JPH1140832A

JPH1140832A - 薄膜太陽電池およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1140832A
Application number: JP9192400A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kajiyama; 健二梶山; Tomoaki Yoneda; 知晃米田; Mitsunori Ketsusako; 光紀蕨迫
Original assignee: ION KOGAKU KENKYUSHO KK; Hitachi Ltd
Current assignee: ION KOGAKU KENKYUSHO KK; Hitachi Ltd
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高い変換効率を確保しつつ低コスト化および
省資源化を図ることができる薄膜太陽電池およびその製
造方法を提供することである。【解決手段】ｐ型単結晶シリコン板１の表面に凹凸形
状を形成する。ｐ型単結晶シリコン板１の凹凸形状の表
面から５〜１０μｍの深さにＨを層状にイオン注入す
る。基板４上に絶縁層５を介して下部電極層６を形成す
る。ｐ型単結晶シリコン板１の凹凸形状の表面を下部電
極層６の表面に接着する。熱処理により、ｐ型単結晶シ
リコン板１を層状に分布した空隙の領域３ａで切断して
下部電極層６上に接着された凹凸形状のｐ型単結晶リシ
コン層１ａと残りのｐ型単結晶シリコン板１ｂとに分離
する。熱処理により下部電極層６からｎ型不純物をｐ型
単結晶シリコン層１ａ中に拡散させることによりｎ型拡
散層１ｃを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶系薄膜太陽電
池およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】単結晶シリコン、多結晶シリコン等の結
晶系シリコンからなる結晶系太陽電池において表面反射
率を低減するために、結晶系シリコンの表面に凹凸形状
を形成することが提案されている。

【０００３】このような結晶系太陽電池の製造において
は、引き上げ法や鋳造法により作製された多結晶または
単結晶のシリコンインゴット（塊状結晶）を薄いウエハ
状に切断し、そのウエハの表面に機械的スクライブや化
学的エッチングにより凹凸形状を形成する。そして、こ
のウエハに形成された凹凸形状の表面に拡散法またはイ
オン注入法によりｐｎ接合を形成し、さらに真空蒸着
法、印刷焼成法やメッキ法により電極を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の結晶系太陽電池
においては、表面に形成された凹凸形状により入射光の
表面反射を小さくすることができる。それにより、変換
効率を向上させることが可能となる。

【０００５】従来の製造方法によれば、太陽電池の表面
および裏面の両方に凹凸形状を形成することは困難であ
る。それにより、太陽電池の裏面は平坦になっているた
め、太陽電池の内部に進入した光の閉じ込めが十分であ
るとは言えない。それゆえ、例えばアプライド・フィジ
ックス・レターズ、第７０巻、３９０頁〜３９２頁（Ap
plied Physics Letters,70(3),(1997)390-392)に記載の
ように、太陽電池の表面裏面に凹凸を形成した構造を実
現することで、太陽電池の内部に進入した光の閉じ込め
を十分に行うことにより、さらに変換効率を向上させる
ことが試みられている。しかしながら、これまで太陽電
池の表面裏面に凹凸を形成した構造は、上記の文献のよ
うに凹凸基板に多結晶薄膜を堆積させることによっての
み実現されており、粒径の大きな結晶薄膜で実現するこ
とは困難であったため、優れた特性のものが得られてい
ない。

【０００６】また、従来の結晶系太陽電池の製造方法に
おいては、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンのシリ
コンインゴットからウエハを切り出す際に、切り代が発
生する。例えば、１５ｃｍ径または１５ｃｍ角のシリコ
ンインゴットから数百μｍの厚さのウエハを切り出す場
合には、ウエハと同程度の厚さ、すなわち数百μｍの厚
さの切り代が発生する。そのため、実際に使用するシリ
コンウエハと同程度の厚さのシリコンの無駄が生じる。

【０００７】また、結晶系太陽電池において光電変換に
寄与する厚さは百μｍ以下であるが、シリコンインゴッ
トを百μｍ以下の厚さのウエハに切断することは困難で
ある。そのため、従来の結晶系太陽電池では、必要以上
の厚さのシリコンを用いていることになり、無駄が生じ
ている。

【０００８】特に、単結晶シリコンは高価であるため、
単結晶シリコンに比べて特性の劣る多結晶シリコンを用
いた太陽電池が主として製造されている。

【０００９】本発明の目的は、高い変換効率を確保しつ
つ低コスト化および省資源化を図ることができる薄膜太
陽電池およびその製造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る薄膜太陽電池の製造方法は、結晶半導体の表
面に凹凸形状を形成する第１の工程と、結晶半導体の凹
凸形状の表面から所定の深さに所定の元素を層状にイオ
ン注入する第２の工程と、基板上に電極層を形成する第
３の工程と、所定の元素が注入された結晶半導体の凹凸
形状の表面を基板上に形成された電極層の表面に接着す
る第４の工程と、熱処理により、結晶半導体に注入され
た上記所定の元素の領域に層状に分布する空隙を形成
し、結晶半導体を層状に分布した空隙の領域で切断して
電極層上に接着された凹凸形状の結晶半導体層と残りの
結晶半導体とに分離する第５の工程と、電極層上に接着
された凹凸形状の結晶半導体層に発電層を形成する第６
の工程とを備えたものである。

【００１１】本発明に係る薄膜太陽電池の製造方法にお
いては、まず第１の工程で、結晶半導体の表面に凹凸形
状を形成し、第２の工程で、結晶半導体の凹凸形状の表
面から所定の深さに所定の元素を層状にイオン注入する
とともに、第３の工程で、基板上に電極層を形成し、第
４の工程で、所定の元素が注入された結晶半導体の凹凸
形状の表面を基板上に形成された電極層の表面に接着す
る。そして、第５の工程で、熱処理により、結晶半導体
にイオン注入により形成された結晶欠陥における構成元
素の不対結合手に上記所定の元素を移動させ、その元素
を不対結合手と結合させて不対結合手を終端させる。そ
れにより、結晶半導体中に層状に分布した空隙を形成
し、その層状に分布した空隙の領域で結晶半導体を分断
する。その結果、電極層上に接着された凹凸形状の結晶
半導体層と残りの結晶半導体とが得られる。

【００１２】なお、イオン注入量が不足すると、移動し
た注入元素は空孔を形成し、分断に必要な空隙を形成し
ないので不適当である。また、注入エネルギーが低過ぎ
ると、分断した層が縦方向にも破断し、分断した層が一
体にならないので不適当である。

【００１３】さらに、第６の工程で、電極層上に接着さ
れた凹凸形状の結晶半導体層に発電層を形成する。この
ようにして、凹凸形状の発電層を有する太陽電池が製造
される。

【００１４】発電層の厚さは上記所定の元素の注入深さ
にほぼ相当するので、注入深さを調整することにより任
意の厚さの結晶半導体からなる発電層を形成することが
できる。したがって、発電層を光電変換に必要な薄い厚
さに容易に形成することができる。

【００１５】本発明に係る製造方法により製造された薄
膜太陽電池では、発電層の表面および裏面が凹凸形状に
形成されている。そのため、発電層の表面での入射光の
反射が低減され、発電層の内部に進入する光の量が多く
なる。また、表面の凹凸形状により入射光が発電層の内
部に斜めに屈折される確率が高くなるので、発電層の内
部で光の進む距離が長くなる。それにより、光が光電変
換に有効に利用される。さらに、発電層の内部で進行す
る光が裏面の凹凸形状により全反射される確率が高くな
るので、光の閉じ込めが良好に行われる。これらの結
果、変換効率がさらに向上する。

【００１６】また、凹凸形状の結晶半導体層からなる発
電層が薄い厚さに形成されるので、結晶半導体の無駄が
生じない。したがって、高い変換効率を確保しつつ低コ
スト化および省資源化を図ることができる。

【００１７】特に、基板上の電極層が接着剤を兼ねても
よい。これにより、第４の工程で結晶半導体の接着が容
易になる。

【００１８】結晶半導体として第１導電型結晶半導体を
用い、第６の工程で凹凸形状の結晶半導体層中または凹
凸形状の結晶半導体層上に第２導電型結晶半導体層を形
成してもよい。これにより、発電層が形成される。

【００１９】また、結晶半導体として第１導電型結晶半
導体を用い、第３の工程で電極層中に第２導電型不純物
元素（第２導電型ドーパント）を添加し、第６の工程で
熱処理により電極層から凹凸形状の結晶半導体層中に不
純物元素を拡散させてもよい。この場合、発電層の形成
が容易になる。

【００２０】また、結晶半導体は結晶シリコンであって
もよい。この場合、結晶シリコンとして単結晶シリコン
を用いることが好ましい。あるいは、結晶シリコンとし
て多結晶シリコンを用いてもよい。

【００２１】第１の工程で上記所定の元素を結晶半導体
の凹凸形状の表面から５μｍ以上１０μｍ以下の深さに
層状にイオン注入することが好ましい。これにより、厚
さ５μｍ以上１０μｍ以下の凹凸形状の結晶半導体層を
形成することができる。この場合、光電変換に必要な薄
い厚さの発電層が形成される。

【００２２】さらに、第５の工程で分離された残りの結
晶半導体を第２の工程で再利用してもよい。これによ
り、結晶半導体の無駄を低減することが可能となる。

【００２３】第２の発明に係る薄膜太陽電池は、基板
と、基板上に形成された電極層と、電極層上に形成され
た凹凸形状の結晶半導体層からなる発電層とを備えたも
のである。

【００２４】本発明に係る薄膜太陽電池においては、発
電層の表面および裏面が凹凸形状に形成されている。そ
のため、発電層の表面での入射光の反射が低減され、発
電層の内部に進入する光の量が多くなる。また、表面の
凹凸形状により入射光が発電層の内部に斜めに屈折され
る確率が高くなるので、発電層の内部で光の進む距離が
長くなる。それにより、光が光電変換に有効に利用され
る。さらに、発電層の内部で進行する光が裏面の凹凸形
状により全反射される確率が高くなるので、光の閉じ込
めが良好に行われる。これらの結果、変換効率がさらに
向上する。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１〜図５は本発明の一実施例に
おける薄膜太陽電池の製造方法を示す模式的工程図であ
る。

【００２６】図１（ａ）に示すように、比抵抗１０Ω・
ｃｍ程度のｐ型単結晶シリコン板１を用いる。まず、図
１（ｂ）に示すように、ｐ型単結晶シリコン板１の表面
に、機械的スクライブまたは化学的エッチングにより凹
凸形状２を形成する。本実施例では、製造工程を簡略化
するために、機械的スクライブ（切削）により凹凸形状
２として複数のＶ字溝からなる線状パターンを形成す
る。Ｖ字溝の内面の傾斜角度θは例えば６０°であり、
Ｖ字溝の幅Ｄは例えば１０μｍ程度である。

【００２７】次に、図１（ｃ）に示すように、ｐ型単結
晶シリコン板１にＨ（水素）をイオン注入する。これに
より、ｐ型単結晶シリコン板１の凹凸形状２の表面から
所定の深さに原子状水素３の注入領域が形成される。イ
オン注入の条件としては、水素イオン（Ｈ⁺）の加速エ
ネルギーを５００ｋｅＶとし、ドーズ量を５×１０¹⁶／
ｃｍ²〜１×１０¹⁷／ｃｍ²とする。これにより、原子
状水素３の注入領域の深さは凹凸形状２の表面から約１
０μｍとなる。

【００２８】次いで、図２（ｄ）に示すように、耐熱性
ガラス板またはステンレス、銅等の金属シートからなる
基板４上に、非晶質ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等からなる絶
縁層５をスパッタ法、プリント法（印刷法）等により形
成し、さらに絶縁層５上に電極形成用ペースト６ａを塗
布する。この電極形成用ペースト６ａは、Ａｇ（銀）、
Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属粒子を有機
溶媒中に分散するとともに、ｎ型不純物（ｎ型ドーパン
ト）であるＰ（燐）粒子を添加したものである。

【００２９】そして、図２（ｅ）に示すように、ｐ型単
結晶シリコン板１の凹凸形状２の表面を電極形成用ペー
スト６ａの表面に貼り付け、３００〜５００℃で熱処理
を行い、電極用ペースト６ａ中の有機溶媒を蒸発させ
る。これにより、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属からなる下
部電極層６が形成されるとともに、ｐ型単結晶シリコン
板１が下部電極層６に接着される。すなわち、図２
（ｄ）の電極形成用ペースト６ａは下部電極層６の材料
および接着剤を兼ねている。

【００３０】その後、図３（ｆ）に示すように、５００
〜７００℃で熱処理を行う。これにより、原子状水素３
がイオン注入により形成された結晶欠陥における構成元
素の不対結合手に移動し、不対結合手と結合することに
より、その不対結合手を終端する。その結果、ｐ型単結
晶シリコン板１の凹凸形状２の表面から約１０μｍの深
さに層状に分布する多数の空隙が形成され、さらに加熱
に伴う熱歪でｐ型単結晶シリコン板１が空隙の領域３ａ
で分断される。

【００３１】このようにして、下部電極層６上に接着さ
れた膜厚約１０μｍのｐ型単結晶シリコン層１ａおよび
残りのｐ型単結晶シリコン板１ｂが得られる。この場
合、ｐ型単結晶シリコン層１ａの表面および裏面は共に
凹凸形状を有する。ｐ型単結晶シリコン層１ａおよびｐ
型単結晶シリコン板１ｂの凹凸形状の表面の微細な凹凸
は数十ｎｍ以下である。

【００３２】次に、図３（ｇ）に示すように、７００〜
９００℃で熱処理を行う。これにより、下部電極層６と
凹凸形状のｐ型単結晶シリコン層１ａとの接着が強化さ
れるとともに、下部電極層６からｐ型単結晶シリコン層
１ａ中にｎ型不純物が拡散し、ｎ型拡散層１ｃが形成さ
れる。この結果、ｐ型単結晶シリコン層１ａとｎ型拡散
層１ｃとのｐｎ接合からなる発電層Ａが形成される。

【００３３】なお、上記の例では電極層からのｎ型不純
物の拡散により発電層Ａを形成したが、結晶表面に凹凸
形状を形成する第１の工程の後に、表面からイオン注入
や熱拡散等の方法でｎ型不純物を導入することによって
も発電層Ａが形成される。

【００３４】さらに、図４（ｈ）に示すように、ｐ型単
結晶シリコン層１ａの凹凸形状の表面および分断された
ｐ型単結晶シリコン板１ｂの凹凸形状の表面の微細な凹
凸（損傷領域）を化学的エッチングにより研磨する。研
磨されたｐ型単結晶シリコン板１ｂは図１（ｃ）の工程
で再利用することができる。

【００３５】次に、図４（ｉ）に示すように、ｐ型単結
晶シリコン層１ａ上に、ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ
法により、Ｓｉ、Ｎ、Ｏの混合物、あるいはＴｉ、Ａｌ
等を含む誘電体を、単層または積層構造で堆積したパッ
シベーション膜７を形成する。このパッシベーション膜
７は保護膜および反射防止膜を兼ねる。

【００３６】最後に、図５（ｊ）に示すように、パッシ
ベーション膜７の所定領域をパターンニングにより除去
して電極材料を堆積するか、またはパッシベーション膜
７の所定領域に電極材料を設け、熱処理工程によってｐ
型基板との接触をとることによって、ｐ型単結晶シリコ
ン層１ａ上に上部電極８を形成する。上部電極８の形成
方法としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属粒子を有機溶
媒中に分散させたペーストを塗布し、４００℃程度で焼
成する。また、直接電極材料を設ける場合には、短時間
の７００℃での焼成により、パッシベーション膜７を介
して直接電極の形成が可能である。このようにして、単
結晶シリコンからなる太陽電池が製造される。

【００３７】図６および図７は本発明の他の実施例にお
ける薄膜太陽電池の製造方法を示す模式的工程断面図で
ある。

【００３８】図６（ａ）は０．５Ω・ｃｍのｐ型単結晶
シリコン板１である。まず、図６（ｂ）に示すように、
ｐ型単結晶シリコン板１の（１００）表面に所望のマス
クパターンを形成し（図示せず）、公知の異方性エッチ
ング法によりエッチングし、一部に平坦部を有する凹凸
形状２を形成する。マスク開口部が正方形の場合、形成
される凹凸形状２の凹部は逆ピラミッド状のピットとな
り、その内面の傾斜角θは約５５°である。この角度は
結晶学的に決まるため、シリコン板１の表面の全面で一
様である。凹凸形状２の逆ピラミッド状凹部の辺長Ｄは
例えば５μｍである。また、平坦部の幅は２０μｍから
５０μｍである。

【００３９】次に、図６（ｃ）に示すように、平坦部の
一部にリン等のｎ型不純物を熱拡散もしくはイオン注入
等で導入し、ｎ型領域１ｅを形成する。また、平坦部の
他の一部には硼素等のｐ型不純物を熱拡散もしくはイオ
ン注入等で導入し、ｐ型領域１ｄを形成する。この形成
には、公知の酸化膜等のマスク皮膜の形成と開口部の形
成、不純物導入と熱処理が適用される。それぞれの領域
１ｅ，１ｄの深さは１μｍ程度である。ｐ型領域１ｄの
形成は必須ではなく、ｐ型単結晶シリコン板１の比抵抗
が本実施例にように小さい場合には省略してもよい。ま
た、シリコン板１の表面には０．１μｍ程度の薄い酸化
膜が形成されていることが望ましい。

【００４０】次いで、図６（ｄ）に示すように、表面に
不純物領域が形成されたｐ型単結晶シリコン板１の全面
に水素（Ｈ）イオンをイオン注入する。イオン注入の条
件は、水素イオン（Ｈ⁺）の加速エネルギーを１ＭｅＶ
とし、ドーズ量を１×１０¹⁷／ｃｍ²〜２×１０¹⁷／ｃ
ｍ²とする。これにより、原子状水素３の注入領域の深
さはｐ型単結晶シリコン板１の表面から約１０μｍとな
る。原子状水素３の注入領域はシリコン板１の表面形状
を深さ方向に約１０μｍ平行移動させた形状となる。イ
オン注入された水素イオンは表面拡散領域にはほとんど
影響を与えることなくシリコン板１の表面領域を通過
し、静止深さの狭い領域でのみ高濃度の結晶欠陥を形成
する。

【００４１】次に、薄膜を剥離して保持するために配線
基板を用意する。図７（ｅ）は耐熱性ガラス板、セラミ
ックス、ステンレス等の金属シートなどの基板４の表面
に、高純度ガラス膜、アルミナ膜などの絶縁層５をＣＶ
Ｄ法やスパッタ法、塗布法、印刷法などで形成・焼成し
た配線基板に、さらに電極配線６ｂ，６ｃを形成したも
のである。電極配線６ｃはシリコン板１のｎ型領域１ｅ
とコンタクトを取るため、Ａｇを主成分とする金属ペー
ストであり、電極配線６ｂはシリコン板１のｐ型領域１
ｄとコンタクトを取るため、Ａｌを含むＡｇペーストで
ある。これらはそれぞれ、コンタクトからの電気出力を
導くための他の配線（図示せず）の所望領域に形成さ
れ、以下に述べる接着工程に適合するよう、シリコン板
１の平坦部分に形成されたｎ型領域１ｅおよびｐ型領域
１ｄに対向して設けられている。

【００４２】上記配線基板と、図６（ｄ）で示した水素
イオン注入済みのシリコン板１とを図７（ｆ）に示すよ
うに対向させ、シリコン板１表面に形成したｎ型領域１
ｅと配線基板上に形成した電極配線（Ａｇペースト形成
部分）６ｃとを、また、シリコン板１表面に形成したｐ
型領域１ｄと配線基板上に形成した電極配線（Ａｇ（Ａ
１）ペースト形成部分）６ｂとをそれぞれ対向させて圧
接し、この状態で７００℃、５分間の熱処理を加える。
それぞれの電極配線６ｃ，６ｄは、薄い酸化皮膜があっ
ても、これを介してそれぞれｎ型領域１ｅおよびｐ型領
域１ｄと良好なオーミック接触を形成する。接着するシ
リコン板１が大きな場合には、予めシリコン板１のｎ型
領域１ｅおよびｐ型領域１ｄの上にそれぞれコンタクト
を形成しておくことは防げない。この工程は水素イオン
注入の前後、どちらでもよい。

【００４３】上記熱処理の工程で、図７（ｇ）に示すよ
うに、コンタクト部分における接着と、原子状水素３の
注入領域で発生する空隙の成長による剥離が同時に達成
され、ｐ型単結晶シリコン層１ａが配線基板に接着した
状態で剥離し、ｐ型単結晶シリコン板１ｂが残る。ｐ型
単結晶シリコン層１ａが除去されたシリコン板１ｂは、
図６（ｂ）に示すエッチング後のシリコン板１とほぼ同
じ表面形状であり、表面の微細な凹凸をエッチング除去
して図６（ｃ）に示す工程以下に再利用される。

【００４４】剥離されたｐ型単結晶シリコン層１ａの剥
離面の微細な凹凸は軽くエッチングし、さらにその表面
には図７（ｈ）に示すように反射防止膜７をＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法などにより形成する。反射防止膜７に
はシリコンの酸化膜や窒化膜、Ｔｉの酸化膜などが好適
で、その厚さは素材の屈折率により、反射防止条件を満
たすよう、０．０６μｍ〜０．１１μｍの適当な厚さに
選ぶ。こうしてｐ型単結晶シリコン層１ａとｎ型領域１
ｅとのｐｎ接合からなる発電層Ａが形成され、さらに、
集電電極が裏面に集約された構造の太陽電池が完成す
る。

【００４５】これらの実施例の太陽電池においては、ｐ
型単結晶シリコン層１ａおよびｎ型拡散層１ｃ（または
ｎ型領域１ｅ）からなる発電層Ａの表面および裏面が共
に凹凸形状に形成されている。それにより、発電層Ａの
表面での入射光の反射が低減され、発電層Ａの内部に進
入する光の量が多くなる。また、表面の凹凸形状により
入射光が発電層Ａの内部に斜めに屈折される確率が高く
なるので、発電層Ａの内部で光の進む距離が長くなる。
それにより、光が光電変換に有効に利用される。さら
に、発電層Ａの内部で進行する光が裏面の凹凸形状によ
り全反射される確率が高くなるので、光の閉じ込めが良
好に行われる。これらの結果、変換効率がさらに向上す
る。

【００４６】また、本実施例の製造方法によると、発電
層Ａの厚さを約５μｍ〜１０μｍ程度と薄く形成するこ
とができるので、高い変換効率を確保しつつ単結晶シリ
コンの使用量を低減することが可能となり、省資源化お
よび低コスト化が図られる。

【００４７】なお、上記実施例では、結晶半導体として
単結晶シリコン板を用いているが、単結晶シリコン板の
代わりに単結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン
板、多結晶シリコンインゴットまたはその他の結晶半導
体を用いてもよい。

【００４８】また、上記実施例では、図３（ｆ）の工程
で単結晶シリコン板１を分断するために、図１（ｃ）の
工程で単結晶シリコン板１にＨをイオン注入している
が、Ｈの代わりに弗素、塩素、臭素、沃素等のハロゲン
元素を用いることもできる。

【００４９】さらに、上記実施例では、図１（ｂ）の工
程で凹凸形状２として複数のＶ字溝からなる線状パター
ンを形成しているが、凹凸形状２としてＵ字溝からなる
線状パターンを形成してもよく、あるいはアルカリ水溶
液を用いた化学的エッチングにより微細なピラミッド状
の交差パターンを形成してもよい。

【００５０】なお、上記実施例の太陽電池において、各
層の導電型を逆にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における薄膜太陽電池の製造
方法を示す模式的工程断面図である。

【図２】本発明の一実施例における薄膜太陽電池の製造
方法を示す模式的工程断面図である。

【図３】本発明の一実施例における薄膜太陽電池の製造
方法を示す模式的工程断面図である。

【図４】本発明の一実施例における薄膜太陽電池の製造
方法を示す模式的工程断面図である。

【図５】本発明の一実施例における薄膜太陽電池の製造
方法を示す模式的工程断面図である。

【図６】本発明の他の実施例における薄膜太陽電池の製
造方法を示す模式的工程断面図である。

【図７】本発明の他の実施例における薄膜太陽電池の製
造方法を示す模式的工程断面図である。

【符号の説明】

１，１ｂｐ型単結晶シリコン板１ｃｎ型拡散層１ｅｎ型領域２凹凸形状３原子状水素３ａ空隙の領域４基板５絶縁層６下部電極層６ｂ電極配線６ｃ電極配線８上部電極層Ａ発電層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者蕨迫光紀東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結晶半導体の表面に凹凸形状を形成する
第１の工程と、前記結晶半導体の前記凹凸形状の表面から所定の深さに
所定の元素を層状にイオン注入する第２の工程と、基板上に電極層を形成する第３の工程と、前記所定の元素が注入された前記結晶半導体の前記凹凸
形状の表面を前記基板上に形成された前記電極層の表面
に接着する第４の工程と、熱処理により、前記結晶半導体に注入された前記所定の
元素の領域に層状に分布する空隙を形成し、前記結晶半
導体を前記層状に分布した空隙の領域で切断して前記電
極層上に接着された凹凸形状の結晶半導体層と残りの結
晶半導体とに分離する第５の工程と、前記電極層上に接着された前記凹凸形状の結晶半導体層
に発電層を形成する第６の工程とを備えたことを特徴と
する薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】前記基板上の電極層が接着剤を兼ねるこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方
法。
【請求項３】前記結晶半導体として第１導電型結晶半
導体を用い、前記第６の工程で前記凹凸形状の結晶半導
体層中または前記凹凸形状の結晶半導体層上に第２導電
型結晶半導体層を形成することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】前記結晶半導体として第１導電型結晶半
導体を用い、前記第３の工程で前記電極層中に第２導電
型不純物元素を添加し、前記第６の工程で熱処理により
前記電極層から前記凹凸形状の結晶半導体層中に前記不
純物元素を拡散させることを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】前記結晶半導体は結晶シリコンであるこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜太
陽電池の製造方法。
【請求項６】前記第１の工程で前記所定の元素を前記
結晶半導体の前記凹凸形状の表面から５μｍ以上１０μ
ｍ以下の深さに層状にイオン注入することを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜太陽電池の製造方
法。
【請求項７】前記第５の工程で分離された前記残りの
結晶半導体を前記第２の工程で再利用することを特徴と
する請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜太陽電池の製
造方法。
【請求項８】基板と、前記基板上に形成された電極層と、前記電極層上に形成された凹凸形状の結晶半導体層から
なる発電層とを備えたことを特徴とする薄膜太陽電池。