JP2002270869A

JP2002270869A - 太陽電池

Info

Publication number: JP2002270869A
Application number: JP2001069088A
Authority: JP
Inventors: Takenori Watabe; 武紀渡部; Hiroyuki Otsuka; 寛之大塚; Masatoshi Takahashi; 正俊高橋; Satoyuki Ikushima; 聡之生島
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】裏面パッシベーション膜として形成する窒化
シリコン膜の形成形態を、裏面金属電極層表面での反射
光とシリコン単結晶基板／窒化シリコン膜境界での反射
光との干渉を考慮に入れて工夫することにより、より高
効率の太陽電池を具現する。【解決手段】太陽電池１の裏面構造において、シリコ
ン単結晶基板３の裏面ＭＰＰと受光面ＭＰＳとのいずれ
にも｛１１１｝面を主体とするテクスチャが形成されて
いない場合、裏面側の窒化シリコン膜４の膜厚を４０ｎ
ｍ〜２２０ｎｍとする。また、受光面ＭＰＳ側にのみテ
クスチャ形成される場合、裏面側の窒化シリコン膜４の
膜厚を１００ｎｍ〜３００ｎｍとする。さらに、裏面Ｍ
ＰＰと受光面ＭＰＳとのいずれにもテクスチャ形成され
る場合、裏面側の窒化シリコン膜４の膜厚を４０ｎｍ〜
２３０ｎｍとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶を
用いた太陽電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコン単結晶を用いた太陽電池におい
ては、照射された光エネルギーを如何に効率よく電気エ
ネルギーに変換するかが重要な技術的課題の一つであ
る。一般に研磨により平滑化されたシリコン単結晶基板
の表面は、光の反射率が高く、光エネルギーの損失要因
となる（以下、反射損失という）。他方、ドーパント濃
度がそれほど高くないシリコン単結晶基板は光の透過率
が比較的高く、受光面（本明細書では、基板の第二主表
面としている）から基板内に入射した光が、裏面側（本
明細書では、基板の第一主表面としている）透過してし
まうと、これも光エネルギーの損失要因となる（以下、
透過損失という）。

【０００３】このうち、受光面側の反射損失を低減する
ための改良としては、該受光面側に反射防止膜を形成す
る方法もあるが、最近では、異方性エッチングを用いた
シリコン単結晶基板の面粗し処理、いわゆるテクスチャ
処理も用いられることが多い。これは、シリコン単結晶
の（１００）面を、ヒドラジン水溶液や水酸化ナトリウ
ムなどのエッチング液を用いて異方性エッチングするこ
とにより、種々の方位を持つ｛１１１｝面を優先的に露
出させた面粗し構造（以下、テクスチャという）であ
る。入射光は、このテクスチャの凹凸により乱反射さ
れ、受光面と全反射条件を満たす光束が減少する結果、
基板内への光の入射効率が高められて受光面側での反射
損失を低減できる。なお、テクスチャは裏面側にも形成
することができ、これにより、裏面側での反射光を散乱
させ、受光面側から再び電池外へ抜けることによる損失
を抑制することができる。

【０００４】他方、透過損失低減のための改良として、
裏面側に反射膜を形成して、該裏面から抜けようとする
光を逆反射させて基板内へ戻す方法が提案されている。
このような反射膜として、裏面全面を覆う金属電極層
（以下、裏面金属電極層という）が用いられる。ただ
し、シリコン単結晶基板の主表面に金属電極層を直接接
触させた場合、光生成キャリアの表面再結合による損失
が大きくなるので、金属電極層とシリコン単結晶基板と
の間には、パッシベーション膜として例えば窒化シリコ
ン膜が形成される。この場合、金属電極層と、下地とな
るシリコン単結晶基板とのコンタクトは、窒化シリコン
膜にフォトリソグラフィーあるいは機械的処理によりあ
けられた導通貫通部を介して確保される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、受光面側から
入射した光は、裏面金属電極層と、シリコン単結晶基板
／窒化シリコン膜境界との２つの面で反射されるが、こ
のうち裏面金属電極層で反射される光は、境界で屈折し
た後、入射時に１回、反射時に１回の都合２回、窒化シ
リコン膜内を透過する結果、境界反射光との間に光路差
を生じて干渉を起こす。そして、この干渉が太陽電池の
変換効率に及ぼす影響については従来、何ら技術上の考
慮が払われることがなかった。

【０００６】本発明の課題は、裏面パッシベーション膜
として形成する窒化シリコン膜の形成形態を、裏面金属
電極層での反射光とシリコン単結晶基板／窒化シリコン
膜境界での反射光との干渉を考慮に入れて工夫すること
により、より高効率の太陽電池を具現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明の太陽電池の第一の構成は、
結晶主軸方向が＜１００＞であり、かつ、第一主表面と
第二主表面とのいずれにも｛１１１｝面を主体とするテ
クスチャが形成されていないシリコン単結晶基板の、第
二主表面を受光面とし、他方、裏面側となる第一主表面
に、窒化シリコン膜が４０〜２２０ｎｍの厚さにて形成
され、さらに、該窒化シリコン膜を覆う形で裏面金属電
極層が形成されてなることを特徴とする。

【０００８】また、第二の構成は、結晶主軸方向が＜１
００＞であり、かつ、第一主表面には｛１１１｝面を主
体とするテクスチャが形成されず、第二主表面にはテク
スチャの形成されたシリコン単結晶基板の、第二主表面
を受光面とし、他方、裏面側となる第一主表面に、窒化
シリコン膜が１００ｎｍ〜３００ｎｍの厚さにて形成さ
れ、さらに、該窒化シリコン膜を覆う形で裏面金属電極
層が形成されてなることを特徴とする。

【０００９】さらに、第三の構成は、結晶主軸方向が＜
１００＞であり、かつ、第一主表面と第二主表面とのい
ずれにも｛１１１｝面を主体とするテクスチャが形成さ
れたシリコン単結晶基板の、第二主表面を受光面とし、
他方、裏面側となる第一主表面に、窒化シリコン膜が４
０ｎｍ〜２３０ｎｍの厚さにて形成され、さらに、該窒
化シリコン膜を覆う形で裏面金属電極層が形成されてな
ることを特徴とする。

【００１０】結晶主軸方向が＜１００＞であるシリコン
単結晶基板を用いた太陽電池の場合、裏面に形成する窒
化シリコン膜の膜厚は、パッシベーション膜としての機
能確保を行なうのに十分な厚さを選択しなければならな
いのはもちろんである。この厚さの下限値は、トンネル
電流による光生成キャリアの表面再結抑制の観点から、
おおむね２０ｎｍ程度と見積もることができる。しか
し、本発明者らが詳細に検討したところ、該下限値とは
無関係に定まる特有の膜厚範囲で窒化シリコン膜を形成
することにより、裏面金属電極層による内部反射効率ひ
いては太陽電池の光／エネルギーの変換効率を向上でき
る事実を見出し、上記本発明を完成するに至ったのであ
る。

【００１１】そして、窒化シリコン膜の上記特有の膜厚
範囲は、シリコン単結晶基板の第一主表面（裏面側）及
び第二主表面（受光面側）にテクスチャを形成するか否
かにより、異なるものとなる。第一の構成は第一主表面
及び第二主表面のいずれにもテクスチャを形成しない場
合であり、窒化シリコン膜の最適膜厚範囲は４０〜２２
０ｎｍである。膜厚がこの範囲の上限値を超えても、下
限値未満となっても、いずれも内部反射効率向上効果が
見込めなくなる。

【００１２】また、第二の構成では、第二主表面側にの
みテクスチャが形成された場合であり、窒化シリコン膜
の最適膜厚範囲は１００〜３００ｎｍである。膜厚がこ
の範囲の下限値未満となった場合、内部反射効率向上効
果が見込めなくなる。他方、上限値は、窒化シリコン膜
の形成時間やコストの問題を考慮して定められたもので
ある。

【００１３】さらに第三の構成は、第一主表面と第二主
表面との双方にテクスチャが形成された場合であり、窒
化シリコン膜の最適膜厚範囲は４０〜２３０ｎｍであ
る。膜厚がこの範囲の上限値を超えても、下限値未満と
なっても、いずれも内部反射効率向上効果が見込めなく
なる。

【００１４】内部反射効率向上の観点において、裏面側
の窒化シリコン膜に最適の膜厚範囲が存在する事実に
は、前記のとおり、裏面金属電極層と、シリコン単結晶
基板／窒化シリコン膜境界との各面で反射する光（以
下、金属面反射光及び膜境界反射光という）の干渉効果
が関係している。すなわち、金属面反射光と膜境界反射
光とが窒化シリコン膜内にて干渉を起こす場合、シリコ
ン単結晶基板と窒化シリコン膜との屈折率の相違から、
上記２つの光の干渉状態は窒化シリコン膜の膜厚によっ
て変化する。そして、ある特定の膜厚範囲において、金
属面反射光と膜境界反射光とが強め合う条件が成立し、
内部反射効率が向上するものと考えられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を用
いて説明する。図１は本発明の太陽電池の一実施例を示
すものである。該太陽電池１は、結晶主軸が＜１００＞
のｐ型シリコン単結晶基板３の第二主表面ＭＰＳを受光
面側として、ここにｎ型ドーパンを拡散させたエミッタ
層４２を形成することによりｐ−ｎ接合部４８が形成さ
れ、さらに、酸化膜４３、電極４４及び反射防止膜４７
がこの順序で形成されている。受光面側の電極４４は、
ｐ−ｎ接合部４８への光の入射効率を高めるために、例
えば図２に示すようなフィンガー電極とされ、さらに、
内部抵抗低減のため適当な間隔で太いバスバー電極が設
けられる。

【００１６】他方、図３に示すように、裏面側となる第
一主表面ＭＰＰには窒化シリコン膜４が形成され、さら
に、該窒化シリコン膜４を覆う形で裏面金属電極層５が
形成されている。裏面金属電極層５は第一主表面ＭＰＰ
の略全面を覆うもので、例えばアルミ蒸着層として構成
される。裏面金属電極層５は、該窒化シリコン膜４を膜
厚方向に貫通するコンタクト貫通部６を介して、下地と
なるシリコン単結晶基板３（シリコン半導体層）と導通
させるようにしている。コンタクト貫通部６は、フォト
リソグラフィーで形成してもよいが、本実施形態では、
機械加工による溝部あるいはレーザー加工による孔とさ
れている。

【００１７】シリコン単結晶基板３の第一主表面ＭＰＰ
及び第二主表面ＭＰＳの一方又は双方には、反射防止用
のテクスチャを形成することができる。該テクスチャ
は、例えば、図５に示すように、外面が（１１１）面の
多数のピラミッド状突起からなるランダムテクスチャで
ある。ただし、このテクスチャは省略することももちろ
ん可能である。シリコン単結晶基板３の、テクスチャを
形成した主表面の面粗さはＪＩＳ：Ｂ０６０１（１９８
２）に規定された中心線平均粗さＲａにて０．５〜５０
μｍ程度となる。他方、形成しない場合は、例えば化学
研磨面であり、中心線平均粗さＲａにて０．５μｍ以下
となる。

【００１８】そして、既に説明した通り、図１において
第一主表面ＭＰＰ及び第二主表面ＭＰＳのいずれにもテ
クスチャを形成しない場合、図３において、窒化シリコ
ン膜の最適膜厚ｔの範囲は４０〜２２０ｎｍである。ま
た、第二主表面ＭＰＳ側にのみテクスチャが形成される
場合、窒化シリコン膜３の最適膜厚範囲ｔは１００〜３
００ｎｍである。さらに、第一主表面ＭＰＰと第二主表
面ＭＰＳとの双方にテクスチャが形成される場合、窒化
シリコン膜の最適膜厚範囲は４０〜２３０ｎｍである。

【００１９】以下、太陽電池１の製造工程を主に裏面側
について説明する。ただし、本発明は、この方法で作製
された太陽電池に限られるものではない。まず、図４
（ａ）に示すように、高純度シリコンにホウ素あるいは
ガリウムのようなＩＩＩ族元素をドープし、比抵抗０．
５〜５Ω・ｃｍとした、切断状態のシリコン単結晶基板
３に対し、公知の方法により、水酸化カリウム水溶液、
もしくは水酸化ナトリウム水溶液に一定時間浸漬し、ダ
メージ層を除去した後、テクスチャ形成を行なう。シリ
コン単結晶基板３は、ＣＺ法、ＦＺ法いずれの方法によ
って作製されてもよいが、機械的強度の面から、ＣＺ法
で作製されるのが望ましい。

【００２０】テクスチャ形成後、塩酸、硫酸、硝酸、ふ
っ酸等、もしくはこれらの混合液の酸性水溶液中でシリ
コン単結晶基板３を洗浄するが、経済的及び効率的見地
から、塩酸中での洗浄が好ましい。場合により、このテ
クスチャ形成工程を省略してもよい。次に、図４（ｂ）
に示すように、基板３の第一主表面（以下、裏面と称す
る）上に、公知の方法により窒化シリコン膜４を形成す
る。窒化シリコン膜形成プロセスは、常圧熱ＣＶＤ法、
減圧熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等、いずれの方法も可能で
あるが、３５０〜４００℃程度の低温プロセスで、か
つ、小さな表面再結合速度を達成可能な、プラズマＣＶ
Ｄ法で作製するのが好ましい。

【００２１】この窒化シリコン膜４は、リンの拡散マス
クとしても効果的であることから、この段階で、この基
板の第二主表面ＭＰＳ上に、オキシ塩化リンを用いた気
相拡散法によりエミッタ層を形成してもよい。拡散マス
クとしての効果を高めるため、２枚のシリコン単結晶基
板３の窒化シリコン膜４を形成した面同士を重ねあわ
せ、２枚一組で拡散ボートに並べて気相拡散するのが好
ましい。そして、オキシ塩化リン雰囲気中で、約８５０
℃で熱処理し、第二主表面ＭＰＳにｎ型エミッタ層を形
成する。形成したエミッタ層の深さは約０．５μｍと
し、シート抵抗は４０〜１００Ω／□とする。

【００２２】そして、図４（ｃ）に示すように、この基
板３の裏面にコンタクト貫通部としての溝もしくは孔を
形成する。例えば溝６を形成する場合は、高速回転刃１
３を用いて刻設される。高速回転刃は、直径１０３ｍ
ｍ、長さ１６５ｍｍの円筒部に１００〜２００本の凹凸
形成刃が取り付けられている。刃の高さは例えば５０〜
１００μｍ、刃の幅及び刃の間隔は数百μｍ程度とす
る。刃の表面には、直径５μｍ〜１０μｍのダイヤモン
ド砥粒が満遍なく電着されている。この高速回転刃１３
を用い、切削液を噴射しながら１秒間に約１〜４ｃｍの
速度で基板に溝入れ加工を行なう。高速回転刃１３は、
ダイサーもしくはワイヤーソーでも代用が可能である。
溝６の深さが略５〜５０μｍとなるよう回転刃装置を微
調整する。

【００２３】他方、溝６に代えて孔を形成する場合は、
レーザービームが好適に用いられる。レーザーとしては
炭酸ガスレーザー、アルゴンレーザー、ＹＡＧレーザ
ー、ルビーレーザー、エキシマレーザー等が容易に用い
られる。中でも、ＫｒＦ等のエキシマレーザーやＮｄ：
ＹＡＧレーザーが最適である。孔の平面形状は、円形、
楕円形あるいは矩形等を採用できる。なお、開口部を設
ける際のレーザーの照射条件は、レーザーの種類や絶縁
層の膜厚、さらに開口部の径等によって適宜決められ
る。例えば、パルス発振を利用する場合、周波数は１Ｈ
ｚ〜１００ｋＨｚが好ましく、レーザーの平均出力とし
ては１０ｍＷ〜１ｋＷの範囲とするのが好ましい。

【００２４】溝６や孔等のコンタクト貫通部を形成後、
図４（ｄ）に示すように、同一面（第一主表面側）に裏
面金属電極層５を例えば０．５〜２μｍ形成する。電極
には銀や銅等の金属を用いることもできるが、経済性、
加工性の観点からアルミが最も好ましい。金属層の堆積
は、スパッタ法、真空蒸着法、スクリーン印刷法等いず
れの方法でも可能である。裏面金属電極層５はコンタク
ト貫通部を充填しつつ第一主表面ＭＰＰに一様に堆積さ
れる。

【００２５】この後、公知の方法により、図１の第二主
表面ＭＰＳ（受光面）側の反射防止膜４７及び電極４４
の形成を行なう。反射防止膜４７には、酸化シリコン、
窒化シリコンをはじめ、酸化セリウム、アルミナ、二酸
化錫、二酸化チタン、フッ化マグネシウム、酸化タンタ
ル等、及びこれらを二種組み合わせた二層膜が使用さ
れ、いずれを用いても問題ない。その成膜には、ＰＶＤ
法、ＣＶＤ法等が用いられ、いずれの方法でも可能であ
る。高効率太陽電池作製のためには、窒化シリコンをリ
モートプラズマＣＶＤ法で形成したものが、小さな表面
再結合速度が達成可能であり、好ましい。他方、電極４
４は蒸着法、メッキ法、印刷法等で作製される。いずれ
の方法を用いても構わないが、低コストで高スループッ
トのためには、印刷法が好ましい。例えば、銀粉末及び
ガラスフリットを有機物バインダと混合した銀ペースト
を用いて電極パターンをスクリーン印刷した後、熱処理
して電極とする。なお、第一主表面ＭＰＰ側の処理と第
二主表面ＭＰＳ側の処理の順序は逆であっても、何ら問
題はない。

【００２６】第一主表面ＭＰＰ側の窒化シリコン膜４の
厚さは、シリコン単結晶基板３へのテクスチャ形成の有
無により、前記の各最適膜厚範囲に調整されている。こ
の膜厚範囲の妥当性は後述の実験結果のみならず、以下
のような屈折・反射理論に基づく計算結果からも支持さ
れるものである。まず、第二主表面ＭＰＳ側から入射し
た光の、第一主表面ＭＰＰ側での反射率を、屈折・反射
理論により計算する。概要は以下の通りである。まず、
２つの異なる媒質中を伝播する光、すなわち電磁波の反
射の法則及び屈折の法則は、マクスウェルの方程式が媒
質の境界にて満たすべき電束密度、磁束密度、電場及び
磁場の各境界条件から一義的に導き出すことができる。
その導出過程は一般的な光学あるいは電磁気学の教科書
に示されているものであって、極めて周知であるから、
詳細な説明は省略する（例えば、朝倉現代物理講座２：
電磁気学Ｉ（松田久著：１９８０年:朝倉書店）６３
〜６８頁参照）。その結果を示せば、光の入射角、屈折
角及び反射角をそれぞれθ、β及びγとすれば、反射の
法則は、 θ＝γ ‥‥ であり、屈折の法則（いわゆるスネルの法則）は、ｓｉｎθ／ｓｉｎβ＝ｎ２／ｎ１ ‥‥ である。なお、境界を挟んで光の入射側にある媒質（こ
の場合、シリコン単結晶）を媒質１、透過側にある媒質
（この場合、窒化シリコン）を媒質２として、ｎ１及び
ｎ２は、媒質１及び媒質２の屈折率である。シリコン単
結晶の屈折率ｎ１は３．５２を採用し、窒化シリコンの
屈折率ｎ２は２．００を採用する。

【００２７】周知のフレネルの公式に上記スネルの法則
を適用して、入射光と反射光の強度（電場又は磁場のい
ずれかの強度として表すことができる）を計算すればシ
リコン単結晶基板３と窒化シリコン膜４との境界反射の
反射率を求めることができる。他方、裏面金属電極層５
と窒化シリコン膜４との境界での、裏面金属電極層５側
への光の浸透及び屈折の影響は小さいと考えられるが、
ここでは複素屈折率(吸収係数)を導入して微調整した。

【００２８】図６は、入射角θをパラメータとして、シ
リコン単結晶基板３と窒化シリコン膜４との境界反射の
反射率が、窒化シリコン膜の厚さに応じてどのように変
化するかを計算した結果である（入射波長は１２００ｎ
ｍとしている）。θが全反射の臨界角３４．６°以下で
あれば、金属面からの反射光との干渉効果により、反射
率に極大値が生ずる。そして、第二主表面ＭＰＳに到達
する長波長光の一部はこの反射率でシリコン単結晶基板
３の内部に再び戻される。次に、光キャリア生成割合の
内部反射率依存性を、シリコン単結晶基板３の厚さをパ
ラメータとして計算した結果を図７に示す。基板厚さが
小さいほど内部反射率の効果は顕著であり、内部反射率
が９３％を超えると光キャリア生成割合は急増する。す
なわち、高出力太陽電池のためには、９３％以上の内部
反射率を有する構造を太陽電池の裏面に施せばよく、こ
れに対応する窒化シリコン膜厚は図６より求めることが
可能である。つまり、テクスチャを有さないシリコン太
陽電池の場合は、図６のθ＝０°に対応し、窒化シリコ
ン膜厚が４０〜２２０ｎｍの範囲であればよいことがわ
かる。

【００２９】次に、第二主表面（受光面）ＭＰＳ側にテ
クスチャがある場合を考える。テクスチャは、シリコン
単結晶の｛１００｝面及び｛１１１｝面のエッチング速
度の違いを利用して形成されるもので、図５に示すよう
に、大きさ数μｍ〜数十μｍ程度の正ピラミッド構造を
ランダムに形成したものである。この構造はシリコン単
結晶の等価な｛１１１｝面で構成されるため、ピラミッ
ドの斜面が第二主表面ＭＰＳと成す角αは５４．７°と
なる。一方、シリコンの屈折率は、長波長で３．５２で
あるから、前記スネルの法則を用いれば、入射角θ＝４
１．３°の角度で裏面に入射することが、簡単な計算か
ら導き出される。従って、第二主表面（受光面）ＭＰＳ
にテクスチャを有し、第一主表面（裏面）ＭＰＰが平坦
な太陽電池の、最適窒化シリコン膜厚範囲は、図６のθ
＝４１．３°に対応し、略１００ｎｍ以上であればよい
ことがわかる。

【００３０】最後に、両面にテクスチャを有する場合
は、第二主表面（受光面）ＭＰＳのテクスチャのピラミ
ッドがランダムに配列していることにより均一に分散さ
れ、光が第一主表面（裏面）ＭＰＰに入射角４１．３°
で一様に入射すると仮定する。第一主表面ＭＰＰのテク
スチャのピラミッド各面には、入射光の５５．４％が入
射角１３．４°で、４４．６％が６４．３°で入射する
ことが、第一主表面ＭＰＰ上に直立する単純な正四角錘
を考えることで算出できる。図６から、θ＝１３．４°
およびθ＝６４．３°がともに９３％を超える窒化シリ
コン膜厚は略４０〜２３０ｎｍの範囲であることがわか
る。

【００３１】

【実施例】（実施例１）厚さ１５０μｍの、ホウ素をド
ーパントとしたｐ型シリコン単結晶基板（結晶主軸方向
＜１００＞：切断上がり状態：比抵抗１Ω・ｃｍ）を２
枚、水酸化カリウム水溶液に浸漬し、両面にテクスチャ
を形成した。次に、第一主表面（裏面）上に、窒化シリ
コン膜を各々１５０、３００ｎｍ成膜後、市販のダイサ
ーを用いて、コンタクト貫通部としての平行溝を形成し
た。この上に全面にアルミを堆積して裏面金属電極層と
した。他方、第二主表面（受光面）には、前記の方法に
より、エミッタ層、反射防止膜、フィンガー電極、バス
バー電極を順次形成し、太陽電池試験品を作製した。

【００３２】得られた太陽電池試験品は、山下電装社製
のソーラーシミュレータ（ＹＳＳ−８０）を用い、標準
条件下でこれら太陽電池のＩ−Ｖ特性を測定し、変換効
率を求めた。結果を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】窒化シリコン膜厚１５０ｎｍの太陽電池に
おいては、３００ｎｍの場合に比べ、短絡電流が増加
し、変換効率が高くなっていることがわかる。

【００３５】（実施例２）両面にテクスチャを有しない
シリコン単結晶基板を用いた以外は、実施例１と全く同
様に作製した太陽電池試験品を用意し、同様の測定を行
なった。結果を表２に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】窒化シリコン厚１５０ｎｍの太陽電池は、
３００ｎｍの場合に比べて高い変換効率を示すことがわ
かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池の一例を示す断面模式図。

【図２】受光面側の電極形成形態の一例を示す斜視図。

【図３】図１の太陽電池の裏面側の構造を拡大して示す
断面模式図。

【図４】図３の裏面構造の形成工程を示す説明図。

【図５】テクスチャの形態の一例を示す斜視図。

【図６】各種入射角における裏面内部反射率と、窒化シ
リコン膜厚と関係を計算した結果を示す図。

【図７】裏面内部反射率と光キャリア生成割合との関係
を、シリコン単結晶基板の種々の厚さについて計算した
結果を示す図。

【符号の説明】

１太陽電池ＭＰＰ第一主表面ＭＰＳ第二主表面４窒化シリコン膜５裏面金属電極層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大塚寛之群馬県安中市磯部２丁目13番１号信越半導体株式会社半導体磯部研究所内 (72)発明者高橋正俊群馬県安中市磯部２丁目13番１号信越半導体株式会社半導体磯部研究所内 (72)発明者生島聡之群馬県安中市磯部２丁目13番１号信越半導体株式会社半導体磯部研究所内Ｆターム(参考） 5F051 AA02 CB27 FA06 FA15 FA18 FA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結晶主軸方向が＜１００＞であり、か
つ、第一主表面と第二主表面とのいずれにも｛１１１｝
面を主体とするテクスチャが形成されていないシリコン
単結晶基板の、前記第二主表面を受光面とし、他方、裏
面側となる前記第一主表面に、窒化シリコン膜が４０〜
２２０ｎｍの厚さにて形成され、さらに、該窒化シリコ
ン膜を覆う形で裏面金属電極層が形成されてなることを
特徴とする太陽電池。
【請求項２】結晶主軸方向が＜１００＞であり、か
つ、第一主表面には｛１１１｝面を主体とするテクスチ
ャが形成されず、第二主表面には前記テクスチャの形成
されたシリコン単結晶基板の、前記第二主表面を受光面
とし、他方、裏面側となる前記第一主表面に、窒化シリ
コン膜が１００ｎｍ〜３００ｎｍの厚さにて形成され、
さらに、該窒化シリコン膜を覆う形で裏面金属電極層が
形成されてなることを特徴とする太陽電池。
【請求項３】結晶主軸方向が＜１００＞であり、か
つ、第一主表面と第二主表面とのいずれにも｛１１１｝
面を主体とするテクスチャが形成されたシリコン単結晶
基板の、前記第二主表面を受光面とし、他方、裏面側と
なる前記第一主表面に、窒化シリコン膜が４０ｎｍ〜２
３０ｎｍの厚さにて形成され、さらに、該窒化シリコン
膜を覆う形で裏面金属電極層が形成されてなることを特
徴とする太陽電池。