手法が提案されている（非特許文献１参照）。この手法によれば、フォトリソグラフィーなどを用いることなく、ｎ型半導体層とｐ形半導体層とを微細なパターンで簡便に形成することができる。
特開２００４−２２１１４９号公報
「The Murata Science Foundation Annual Report No.22 2008 ｐｐ．６６２−６６４ 大鐘章義 "レーザードーピング法のバルク及び薄膜多結晶シリコン太陽電池作製への応用"」
しかしながら、半導体基板のうちレーザが照射される部分は、レーザの照射開始に伴って急激に温度上昇した後、レーザの照射終了に伴って急激に温度低下する。そのため、半導体基板の内部に歪が発生することによって、半導体基板にクラックが発生するという問題があった。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、半導体基板にクラックが発生することを抑制可能な太陽電池を提供することを目的とする。
本発明の特徴に係る太陽電池は、受光面と、受光面の反対側に設けられる裏面とを有する半導体基板と、裏面に形成され、一導電型を有する一導電型半導体領域と、裏面に形成され、一導電型と異なる他導電型を有する他導電型半導体領域とを備え、一導電型半導体領域は、レーザの照射によって第１ドーパントを半導体基板内にドーピングすることによって形成された領域であり、一導電型半導体領域は、半導体基板の劈開面と交差する方向に沿って形成されている
ことを要旨とする。
本発明の特徴に係る太陽電池において、他導電型半導体領域は、ＣＶＤ法によって裏面上に形成された非晶質半導体層であってもよい。
本発明の特徴に係る太陽電池において、他導電型半導体領域は、熱拡散法によって第２ドーパントを半導体基板にドーピングすることによって半導体基板内部に形成された領域であってもよい。
本発明の特徴に係る太陽電池において、第１ドーパントの拡散係数は、第２ドーパントの拡散係数よりも大きくてもよい。
本発明の特徴に係る太陽電池において、半導体基板は、一導電型を有していてもよい。
本発明によれば、半導体基板にクラックが発生することを抑制可能な太陽電池を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池１０を裏面側から見た平面図である。 図２のＡ−Ａ線における拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池ストリング１を裏面側から見た拡大平面図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池１０を裏面側から見た平面図である。 図１０のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池１０の電流出力分布の測定結果を示す図である。
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［第１実施形態］
（太陽電池モジュールの概略構成）
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の概略構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の側面図である。
図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、太陽電池ストリング１、受光面側保護材２、裏面側保護材３及び封止材４を備える。太陽電池モジュール１００は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間に、太陽電池ストリング１を封止材４によって封止することによって構成される。
太陽電池ストリング１は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間において、封止材４によって封止される。太陽電池ストリング１は、複数の太陽電池１０と配線材２０とを備える。太陽電池ストリング１の構成については後述する。
複数の太陽電池１０は、配列方向に沿って配列されている。複数の太陽電池１０それぞれは、内部にｎ型半導体領域とｐ型半導体領域とを有しており、ｎ型半導体領域とｐ型半導体領域との間で半導体接合が形成されている。複数の太陽電池１０それぞれは、主面において受光することによって、光生成キャリア（すなわち、一対の正孔と電子）を生成する。本実施形態において、複数の太陽電池１０それぞれは、いわゆる裏面接合型の太陽電池であり、裏面上に形成された電極を有する。太陽電池１０の構成については後述する。
配線材２０は、複数の太陽電池１０を互いに電気的に接続する。具体的には、配線材２０は、一の太陽電池１０の電極と、一の太陽電池１０に隣接する他の太陽電池１０の電極とに跨って接続される。配線材２０は、薄板状または縒り線状の銅、銀、金、錫、ニッケル、アルミニウム、或いはこれらの合金などの電気抵抗が低い材料によって構成されることが好ましい。なお、配線材２０の表面は、鉛フリー半田（例えば、ＳｎＡｇ３．０Ｃｕ０．５）などの導電性材料によって覆われていてもよい。
受光面側保護材２は、複数の太陽電池１０それぞれの受光面側に配置されており、太陽電池モジュール１００の表面を保護する。受光面側保護材２としては、透光性及び遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。
裏面側保護材３は、複数の太陽電池１０それぞれの裏面側に配置されており、太陽電池モジュール１００の背面を保護する。裏面側保護材３としては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の樹脂フィルム、Ａｌ箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
封止材４は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間で太陽電池ストリング１を封止する。封止材４としては、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性の樹脂を用いることができる。
なお、以上のような構成を有する太陽電池モジュール１００の外周には、Ａｌフレームなどを取り付けることができる。
（太陽電池の構成）
次に、第１実施形態に係る太陽電池の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る太陽電池１０を裏面側から見た平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線における拡大断面図である。
図２及び図３に示すように、太陽電池１０は、ｐ型又はｎ型の半導体基板１１、ｎ型半導体領域１２ｎ、ｐ型半導体領域１２ｐ、複数本のｎ側細線電極１３ｎ、複数本のｐ側細線電極１３ｐ、ｎ側接続用電極１４ｎ、ｐ側接続用電極１４ｐ及びパッシベーション層１５を備える。以下では、ｎ型の半導体基板１１を用いた場合について説明する。
半導体基板１１は、光を受ける受光面と、受光面の反対側に設けられる裏面とを有する。本実施形態に係る半導体基板１１は、ｎ型ドーパントをドープされた半導体材料によって構成される。このような半導体材料としては、単結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料などの一般的な半導体材料を用いることができる。ただし、本実施形態において、半導体基板１１は、内部に劈開面を有していることに留意すべきである。なお、半導体基板１１の内部で生成される光生成キャリアのうち電子は多数キャリアであり、正孔は少数キャリアである。
ｎ型半導体領域１２ｎは、半導体基板１１の裏面にｎ型ドーパント（例えば、Ｓｉ基板に対するリンなど）を半導体基板１１よりも高濃度にドーピングすることによって形成される高濃度のｎ型拡散領域である。光生成キャリアのうち電子は、ｎ型半導体領域１２ｎに集まる。図２に示すように、本実施形態において、ｎ型半導体領域１２ｎは、配列方向に沿って形成されている。また、ｎ型半導体領域１２ｎは、配列方向に直交する直交方向において略平行に並べられている。
ｐ型半導体領域１２ｐは、半導体基板１１の裏面にｐ型ドーパント（例えば、Ｓｉ基板に対するボロン、アルミニウムなど）を半導体基板１１よりも高濃度にドーピングすることによって形成される高濃度のｐ型拡散領域である。光生成キャリアのうち正孔は、ｐ型半導体領域１２ｐに集まる。図２に示すように、本実施形態において、ｐ型半導体領域１２ｐは、配列方向に沿って形成されている。また、ｐ型半導体領域１２ｐは、直交方向において略平行に並べられている。
なお、本実施形態において、ｎ型半導体領域１２ｎ及びｐ型半導体領域１２ｐそれぞれは、後述するように、レーザ照射によってドーパントを半導体基板１１内にドーピングすることによって形成されていることに留意すべきである。
複数本のｎ側細線電極１３ｎは、ｎ型半導体領域１２ｎからキャリアを収集する収集電極である。複数本のｎ側細線電極１３ｎは、ｎ型半導体領域１２ｎのうち櫛歯状に形成された部分に設けられる。従って、複数本のｎ側細線電極１３ｎそれぞれは、配列方向に沿って形成される。複数本のｎ側細線電極１３ｎそれぞれは、低抵抗の材料によって単層又は複層に構成することができる。複数本のｎ側細線電極１３ｎそれぞれは、例えば、ｎ型半導体領域１２ｎ上にＡｌや透明導電酸化物（ＴＣＯ）などによって形成されるコンタクト層と、コンタクト層上にＡｇやＣｕなどによって形成される低抵抗層とによって構成することができる。なお、メッキ法によって低抵抗層を形成する場合には、低抵抗層の内部に残る熱ストレスを小さくすることができるので、半導体基板１１に反りが発生することを抑制できる。
複数本のｐ側細線電極１３ｐは、ｐ型半導体領域１２ｐからキャリアを収集する収集電極である。複数本のｐ側細線電極１３ｐは、ｐ型半導体領域１２ｐのうち櫛歯状に形成された部分に設けられる。従って、複数本のｐ側細線電極１３ｐそれぞれは、配列方向に沿って形成される。複数本のｎ側細線電極１３ｎそれぞれは、上述のｎ側細線電極１３ｎと同様に形成することができる。
ｎ側接続用電極１４ｎは、配線材２０を接続するための電極である。ｎ側接続用電極１４ｎは、図２に示すように、ｎ型半導体領域１２ｎ上において直交方向に沿って形成される。ｎ側接続用電極１４ｎは、複数本のｎ側細線電極１３ｎに接続される。なお、ｎ側接続用電極１４ｎは、ｎ型半導体領域１２ｎからキャリアを収集する電極として機能してもよい。
ｐ側接続用電極１４ｐは、配線材２０を接続するための電極である。ｐ側接続用電極１４ｐは、図２に示すように、ｐ型半導体領域１２ｐ上において直交方向に沿って形成される。ｐ側接続用電極１４ｐは、複数本のｐ側細線電極１３ｐに接続される。なお、ｐ側接続用電極１４ｐは、ｐ型半導体領域１２ｐからキャリアを収集する電極として機能してもよい。
なお、図示しないが、ｎ側接続用電極１４ｎ及びｐ側接続用電極１４ｐは、上述のｎ側細線電極１３ｎと同様に形成することができる。
パッシベーション層１５は、図３に示すように、半導体基板１１の受光面略全域を覆っている。パッシベーション層１５は、キャリアの再結合を抑制するパッシベーション性を有する。パッシベーション層１５は、例えば、ドーパントを添加せず、或いは微量のドーパントを添加することによって形成される実質的に真正な非晶質半導体層である。
（半導体基板の劈開面について）
次に、第１実施形態に係る半導体基板１１の劈開面について、図２を参照しながら説明する。
本実施形態において、半導体基板１１は、２つの劈開面を有している。このような半導体基板１１は、２つの劈開面それぞれに平行な２つの方向（図２中、「第１劈開方向」及び「第２劈開方向」という。）に沿って割れ易い性質を有する。劈開方向は、劈開面の結晶方位に直交する方向である。
例えば、半導体基板１１が（１００）を裏面とする単結晶シリコン基板である場合、半導体基板１１は、互いに直交する２つの劈開面（（０１０）及び（００１））を有する。また、半導体基板１１が（００１）を裏面とするＧａＡｓ基板である場合、半導体基板１１は、互いに直交する２つの劈開面（（１１０）及び（１−１０））を有する。
ここで、上述の通り、ｎ型半導体領域１２ｎ及びｐ型半導体領域１２ｐそれぞれは、配列方向に沿って形成されている。図２に示すように、配列方向は、第１劈開方向及び第２劈開方向それぞれと交差する方向である。すなわち、配列方向は、半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向である。従って、ｎ型半導体領域１２ｎ及びｐ型半導体領域１２ｐそれぞれは、半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向に沿って形成されている。
（太陽電池ストリングの構成）
次に、第１実施形態に係る太陽電池ストリング１の構成について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る太陽電池ストリング１を裏面側から見た拡大平面図である。
図４に示すように、複数の太陽電池１０は、配線材２０によって互いに接続される。具体的には、配線材２０の一端部は、一の太陽電池１０のｎ側接続用電極１４ｎに電気的に接続されており、配線材２０の他端部は、他の太陽電池１０のｐ側接続用電極１４ｐに電気的に接続される。配線材２０は、半田や導電性樹脂接着材などの導電性接着材によってｎ側接続用電極１４ｎ及びｐ側接続用電極１４ｐに接続される。
（太陽電池の製造方法）
次に、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について、図５〜図９を参照しながら説明する。なお、各図（ａ）は、半導体基板１１を裏面側から見た平面図であり、各図（ｂ）は、各図（ａ）の直交方向に沿った拡大断面図である。
まず、半導体基板１１を酸性又はアルカリ性溶液によって洗浄した後に、エッチング法によって、半導体基板１１の受光面に微細なテクスチャ構造を形成する。
次に、図５に示すように、ｎ型ドーパントを含む拡散材をコーティング又はディッピングすることによって、半導体基板１１の裏面略全面にｎ型塗布層１６ｎを形成する。
次に、ｎ型塗布層１６ｎを所定温度（例えば、１００〜２００℃程度）で所定時間（例えば、２分程度）熱処理することによって、ｎ型塗布層１６ｎを固化する。
次に、ｎ型塗布層１６ｎにレーザ（例えば、ＹＡＧレーザの３倍高調波など）を照射することによって、図６に示すように、ｎ型半導体領域１２ｎを櫛歯状に形成する。この場合、レーザを半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向に沿って照射することに留意すべきである。従って、ｎ型半導体領域１２ｎは、半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向に沿って形成される。なお、レーザ光は、ガルバノミラーやＸＹステージなどを用いてスキャンさせることができる。
また、ｎ型塗布層１６ｎに直交方向に沿ってレーザを照射することによって、櫛歯状に形成されたｎ型半導体領域１２ｎどうしを繋げる。本実施形態では、直交方向は、配列方向と同様に、半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向である。
次に、ＨＦなどの溶液によってｎ型塗布層１６ｎを除去する。
次に、図７に示すように、ｐ型ドーパントを含む拡散材をコーティング又はディッピングすることによって、半導体基板１１の裏面略全面にｐ型塗布層１７ｐを形成する。
次に、ｐ型塗布層１７ｐを所定温度（例えば、１００〜２００℃程度）で所定時間（例えば、２分程度）熱処理することによって、ｐ型塗布層１７ｐを固化する。続いて、酸素雰囲気において、ｐ型塗布層１７ｐを所定温度（例えば、６００℃程度）でアッシング（カーボン除去）する。これによって、次工程におけるｐ型ドーパントの拡散を促進することができる。
次に、ｐ型塗布層１７ｐにレーザ（例えば、ＹＡＧレーザの３倍高調波など）を照射することによって、図８に示すように、ｐ型半導体領域１２ｐを櫛歯状に形成する。この場合、レーザを半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向に沿って照射することに留意すべきである。従って、ｐ型半導体領域１２ｐは、半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向に沿って形成される。なお、レーザ光は、ガルバノミラーやＸＹステージなどを用いてスキャンさせることができる。
また、ｐ型塗布層１７ｐに直交方向に沿ってレーザを照射することによって、櫛歯状に形成されたｐ型半導体領域１２ｐどうしを繋げる。
次に、ＨＦなどの溶液によってｐ型塗布層１７ｐを除去する。
次に、図９に示すように、半導体基板１１の受光面上に、パッシベーション層１５を形成する。
次に、ｎ型半導体領域１２ｎ上及びｐ型半導体領域１２ｐ上にコンタクト層（例えば、ＩＴＯ層）と低抵抗層（例えば、スパッタ法によるＡｇ層）とを順次形成する。これによって、ｎ側電極（複数本のｎ側細線電極１３ｎ及びｎ側接続用電極１４ｎ）とｐ側電極（複数本のｐ側細線電極１３ｐ及びｐ側接続用電極１４ｐ）とが形成され、太陽電池１０が完成する。
次に、複数の太陽電池１０を配列方向に沿って配列し、複数の太陽電池１０を配線材２０によって互いに接続する。具体的には、配線材２０の一端部を一の太陽電池１０のｎ側接続用電極１４ｎに接続するとともに、配線材２０の他端部を他の太陽電池１０のｐ側接続用電極１４ｐに接続する。これによって、太陽電池ストリング１が完成する。
次に、受光面側保護材２上に、封止材４、太陽電池ストリング１、封止材４、裏面側保護材３を順次配置する。
次に、ラミネート工程を行うことによって一体化させる。
（作用及び効果）
第１実施形態に係る太陽電池１０において、ｎ型半導体領域１２ｎは、レーザの照射によってｎ型ドーパントを半導体基板１１内にドーピングすることによって形成された領域である。ｎ型半導体領域１２ｎは、半導体基板１１の劈開面と交差する方向に沿って形成されている。
従って、レーザの照射に伴う温度変化によって、半導体基板１１の内部に劈開面に沿った歪が発生することを抑制することができる。そのため、ｎ型半導体領域１２ｎを形成する際に、劈開面に沿ったクラックが半導体基板１１に発生することを抑制することができる。
同様に、ｐ型半導体領域１２ｐは、レーザの照射によってｐ型ドーパントを半導体基板１１内にドーピングすることによって形成された領域である。ｐ型半導体領域１２ｐは、半導体基板１１の劈開面と交差する方向に沿って形成されている。
従って、レーザの照射に伴う温度変化によって、半導体基板１１の内部に劈開面に沿った歪が発生することを抑制することができる。そのため、ｐ型半導体領域１２ｐを形成する際に、劈開面に沿ったクラックが半導体基板１１に発生することを抑制することができる。
以上の結果、太陽電池１０の特性低下を抑制するとともに、太陽電池１０の製造歩留まりを向上することができる。
［第２実施形態］
以下において、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、第２実施形態において、ｐ型半導体領域１２ｐは、レーザ照射以外の手法によって形成される。また、半導体基板１１は、ｎ型を有している。すなわち、本実施形態では、半導体基板１１とは逆の導電型の半導体領域が、レーザ照射以外の手法、例えばＣＶＤ法によって形成される。以下において、ｐ型非晶質半導体領域を形成する手法の一例として「ＣＶＤ法」を用いる場合について説明する。
（太陽電池の構成）
以下において、第２実施形態に係る太陽電池の構成について、図面を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態に係る太陽電池１０を裏面側から見た平面図である。図１１は、図１０のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。
図１０及び図１１に示すように、太陽電池１０は、ｐ型非晶質半導体領域１８ｐとｉ型非晶質半導体領域１８ｉとを備える。
ｐ型非晶質半導体領域１８ｐは、ＣＶＤ法によって半導体基板１１の裏面上に積層された領域である。図１０に示すように、ｐ型非晶質半導体領域１８ｐは、配列方向に沿って形成されている。また、ｐ型非晶質半導体領域１８ｐは、直交方向において略平行に並べられている。ｐ型非晶質半導体領域１８ｐ上には、複数本のｐ側細線電極１３ｐ及びｐ側接続用電極１４ｐが形成される。
ｉ型非晶質半導体領域１８ｉは、半導体基板１１とｐ型非晶質半導体領域１８ｐとの間に介挿されている。ｉ型非晶質半導体領域１８ｉの厚みは、例えば、５ｎｍ程度である。このように、半導体基板１１とｐ型非晶質半導体領域１８ｐとの間にｉ型非晶質半導体領域１８ｉが介挿された構造、いわゆるＨＩＴ構造によれば、ｐｎ接合特性を向上することができる。 太陽電池１０が備える他の構成は上記第１実施形態と同様である。
（太陽電池の製造方法）
次に、第２実施形態に係る太陽電池の製造方法について、図１２〜図１４を参照しながら説明する。なお、各図（ａ）は、半導体基板１１を裏面側から見た平面図であり、各図（ｂ）は、各図（ａ）の直交方向に沿った拡大断面図である。
まず、半導体基板１１を酸性又はアルカリ性溶液によって洗浄した後に、エッチング法によって、半導体基板１１の受光面に微細なテクスチャ構造を形成する。
次に、半導体基板１１の受光面上に、パッシベーション層１５を形成する。
次に、図１２に示すように、半導体基板１１の裏面の略全面に、ＣＶＤ法を用いて、ｉ型非晶質半導体領域１８ｉとｐ型非晶質半導体領域１８ｐとを順次形成する。
次に、図１３に示すように、ｎ型ドーパントを含む拡散材をコーティング又はディッピングすることによって、半導体基板１１の裏面略全面にｎ型塗布層１６ｎを形成する。
次に、ｎ型塗布層１６ｎを所定温度（ｉ型及びｐ型の非晶質半導体層１８ｉ,１８ｐを変質させない温度、例えば、１００〜２００℃程度）で所定時間（例えば、２分程度）熱処理することによって、ｎ型塗布層１６ｎを固化する。
次に、ｎ型塗布層１６ｎにレーザ（例えば、ＹＡＧレーザの３倍高調波など）を照射することによって、図１４に示すように、ｎ型半導体領域１２ｎを櫛歯状に形成する。この場合、レーザを半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向に沿って照射することに留意すべきである。従って、ｎ型半導体領域１２ｎは、半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向に沿って形成される。なお、レーザ光は、ガルバノミラーやＸＹステージなどを用いてスキャンさせることができる。また、レーザの出力、デフォーカス量、パルス幅、デューティー比などを調整することによって、ｉ型非晶質半導体領域１８ｉとｐ型非晶質半導体領域１８ｐとが昇華しないようにすることが好ましい。
また、ｎ型塗布層１６ｎに直交方向に沿ってレーザを照射することによって、櫛歯状に形成されたｎ型半導体領域１２ｎどうしを繋げる。本実施形態では、直交方向は、配列方向と同様に、半導体基板１１の２つの劈開面それぞれと交差する方向である。
次に、ＨＦなどの溶液によってｎ型塗布層１６ｎを除去する。
次に、ｎ型半導体領域１２ｎ上及びｐ型非晶質半導体領域１８ｐ上にコンタクト層（例えば、ＩＴＯ層）と低抵抗層（例えば、スパッタ法によるＡｇ層）とを順次形成する。これによって、ｎ側電極（複数本のｎ側細線電極１３ｎ及びｎ側接続用電極１４ｎ）とｐ側電極（複数本のｐ側細線電極１３ｐ及びｐ側接続用電極１４ｐ）とが形成され、太陽電池１０が完成する。
（作用及び効果）
第２実施形態に係る太陽電池１０において、ｎ型半導体領域１２ｎは、レーザの照射によってｎ型ドーパントを半導体基板１１内にドーピングすることによって形成された領域である。ｎ型半導体領域１２ｎは、半導体基板１１の劈開面と交差する方向に沿って形成されている。
従って、レーザの照射に伴う温度変化によって、半導体基板１１の内部に劈開面に沿った歪が発生することを抑制することができる。そのため、ｎ型半導体領域１２ｎを形成する際に、劈開面に沿ったクラックが半導体基板１１に発生することを抑制することができる。
また、第２実施形態に係る太陽電池１０において、ｐ型非晶質半導体領域１８ｐは、レーザ照射以外の手法、具体的にはＣＶＤ法によって形成されている。
従って、ｐ型ドーパントを含む拡散材をレーザ照射することによってｐ型非晶質半導体領域１８ｐを形成する場合に比べて、半導体基板１１への熱ダメージを低減することができる。また、半導体基板１１の内部に歪が発生することを抑制できるので、ｎ型半導体領域１２ｎを形成する際に微小なクラックが発生したとしても、このような微小なクラックに起因する半導体基板１１の割れなどを抑制することができる。
また、第２実施形態に係る太陽電池１０において、半導体基板１１の導電型と同じ導電型を有するｎ型半導体領域１２ｎは、レーザ照射によるドーピングによって形成されている。すなわち、多数キャリア（本実施形態では「電子」）を収集する半導体領域はレーザドーピング法によって形成されており、少数キャリア（本実施形態では「正孔」）を収集する半導体領域はＣＶＤ法によって形成されている。ここで、ＣＶＤ法によれば、レーザドーピング法に比べて、半導体領域形成時における半導体基板１１への熱ダメージを低減することができる。従って、少数キャリアを収集する半導体領域形成時における半導体基板１１への熱ダメージを低減できるので、少数キャリアの収集効率を向上することができる。
なお、図１５に示すように、ＬＢＩＣ（Laser Beam Induced Current）法によって、第２実施形態に係る太陽電池１０にレーザ光を照射した場合における電流出力分布を測定したところ、ｎ型半導体領域１２ｎ及びｐ型非晶質半導体領域１８ｐのそれぞれにおいて、十分な電流出力が得られることが確認された。また、第１実施形態に比べて、特にｐ型非晶質半導体領域１８ｐにおいて、十分な電流出力が得られることが確認された。
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上記実施形態において、ドーパントを含む拡散材は、半導体基板１１の裏面の略全面に塗布されることとしたが、これに限られるものではない、例えば、ドーパントを含む拡散材は、半導体領域が形成されるべき領域だけに塗布されてもよい。これによれば、太陽電池１０の製造工数を削減するとともに製造コストを低減することができる。
また、上記第２実施形態において、半導体領域を形成する手法の一例として、ＣＶＤ法を用いる場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、半導体領域は、熱拡散法によって形成されていてもよい。この場合、レーザドーピング法による半導体領域の形成に用いるドーパントの拡散係数は、熱拡散法による半導体領域の形成に用いるドーパントの拡散係数よりも大きいことが好ましい。これによれば、レーザ照射時間を短くすることができるので、半導体基板１１への熱ダメージをさらに低減することができる。
また、上記実施形態において、ｎ型半導体領域１２ｎ及びｐ型半導体領域１２ｐは、配列方向に沿って形成されることとしたが、これに限られるものではない。ｎ型半導体領域１２ｎ及びｐ型半導体領域１２ｐは、半導体基板１１の劈開面と交差する方向に沿って形成されていればよい。
また、上記実施形態において、太陽電池１０は、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１５を備えることとしたが、これに限られるものではない。太陽電池１０は、パッシベーション層１５の代わりに、半導体基板１１の受光面においてホールキャリアを跳ね返す電界障壁（ＦＳＦ：Ｆｒｏｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）として半導体基板１１と同じ導電型の半導体層を備えていてもよい。また、太陽電池１０は、パッシベーション層１５を備えていなくてもよい。
また、上記実施形態において、太陽電池１０は、ｎ型の半導体基板１１を備えることとしたが、太陽電池１０は、ｐ型の半導体基板１１を備えていてもよい。この場合、第２実施形態では、ｎ型の半導体領域がレーザ照射以外の手法、例えばＣＶＤ法によって形成される。また、半導体基板１１は受光面にテクスチャが形成されることとしたが、テクスチャは形成されていなくてもよい。
また、上記実施形態において、レーザドーピング法では、ＹＡＧレーザの３倍波を用いることとしたが、これに限られるものではない。例えば、ＹＡＧレーザの基本波（１０６４ｎｍ）や２倍波（５３２ｎｍ）、或いはＸｅＣｌエキシマレーザ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９８ｎｍ）などを用いてもよい。
また、上記実施形態において、各電極は、コンタクト層と低抵抗層とによって構成されることとしたが、これに限られるものではない。例えば、各電極は、Ａｇのスパッタリングや導電性ペーストの印刷・塗布によって形成することができる。なお、導電性ペーストの印刷・塗布には、スクリーン印刷法などの印刷法の他、インクジェット法やディスペンサ法などを用いることができる。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
１００…太陽電池モジュール
１…太陽電池ストリング
２…受光面側保護材
３…裏面側保護材
４…封止材
１０…太陽電池
１１…ｎ型半導体基板
１２ｎ…ｎ型半導体領域
１２ｐ…ｐ型半導体領域
１３ｎ…ｎ側細線電極
１３ｐ…ｐ側細線電極
１４ｎ…ｎ側接続用電極
１４ｐ…ｐ側接続用電極
１５…パッシベーション層
１６ｎ…ｎ型塗布層
１７ｐ…ｐ型塗布層
１８ｉ…ｉ型非晶質半導体領域
１８ｐ…ｐ型非晶質半導体領域
２０…配線材

Claims (5)

  1. 受光面と、前記受光面の反対側に設けられる裏面とを有する半導体基板と、
    前記裏面に形成され、一導電型を有する一導電型半導体領域と、
    前記裏面に形成され、前記一導電型と異なる他導電型を有する他導電型半導体領域と
    を備え、
    前記一導電型半導体領域は、レーザの照射によって第１ドーパントを半導体基板内にドーピングすることによって形成された領域であり、
    前記一導電型半導体領域は、前記半導体基板の劈開面と交差する方向に沿って形成されている
    ことを特徴とする太陽電池。
  2. 前記他導電型半導体領域は、ＣＶＤ法によって前記裏面上に形成された非晶質半導体層である
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
  3. 前記他導電型半導体領域は、熱拡散法によって第２ドーパントを前記半導体基板にドーピングすることによって前記半導体基板内部に形成された領域である
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
  4. 前記第１ドーパントの拡散係数は、前記第２ドーパントの拡散係数よりも大きい
    ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。
  5. 前記半導体基板は、前記一導電型を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池。
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