JP2018093200A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板の表面にシリコンを蒸着するシリコン蒸着ステップの工程時間を短縮させて、太陽電池の生産量を増加させることができる太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】２枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップと、２枚の半導体基板が互いに重なった状態で半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、互いに重なった２枚の半導体基板を分離する分離ステップと、エッチング防止膜形成ステップ以後、半導体基板の前面をテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する前面テクスチャリングステップとを含んでなる、太陽電池の製造方法により達成される。【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関する。

最近、石油や石炭のような従来のエネルギー資源の枯渇が予測されながら、これらを代える代替エネルギーに対する関心が高まり、これに伴い太陽エネルギーから電気エネルギーを生産する太陽電池が注目しつつある。

一般的な太陽電池は、ｐ型とｎ型のように、互いに異なる導電性タイプ（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）によりｐ-ｎ接合を形成する半導体部、そして互いに異なる導電性タイプの半導体部に各々接続した電極を具備する。

このような太陽電池に光が入射されると、半導体部で複数の電子-正孔対が生成され、生成された電子-正孔対は、電荷である電子と正孔にそれぞれ分離されて、電子はｎ型の半導体部側に移動し、正孔はｐ型の半導体部側に移動する。移動した電子と正孔は、各々ｎ型の半導体部とｐ型の半導体部に接続した互いに異なる電極により収集され、この電極を電線で接続することによって電力を得る。

このような太陽電池は、複数の太陽電池がインターコネクターにより互いに接続されて、モジュールとして形成されることができる。

一方、従来の太陽電池のうち、半導体基板の一面に非晶質シリコンまたは多結晶シリコンを蒸着して形成される太陽電池の場合、シリコンを半導体基板の一面に蒸着する時間が相対的に長いから、太陽電池の生産量の増加に障害物になった。

一例として、以下の特許文献１（米国特許第５７８６０２７号）及び特許文献２（米国特許第８２４２３５４号）の場合、半導体基板の表面にポリシリコンを蒸着させて、導電型領域を形成する技術が公開された。

しかしながら、このような従来の技術は、半導体基板の表面にシリコンを蒸着するとき、半導体基板の各々に対して表面全体をシリコン蒸着することで、シリコンを蒸着するステップが半導体基板の各々に対して個別的に行われて、太陽電池の工程時間を短縮するのに限界があった。

米国特許第５７８６０２７号 米国特許第８２４２３５４号

本発明は、半導体基板の表面にシリコンを蒸着するシリコン蒸着ステップの工程時間を短縮させて、太陽電池の生産量を増加させることができる太陽電池の製造方法を提供するのにその目的がある。

本発明の一例による太陽電池の製造方法は、２枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重なりステップと、２枚の半導体基板が互いに重なった状態で前面の反対面である後面に同時に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、２枚の半導体基板が互いに重なった状態で半導体基板の後面に形成された保護膜上に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、互いに重なった２枚の半導体基板を分離する分離ステップと、エッチング防止膜形成ステップ以後、半導体基板の前面をテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する前面テクスチャリングステップとを含む。

ここで、重なりステップにおいて、２枚の半導体基板は、前面が互いに接するように一つのスロットに重なった状態で前記保護膜及び前記半導体層を蒸着させる蒸着装置内に進むことができる。

なお、保護膜形成ステップ及び半導体層の蒸着ステップは、低圧化学気相蒸着装置（ＬＰＣＶＤ）により行われることができる。

また、前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物の含まれた非晶質シリコン層または不純物の含まれたポリシリコン層のうち、少なくとも一つでありうる。

なお、半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層の厚さは、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲でありうる。

また、半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される半導体層は、半導体基板の後面と共に２枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着されることができる。

また、分離ステップにおいて、一つのスロットに重なって配置された２枚の半導体基板は、各々バラで分離されることができる。

また、前面テクスチャリングステップにおいて、半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）またはウェットエッチング法のうち、いずれか一つの方法によりテクスチャリングされることができる。

このような前面テクスチャリングステップにより半導体基板の前面にエッジ領域に形成された半導体層が除去されることができる。

このとき、前面テクスチャリングステップにおいて、半導体基板の前面がエッチングされる深さは、１００ｎｍ〜５μｍの範囲でありうる。

一例として、半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される半導体層は、真性非晶質半導体層または真性ポリ半導体層のうち、少なくとも一つでありうる。

なお、太陽電池の製造方法は、分離ステップと前面テクスチャリングステップとの間に、半導体基板の後面領域に位置する半導体層のうち、一部領域を熱処理して、不純物を含有する第１導電型領域を形成する第１熱処理ステップと、前面テクスチャリングステップ以後、半導体基板の前面全体領域と半導体基板の後面に形成された半導体層のうち、一部領域を除いた残りの領域に第１導電型領域に含まれた不純物と反対である不純物を含有する第２導電型領域を熱処理して形成する第２熱処理ステップと、半導体基板の後面に形成された第１導電型領域に第１電極を形成し、第２導電型領域に第２電極を形成する電極形成ステップとをさらに含むことができる。

また、第２熱処理ステップ以後、半導体基板の前面及び後面にパッシべーション層を形成するパッシべーション層形成ステップをより含むことができる。

このような第１熱処理ステップにおいて、半導体層の一部領域をレーザで熱処理して、半導体層の一部領域を第１導電型領域として形成できる。

また、半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される半導体層は、不純物の含まれた非晶質半導体層または不純物の含まれたポリ半導体層のうち、少なくとも一つで形成されて、半導体層の蒸着ステップにより半導体基板の後面には第２導電型領域が形成されることができる。

このような場合、太陽電池の製造方法は、前面テクスチャリングステップ以後、半導体基板の前面に半導体層に含まれた不純物と反対である不純物を拡散して、第１導電型領域を形成する熱処理ステップと、半導体基板の前面に形成された第１導電型領域に第１電極を形成し、半導体基板の後面に形成された第２導電型領域に第２電極を形成する電極形成ステップとをさらに含むことができる。

〔本発明の一態様〕
本発明の一態様は以下の通りである。
〔１〕 太陽電池の製造方法であって、
２枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップ（重なりステップ）と、
前記２枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、
前記互いに重なった２枚の半導体基板を分離する分離ステップと、
前記エッチング防止膜形成ステップ以後、前記半導体基板の前面をテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する前面テクスチャリングステップとを含んでなる、太陽電池の製造方法。
〔２〕 前記重ねステップと前記半導体層の蒸着ステップとの間において、前記２枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記前面の反対面である後面に同時に保護膜を形成する保護膜形成ステップをさらに含んでなり、
前記半導体層の蒸着ステップにおいて、前記半導体層は、前記互いに重なった２枚の半導体基板の後面に形成された前記保護膜上に同時に蒸着させるものである、〔１〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔３〕 前記重ねステップにおいて、前記２枚の半導体基板は、前面が互いに接するように一つのスロットに重なった状態で前記保護膜及び前記半導体層を蒸着させる蒸着装置内に進んでなるものであり、
前記半導体層の蒸着ステップは、低圧化学気相蒸着装置（ＬＰＣＶＤ）により行われる、〔１〕又は〔２〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔４〕 前記分離ステップにおいて、前記一つのスロットに重なって配置された前記２枚の半導体基板は、各々それぞれに分離される、〔３〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔５〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物を含有した晶質シリコン層及び不純物を含有したポリシリコン層からなる群から選択される一又は二以上の層である、〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔６〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層の厚さは、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲である、〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔７〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、前記半導体基板の後面と共に前記２枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着される、〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔８〕 前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）又はウェットエッチング法のうち、いずれか一つの方法によりテクスチャリングされ、
前記前面テクスチャリングステップにより、前記半導体基板の前面にエッジ領域に形成された前記半導体層が除去され、
前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面がエッチングされる深さは、１００ｎｍ〜５μｍの範囲である、〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔９〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、不純物を含有した第１導電型領域又は前記第１導電型領域の不純物と異なる不純物を含有した第２導電型領域として形成されてなる、〔１〕〜〔８〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１０〕 前記分離ステップと前記前面テクスチャリングステップとの間において、前記半導体基板の後面領域に位置する前記半導体層のうち一部領域を熱処理して、前記第１導電型領域を形成する第１熱処理ステップと、
前記前面テクスチャリングステップ以後、前記半導体基板の前面全体領域と前記半導体基板の後面に形成された前記半導体層のうち、前記一部領域を除いた残部領域に前記第２導電型領域を熱処理して形成する第２熱処理ステップと、
前記半導体基板の後面に形成された第１導電型領域に第１電極を形成し、前記第２導電型領域に第２電極を形成する電極形成ステップとをさらに含んでなる、〔１〕〜〔９〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１１〕 前記第１熱処理ステップにおいて、前記半導体層の一部領域を熱処理して、前記半導体層の一部領域を前記第１導電型領域として形成する、〔１０〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔１２〕 前記前面テクスチャリングステップ以後、前記半導体基板の前面に前記半導体層に前記第１導電型領域を形成する熱処理ステップと、
前記半導体基板の前面に形成された前記第１導電型領域に第１電極を形成し、前記半導体基板の後面に形成された前記第２導電型領域に第２電極を形成する電極形成ステップとをさらに含んでなるものであり、
前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、不純物を含有した非晶質シリコン層及び／又は不純物を含有したポリシリコン層として形成され、第２導電型領域として形成されてなり、
前記半導体基板の前面には、前記第２導電型領域に含有した不純物と異なる不純物を含有した第１導電型領域が形成されてなるものである、〔１〕〜〔９〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１３〕 太陽電池の製造方法であって、
２枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップと、
前記２枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、
前記互いに重なった２枚の半導体基板を分離する分離ステップと、
前記エッチング防止膜形成ステップ以後、前記半導体基板の前面をテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する前面テクスチャリングステップと、
前記前面テクスチャリングステップ以後、熱処理して前記半導体基板の表面に第１導電性不純物が含まれた第１導電型領域と前記第１導電性不純物と異なる第２導電性不純物が含まれた第２導電型領域を形成する熱処理ステップと、
前記第１導電型領域に接続する第１電極を形成し、前記第２導電型領域に接続する第２電極を形成する電極形成ステップとを含んでなる、太陽電池の製造方法。
〔１４〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物を含有した非晶質シリコン層、及び不純物を含有したポリシリコン層からなる群から選択される一又は二以上の層であり、
前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、前記半導体基板の後面と共に前記２枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着される、〔１３〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔１５〕 前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）又はウェットエッチング法の何れか一つの方法によりテクスチャリングされ、
前記前面テクスチャリングステップにより、前記半導体基板の前面にエッジ領域に形成された前記半導体層が除去され、
前記分離ステップにおいて、互いに重なって配置された前記２枚の半導体基板は、それぞれバラで分離されてなる、〔１３〕又は〔１４〕に記載の太陽電池の製造方法。

本発明の一例による太陽電池の製造方法は、２枚の半導体基板の前面を互いに重なった状態で反対面である後面に同時に半導体層を蒸着させることによって、太陽電池の量産性を従来と比較して２倍にさらに確保することができる。

なお、２枚の半導体基板の後面に半導体層を蒸着した以後、各半導体基板の前面をテクスチャリング処理して、太陽電池の効率を適正に維持できる。

図１は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を説明するための図である。 図２は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を説明するための図である。 図３は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を説明するための図である。 図４は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図５は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図６は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図７は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図８Ａは、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図８Ｂは、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図９は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１０は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１１は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１２は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１３は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１４は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１５は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１６は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１７は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図１８は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の他の一例を説明するための図である。 図１９は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の他の一例を説明するための図である。 図２０は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図２１は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図２２は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図２３は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図２４は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図２５は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図２６は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。

以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施の形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は、色々な相異なる形態により具現化されることができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして、図面において本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって類似の部分に対しては、類似の図面符号を付している。

図面において複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あるとするとき、これは他の部分「真上に」ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。これと反対に、ある部分が他の部分の「真上に」あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。また、ある部分が他の部分上に「全体的」に形成されているとするときには、他の部分の全体面に形成されていることだけでなく、エッジの一部には形成されないことを意味する。

以下、前面とは、直射光が入射される半導体基板の一面でありえ、後面とは、直射光が入射されないか、または直射光でない反射光が入射されうる半導体基板の反対面でありうる。

なお、以下、セルストリングとは、複数の太陽電池が互いに直列接続した構造または形態を意味する。

また、ある構成部分の厚さまたは幅が異なる構成部分の厚さまたは幅と同一であるという意味は、工程誤差を含んで、１０％の範囲内で同一であることを意味する。

図１ないし図３は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を説明するための図であって、図１は、太陽電池の一例を示す一部斜視図であり、図２は、図１に示す太陽電池の第１方向ｘ断面を示す図であり、図３は、半導体基板１１０の後面に形成された第１、２電極のパターンを示す図である。

図１及び図２に示すように、本発明による太陽電池の一例は、反射防止膜１３０、半導体基板１１０、保護膜１８０、第１導電型領域１２１、第２導電型領域１７２、真性半導体部１５０、パッシべーション層１９０、複数の第１電極１４１及び複数の第２電極１４２を具備できる。

ここで、反射防止膜１３０及びパッシベーション層１９０は省略されうるが、備えられた場合、太陽電池の効率がさらに向上するので、以下では、備えられた場合を一例として説明する。

半導体基板１１０は、第１導電性タイプまたは第２導電性タイプの不純物がドーピングされる単結晶シリコン、多結晶シリコンのうち、少なくともいずれか一つで形成されることができる。一例として、半導体基板１１０は、単結晶シリコンウエハで形成されることができる。

ここで、半導体基板１１０に含まれた第１導電性タイプの不純物または第２導電性タイプの不純物は、ｎ型またはｐ型導電性タイプのうち、いずれか一つでありうる。

半導体基板１１０がｐ型の導電性タイプを有する場合、ホウ素（Ｂ）、ガリウム、インジウムなどのような３価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）される。しかしながら、半導体基板１１０がｎ型の導電性タイプを有する場合、燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのように５価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピングされることができる。

以下、このような半導体基板１１０に含まれた不純物が第２導電性タイプの不純物で、ｎ型である場合を一例として説明する。しかし、必ずこれに限定されるものではない。

これによって、半導体基板１１０の前面から反射される光の量が減少して、半導体基板１１０の内部に入射される光の量が増加できる。

反射防止膜１３０は、外部から半導体基板１１０の前面に入射される光の反射を最小化するために、半導体基板１１０の前面上に位置し、アルミニウム酸化膜（ＡｌＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）及びシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）のうち、少なくとも一つで形成されることができる。

保護膜１８０は、半導体基板１１０の後面全体に直接接触して配置され、誘電体材質を含むことができる。したがって、保護膜１８０は、図１及び図２に示すように、半導体基板１１０から生成されるキャリヤを通過させることができる。

このような保護膜１８０は、半導体基板１１０から生成されたキャリヤを通過させ、半導体基板１１０の後面に対するパッシベーション機能を行うことができる。

なお、保護膜１８０は、ＳｉＯＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＣｘまたはＳｉＯｘ材質で形成されることができ、０．５ｎｍ〜５ｎｍの範囲の厚さを有することができる。

第１導電型領域１２１は、図１及び図２に示すように、半導体基板１１０の後面に配置されるものの、一例として、保護膜１８０の後面の一部に直接接触して配置されることができる。

なお、このような第１導電型領域１２１は、半導体基板１１０の後面に第２方向ｙに長く配置され、第２導電性タイプと反対である第１導電性タイプを有する多結晶シリコン材質で形成されることができる。

ここで、第１導電型領域１２１は、第１導電性タイプの不純物がドーピングされることができ、半導体基板１１０に含まれた不純物が第２導電性タイプの不純物である場合、第１導電型領域１２１は、保護膜１８０を間に置いて半導体基板１１０とｐ-ｎ接合を形成できる。

各第１導電型領域１２１は、半導体基板１１０とｐ-ｎ接合を形成するので、第１導電型領域１２１は、ｐ型の導電性タイプを有することができ、複数の第１導電型領域１２１がｐ型の導電性タイプを有する場合、第１導電型領域１２１には、３価元素の不純物がドーピングされることができる。

第２導電型領域１７１、１７２は、第２導電性タイプの不純物が半導体基板１１０より高濃度でドーピングされる領域であって、半導体基板１１０の前面及び半導体基板１１０の後面に位置できる。

ここで、半導体基板１１０の後面に位置した第２導電型領域１７２は、半導体基板１１０の後面に第１導電型領域１２１に並んでいる第２方向ｙに長く伸びて配置され、一例として保護膜１８０の後面のうち、前述の第１導電型領域１２１の各々と離隔された一部領域に直接接触して形成されることができ、多結晶シリコン材質で形成されることができる。

なお、半導体基板１１０の前面に位置した第２導電型領域１７１は、半導体基板１１０の前面の全体領域に位置でき、半導体基板１１０の前面に不純物がドーピングされて形成されるので、半導体基板１１０と同じ材質のシリコンで形成されることができる。

一例として、半導体基板１１０が単結晶シリコン材質で形成される場合、半導体基板１１０の前面に位置した第２導電型領域１７１は、単結晶シリコン材質で形成されることができ、半導体基板１１０が多結晶シリコン材質で形成される場合、半導体基板１１０の前面に位置した第２導電型領域１７１も多結晶シリコン材質で形成されることができる。

このような第２導電型領域１７１、１７２は、第２導電性タイプの不純物が半導体基板１１０より高濃度でドーピングされるシリコン材質で形成されることができる。したがって、例えば、半導体基板１１０が第２導電性タイプの不純物であるｎ型タイプの不純物でドーピングされる場合、第２導電型領域１７１、１７２は、ｎ＋の不純物領域でありうる。

このような第２導電型領域１７２は、半導体基板１１０と第２導電型領域１７２との不純物濃度差による電位障壁により電子の移動方向である第２導電型領域１７２方向への正孔移動を妨害する反面、第２導電型領域１７２方向へのキャリヤ（例、電子）移動を容易にすることができる。

よって、第２導電型領域１７１、１７２及びその付近または第１、２電極２００で電子と正孔の再結合で損失される電荷の量を減少させ、電子移動を加速化させて第２導電型領域１７２への電子移動量を増加させることができる。

いままでの図１ないし図２では、半導体基板１１０が第２導電性タイプの不純物である場合を一例として説明しながら、第１導電型領域１２１がエミッター部として機能し、半導体基板１１０の前面に位置した第２導電型領域１７１は、前面電界部として機能し、半導体基板１１０の後面に位置した第２導電型領域１７２は、後面電界部として機能する場合を一例として説明した。

しかしながら、これとは異なり、半導体基板１１０が第１導電性タイプの不純物を含有する場合、第１導電型領域１２１が後面電界部として機能し、第２導電型領域１７１、１７２がエミッタ部として機能することができる。

なお、ここの図１及び図２では、第１導電型領域１２１と第２導電型領域１７２が保護膜１８０の後面に多結晶シリコン材質で形成された場合を一例として説明した。

真性半導体部１５０は、図１ないし図２に示すように、第１導電型領域１２１と第２導電型領域１７２との間に露出した保護膜１８０の後面に形成されることができ、このような真性半導体部１５０は、第１導電型領域１２１及び第２導電型領域１７２と異なり、第１導電性タイプの不純物または第２導電性タイプの不純物がドーピングされない真性多結晶半導体層で形成されることができる。

なお、図１及び図２に示すように、真性半導体部１５０の両側面の各々は、第１導電型領域１２１の側面及び第２導電型領域１７２の側面に直接接触される構造を有することができる。

パッシべーション層１９０は、第１導電型領域１２１、第２導電型領域１７２及び真性半導体部１５０に形成される多結晶シリコン材質の層の後面に形成されたダングリングボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇ ｂｏｎｄ）による欠陥を除去して、半導体基板１１０から生成されたキャリヤがダングリングボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇ ｂｏｎｄ）により再結合されて消滅するのを防止する役割をすることができる。

複数の第１電極１４１は、図３に示すように、第１導電型領域１２１に接続し、第２方向ｙに長く伸びて形成されることができる。このような、第１電極１４１は、第１導電型領域１２１側に移動したキャリヤ、例えば正孔を収集できる。

複数の第２電極１４２は、第２導電型領域１７２に接続し、第１電極１４１と並列して第２方向ｙに長く伸びて形成されることができる。このような、第２電極１４２は、第２導電型領域１７２側に移動したキャリヤ、例えば、電子を収集できる。

このような第１電極１４１と第２電極１４２は、第２方向ｙに長く形成され、第１方向ｘに離隔されることができる。なお、図３に示すように、第１電極１４１と第２電極１４２は、第１方向ｘに交番して配置されることができる。

このような構造で製造された本発明による太陽電池において第１電極１４１を介して収集された正孔と第２電極１４２を介して収集された電子は、外部の回路装置を介して外部装置の電力として利用されることができる。

本発明による太陽電池モジュールに適用された太陽電池は、必ず図１及び図３に示す後面接合太陽電池だけに限定せず、太陽電池に備えられる第１、２電極２００が半導体基板１１０の後面にだけ形成される点を除いて、他の構成要素はいくらでも変更が可能である。

例えば、本発明の太陽電池モジュールには、第１電極１４１の一部及び第１導電型領域１２１が半導体基板１１０の前面に位置し、第１電極１４１の一部が半導体基板１１０に形成されたホールを介して半導体基板１１０の後面に形成された第１電極１４１の残りの一部と接続するＭＷＴタイプの太陽電池も適用が可能である。

一方、このような太陽電池を製造する本発明の一例による太陽電池の製造方法は、以下のとおりである。

図４ないし図１７は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。

ここで、図４は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するためのフローチャートで、図５ないし図１７は、図４に記載された各ステップを説明するための図である。

図４のように、本発明の一例による太陽電池の製造方法は、少なくとも重ねステップ（Ｓ２）、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）、分離ステップ（Ｓ５）及び前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）を含み、これに加えて、ソーダメージ（ｓａｗ ｄａｍａｇｅ）エッチングステップ（Ｓ１）、保護膜形成ステップ（Ｓ３）、第１熱処理ステップ（Ｓ６）、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）、エッチング防止膜パターニングステップ（Ｓ９）、第２熱処理ステップ（Ｓ１０）、エッチング防止膜除去ステップ（Ｓ１１）、パッシべーション層形成ステップ（Ｓ１２）及び電極形成ステップ（Ｓ１３）をさらに含むことができる。

ここで、ソーダメージエッチングステップ（Ｓ１）、保護膜形成ステップ（Ｓ３）、第１熱処理ステップ（Ｓ６）、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）、エッチング防止膜パターニングステップ（Ｓ９）、第２熱処理ステップ（Ｓ１０）、エッチング防止膜除去ステップ（Ｓ１１）、パッシべーション層形成ステップ（Ｓ１２）は、太陽電池の電極構造または熱処理方法によって異なって変形しするか、または省略されることができる。

以下、図１ないし図３に示す後面コンタクト太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法の一例として、ソーダメージエッチングステップ（Ｓ１）、保護膜形成ステップ（Ｓ３）、第１熱処理ステップ（Ｓ６）、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）、エッチング防止膜パターニングステップ（Ｓ９）、第２熱処理ステップ（Ｓ１０）、エッチング防止膜除去ステップ（Ｓ１１）、パッシべーション層形成ステップ（Ｓ１２）及び電極形成ステップ（Ｓ１３）が含まれた場合を一例として説明する。

ソーダメージエッチングステップ（Ｓ１）では、インゴットをカットしたシリコンウエハの表面に生成された欠陥を除去するために、化学的な方法で半導体基板１１０の各々の表面をエッチングできる。

このとき、エッチング溶液として水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液などを使用して、基板１０の表面を全体的に一定深さだけエッチングした後、ＤＩＷ（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ）などを使用して洗浄できる。

このように、ソーダメージエッチングステップ（Ｓ１）が完了した後、重ねステップ（Ｓ２）が行われることができる。

重ねステップ（Ｓ２）では、２枚の半導体基板１１０の前面を互いに重ねることができる。さらに詳細に、図５に示すように、重ねステップ（Ｓ２）では、２枚の半導体基板１１０は、前面が互いに接するように一つのスロット５１０に配置されることができる。

このように、重ねステップ（Ｓ２）において、２枚の半導体基板１１０の前面が互いに接するように一つのスロット５１０に配置された状態で、保護膜１８０及び半導体層１５０を蒸着させる蒸着装置５００内に進入できる。

ここで、一つのスロット５１０に配置された２枚の半導体基板１１０がスロット５１０の垂直な面となす角度は１゜より大きく５゜より小さくありうる。

このように、一つのスロット５１０に２枚の半導体基板１１０が互いに接するように重なった状態で保護膜形成ステップ（Ｓ３）と半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）が行われることができる。

ここで、保護膜形成ステップ（Ｓ３）は一例として、互いに重なった２枚の半導体基板１１０を炉内にローディングした状態で、５００℃〜６００℃の範囲内で熱処理しながら炉内の酸素と反応して、互いに重なった２枚の半導体基板１１０の表面に保護膜１８０を形成する熱酸化（ｔｈｅｒｍａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）工程を利用するか、または酸素成分が含まれた水溶液に互いに重なった２枚の半導体基板１１０を浸水させて、互いに重なった２枚の半導体基板１１０の表面に保護膜１８０を形成するウェット（ｗｅｔ）工程を利用して行われることができる。

なお、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）は、低圧化学気相蒸着装置（ＬＰＣＶＤ）５００により行われることができる。

保護膜形成ステップ（Ｓ３）では、２枚の半導体基板１１０が互いに重なった状態で前面の反対面である後面全体に保護膜１８０が図６に示すように蒸着されることができる。

ここで、蒸着される保護膜１８０の材質は、ＳｉＯＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＣｘまたはＳｉＯｘのうち、いずれか一つでありうる。

このとき、図６に示すように、保護膜１８０は、２枚の半導体基板１１０のそれぞれの後面全体に同時に蒸着されることができ、各半導体基板１１０の後面だけでなく側面まで蒸着されることができる。

なお、保護膜形成ステップ（Ｓ３）において、蒸着される保護膜１８０は、半導体基板１１０の後面と共に２枚の半導体基板１１０が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着されることができる。

これは、一つのスロット５１０に２枚の半導体基板１１０を重なって配置しても、保護膜形成ステップ（Ｓ３）と半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）のうち、２枚の半導体基板１１０の間に微細な隙間が形成されることができ、これによって、各半導体基板１１０の前面エッジ領域に一部保護膜１８０が形成されることができる。

このような微細な隙間は、半導体基板１１０に保護膜１８０が形成されるとき、５００℃〜６００℃程度の熱処理も共に行われながら、半導体基板１１０の後面全体面に保護膜１８０が主に形成されることができる。

このとき、互いに重なった２枚の半導体基板１１０のそれぞれは、熱膨張ストレスを受けるようになって、図６に示すように、保護膜１８０が主に形成される半導体基板１１０の後面方向に、半導体基板１１０のエッジが浮き上がりながら、互いに重なった２枚の半導体基板のエッジに微細な隙間が形成されることができる。

このとき、互いに重なった２枚の半導体基板１１０の表面に保護膜１８０は０．５ｎｍ〜５ｎｍの範囲の厚さに蒸着されることができる。

以上、本発明において保護膜形成ステップ（Ｓ３）が備えられた場合を一例として説明したが、このような保護膜形成ステップ（Ｓ３）は省略されても良い。このような場合、図１及び図２に示す太陽電池において保護膜１８０が省略され、第１導電型領域１２１、第２導電型領域１７２、真性半導体部１５０が半導体基板１１０の後面上に直接接触して形成されることができる。

以後、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）において、図７に示すように、２枚の半導体基板１１０が互いに重なった状態で半導体基板１１０の後面に形成された保護膜１８０上に全体的に半導体層１５０を蒸着できる。

よって、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）では、各半導体基板１１０の後面上に同時に半導体層１５０が蒸着されることができ、合わせて、半導体層１５０は、各半導体基板１１０の後面だけでなく、各半導体基板１１０の側面及び各半導体基板１１０の前面エッジ領域まで一部が蒸着されることができる。

このような半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）において、蒸着される半導体層１５０は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物の含まれた非晶質シリコン層または不純物の含まれたポリシリコン層のうち、少なくとも一つでありうる。

一例として、図１ないし図３に示すように、後面接合太陽電池を製造しようとする場合、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）において、蒸着される半導体層１５０は、真性非晶質シリコン層または真性ポリシリコン層のうち、少なくとも一つでありうる。

なお、一例として半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）において、蒸着される半導体層１５０が非晶質シリコン層１５０である場合、非晶質シリコン層１５０は、以後の第１熱処理ステップ（Ｓ６）または第２熱処理ステップ（Ｓ１０）において、再結晶化されることができる。

このような半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）において、蒸着される半導体層１５０の厚さは、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲でありうる。

半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）以後、互いに重なった２枚の半導体基板１１０を分離する分離ステップ（Ｓ５）が行われることができる。すなわち、分離ステップ（Ｓ５）において、一つのスロット５１０に重なって配置された２枚の半導体基板１１０は、別のエッチング液または装置（器具）を使用せずに各々バラで簡単に分離する分離ステップ（Ｓ５）が行われることができる。

このような分離ステップ（Ｓ５）は、真空吸込装置（図示せず）を利用して簡単に互いに重なった２枚の半導体基板を各々バラで簡単に分離できる。

さらに詳細に、分離ステップ（Ｓ５）では、真空吸込装置が分離互いに重なった２枚の半導体基板１１０のうちのいずれか一つの半導体基板１１０を吸込しながら、２枚の半導体基板１１０が互いに重なった方向と垂直な方向（基板の厚さ方向）に一つの半導体基板１１０を持ち上げて、互いに重なった２枚の半導体基板１１０を各々バラではがすことができる。

このように、分離ステップ（Ｓ５）において、互いに重なった２枚の半導体基板１１０がバラで分離された以後、第１熱処理ステップ（Ｓ６）が行われることができる。

このような第１熱処理ステップ（Ｓ６）では、半導体基板１１０の後面領域に位置する半導体層１５０のうち、一部領域Ｓ１を熱処理して、不純物を含有する第１導電型領域１２１を形成できる。

さらに詳細に、第１熱処理ステップ（Ｓ６）では、第１導電型領域１２１を形成するために、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第１導電性タイプの不純物を含むドーパント層ＤＰＬを半導体層１５０の一部領域Ｓ１にパターニングして形成できる。

ここで、ドーパント層ＤＰＬを半導体層１５０の一部領域Ｓ１にパターニングする方法には、リソグラフィ法（ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、印刷法などが利用されることができる。

ここで、ドーパント層ＤＰＬは、ｐ型不純物を含有するＢＳＧ（ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）またはｎ型不純物を含有するＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓｅｓ）でありうる。

ここで、各々のドーパント層ＤＰＬは、図８Ｂに示すように、半導体層１５０上にいずれか一方向に長くパターニングされることができ、このように、半導体層１５０の一部領域Ｓ１にドーパント層ＤＰＬが形成された状態で、図９に示すように、半導体層１５０の一部領域Ｓ１をレーザＬＢを利用して選択的に熱処理して、半導体層１５０の一部領域Ｓ１を第１導電型領域１２１として形成できる。

ここで、一例として、半導体層１５０の一部領域Ｓ１に形成された第１導電型領域１２１は、エミッタ部として機能することができる。

このように、半導体層１５０の一部領域Ｓ１に第１導電型領域１２１が形成された以後、図１０に示すように、ドーパント層ＤＰＬは除去されることができる。

しかしながら、第１導電型領域１２１として形成する方法は、前述の方法に限定されるものではなく、様々な他の方法が利用されることもできる。

一例として、不純物が含まれたドーパント層ＤＰＬを半導体層１５０上にパターニングして形成することでなく、全体的に形成した後、レーザＬＢのような選択的照射装置を利用して、半導体層１５０の一部領域Ｓ１を選択的に照射して、半導体層１５０の一部領域Ｓ１を第１導電型領域１２１として形成した後、不純物が含まれたドーパント層ＤＰＬを除去することも可能である。

以後、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）において、、図１１に示すように、半導体基板１１０の後面に形成された第１導電型領域１２１と半導体層１５０上にエッチング防止膜ＡＥＬを形成できる。

本発明の一例では、エッチング防止膜ＡＥＬが形成される場合を一例として説明するが、これは必ず必要なものではなく、前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）のエッチング方法または前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）に使用されるエッチング装置（器具）に応じて、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）は省略されることができる。

このようなエッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）以後、半導体基板１１０の前面をテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）が行われることができる。

このような前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）は、ウェットエッチングまたはドライエッチングで行われることができる。

ウェットエッチングが利用される場合、一例として、ＫＯＨ、ＮＡＯＨ、ＯＨ-系の化学物質を利用するアルカリエッチングまたはＣＨＣＯＯ３、ＨＮＯ３、ＨＦなどを利用した酸系エッチングが利用されることができる。

なお、ドライエッチングが利用される場合、一例として、ＮＦ３、ＳＦ６、Ｆ-系ガスを利用するプラズマエッチングまたは反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）が利用されることができる。ここで、仮にドライエッチングが利用される場合、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）が省略されることもできる。

このような前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）により半導体基板１１０の前面には、図１２に示すようにテクスチャリング凹凸が形成されることができる。

このような前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）において、半導体基板１１０の前面がエッチングされる深さは、１００ｎｍ〜５μｍの範囲でありえ、さらに具体的な一例として、前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）において、半導体基板１１０の前面がエッチングされる深さは、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４）において、蒸着される半導体層１５０の厚さの略８倍から１２倍程度である２μｍ〜５μｍの範囲でありうる。

よって、このような前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）により図１２に示すように、半導体基板１１０の側面及び前面にエッジ領域に形成された半導体層１５０及び保護膜１８０が共に除去されることができる。

以後、図１３に示すように、レーザを利用してエッチング防止膜ＡＥＬの一部領域Ｓ２を除去するエッチング防止膜パターニングステップ（Ｓ９）が行われることができる。

ここで、エッチング防止膜ＡＥＬの一部領域Ｓ１は、図１３に示すように、半導体層１５０の一部領域Ｓ１（または、第１導電型領域１２１が位置する領域Ｓ１）を除いた残りの領域Ｓ２上に位置するエッチング防止膜ＡＥＬの部分を意味する。

このようなエッチング防止膜パターニングステップ（Ｓ９）以後、第２熱処理ステップ（Ｓ１０）が行われることができる。第２熱処理ステップ（Ｓ１０）では、図１４に示すように、半導体基板１１０が炉装置６００内にＤｒｉｖｅ-ｉｎされて半導体基板１１０が全体的に熱処理されることができる。

このような炉装置６００は、第２熱処理ステップ（Ｓ１０）が行われる時に、炉装置６００内にＮ２、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２などのガスと共に、不純物ガスであるＢＢｒ３ガスまたはＰＯＣＬ３ガスが共に注入されて、８００℃ないし１２００℃の範囲で熱処理されることができる。

ここで、一例として、第１熱処理ステップ（Ｓ６）において、形成される第１導電性領域がホウ素（Ｂ）を含有する場合、第２熱処理ステップ（Ｓ１０）では、不純物ガスとしてＰＯＣＬ３ガスが注入されることができ、反対に第１熱処理ステップ（Ｓ６）において、形成される第１導電性領域が燐（Ｐ）を含有する場合、第２熱処理ステップ（Ｓ１０）では、不純物ガスとしてＢＢｒ３ガスが注入されることができる。

このような第２熱処理ステップ（Ｓ１０）により、半導体基板１１０の前面全体領域には、第１導電型領域１２１に含まれた不純物と反対である不純物を含有する第２導電型領域１７２が形成されることができる。

なお、これと同時に、半導体基板１１０の後面に形成された半導体層１５０のうち、一部領域Ｓ１を除いた残りの領域Ｓ２、すなわちエッチング防止膜パターニングステップ（Ｓ９）によりエッチング防止膜ＡＥＬが除去されて露出する半導体層１５０の残りの領域Ｓ２に第２導電型領域１７２が共に形成されることができる。

これにより、一例として、半導体基板１１０の前面全体領域に形成された第２導電型領域１７２は、前面電界部としての機能を果たすことができ、半導体基板１１０の後面に形成された半導体層１５０のうち、残りの領域に形成された第２導電型領域１７２は、後面電界部としての機能を果たすことができる。

以後、図１５に示すように、半導体基板１１０の後面に形成されたエッチング防止膜ＡＥＬを完全に除去するエッチング防止膜除去ステップ（Ｓ１１）が行われることができる。

このようなエッチング防止膜除去ステップ（Ｓ１１）は、一例として、ＫＯＨ溶液を利用して行われることができる。

以後、半導体基板１１０の前面及び後面に全体的にパッシべーション層１９０を形成するパッシべーション層形成ステップ（Ｓ１２）が行われることができる。

さらに詳細に、パッシべーション層形成ステップ（Ｓ１２）では、半導体基板１１０の後面に全体的に後面パッシべーション層１９０を形成し、半導体基板１１０の前面に全体的に前面パッシべーション層１３０を形成できる。

ここで、前面パッシべーション層１３０は、図１ないし図３において説明した反射防止膜１３０として機能することができる。

以後、半導体基板１１０の後面に形成された第１導電型領域１２１に第１電極１４１を形成し、第２導電型領域１７２に第２電極１４２を形成する電極形成ステップ（Ｓ１３）が行われることができる。

これにより、図１ないし図３において、説明した太陽電池を製造できる。

このような太陽電池の製造方法の一例は、半導体基板１１０の後面に保護膜１８０と半導体層１５０が蒸着されて形成される太陽電池を形成するにおいて、２枚の半導体基板１１０を互いに重なった状態で保護膜１８０と半導体層１５０を蒸着することで、太陽電池の量産性を大きく増加させることができる。

なお、２枚の半導体基板１１０の後面に半導体層１５０を蒸着した以後、各半導体基板１１０の前面をテクスチャリング処理して、半導体基板１１０の前面エッジ領域に一部形成された半導体層１５０を完全に除去することで、太陽電池の効率を良好に維持できる。

今までは、本発明による太陽電池の製造方法を利用して後面接合太陽電池を製造する場合を説明したが、このような本発明による太陽電池の製造方法は、半導体基板１１０の前面と後面の各々に電極が位置する太陽電池にも適用されることができる。

以下、電極が太陽電池の前面及び後面に位置する太陽電池に本発明による太陽電池の製造方法が適用される一例について説明する。

図１８ないし図１９は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の他の一例及び変形例を説明するための図であって、図１８は、太陽電池の他の一例を説明するための図であり、図１９は、図１８に示す太陽電池の変形例を説明するための図である。

図１８に示すように、他の一例による太陽電池は、半導体基板１１０、第１導電型領域１２０、反射防止膜１３０、第２導電型領域１７０、パッシベーション膜１９０、第１電極１４１’及び第２電極１４２’を含むことができる。

なお、図１９に示すように、変形例による太陽電池は、半導体基板１１０、第１導電型領域１２０、反射防止膜１３０、保護膜１８０、第２導電型領域１７０、パッシベーション膜１９０、第１電極１４１’及び第２電極１４２’を含むことができる。すなわち、変形例による太陽電池は、保護膜１８０をさらに具備できる。

図１８及び図１９では、本発明による太陽電池が反射防止膜１３０を含むことを一例として示したが、本発明は、これと異なって反射防止膜１３０が省略されても良い。しかしながら、太陽電池の効率を考慮したとき、反射防止膜１３０が含まれることがより効率的であるから、反射防止膜１３０が含まれることを一例として説明する。

なお、以下、以前の図１ないし図１７において、説明したことと同じ内容については、具体的な説明を省略し、他の部分を中心に説明する。

図１８及び図１９に示すように、他の一例及び変形例による太陽電池は一例として、半導体基板１１０の前面に第１導電型領域１２０、前面パッシべーション層１９０及び第１電極１４１’が位置し、半導体基板１１０の後面上には、図１８に示すように、第２導電型領域１７０、後面パッシべーション層１９０及び第２電極１４２’が位置し、図１９に示すように、半導体基板１１０の後面上には、保護膜１８０、第２導電型領域１７０、後面パッシべーション層１９０及び第２電極１４２’が位置できる。

ここで、第２導電型領域１７０は、保護膜１８０上に全体的に半導体層１５０が蒸着されて形成されることができる。

ここで、一例として、第１導電型領域１２０は、半導体基板１１０の前面に全体的に形成されて、エミッタ部として機能することができ、第２導電型領域１７０は、半導体基板１１０の後面に全体的に形成されて、後面電界部として機能することができる。

なお、第１電極１４１’は、半導体基板１１０の前面に位置した第１導電型領域１２０に接続され、第２電極１４２’は、半導体基板１１０の後面に位置した第２導電型領域１７０に接続されることができる。

このような他の一例及び変形例による太陽電池を製造する方法は、次のとおりである。

図２０ないし図２６は、本発明の変形例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。

なお、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法は、変形例に対する製造方法において保護膜形成ステップ（Ｓ３）だけが省略され、残りのステップは、変形例に対する製造方法と同様に適用されることができる。

よって、以下、説明の便宜上、変形例による太陽電池の製造方法を基本的に説明する。

ここで、図２０は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するためのフローチャートで、図２１ないし図２６は、図２０に記載された各ステップを説明するための図である。

図２０に記載されたように、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法は、少なくとも重ねステップ（Ｓ２）、保護膜形成ステップ（Ｓ３）、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４’）、分離ステップ（Ｓ５）及び前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）を含み、これに加えて、ソーダメージエッチングステップ（Ｓ１）、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）、熱処理ステップ（Ｓ１０’）、エッチング防止膜除去ステップ（Ｓ１１）、パッシべーション層形成ステップ（Ｓ１２）及び電極形成ステップ（Ｓ１３’）をさらに含むことができる。

ここで、ソーダメージエッチングステップ（Ｓ１）、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）、熱処理ステップ（Ｓ１０’）、エッチング防止膜除去ステップ（Ｓ１１）及びパッシべーション層形成ステップ（Ｓ１２）は、場合によって省略できるが、備えられた場合、太陽電池の効率をより向上させることができるから、備えられた場合を一例として説明する。

なお、以下、図４ないし図１７において、説明した内容と同一または重なる部分についての説明は省略し、他の部分を中心に説明する。

図２０のフローチャートにおいて、ソーダメージエッチングステップ（Ｓ１）、重ねステップ（Ｓ２）、保護膜形成ステップ（Ｓ３）及び分離ステップ（Ｓ５）は、図４ないし図１７において、説明した内容と同一であるから省略する。

なお、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４’）では、低圧化学気相蒸着装置（ＬＰＣＶＤ）５００により蒸着される半導体層１７０は、不純物の含まれた非晶質シリコン層または不純物の含まれたポリシリコン層のうち、少なくとも一つでありうる。

よって、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４’）において互いに重なった２枚の半導体基板１１０の表面に形成される半導体層１７０は、不純物のドーピングされた非晶質シリコン層（ａ-Ｓｉ）または不純物のドーピングされたポリシリコン層（ｐｏｌｙ-Ｓｉ）のうち、少なくとも一つでありうる。

または、これとは異なり、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４’）において、形成される半導体層１７０は、不純物のドーピングされない非晶質シリコン層（ａ-Ｓｉ）またはポリシリコン層（ｐｏｌｙ-Ｓｉ）がまず形成された以後、後に不純物がドーピングされることもできる。

なお、半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４’）以後、分離ステップ（Ｓ５）が行われて、図２１に示すように、半導体基板１１０の後面及び側面にも半導体層１７０が形成されることができる。

このように不純物の含まれた半導体層１７０は、第１導電性タイプの不純物または第２導電性タイプの不純物を含有し、一例として、図１８及び図１９に示す第２導電型領域１７０として形成されることができる。

このような半導体層の蒸着ステップ（Ｓ４’）以後、エッチング防止膜形成ステップ（Ｓ７）と前面テクスチャリングステップ（Ｓ８）が順次に行われて、図２２に示すように、半導体基板１１０の後面にエッチング防止膜ＡＥＬが形成され、半導体基板１１０の前面には、テクスチャリング凹凸が形成されることができる。

以後、半導体基板１１０が炉６００で熱処理される熱処理ステップ（Ｓ１０’）が行われることができる。

このような熱処理ステップ（Ｓ１０’）では、半導体基板１１０が炉６００で熱処理されるとき、図２３に示すように、炉６００内に半導体層１７０に含まれた導電性タイプの不純物と反対である導電性タイプの不純物ガスが半導体基板１１０の前面に広がって、第１導電型領域１２０が形成されることができる。

なお、熱処理ステップ（Ｓ１０’）において、不純物ガスが半導体基板１１０の前面に広がると同時に、半導体基板１１０の後面に形成された半導体層１７０に含まれた不純物が活性化（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）されて第２導電型領域１７０が形成されることができる。

以後、エッチング防止膜除去ステップ（Ｓ１１）において、半導体基板１１０の後面に形成されたエッチング防止膜ＡＥＬは除去されることができる。

以後、パッシべーション層形成ステップ（Ｓ１２）が行われて、半導体基板１１０の後面に全体的に後面パッシべーション層１９０を形成し、半導体基板１１０の前面に全体的に前面パッシべーション層１９０を形成できる。ここで、前面パッシべーション層１９０は、図１８ないし図１９において、説明した反射防止膜１３０として機能することができる。

以後、半導体基板１１０の前面に形成された第１導電型領域１２０に第１電極１４１’を形成し、半導体基板１１０の後面に形成された第２導電型領域１７０に第２電極１４２’を形成する電極形成ステップ（Ｓ１３’）が行われることができる。

これにより、図１８ないし図１９において、説明した太陽電池を製造できる。

このような太陽電池の製造方法の一例は、半導体基板１１０の後面に保護膜１８０と半導体層１７０が蒸着されて形成される太陽電池を形成するにおいて、２枚の半導体基板１１０を互いに重なった状態で保護膜１８０と半導体層１７０を蒸着することによって、太陽電池の量産性を大きく増加させることができる。

なお、２枚の半導体基板１１０の後面に半導体層１７０を蒸着した以後、各半導体基板１１０の前面をテクスチャリング処理して、半導体基板１１０の前面エッジ領域に一部形成された半導体層１７０を完全に除去することで、太陽電池の効率を良好に維持できる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求の範囲において定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた、本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (15)

1. 太陽電池の製造方法であって、
   ２枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップと、
   前記２枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、
   前記互いに重なった２枚の半導体基板を分離する分離ステップと、
   前記エッチング防止膜形成ステップ以後、前記半導体基板の前面をテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する前面テクスチャリングステップとを含んでなる、太陽電池の製造方法。
2. 前記重ねステップと前記半導体層の蒸着ステップとの間において、前記２枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記前面の反対面である後面に同時に保護膜を形成する保護膜形成ステップをさらに含んでなり、
   前記半導体層の蒸着ステップにおいて、前記半導体層は、前記互いに重なった２枚の半導体基板の後面に形成された前記保護膜上に同時に蒸着させるものである、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
3. 前記重ねステップにおいて、前記２枚の半導体基板は、前面が互いに接するように一つのスロットに重なった状態で前記保護膜及び前記半導体層を蒸着させる蒸着装置内に進んでなるものであり、
   前記半導体層の蒸着ステップは、低圧化学気相蒸着装置（ＬＰＣＶＤ）により行われる、請求項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。
4. 前記分離ステップにおいて、前記一つのスロットに重なって配置された前記２枚の半導体基板は、各々それぞれに分離される、請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
5. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物を含有した晶質シリコン層及び不純物を含有したポリシリコン層からなる群から選択される一又は二以上の層である、請求項１〜４の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
6. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層の厚さは、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲である、請求項１〜５の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
7. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、前記半導体基板の後面と共に前記２枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着される、請求項１〜６の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
8. 前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）又はウェットエッチング法のうち、いずれか一つの方法によりテクスチャリングされ、
   前記前面テクスチャリングステップにより、前記半導体基板の前面にエッジ領域に形成された前記半導体層が除去され、
   前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面がエッチングされる深さは、１００ｎｍ〜５μｍの範囲である、請求項１〜７の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
9. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、不純物を含有した第１導電型領域又は前記第１導電型領域の不純物と異なる不純物を含有した第２導電型領域として形成されてなる、請求項１〜８の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
10. 前記分離ステップと前記前面テクスチャリングステップとの間において、前記半導体基板の後面領域に位置する前記半導体層のうち一部領域を熱処理して、前記第１導電型領域を形成する第１熱処理ステップと、
    前記前面テクスチャリングステップ以後、前記半導体基板の前面全体領域と前記半導体基板の後面に形成された前記半導体層のうち、前記一部領域を除いた残部領域に前記第２導電型領域を熱処理して形成する第２熱処理ステップと、
    前記半導体基板の後面に形成された第１導電型領域に第１電極を形成し、前記第２導電型領域に第２電極を形成する電極形成ステップとをさらに含んでなる、請求項１〜９の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
11. 前記第１熱処理ステップにおいて、前記半導体層の一部領域を熱処理して、前記半導体層の一部領域を前記第１導電型領域として形成する、請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。
12. 前記前面テクスチャリングステップ以後、前記半導体基板の前面に前記半導体層に前記第１導電型領域を形成する熱処理ステップと、
    前記半導体基板の前面に形成された前記第１導電型領域に第１電極を形成し、前記半導体基板の後面に形成された前記第２導電型領域に第２電極を形成する電極形成ステップとをさらに含んでなるものであり、
    前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、不純物を含有した非晶質シリコン層及び／又は不純物を含有したポリシリコン層として形成され、第２導電型領域として形成されてなり、
    前記半導体基板の前面には、前記第２導電型領域に含有した不純物と異なる不純物を含有した第１導電型領域が形成されてなるものである、請求項１〜９の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
13. 太陽電池の製造方法であって、
    ２枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップと、
    前記２枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、
    前記互いに重なった２枚の半導体基板を分離する分離ステップと、
    前記エッチング防止膜形成ステップ以後、前記半導体基板の前面をテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する前面テクスチャリングステップと、
    前記前面テクスチャリングステップ以後、熱処理して前記半導体基板の表面に第１導電性不純物が含まれた第１導電型領域と前記第１導電性不純物と異なる第２導電性不純物が含まれた第２導電型領域を形成する熱処理ステップと、
    前記第１導電型領域に接続する第１電極を形成し、前記第２導電型領域に接続する第２電極を形成する電極形成ステップとを含んでなる、太陽電池の製造方法。
14. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物を含有した非晶質シリコン層、及び不純物を含有したポリシリコン層からなる群から選択される一又は二以上の層であり、
    前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、前記半導体基板の後面と共に前記２枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着される、請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
15. 前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）又はウェットエッチング法の何れか一つの方法によりテクスチャリングされ、
    前記前面テクスチャリングステップにより、前記半導体基板の前面にエッジ領域に形成された前記半導体層が除去され、
    前記分離ステップにおいて、互いに重なって配置された前記２枚の半導体基板は、それぞれバラで分離されてなる、請求項１３又は１４に記載の太陽電池の製造方法。