太陽電池パネルの製造方法
【課題】低コスト、高発電効率、軽量であって一般家庭用途への適用が容易であり、しかもパネルの基材に樹脂材料を使用することもできる太陽電池パネルの製造方法及び薄膜シリコンの製造方法を提供すること。
【解決手段】この太陽電池パネル１の製造方法は、基材２上に直接又はバッファ３層を介して第１〜第３非晶質膜４，７，８を製膜する工程と、製膜工程を繰り返して第２非晶質膜７を積層する工程と、第１非晶質薄膜４に金属１１をドープする工程と、金属１１ドープ後の第１非晶質膜４をアニール処理して金属１１を核とする多結晶又は準単結晶部１１ａを生成する工程と、を有する。
【解決手段】この太陽電池パネル１の製造方法は、基材２上に直接又はバッファ３層を介して第１〜第３非晶質膜４，７，８を製膜する工程と、製膜工程を繰り返して第２非晶質膜７を積層する工程と、第１非晶質薄膜４に金属１１をドープする工程と、金属１１ドープ後の第１非晶質膜４をアニール処理して金属１１を核とする多結晶又は準単結晶部１１ａを生成する工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルの製造方法に係り、特にシリコン薄膜を積層することにより、高効率かつ低コストに太陽電池パネルを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化・砂漠化・化石燃料の枯渇等に対する懸念が世界的に問題となっている。そのため、クリーンエネルギーの開発と利用が全人類的な緊急課題とされている。クリーンエネルギーの代表的なものとして、例えば、風力発電・燃料電池・バイオマス発電・太陽光発電等が考えられている。
【０００３】
中でも、太陽光発電は、太陽光という無尽蔵かつクリーンで安定したエネルギー源を利用するものであり、家庭用分野、産業用分野において有効なクリーンエネルギーとして期待が高まっている。
【０００４】
太陽光発電は、太陽光を太陽電池パネルに照射することにより、その光エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。太陽電池パネルの材料としてはシリコン（Ｓｉ）が用いられることが多く、一般に、結晶型シリコン（ｃ−Ｓｉ）と非結晶型シリコン（ａ−Ｓｉ）とに大別される。結晶型シリコンは、さらに単結晶型シリコンと多結晶型シリコンとに分類される。また、非結晶型シリコンはアモルファスシリコンとも呼ばれる。
【０００５】
単結晶型シリコンは、シリコン原子が結晶構造を有し、かつその面方位が一様なシリコン材料である。単結晶型シリコンは、高純度単結晶シリコンインゴット（バルク）をスライスして得られる材料であり、発電効率は一般に２０％前後と高い。しかし、材料コストが非常に高価であり一般用途に用いるのが難しく、軍事用途や宇宙用途として用いられることが多い。また、スライスによってパネルを形成するため、シリコン厚さが数１００μｍ程度と厚くなり、それに伴ってパネル全体の重量も重くなってしまうという問題を有している。
【０００６】
多結晶型シリコンは、単結晶型と同様にシリコン原子が結晶構造を有しているが、その各結晶粒表面の面方位が一様でない（多様な）シリコン材料である。この多結晶型シリコンには、シリコンインゴット（バルク）から得られるものと薄膜形成により得られるものとがある。バルクから得られるもの（バルク多結晶型シリコン）は、単結晶シリコンよりも低コストではあるが、発電効率も低い（１５％前後）。
【０００７】
このバルク多結晶型シリコンは、単結晶型シリコンに用いられる高純度単結晶シリコンインゴットの両端部分、すなわち面方位が一様とならず単結晶材料の特性を満足しない部分を再度溶融冷却し、それをスライスして得られる。シリコンインゴットのうち、通常は廃棄される部分、すなわち単結晶型シリコン太陽電池材料や半導体材料として使用不可能な特性未達部分を使用するので、材料コストとしては比較的安価である。しかし、近年のシリコン材料形成技術・半導体製造効率向上に伴い、特性不良部分が少なくなってきており、バルク多結晶型シリコンの材料の確保が困難になってきているという問題がある。
【０００８】
一方、薄膜形成により得られるもの（薄膜多結晶型シリコン）は、バルク型多結晶型シリコンよりもさらに低コストであるが、発電効率もさらに低くなってしまう（１０％前後）。薄膜多結晶型シリコンは、ガラス等の基材の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の薄膜形成技術によって薄膜シリコンが形成されたものである。形成された薄膜シリコンは非結晶質であるので、この薄膜シリコンに７００℃程度のアニーリング（熱処理）を行うことにより、多結晶化する。
【０００９】
薄膜多結晶型シリコンでは、薄膜形成技術により形成されたサブミクロン〜数μｍの厚さのシリコン薄膜を使用するので、太陽電池パネルを薄く軽く形成することができるという利点がある。一方で、高温でのアニーリングが必要となり、パネルの基材には、耐熱性の高い、一般的に高価なガラス等の材料しか使えないという問題もある。
【００１０】
アモルファスシリコンは、基材表面に薄膜形成技術によりアモルファス薄膜シリコンが形成されたものである。すなわち、上記の薄膜多結晶型シリコンにおいて、アニーリング処理前の状態のものがアモルファスシリコンである。
【００１１】
アモルファスシリコンは、薄膜シリコンであるので、パネルを薄く軽く形成することが可能である。また、材料にシリコンインゴットを使用する必要がなく、アニーリング処理も必要がないことから、薄膜多結晶型シリコンよりもさらに安価に製造することが可能である。材料確保についても心配する必要がない。
【００１２】
しかし、シリコンが非結晶型であることから、発電効率は多結晶型のものよりさらに低くなってしまうという問題がある（８％前後）。また、非結晶のアモルファスを安定化するためにはＳｉ分子の未結合手に水素（Ｈ）分子を結合させる必要があり、一般にモノシランガス（ＳｉＨ４）を用いたＰｌａｓｍａＣＶＤにより薄膜形成を行う。
【００１３】
なお、太陽電池パネルの材料に単結晶型シリコンを用いたものとして、例えば特許文献１に記載のもの、多結晶型シリコンを用いたものとして、例えば特許文献２，３に記載のもの、アモルファスシリコンを用いたものとして、例えば特許文献４に記載のものがある。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−０７６３８２号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０３９５号公報
【特許文献３】特開２００６−１００３３９号公報
【特許文献４】特開２００２−１２４６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のように、太陽電池パネルのシリコン材料としては多様な形態が存在し、単結晶型、バルク多結晶型、薄膜多結晶型、アモルファスの順に低コストかつ低効率となる。つまり、単結晶型のものを用いると、高効率であるがコストが非常に高くなってしまい、一方、アモルファスのものを用いると、低コストであるが発電効率が低くなってしまうという問題がある。
【００１６】
さらに、バルク材の単結晶型・多結晶型のものは、シリコンパネルが厚く、重量も重いという問題があり、一方、薄膜による多結晶型・アモルファス型のものは、薄く軽く形成することができるものの、基材に耐熱性の高いガラス等の材料を使用する必要があり、結果としてガラス重量のため太陽電池パネル全体の重量はやはり重いものとなってしまう。
【００１７】
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、低コスト、高発電効率、軽量であって一般家庭用途への適用が容易であり、しかもパネルの基材に樹脂材料を使用することもできる太陽電池パネルの製造方法及び薄膜シリコンの製造方法を提供することを例示的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての太陽電池パネルの製造方法は、基材上に直接又はバッファ層を介して非晶質シリコン薄膜を製膜する工程と、製膜工程を繰り返して非晶質シリコン薄膜を積層する工程と、非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程と、金属ドープ後の非晶質シリコン薄膜をアニール処理して金属を核とする大粒径の多結晶又は準単結晶を生成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
非晶質シリコン薄膜に金属をドープしているので、アニール処理を行った場合にその金属を核として結晶化させることにより、大粒径の多結晶又は準単結晶を生じさせることができる。そして、金属ドープ後の非晶質シリコン薄膜をアニール処理して金属を核とする大粒径の多結晶又は準単結晶を生成するので、この製造方法によって製造された太陽電池パネルは、低コスト、軽量、高発電効率を実現することができる。また、製膜された非晶質シリコン薄膜を積層しているので、全体の厚さを調整して厚くすることもでき、太陽光の吸収率を向上して発電効率を向上させることができる。
【００２０】
ここで、準単結晶とは、単結晶と非結晶との中間的な構造であって、例えば（１００）面の優先面方位を有し略均一な粒径で略規則的に配列された結晶である。すなわち、非晶質膜が「準単結晶化される」とは、核を中心として一定の大きさに成長した準単結晶が規則的に配列された状態になることをいう。その準単結晶自体は、単結晶シリコンと同等の発電効率を達成可能であり、非晶質膜が準単結晶化されると、薄膜自体の発電特性が多結晶シリコンより優れたものとなる（Ｔ．Ｎｏｇｕｃｈｉ， Ｓ．Ｕｓｕｉ， Ｄ．Ｐ．Ｇｏｓａｉｎ ａｎｄ Ｙ．Ｉｋｅｄａ， Ｍａｔｅ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，Ｖｏｌ．５５７， ｐ．２１３ （１９９９））。
【００２１】
準単結晶生成後の非晶質シリコン薄膜上に積層された非晶質シリコン薄膜をアニール処理して準単結晶をエピタキシャル成長させる工程を更に有してもよい。また、大粒径の多結晶生成後の非晶質シリコン薄膜上に積層された非晶質シリコン薄膜をアニール処理して大粒径の多結晶を成長させる工程を更に有してもよい。
【００２２】
準単結晶や大粒径の多結晶を積層方向、すなわち厚さ方向にエピタキシャル成長させるので、この製造方法によって製造された太陽電池パネルの厚さ方向における電気抵抗値を低減することができる。したがって、より一層高発電効率に寄与することができる。
【００２３】
アニール処理が、赤外線ヒータ等を用いた高温短時間（ＲＴＡ）熱処理とその熱処理後のレーザ照射処理とを含んでもよい。
【００２４】
赤外線ヒータ等を用いた熱処理後に、その冷却過程において金属核の周囲に結晶欠陥を生じる場合がある。この結晶欠陥は、例えば核を中心として放射状に延びるいわゆる「巣」のような態様を呈し、発電効率の低下を招いている。しかし、その熱処理後にレーザ照射によるアニール処理を行うので、結晶欠陥を除去又は減少させることができ、発電効率の低下を防止することができる。なお、赤外線ヒータ等を用いた熱処理は、例えば、真空環境下で行われてもよいし、強磁場環境下で行われてもよい。
【００２５】
なお、非晶質シリコン薄膜（Ｎｉ等の金属がドープされていないもの。）に対して赤外線ヒータによる高温短時間熱処理を行うことにより、ガラス基材上への良好な結晶ポリシリコン薄膜の形成を可能とした報告がされている。（Ｈ．Ｊ．Ｋｉｍ， Ｄ．Ｈ．Ｓｈｉｎ， Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ＩＭＩＤ／ＩＤＭＣ ’０６， ２９−１， ｐ．５３３（２００６））。この方法は、大面積のシリコン薄膜形成にも対応することができるので、量産的に有望な技術であり、この点で高温短時間熱処理を行うことの利点が発揮される。
【００２６】
また、Ｎｉのドープによりシリコンの結晶化が促進され、処理の低温化も可能であることは、既に報告がある（例えば、Ｋ． Ｍａｋｉｈｉｒａ ａｎｄ Ｔ． Ａｓａｎｏ， Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ＡＭ−ＬＣＤ’８９９， ＴＦＴｐ１−１， ｐ．８５ （１９９９））。
【００２７】
なお、上記の製膜工程、積層工程、金属ドープ工程、アニール処理工程の順序は、以下のように様々な順序が考えられ、いずれもそれぞれ独自の有利な効果を有している。すなわち、
１）基材上に第１層製膜→第１層金属ドープ→第１層アニール処理（多結晶又は準単結晶生成）→第２層製膜→第２層金属ドープ→第２層アニール処理（エピタキシャル成長）、以下、第３層以降も製膜→金属ドープ→アニール処理を順次繰り返しつつ積層していく方法である。各層に対して確実に金属ドープとアニール処理を行うことができるので、エピタキシャル成長の効率を向上させることができる。
【００２８】
２）基材上に第１層製膜→第１層金属ドープ→アニール処理（多結晶又は準単結晶生成）→第２層製膜→第２層金属ドープ→第３層製膜→第３層金属ドープ、以下、第３層以降も製膜→金属ドープを順次繰り返して積層し、最終層の金属ドープ終了後に全層に対するアニール処理を一括して行う方法である。アニール処理を繰り返して行う必要がないので、工程削減が可能となる。この際、いわゆる低温プロセスと呼ばれるレーザアニールよりも、いわゆる高温プロセスと呼ばれる熱処理の方が、より深層にまでアニールの効果を到達させ易く、特に、比較的厚い薄膜であって、例えば膜厚１００ｎｍ以上の場合に好適である。
【００２９】
３）基材上に第１層製膜→第１層金属ドープ→アニール処理（多結晶又は準単結晶生成）→第２層製膜→第３層製膜、以下、第３層以降も製膜のみ繰り返して積層し、最終層の製膜後に全層に対する金属ドープ及びアニール処理を一括して行う方法である。金属ドープもアニール処理も繰り返して行わずに最後に一括して行うので、より一層の工程削減が可能となる。最終層に対してドープされた金属は、その後のアニール処理によって下層にまで拡散していく。この際、いわゆる低温プロセスと呼ばれるレーザアニールよりも、いわゆる高温プロセスと呼ばれる熱処理の方が、より深層にまでアニールの効果を到達させ易いのは、上記同様である。
【００３０】
非晶質シリコン薄膜の製膜方法としては、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタ法（スパッタリング）を適用することが可能である。スパッタ法により製膜する場合は基材が高温環境下に晒されないので、耐熱性の低い樹脂等の材料を基材に適用することができる。
【００３１】
アニール処理としては、固体ＹＡＧレーザ（波長５３２ｎｍ）、エキシマレーザ（波長３０８ｎｍ）又は波長３００ｎｍ〜波長６００ｎｍの範囲の半導体（ダイオード）レーザ等のレーザを用いるレーザアニールや赤外線ヒータを用いる熱処理等が適用可能である。赤外線ヒータは真空環境下又は強磁場環境下で用いられることが望ましい。主に紫外域であるエキシマレーザに比較して波長の長い固体ＹＡＧレーザ（例えば、第２高調波発振により可視光域の光出力を可能にする。）を用いれば深層までアニール処理することができ、一方、エキシマレーザを用いてアニール処理することにより、表面層のみをアニール処理することもできる。
【００３２】
なお、ドープする金属としては、例えばニッケル（Ｎｉ）が考えられる。また、基材としては、樹脂を用いることもできるし、ガラスを用いることもできる。樹脂の場合は、軽量化に寄与することができるが、アニール処理において高温プロセスを用いる場合は、ガラス基材の方が適している。もちろん、基材側から太陽光を導入する場合は基材が透明であることが望ましいが、基材の反対側、すなわち最終層側から太陽光を導入する場合は基材が不透明であってもよい。バッファ層の材料としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又はＳｉＮを含んだＳｉＯ２層が望ましい。
【００３３】
上記の第１層及び最終層は、膜厚３０ｎｍ以下が望ましい。そして、その第１層及び最終層は、いずれかがＮ＋層又はＰ＋層として機能する。そのＮ＋層には、砒素イオン又は燐イオン等の正イオンがイオンドープされ、Ｐ＋層には、臭素イオン等の正イオンがイオンドープされることが望ましい。
【００３４】
Ｎ＋層とＰ＋層とを除く各層、すなわち第２層〜最終直前層は、２００ｎｍ〜５００ｎｍの膜厚が望ましい。
【００３５】
第１層の外側又は最終層の外側の少なくともいずれか一方に金属層を設け、この金属層を反射膜又は反射防止膜として機能させれば、導入した太陽光を第２層〜最終直前層間に閉じ込めるようにして繰り返し通過させることができる。それにより太陽光吸収率を向上させて発電効率を向上させることができる。
【００３６】
第２層〜最終直前層のうちのいずれかの層をシリコンカーボン（ＳｉＣ）層とし、いずれかの層をシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）層とすることが望ましい。すなわち、ＳｉＣ層が主に紫外光成分の光を吸収し、ＳｉＧｅ層が主に赤外光成分の光を吸収するので、各層が吸収する光の波長が異なり効率よく発電を行うことができる。
【００３７】
もちろん、第２層〜最終直前層までのうち、いずれかの層を多結晶又は準単結晶化させずに非晶質のままとして、この太陽電池パネルを多結晶又は準単結晶シリコンと非晶質シリコンとのタンデム型太陽電池パネルとすることもできる。
【００３８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、シリコン薄膜の製膜によって太陽電池パネルを製造するので、太陽電池パネルを薄く軽いものとすることができる。もちろん積層数の調整によって膜厚を厚く調整することもできる。
【００４０】
シリコン薄膜の製膜によって太陽電池パネルを製造することから、材料にシリコンインゴットを使用する必要がない。したがって、パネルを低コストに製造することができ、しかも材料確保の心配もない。
【００４１】
製膜された非晶質シリコン薄膜に金属ドープしてアニール処理することにより、薄膜中のシリコンを結晶化（多結晶又は準単結晶化）することができる。したがって、非晶質シリコン薄膜による太陽電池パネルに比較して非常に高い発電効率を得ることができる。その結果、薄く、軽く、低コストで、かつ高発電効率の太陽電池パネルとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法について、図面を用いて説明する。なお、この太陽電池パネルの製造方法を１０段階に分類し、各々図１〜図１０に示して説明する。
【００４３】
図１は、この太陽電池パネル１（図９参照）の製造方法の第１段階を示す断面図であって、基材２上にバッファ層３を形成する工程を示している。基材２は、非晶質シリコン薄膜を製膜する際の基板となる部材であって、例えばガラスが用いられる。しかしながら、基材２に高い耐熱性が要求されない場合は、樹脂を基材２として使用することができる。それにより、太陽電池パネル１を軽量化することができる。
【００４４】
本実施の形態においては、太陽光Ｓを基材２側（図中矢印Ｘ参照）から導入するため、基材２には透明材料を使用する。しかし、シリコン薄膜の形成順序を設計変更することにより、太陽光Ｓを非晶質シリコン薄膜側（図中矢印Ｙ参照）から導入するように太陽電池パネル１を構成すれば、基材２には不透明材料を使用することも可能である。したがって、このような場合、基材２に不透明樹脂や金属板を用いることができる。
【００４５】
バッファ層３は、その上部に製膜される非晶質シリコン薄膜と基材２とが直接接触しないようにするための絶縁層であり、基材２から非晶質シリコン薄膜へのコンタミネーションを防止する機能を有する。バッファ層３の材料としては、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が用いられ、スパッタリングやＣＶＤ等により基材２上に薄膜形成される。また、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極をバッファ層３として使用してもよい。本実施の形態においては、太陽光Ｓを基材２側から導入するので、このバッファ層３も透明である必要がある。
【００４６】
図２は、太陽電池パネル１の製造方法の第２段階を示す断面図であって、バッファ層３上に第１層としての第１の非晶質シリコン薄膜（以下、第１非晶質膜という。）４を製膜する工程を示している。第１非晶質膜はシリコンを材料とする薄膜であって、例えばモノシランガス（ＳｉＨ４）やジシランガス（Ｓｉ２Ｈ６）を用いたＣＶＤやスパッタリングによって製膜される。第１非晶質膜４の膜厚としては４０ｎｍ以下が望ましく、３０ｎｍ程度がより望ましい。
【００４７】
この製膜工程によって製膜された第１非晶質膜４は、結晶構造を有さず非晶質（すなわちアモルファス）の構造を有している。ＣＶＤとしては、例えばＰｌａｓｍａ ＣＶＤ、Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ、Ｔｈｅｒｍａｌ ＣＶＤ（ＵＨＶ ＣＶＤを含む。）等が用いられる。
【００４８】
ただし、ＣＶＤは、その方式によっては４５０℃〜８００℃程度の高温環境下で製膜を行う必要があり、基材２に高い耐熱性が必要とされる場合がある。また、ＣＶＤの方式によってはＳｉ分子の未結合手に結合した水素（Ｈ）分子を除去するための脱水素工程が必要となる。この脱水素工程においては、第１非晶質膜４を５００℃程度の高温でアニールすることが必要であるため、やはり基材２に一定レベル（２００度以上）の耐熱性が必要となる。
【００４９】
したがって、余り耐熱性の高くない樹脂等を基材２として用いる場合は、製膜にスパッタリングを用いる方が望ましい。スパッタリングにおいては、室温下での製膜が可能であり、また、高温のアニール工程も必要ない。したがって、基材２に耐熱性の低い材料を用いても問題がない。
【００５０】
ここで、スパッタリングに使用するスパッタガスにアルゴン（Ａｒ）ガスを用いると、一般に、第１非晶質膜４中に一定量のＡｒが取り込まれてしまい、後述するレーザアニール工程において第１非晶質膜４に表面荒れ等の損傷を与える可能性がある。したがって、スパッタガスとしては、コストの点ではＡｒが好ましいものの、高品質の膜を得るにはキセノン（Ｘｅ）ガスを用いることがより望ましい。Ｘｅは、膜中に取り込まれるが、一般にその含有量は少ない。
【００５１】
したがって、スパッタガスとしては、キセノン（Ｘｅ）ガスを用いることが望ましい。Ｘｅは、膜中に取り込まれるが、一般にその含有量は少ない。
【００５２】
図３は、太陽電池パネル１の製造方法の第３段階を示す断面図であって、第１非晶質膜４に第１の正イオン５をドープする工程を示している。この第１の正イオン５は、第１非晶質膜４中でドナーとして機能するイオンであり、例えば砒素イオン（Ａｓ＋）や燐イオン（Ｐ＋）が用いられる。
【００５３】
イオンドーピングは、イオン注入機やイオンシャワーによって行われ、そのドープ条件は例えば、５ｋｅＶ、２ｅ１５／ｃｍ２〜６ｅ１６／ｃｍ２である。この第１の正イオン５のドーピングにより、第１非晶質膜４はＮ＋層としての機能を発揮する。
【００５４】
図４は、太陽電池パネル１の製造方法の第４段階を示す断面図であって、第１非晶質膜４に金属１１をドープする工程を示している。この金属１１は、後述するアニール処理において結晶化（多結晶化又は準単結晶化。）の基点となる「核」として機能するものである。金属１１としては、ニッケル（Ｎｉ）の適用が好ましいが、もちろん他の金属であってもよい。
【００５５】
金属ドープの方法にはプリント方式やスパッタ方式などがあり、含有金属としてはＮｉが結晶化には有利ではあるが、Ａｌ，ＣｕやＣｏも結晶化促進に有利である。図５は、太陽電池パネル１の製造方法の第５段階を示す断面図であって、第１非晶質膜４をレーザアニール（アニール処理）する工程を示している。図１４は、そのレーザアニール工程を示す斜視図である。ここでは、レーザ光６の光源として、波長３０８ｎｍのキセノンクロライド（ＸｅＣｌ）エキシマレーザを使用する。なお、この太陽電池パネル１の製造方法の第５段階については、参考文献１（特開平１０−４１２３４号公報）及び参考文献２（特開２００１−９３８５４号公報）においても紹介されている。
【００５６】
レーザアニール工程は、第１非晶質膜４をレーザによってアニールし、その非晶質を高品質の多結晶化又はより好ましくは準単結晶化させるための工程である。第１非晶質膜４の表面に長方形スリット状に成形したレーザ光６をパルス照射させつつ、第１非晶質膜４とレーザ光６とを相対移動させ、第１非晶質膜４の表面全体にレーザ光６が照射されるようにする。
【００５７】
ライン上の細い形状の長方形状や正方形に近い形状の長方形状のビーム照射（例えば、２０〜５０ｎｓの短パルス照射のものや１５０〜２００ｎｓの長パルス照射のもの）により形成することができる。例えば、ここではレーザ光６のビーム形状を、第１非晶質膜４上で縦４００μｍ×横２００ｍｍの長方形スリット状とする。また各パルス照射の１回の照射時間を３０ｎｓとし、パルス照射ごとのオーバーラッピングを９９％とする。
【００５８】
すなわち、第１非晶質膜４の表面上でレーザ光６が毎回パルス照射するように構成する。それにより、例えば、第１非晶質膜４の表面の任意の点は合計時間にして、３０ｎｓ×１００＝３μｓの照射を受けることとなる（レーザは、線状（実際は幅がある）の形でも矩形でもよく、走査シフトしてもしなくてもよいが、ここでは線状のビームの例を示す。）。
【００５９】
このレーザアニールによって、図１５（ａ）に示すように、第１非晶質膜４に、例えば（１００）面の優先面方位を有する準単結晶部１１ａが、金属１１を核として形成される（Ｔ．Ｎｏｇｕｃｈｉ， Ｓ．Ｕｓｕｉ， Ｄ．Ｐ．Ｇｏｓａｉｎ ａｎｄ Ｙ．Ｉｋｅｄａ， Ｍａｔｅ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，Ｖｏｌ．５５７， ｐ．２１３ （１９９９））。この準単結晶部１１ａは、他の非晶質部（アモルファス部）１１ｂに比較して、非常に高い発電効率を示すものとなっている。
【００６０】
アニール条件（レーザ光６の強度、照射時間、オーバーラッピング等）の変更によってアニール処理の程度を変化させることができ、アニール処理を充分行えば、図１５（ｂ）に示すように、準単結晶部１１ａを成長させて非晶質部１１ｂを略消滅させることができる。この準単結晶部１１ａの優先面方位としては（１００）面を例として説明するが、もちろん（１１１）面や他の結晶面であってもよい。なお、高品質な擬似結晶部又は準単結晶部１１ａの大きさとしては、直径又は一辺が２００μｍ程度以上であることが望ましい。
【００６１】
もちろん、アニール処理としては、上記のレーザアニール処理の他に、真空環境下での赤外線ヒータによる熱処理や強磁場環境下での赤外線ヒータによる熱処理等も適用することができる。このような、高温短時間（ＲＴＡ）の熱処理によるアニールの効果は深層部分にまで到達するので、例えば、積層後の非晶質膜を一括してアニール処理するような場合に適している。
【００６２】
ただし、熱処理によってアニール処理を行った場合、図１５（ｂ）に示すように、金属１１の核を中心として放射状の結晶欠陥１１ｃを生じる場合がある。この結晶欠陥１１ｃが電子の円滑な移動を阻害して太陽電池パネル１の発電効率を低下させる原因として考えられるので、熱処理によるアニールを行った後に、更にこの結晶欠陥１１ｃを除去するためにレーザアニールを行うことも望ましい。
【００６３】
ここで、準単結晶部１１ａとは、既に述べたが、例えば（１００）面（もちろん（１１１）面等他の結晶面であってもよい。）の優先面方位を有する高品質の多結晶を含めての結晶化相である。単結晶においては、材料全域に亘って１つの優先面方位を有するが、このアニール処理によって生成された準単結晶部１１ａは、１つの準単結晶部１１ａ内での優先面方位は一定であるが、隣接する準単結晶部１１ａどうしの間では、優先面方位が同じであるとは限らないが整合に近い位置になっている。
【００６４】
その準単結晶部１１ａ自体は、単結晶シリコンと同等又はそれに近い発電効率を達成可能であり、非晶質膜が疑似単結晶化されると、薄膜自体の発電特性が多結晶シリコンより優れたものとなる。
【００６５】
なお、図１６に、レーザ光のエネルギー（横軸）とシリコンによるその吸収率（縦軸）との関係をＸｅＣｌエキシマレーザと固体ＹＡＧレーザとで比較したグラフを示す。図中、実線は単結晶シリコンによる吸収、破線は多結晶シリコンによる吸収、一点鎖線は非晶質シリコンによる吸収を示している。
【００６６】
ＵＶ領域であるＸｅＣｌエキシマレーザのエネルギーは可視光（緑）領域である固体ＹＡＧレーザのエネルギーよりも高く、かつシリコンによる吸収率も高い。すなわち、ＸｅＣｌエキシマレーザは、膜厚の薄い薄膜を効率よくアニールするのに適している。このレーザアニール工程によって、レーザ光６の高いエネルギーが膜厚２０ｎｍ程度の第１非晶質膜４において吸収され、効率よく疑似単結晶化を行うことができる。吸収率が高いので、アニールに伴う熱が基材２に影響することが殆どない。また、基材２が透明である場合にはレーザ光６を透過するので、より一層影響は少なくなる。
【００６７】
図６は、太陽電池パネル１の製造方法の第６段階を示す断面図であって、ＸｅＣｌエキシマレーザによるレーザアニール処理によって疑似単結晶化された第１非晶質膜４上に第２の非晶質シリコン薄膜（以下、第２非晶質膜という。）７を製膜する工程を示している。この第１非晶質膜４の直上に製膜される第２非晶質膜７が第２層である。
【００６８】
第２非晶質膜７も第１非晶質膜４と同様にシリコンを材料とする薄膜であって、ＣＶＤやスパッタ等の製膜方法により製膜される。また、基材２に耐熱性の低い樹脂を用いる場合には、高温環境下でのＣＶＤや脱水素工程を必要としないスパッタリングにより製膜することが望ましい点についても第１非晶質膜４と同様である。
【００６９】
なお、この製膜工程においては、膜厚が２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下となるように第２非晶質膜７を製膜する。それにより、後述するように、積層の繰り返し回数をなるべく少なくして製造効率を高めつつ、固体ＹＡＧレーザでのレーザアニール工程において、第２非晶質膜７の表面部分から深層部分まで充分にアニールし、疑似単結晶化を行うことができる。
【００７０】
図７は、太陽電池パネル１の製造方法の第７段階を示す断面図であって、第２非晶質膜７に金属１１をドープする工程を示している。この金属１１は、この第２非晶質膜７のアニール処理において大粒径の多結晶化又は準単結晶化の基点となる「核」として機能するものである。金属１１としては、ニッケル（Ｎｉ）の適用が好ましいが、もちろん他の金属であってもよい。
【００７１】
なお、第２非晶質膜７に金属１１をドープした方が、多結晶化又は準単結晶化の容易の観点から好ましいが、第１非晶質膜４において既に準単結晶部１１ａが存在しているので、本工程を省略することも可能である。すなわち、第２非晶質膜７に金属１１をドープしなくても、そのアニール処理によって第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａを第２非晶質膜７側へとエピタキシャル成長させることは可能である。
【００７２】
含有金属はＮｉが結晶化には有利ではあるが、Ａｌ，ＣｕやＣｏも結晶化促進に有利である。
【００７３】
図８は、太陽電池パネル１の製造方法の第８段階を示す断面図であって、第２非晶質膜７をレーザアニール（アニール処理）する工程を示している。ここでは、レーザ光６ａの光源として、波長５３２ｎｍの固体ＹＡＧレーザを使用する。
【００７４】
レーザアニール工程は、第２非晶質膜７をレーザによってアニールし、第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａを第２非晶質膜７側にエピタキシャル成長させるための工程である。そのため、第２非晶質膜７の表面に長方形スリット状に成形したレーザ光６ａをパルス照射させつつ、第２非晶質膜７とレーザ光６ａとを相対移動させ、第２非晶質膜７の表面全体にレーザ光６ａが照射されるようにする。
【００７５】
例えば、レーザ光６ａのビーム形状を、第２非晶質膜７上で縦４０μｍ×横２００ｍｍの長方形スリット状とする。また各パルス照射の１回の照射時間を長くし、パルス照射ごとのオーバーラッピングを９５％とする。この第２非晶質膜７上へのレーザ光６ａの照射の様子は、図１４に示すものと略同様であるので、図示は省略する。
【００７６】
このレーザアニールによって、第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａが第２非晶質膜７側へとエピタキシャル成長する。具体的には、第１非晶質膜４中に形成された準単結晶部１１ａからエピタキシーが生じ、その準単結晶部１１ａから膜厚方向に向けて結晶が成長する。この際、第２非晶質膜７にも金属１１がドープされていれば、第２非晶質膜７内においてもその金属１１を核とする準単結晶部１１ａの形成が行われる。したがって、その第２非晶質膜７内での準単結晶部１１ａの形成と第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長との相乗効果により、第２非晶質膜７の準単結晶化がより一層効率よく迅速に行われる。もちろん、第２非晶質膜７内に金属１１がドープされていなくても、第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長は実現される。
【００７７】
第２非晶質膜７の膜厚は２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下とされ、第１非晶質膜４の膜厚２０ｎｍ程度に比べ厚いものとなっている。したがって、吸収率の高いＸｅＣｌエキシマレーザを用いてレーザアニール工程を行うと、第２非晶質膜７の表面部分のみがアニールされ、その深層部分にまでアニールされない（図１６参照）。その結果、深層部分が準単結晶化されず、第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシーが生じない。
【００７８】
しかし、ＸｅＣｌエキシマレーザよりも吸収率の低い固体ＹＡＧレーザや半導体（ダイオード）レーザを用いてレーザアニール工程を行うことにより、第２非晶質膜７の表面部分のみですべてのレーザエネルギーが吸収されてしまうことなく、深層部分にまでレーザエネルギーが到達する。したがって、表面部分から深層部分までの膜厚方向全域に亘って、充分な疑似単結晶化を行うことができる。言い換えれば、固体ＹＡＧレーザによって深層部分にまで充分な疑似単結晶化を行うことができるので、第２非晶質膜７の１回の製膜厚さを２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下と厚くすることができる。
【００７９】
もちろん、この第８段階におけるレーザアニール処理を、赤外線ヒータを用いた熱処理に変更することができるのは、上記の第５段階と同様である。いずれのアニール処理を選択するかは、膜厚（すなわち、アニール処理を到達させるべき深さ。）、基材の材質（すなわち、耐熱性。）、工程効率（すなわち、積層後一括アニール処理とするか否か。）、結晶欠陥１１ｃの存否等の状況に応じて適宜判断すべきである。
【００８０】
この第７段階における第２非晶質膜７の製膜工程と、第８段階における固体ＹＡＧレーザによるレーザアニール工程とを交互に繰り返す（繰り返し工程）。すなわち、第１非晶質膜４上に第２非晶質膜７を製膜し、固体ＹＡＧレーザによるレーザアニールが完了した後に、再度その上に第２非晶質膜７を積層して製膜し、固体ＹＡＧレーザによるレーザアニール処理を行う。
【００８１】
積層した第２非晶質膜７を固体ＹＡＧレーザによってレーザアニールすると、その下層側の第２非晶質膜７が既に準単結晶化しているので、その下層側の第２非晶質膜７からのエピタキシーが生じる。したがって、積層した上層側の第２非晶質膜７においても膜厚方向に準単結晶が成長し、膜厚方向全域に亘って準単結晶化する。
【００８２】
このように、２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の膜厚の第２非晶質膜７を順次積層していき、最終的に、第２非晶質膜７の積層体が２μｍ程度の膜厚となるようにする。そのため、この繰り返し工程の繰り返し数は少なくとも４回以上となる。２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の膜厚の第２非晶質膜７を順次繰り返して積層することにより、固体ＹＡＧレーザにより膜厚方向全域に亘る準単結晶化を行いつつ、積層体全体としての厚さを大きく確保（２μｍ程度）することができる。また、その第２非晶質膜７の１回の製膜厚さを２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下と厚くすることができるので、繰り返し回数を低減することができ、太陽電池パネル１の製造効率を向上させることができる。
【００８３】
なお、アモルファス薄膜太陽電池の場合に行われるのと同様に、この第２非晶質膜７の積層体に４属の元素をドープさせ（例えば、膜厚方向にそれぞれ異なる４属元素をドープさせ。）、そのバンドギャップの値を制御して、より一層発電効率を向上させることができる。すなわち、積層体のうちの一部の第２非晶質膜７をシリコンとカーボンとの結合材料（ＳｉＣ）とすることにより、太陽光エネルギーのうち主に紫外光成分を高効率に光電変換することができるようになる。さらに、積層体のうちの他の一部の第２非晶質膜７をシリコンとゲルマニウムとの結合材料（ＳｉＧｅ）とすることにより、太陽光エネルギーのうち主に赤外光成分を高効率に光電変換することができるようになる。
【００８４】
例えば、第１非晶質膜４に近い側の第２非晶質膜７をシリコンカーボン（ＳｉＣ）とし、遠い側（すなわち、第３非晶質膜８に近い側。）の第２非晶質膜７をシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）とすることにより、基材２側から導入される太陽光Ｓを紫外光成分から赤外光成分に至るまで非常に効率的に捕捉することができ、高い発電効率を得ることができる。なお、積層された第２非晶質膜７のうち、最上層のものが最終直前層である。
【００８５】
図９は、太陽電池パネル１の製造方法の第９段階を示す断面図であって、固体ＹＡＧレーザによるレーザアニール処理によって準単結晶化された第２非晶質膜７の積層体上に最終層としての第３の非晶質シリコン薄膜（以下、第３非晶質膜という。）８を製膜する工程を示している。
【００８６】
第３非晶質膜８も第１非晶質膜４と同様にシリコンを材料とする薄膜であって、ＣＶＤやスパッタ等の製膜方法により製膜される。また、基材２に耐熱性の低い樹脂を用いる場合には、高温環境下でのＣＶＤや脱水素工程を必要としないスパッタリングにより製膜することが望ましい点についても第１非晶質膜４と同様である。なお、この第３非晶質膜８は、第１非晶質膜４と同様に膜厚３０ｎｍ以下であることが望ましく、２０ｎｍ程度であることがより望ましい。
【００８７】
図１０は、太陽電池パネル１の製造方法の第１０段階を示す断面図であって、第３非晶質膜８に第２の正イオン９をドープする工程を示している。この第２の正イオン９は、第３非晶質膜８中でアクセプタとして機能するイオンであり、例えば臭素イオン（Ｂ＋）が用いられる。
【００８８】
イオンドーピングは、イオン注入機やイオンシャワーによって行われ、そのドープ条件は例えば、５ｋｅＶ、１ｅ１６／ｃｍ２である。この第２の正イオン９のドーピングにより、第３非晶質膜８はＰ＋層としての機能を発揮する。
【００８９】
図１１は、太陽電池パネル１の製造方法の第１１段階を示す断面図であって、第３非晶質膜８に金属１１をドープする工程を示している。この金属１１は、この第３非晶質膜８のアニール処理において結晶化（多結晶化又は準単結晶化。）の基点となる「核」として機能するものである。金属１１としては、ニッケル（Ｎｉ）の適用が好ましいが、もちろん他の金属であってもよい。
【００９０】
なお、第３非晶質膜８に金属１１をドープした方が、多結晶化又は準単結晶化の容易の観点から好ましいが、第１非晶質膜４において既に準単結晶部１１ａが存在しているので、本工程を省略することも可能である。すなわち、第３非晶質膜８に金属１１をドープしなくても、そのアニール処理によって第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長が第３非晶質膜８にまで及ぶこととなる。
【００９１】
含有金属はＮｉが結晶化には有利ではあるが、Ａｌ，ＣｕやＣｏも結晶化促進に有利である。
【００９２】
図１２は、太陽電池パネル１の製造方法の第１２段階を示す断面図であって、第３非晶質膜８をレーザアニールする工程を示している。ここでは、レーザ光６ｂの光源として、レーザ光６ａと同様に波長５３２ｎｍの固体ＹＡＧレーザを使用する。
【００９３】
レーザアニール工程は、第３非晶質膜８をレーザによってアニールし、第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａを第２非晶質膜７を介して第３非晶質膜８側にエピタキシャル成長させるための工程である。そのため、第３非晶質膜８の表面に長方形スリット状に成形したレーザ光６ｂをパルス照射させつつ、第３非晶質膜８とレーザ光６ｂとを相対移動させ、第３非晶質膜８の表面全体にレーザ光６ｂが照射されるようにする。ここで、レーザ光６ｂのビーム形状、パルス照射の１回の照射時間、パルス照射ごとのオーバーラッピング等については、第２非晶質膜７におけるレーザアニールの場合と略同様であるので、詳細は省略する。
【００９４】
このレーザアニールによって、第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａが第２非晶質膜７を介して第３非晶質膜８側へとエピタキシャル成長する。具体的には、第１非晶質膜４中に形成された準単結晶部１１ａからエピタキシーが生じ、その準単結晶部１１ａから膜厚方向に向けて結晶が成長し、第２非晶質膜７及び第３非晶質膜８も準単結晶化する。この際、第３非晶質膜８にも金属１１がドープされていれば、第３非晶質膜８内においてもその金属１１を核とする準単結晶部１１ａの形成が行われる。したがって、その第３非晶質膜８での準単結晶部１１ａの形成と第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長との相乗効果により、第３非晶質膜８の準単結晶化がより一層効率よく迅速に行われる。もちろん、第３非晶質膜８内に金属１１がドープされていなくても、第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長は実現される。
【００９５】
なお、第２非晶質膜７のレーザアニール工程において固体ＹＡＧレーザを用いているので、この第３非晶質膜８のレーザアニール工程においても固体ＹＡＧレーザを用いた方が、レーザを変更する必要がないので製造工程が簡単となる。しかし、第３非晶質膜８の膜厚は３０ｎｍ以下であるので、もちろんＸｅＣｌエキシマレーザによっても充分にアニール及び疑似単結晶化が可能である。また、レーザアニールに代えて赤外線ヒータを用いた熱処理を適用することができるのは、もちろんである。
【００９６】
図１３は、太陽電池パネル１の製造方法の第１３段階（最終段階）を示す断面図であって、第３非晶質膜８上に金属層１０を形成して太陽電池パネル１を構成する工程を示している。
【００９７】
この金属層１０は、基材２側から導入された太陽光Ｓを反射するためのものである。第１、第２及び第３非晶質膜４，７，８を通過した太陽光Ｓを透過させたり吸収したりせずに反射させて、再び第３、第２及び第１非晶質膜８，７，４側へと通過させることにより、一層の発電効率の向上に寄与するものである。
【００９８】
金属層１０としては、アルミニウムの他、様々な金属を用いることができるが、もちろん反射率が高い方が望ましい。この金属層１０も、スパッタリングにより形成することが可能である。
【００９９】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。もちろん、上記したように、第２非晶質膜７及び第３非晶質膜８への金属１１のドープ工程を省略することも可能である。
【０１００】
また、各非晶質膜４，７，８へのアニール処理をそれぞれ別々に行うのでなく、各非晶質膜４，７，８をすべて製膜した後に、一括してアニール処理を行うことも可能である。その際、金属１１のドープも各非晶質膜４，７，８の製膜後、一括アニール処理前に一括して行えば、工程削減に寄与することができる。アニール処理時にドープされた金属１１は、第３非晶質膜８側から第１非晶質膜４側へと移動するので問題はない。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第１段階を示す断面図であって、基材上にバッファ層を形成する工程を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第２段階を示す断面図であって、バッファ層上に第１の非晶質シリコン薄膜を製膜する工程を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第３段階を示す断面図であって、第１の非晶質シリコン薄膜に第１の正イオンをドープする工程を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第４段階を示す断面図であって、第１の非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第５段階を示す断面図であって、第１の非晶質シリコン薄膜をレーザアニールする工程を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第６段階を示す断面図であって、第１の非晶質シリコン薄膜上に第２の非晶質シリコン薄膜を製膜する工程を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第７段階を示す断面図であって、第２の非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第８段階を示す断面図であって、第２の非晶質シリコン薄膜をレーザアニールする工程を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第９段階を示す断面図であって、第２の非晶質シリコン薄膜の積層体上に第３の非晶質シリコン薄膜を製膜する工程を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第１０段階を示す断面図であって、第３の非晶質シリコン薄膜に第２の正イオンをドープする工程を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第１１段階を示す断面図であって、第３の非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第９段階を示す断面図であって、第３の非晶質シリコン薄膜をレーザアニールする工程を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第１０段階を示す断面図であって、第３の非晶質シリコン薄膜上に金属層を形成する工程を示す図である。
【図１４】図４のレーザアニール工程を示す斜視図である。
【図１５】図４のレーザアニール工程によって、第１の非晶質シリコン薄膜に（１００）面を例とする優先方位を有する準単結晶が形成された様子を示す斜視図であり、（ａ）は、準単結晶が生成された直後の状態を示し、（ｂ）は、準単結晶が充分成長した状態を示す。
【図１６】レーザ光のエネルギー（横軸）とシリコンによるその吸収率（縦軸）との関係をＸｅＣｌエキシマレーザと固体ＹＡＧレーザとで比較したグラフである。
【符号の説明】
【０１０２】
Ｘ，Ｙ：矢印
Ｓ：太陽光
１：太陽電池パネル
２：基材
３：バッファ層
４：第１の非晶質シリコン薄膜（第１非晶質膜）
５：第１の正イオン
６，６ａ，６ｂ：レーザ光
７：第２の非晶質シリコン薄膜（第２非晶質膜）
８：第３の非晶質シリコン薄膜（第３非晶質膜）
９：第２の正イオン
１０：金属層
１１：金属
１１ａ：準単結晶部
１１ｂ：非晶質部（アモルファス部）
１１ｃ：結晶欠陥
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルの製造方法に係り、特にシリコン薄膜を積層することにより、高効率かつ低コストに太陽電池パネルを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化・砂漠化・化石燃料の枯渇等に対する懸念が世界的に問題となっている。そのため、クリーンエネルギーの開発と利用が全人類的な緊急課題とされている。クリーンエネルギーの代表的なものとして、例えば、風力発電・燃料電池・バイオマス発電・太陽光発電等が考えられている。
【０００３】
中でも、太陽光発電は、太陽光という無尽蔵かつクリーンで安定したエネルギー源を利用するものであり、家庭用分野、産業用分野において有効なクリーンエネルギーとして期待が高まっている。
【０００４】
太陽光発電は、太陽光を太陽電池パネルに照射することにより、その光エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。太陽電池パネルの材料としてはシリコン（Ｓｉ）が用いられることが多く、一般に、結晶型シリコン（ｃ−Ｓｉ）と非結晶型シリコン（ａ−Ｓｉ）とに大別される。結晶型シリコンは、さらに単結晶型シリコンと多結晶型シリコンとに分類される。また、非結晶型シリコンはアモルファスシリコンとも呼ばれる。
【０００５】
単結晶型シリコンは、シリコン原子が結晶構造を有し、かつその面方位が一様なシリコン材料である。単結晶型シリコンは、高純度単結晶シリコンインゴット（バルク）をスライスして得られる材料であり、発電効率は一般に２０％前後と高い。しかし、材料コストが非常に高価であり一般用途に用いるのが難しく、軍事用途や宇宙用途として用いられることが多い。また、スライスによってパネルを形成するため、シリコン厚さが数１００μｍ程度と厚くなり、それに伴ってパネル全体の重量も重くなってしまうという問題を有している。
【０００６】
多結晶型シリコンは、単結晶型と同様にシリコン原子が結晶構造を有しているが、その各結晶粒表面の面方位が一様でない（多様な）シリコン材料である。この多結晶型シリコンには、シリコンインゴット（バルク）から得られるものと薄膜形成により得られるものとがある。バルクから得られるもの（バルク多結晶型シリコン）は、単結晶シリコンよりも低コストではあるが、発電効率も低い（１５％前後）。
【０００７】
このバルク多結晶型シリコンは、単結晶型シリコンに用いられる高純度単結晶シリコンインゴットの両端部分、すなわち面方位が一様とならず単結晶材料の特性を満足しない部分を再度溶融冷却し、それをスライスして得られる。シリコンインゴットのうち、通常は廃棄される部分、すなわち単結晶型シリコン太陽電池材料や半導体材料として使用不可能な特性未達部分を使用するので、材料コストとしては比較的安価である。しかし、近年のシリコン材料形成技術・半導体製造効率向上に伴い、特性不良部分が少なくなってきており、バルク多結晶型シリコンの材料の確保が困難になってきているという問題がある。
【０００８】
一方、薄膜形成により得られるもの（薄膜多結晶型シリコン）は、バルク型多結晶型シリコンよりもさらに低コストであるが、発電効率もさらに低くなってしまう（１０％前後）。薄膜多結晶型シリコンは、ガラス等の基材の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の薄膜形成技術によって薄膜シリコンが形成されたものである。形成された薄膜シリコンは非結晶質であるので、この薄膜シリコンに７００℃程度のアニーリング（熱処理）を行うことにより、多結晶化する。
【０００９】
薄膜多結晶型シリコンでは、薄膜形成技術により形成されたサブミクロン〜数μｍの厚さのシリコン薄膜を使用するので、太陽電池パネルを薄く軽く形成することができるという利点がある。一方で、高温でのアニーリングが必要となり、パネルの基材には、耐熱性の高い、一般的に高価なガラス等の材料しか使えないという問題もある。
【００１０】
アモルファスシリコンは、基材表面に薄膜形成技術によりアモルファス薄膜シリコンが形成されたものである。すなわち、上記の薄膜多結晶型シリコンにおいて、アニーリング処理前の状態のものがアモルファスシリコンである。
【００１１】
アモルファスシリコンは、薄膜シリコンであるので、パネルを薄く軽く形成することが可能である。また、材料にシリコンインゴットを使用する必要がなく、アニーリング処理も必要がないことから、薄膜多結晶型シリコンよりもさらに安価に製造することが可能である。材料確保についても心配する必要がない。
【００１２】
しかし、シリコンが非結晶型であることから、発電効率は多結晶型のものよりさらに低くなってしまうという問題がある（８％前後）。また、非結晶のアモルファスを安定化するためにはＳｉ分子の未結合手に水素（Ｈ）分子を結合させる必要があり、一般にモノシランガス（ＳｉＨ４）を用いたＰｌａｓｍａＣＶＤにより薄膜形成を行う。
【００１３】
なお、太陽電池パネルの材料に単結晶型シリコンを用いたものとして、例えば特許文献１に記載のもの、多結晶型シリコンを用いたものとして、例えば特許文献２，３に記載のもの、アモルファスシリコンを用いたものとして、例えば特許文献４に記載のものがある。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−０７６３８２号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０３９５号公報
【特許文献３】特開２００６−１００３３９号公報
【特許文献４】特開２００２−１２４６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のように、太陽電池パネルのシリコン材料としては多様な形態が存在し、単結晶型、バルク多結晶型、薄膜多結晶型、アモルファスの順に低コストかつ低効率となる。つまり、単結晶型のものを用いると、高効率であるがコストが非常に高くなってしまい、一方、アモルファスのものを用いると、低コストであるが発電効率が低くなってしまうという問題がある。
【００１６】
さらに、バルク材の単結晶型・多結晶型のものは、シリコンパネルが厚く、重量も重いという問題があり、一方、薄膜による多結晶型・アモルファス型のものは、薄く軽く形成することができるものの、基材に耐熱性の高いガラス等の材料を使用する必要があり、結果としてガラス重量のため太陽電池パネル全体の重量はやはり重いものとなってしまう。
【００１７】
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、低コスト、高発電効率、軽量であって一般家庭用途への適用が容易であり、しかもパネルの基材に樹脂材料を使用することもできる太陽電池パネルの製造方法及び薄膜シリコンの製造方法を提供することを例示的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての太陽電池パネルの製造方法は、基材上に直接又はバッファ層を介して非晶質シリコン薄膜を製膜する工程と、製膜工程を繰り返して非晶質シリコン薄膜を積層する工程と、非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程と、金属ドープ後の非晶質シリコン薄膜をアニール処理して金属を核とする大粒径の多結晶又は準単結晶を生成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
非晶質シリコン薄膜に金属をドープしているので、アニール処理を行った場合にその金属を核として結晶化させることにより、大粒径の多結晶又は準単結晶を生じさせることができる。そして、金属ドープ後の非晶質シリコン薄膜をアニール処理して金属を核とする大粒径の多結晶又は準単結晶を生成するので、この製造方法によって製造された太陽電池パネルは、低コスト、軽量、高発電効率を実現することができる。また、製膜された非晶質シリコン薄膜を積層しているので、全体の厚さを調整して厚くすることもでき、太陽光の吸収率を向上して発電効率を向上させることができる。
【００２０】
ここで、準単結晶とは、単結晶と非結晶との中間的な構造であって、例えば（１００）面の優先面方位を有し略均一な粒径で略規則的に配列された結晶である。すなわち、非晶質膜が「準単結晶化される」とは、核を中心として一定の大きさに成長した準単結晶が規則的に配列された状態になることをいう。その準単結晶自体は、単結晶シリコンと同等の発電効率を達成可能であり、非晶質膜が準単結晶化されると、薄膜自体の発電特性が多結晶シリコンより優れたものとなる（Ｔ．Ｎｏｇｕｃｈｉ， Ｓ．Ｕｓｕｉ， Ｄ．Ｐ．Ｇｏｓａｉｎ ａｎｄ Ｙ．Ｉｋｅｄａ， Ｍａｔｅ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，Ｖｏｌ．５５７， ｐ．２１３ （１９９９））。
【００２１】
準単結晶生成後の非晶質シリコン薄膜上に積層された非晶質シリコン薄膜をアニール処理して準単結晶をエピタキシャル成長させる工程を更に有してもよい。また、大粒径の多結晶生成後の非晶質シリコン薄膜上に積層された非晶質シリコン薄膜をアニール処理して大粒径の多結晶を成長させる工程を更に有してもよい。
【００２２】
準単結晶や大粒径の多結晶を積層方向、すなわち厚さ方向にエピタキシャル成長させるので、この製造方法によって製造された太陽電池パネルの厚さ方向における電気抵抗値を低減することができる。したがって、より一層高発電効率に寄与することができる。
【００２３】
アニール処理が、赤外線ヒータ等を用いた高温短時間（ＲＴＡ）熱処理とその熱処理後のレーザ照射処理とを含んでもよい。
【００２４】
赤外線ヒータ等を用いた熱処理後に、その冷却過程において金属核の周囲に結晶欠陥を生じる場合がある。この結晶欠陥は、例えば核を中心として放射状に延びるいわゆる「巣」のような態様を呈し、発電効率の低下を招いている。しかし、その熱処理後にレーザ照射によるアニール処理を行うので、結晶欠陥を除去又は減少させることができ、発電効率の低下を防止することができる。なお、赤外線ヒータ等を用いた熱処理は、例えば、真空環境下で行われてもよいし、強磁場環境下で行われてもよい。
【００２５】
なお、非晶質シリコン薄膜（Ｎｉ等の金属がドープされていないもの。）に対して赤外線ヒータによる高温短時間熱処理を行うことにより、ガラス基材上への良好な結晶ポリシリコン薄膜の形成を可能とした報告がされている。（Ｈ．Ｊ．Ｋｉｍ， Ｄ．Ｈ．Ｓｈｉｎ， Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ＩＭＩＤ／ＩＤＭＣ ’０６， ２９−１， ｐ．５３３（２００６））。この方法は、大面積のシリコン薄膜形成にも対応することができるので、量産的に有望な技術であり、この点で高温短時間熱処理を行うことの利点が発揮される。
【００２６】
また、Ｎｉのドープによりシリコンの結晶化が促進され、処理の低温化も可能であることは、既に報告がある（例えば、Ｋ． Ｍａｋｉｈｉｒａ ａｎｄ Ｔ． Ａｓａｎｏ， Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ＡＭ−ＬＣＤ’８９９， ＴＦＴｐ１−１， ｐ．８５ （１９９９））。
【００２７】
なお、上記の製膜工程、積層工程、金属ドープ工程、アニール処理工程の順序は、以下のように様々な順序が考えられ、いずれもそれぞれ独自の有利な効果を有している。すなわち、
１）基材上に第１層製膜→第１層金属ドープ→第１層アニール処理（多結晶又は準単結晶生成）→第２層製膜→第２層金属ドープ→第２層アニール処理（エピタキシャル成長）、以下、第３層以降も製膜→金属ドープ→アニール処理を順次繰り返しつつ積層していく方法である。各層に対して確実に金属ドープとアニール処理を行うことができるので、エピタキシャル成長の効率を向上させることができる。
【００２８】
２）基材上に第１層製膜→第１層金属ドープ→アニール処理（多結晶又は準単結晶生成）→第２層製膜→第２層金属ドープ→第３層製膜→第３層金属ドープ、以下、第３層以降も製膜→金属ドープを順次繰り返して積層し、最終層の金属ドープ終了後に全層に対するアニール処理を一括して行う方法である。アニール処理を繰り返して行う必要がないので、工程削減が可能となる。この際、いわゆる低温プロセスと呼ばれるレーザアニールよりも、いわゆる高温プロセスと呼ばれる熱処理の方が、より深層にまでアニールの効果を到達させ易く、特に、比較的厚い薄膜であって、例えば膜厚１００ｎｍ以上の場合に好適である。
【００２９】
３）基材上に第１層製膜→第１層金属ドープ→アニール処理（多結晶又は準単結晶生成）→第２層製膜→第３層製膜、以下、第３層以降も製膜のみ繰り返して積層し、最終層の製膜後に全層に対する金属ドープ及びアニール処理を一括して行う方法である。金属ドープもアニール処理も繰り返して行わずに最後に一括して行うので、より一層の工程削減が可能となる。最終層に対してドープされた金属は、その後のアニール処理によって下層にまで拡散していく。この際、いわゆる低温プロセスと呼ばれるレーザアニールよりも、いわゆる高温プロセスと呼ばれる熱処理の方が、より深層にまでアニールの効果を到達させ易いのは、上記同様である。
【００３０】
非晶質シリコン薄膜の製膜方法としては、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタ法（スパッタリング）を適用することが可能である。スパッタ法により製膜する場合は基材が高温環境下に晒されないので、耐熱性の低い樹脂等の材料を基材に適用することができる。
【００３１】
アニール処理としては、固体ＹＡＧレーザ（波長５３２ｎｍ）、エキシマレーザ（波長３０８ｎｍ）又は波長３００ｎｍ〜波長６００ｎｍの範囲の半導体（ダイオード）レーザ等のレーザを用いるレーザアニールや赤外線ヒータを用いる熱処理等が適用可能である。赤外線ヒータは真空環境下又は強磁場環境下で用いられることが望ましい。主に紫外域であるエキシマレーザに比較して波長の長い固体ＹＡＧレーザ（例えば、第２高調波発振により可視光域の光出力を可能にする。）を用いれば深層までアニール処理することができ、一方、エキシマレーザを用いてアニール処理することにより、表面層のみをアニール処理することもできる。
【００３２】
なお、ドープする金属としては、例えばニッケル（Ｎｉ）が考えられる。また、基材としては、樹脂を用いることもできるし、ガラスを用いることもできる。樹脂の場合は、軽量化に寄与することができるが、アニール処理において高温プロセスを用いる場合は、ガラス基材の方が適している。もちろん、基材側から太陽光を導入する場合は基材が透明であることが望ましいが、基材の反対側、すなわち最終層側から太陽光を導入する場合は基材が不透明であってもよい。バッファ層の材料としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又はＳｉＮを含んだＳｉＯ２層が望ましい。
【００３３】
上記の第１層及び最終層は、膜厚３０ｎｍ以下が望ましい。そして、その第１層及び最終層は、いずれかがＮ＋層又はＰ＋層として機能する。そのＮ＋層には、砒素イオン又は燐イオン等の正イオンがイオンドープされ、Ｐ＋層には、臭素イオン等の正イオンがイオンドープされることが望ましい。
【００３４】
Ｎ＋層とＰ＋層とを除く各層、すなわち第２層〜最終直前層は、２００ｎｍ〜５００ｎｍの膜厚が望ましい。
【００３５】
第１層の外側又は最終層の外側の少なくともいずれか一方に金属層を設け、この金属層を反射膜又は反射防止膜として機能させれば、導入した太陽光を第２層〜最終直前層間に閉じ込めるようにして繰り返し通過させることができる。それにより太陽光吸収率を向上させて発電効率を向上させることができる。
【００３６】
第２層〜最終直前層のうちのいずれかの層をシリコンカーボン（ＳｉＣ）層とし、いずれかの層をシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）層とすることが望ましい。すなわち、ＳｉＣ層が主に紫外光成分の光を吸収し、ＳｉＧｅ層が主に赤外光成分の光を吸収するので、各層が吸収する光の波長が異なり効率よく発電を行うことができる。
【００３７】
もちろん、第２層〜最終直前層までのうち、いずれかの層を多結晶又は準単結晶化させずに非晶質のままとして、この太陽電池パネルを多結晶又は準単結晶シリコンと非晶質シリコンとのタンデム型太陽電池パネルとすることもできる。
【００３８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、シリコン薄膜の製膜によって太陽電池パネルを製造するので、太陽電池パネルを薄く軽いものとすることができる。もちろん積層数の調整によって膜厚を厚く調整することもできる。
【００４０】
シリコン薄膜の製膜によって太陽電池パネルを製造することから、材料にシリコンインゴットを使用する必要がない。したがって、パネルを低コストに製造することができ、しかも材料確保の心配もない。
【００４１】
製膜された非晶質シリコン薄膜に金属ドープしてアニール処理することにより、薄膜中のシリコンを結晶化（多結晶又は準単結晶化）することができる。したがって、非晶質シリコン薄膜による太陽電池パネルに比較して非常に高い発電効率を得ることができる。その結果、薄く、軽く、低コストで、かつ高発電効率の太陽電池パネルとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法について、図面を用いて説明する。なお、この太陽電池パネルの製造方法を１０段階に分類し、各々図１〜図１０に示して説明する。
【００４３】
図１は、この太陽電池パネル１（図９参照）の製造方法の第１段階を示す断面図であって、基材２上にバッファ層３を形成する工程を示している。基材２は、非晶質シリコン薄膜を製膜する際の基板となる部材であって、例えばガラスが用いられる。しかしながら、基材２に高い耐熱性が要求されない場合は、樹脂を基材２として使用することができる。それにより、太陽電池パネル１を軽量化することができる。
【００４４】
本実施の形態においては、太陽光Ｓを基材２側（図中矢印Ｘ参照）から導入するため、基材２には透明材料を使用する。しかし、シリコン薄膜の形成順序を設計変更することにより、太陽光Ｓを非晶質シリコン薄膜側（図中矢印Ｙ参照）から導入するように太陽電池パネル１を構成すれば、基材２には不透明材料を使用することも可能である。したがって、このような場合、基材２に不透明樹脂や金属板を用いることができる。
【００４５】
バッファ層３は、その上部に製膜される非晶質シリコン薄膜と基材２とが直接接触しないようにするための絶縁層であり、基材２から非晶質シリコン薄膜へのコンタミネーションを防止する機能を有する。バッファ層３の材料としては、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が用いられ、スパッタリングやＣＶＤ等により基材２上に薄膜形成される。また、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極をバッファ層３として使用してもよい。本実施の形態においては、太陽光Ｓを基材２側から導入するので、このバッファ層３も透明である必要がある。
【００４６】
図２は、太陽電池パネル１の製造方法の第２段階を示す断面図であって、バッファ層３上に第１層としての第１の非晶質シリコン薄膜（以下、第１非晶質膜という。）４を製膜する工程を示している。第１非晶質膜はシリコンを材料とする薄膜であって、例えばモノシランガス（ＳｉＨ４）やジシランガス（Ｓｉ２Ｈ６）を用いたＣＶＤやスパッタリングによって製膜される。第１非晶質膜４の膜厚としては４０ｎｍ以下が望ましく、３０ｎｍ程度がより望ましい。
【００４７】
この製膜工程によって製膜された第１非晶質膜４は、結晶構造を有さず非晶質（すなわちアモルファス）の構造を有している。ＣＶＤとしては、例えばＰｌａｓｍａ ＣＶＤ、Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ、Ｔｈｅｒｍａｌ ＣＶＤ（ＵＨＶ ＣＶＤを含む。）等が用いられる。
【００４８】
ただし、ＣＶＤは、その方式によっては４５０℃〜８００℃程度の高温環境下で製膜を行う必要があり、基材２に高い耐熱性が必要とされる場合がある。また、ＣＶＤの方式によってはＳｉ分子の未結合手に結合した水素（Ｈ）分子を除去するための脱水素工程が必要となる。この脱水素工程においては、第１非晶質膜４を５００℃程度の高温でアニールすることが必要であるため、やはり基材２に一定レベル（２００度以上）の耐熱性が必要となる。
【００４９】
したがって、余り耐熱性の高くない樹脂等を基材２として用いる場合は、製膜にスパッタリングを用いる方が望ましい。スパッタリングにおいては、室温下での製膜が可能であり、また、高温のアニール工程も必要ない。したがって、基材２に耐熱性の低い材料を用いても問題がない。
【００５０】
ここで、スパッタリングに使用するスパッタガスにアルゴン（Ａｒ）ガスを用いると、一般に、第１非晶質膜４中に一定量のＡｒが取り込まれてしまい、後述するレーザアニール工程において第１非晶質膜４に表面荒れ等の損傷を与える可能性がある。したがって、スパッタガスとしては、コストの点ではＡｒが好ましいものの、高品質の膜を得るにはキセノン（Ｘｅ）ガスを用いることがより望ましい。Ｘｅは、膜中に取り込まれるが、一般にその含有量は少ない。
【００５１】
したがって、スパッタガスとしては、キセノン（Ｘｅ）ガスを用いることが望ましい。Ｘｅは、膜中に取り込まれるが、一般にその含有量は少ない。
【００５２】
図３は、太陽電池パネル１の製造方法の第３段階を示す断面図であって、第１非晶質膜４に第１の正イオン５をドープする工程を示している。この第１の正イオン５は、第１非晶質膜４中でドナーとして機能するイオンであり、例えば砒素イオン（Ａｓ＋）や燐イオン（Ｐ＋）が用いられる。
【００５３】
イオンドーピングは、イオン注入機やイオンシャワーによって行われ、そのドープ条件は例えば、５ｋｅＶ、２ｅ１５／ｃｍ２〜６ｅ１６／ｃｍ２である。この第１の正イオン５のドーピングにより、第１非晶質膜４はＮ＋層としての機能を発揮する。
【００５４】
図４は、太陽電池パネル１の製造方法の第４段階を示す断面図であって、第１非晶質膜４に金属１１をドープする工程を示している。この金属１１は、後述するアニール処理において結晶化（多結晶化又は準単結晶化。）の基点となる「核」として機能するものである。金属１１としては、ニッケル（Ｎｉ）の適用が好ましいが、もちろん他の金属であってもよい。
【００５５】
金属ドープの方法にはプリント方式やスパッタ方式などがあり、含有金属としてはＮｉが結晶化には有利ではあるが、Ａｌ，ＣｕやＣｏも結晶化促進に有利である。図５は、太陽電池パネル１の製造方法の第５段階を示す断面図であって、第１非晶質膜４をレーザアニール（アニール処理）する工程を示している。図１４は、そのレーザアニール工程を示す斜視図である。ここでは、レーザ光６の光源として、波長３０８ｎｍのキセノンクロライド（ＸｅＣｌ）エキシマレーザを使用する。なお、この太陽電池パネル１の製造方法の第５段階については、参考文献１（特開平１０−４１２３４号公報）及び参考文献２（特開２００１−９３８５４号公報）においても紹介されている。
【００５６】
レーザアニール工程は、第１非晶質膜４をレーザによってアニールし、その非晶質を高品質の多結晶化又はより好ましくは準単結晶化させるための工程である。第１非晶質膜４の表面に長方形スリット状に成形したレーザ光６をパルス照射させつつ、第１非晶質膜４とレーザ光６とを相対移動させ、第１非晶質膜４の表面全体にレーザ光６が照射されるようにする。
【００５７】
ライン上の細い形状の長方形状や正方形に近い形状の長方形状のビーム照射（例えば、２０〜５０ｎｓの短パルス照射のものや１５０〜２００ｎｓの長パルス照射のもの）により形成することができる。例えば、ここではレーザ光６のビーム形状を、第１非晶質膜４上で縦４００μｍ×横２００ｍｍの長方形スリット状とする。また各パルス照射の１回の照射時間を３０ｎｓとし、パルス照射ごとのオーバーラッピングを９９％とする。
【００５８】
すなわち、第１非晶質膜４の表面上でレーザ光６が毎回パルス照射するように構成する。それにより、例えば、第１非晶質膜４の表面の任意の点は合計時間にして、３０ｎｓ×１００＝３μｓの照射を受けることとなる（レーザは、線状（実際は幅がある）の形でも矩形でもよく、走査シフトしてもしなくてもよいが、ここでは線状のビームの例を示す。）。
【００５９】
このレーザアニールによって、図１５（ａ）に示すように、第１非晶質膜４に、例えば（１００）面の優先面方位を有する準単結晶部１１ａが、金属１１を核として形成される（Ｔ．Ｎｏｇｕｃｈｉ， Ｓ．Ｕｓｕｉ， Ｄ．Ｐ．Ｇｏｓａｉｎ ａｎｄ Ｙ．Ｉｋｅｄａ， Ｍａｔｅ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，Ｖｏｌ．５５７， ｐ．２１３ （１９９９））。この準単結晶部１１ａは、他の非晶質部（アモルファス部）１１ｂに比較して、非常に高い発電効率を示すものとなっている。
【００６０】
アニール条件（レーザ光６の強度、照射時間、オーバーラッピング等）の変更によってアニール処理の程度を変化させることができ、アニール処理を充分行えば、図１５（ｂ）に示すように、準単結晶部１１ａを成長させて非晶質部１１ｂを略消滅させることができる。この準単結晶部１１ａの優先面方位としては（１００）面を例として説明するが、もちろん（１１１）面や他の結晶面であってもよい。なお、高品質な擬似結晶部又は準単結晶部１１ａの大きさとしては、直径又は一辺が２００μｍ程度以上であることが望ましい。
【００６１】
もちろん、アニール処理としては、上記のレーザアニール処理の他に、真空環境下での赤外線ヒータによる熱処理や強磁場環境下での赤外線ヒータによる熱処理等も適用することができる。このような、高温短時間（ＲＴＡ）の熱処理によるアニールの効果は深層部分にまで到達するので、例えば、積層後の非晶質膜を一括してアニール処理するような場合に適している。
【００６２】
ただし、熱処理によってアニール処理を行った場合、図１５（ｂ）に示すように、金属１１の核を中心として放射状の結晶欠陥１１ｃを生じる場合がある。この結晶欠陥１１ｃが電子の円滑な移動を阻害して太陽電池パネル１の発電効率を低下させる原因として考えられるので、熱処理によるアニールを行った後に、更にこの結晶欠陥１１ｃを除去するためにレーザアニールを行うことも望ましい。
【００６３】
ここで、準単結晶部１１ａとは、既に述べたが、例えば（１００）面（もちろん（１１１）面等他の結晶面であってもよい。）の優先面方位を有する高品質の多結晶を含めての結晶化相である。単結晶においては、材料全域に亘って１つの優先面方位を有するが、このアニール処理によって生成された準単結晶部１１ａは、１つの準単結晶部１１ａ内での優先面方位は一定であるが、隣接する準単結晶部１１ａどうしの間では、優先面方位が同じであるとは限らないが整合に近い位置になっている。
【００６４】
その準単結晶部１１ａ自体は、単結晶シリコンと同等又はそれに近い発電効率を達成可能であり、非晶質膜が疑似単結晶化されると、薄膜自体の発電特性が多結晶シリコンより優れたものとなる。
【００６５】
なお、図１６に、レーザ光のエネルギー（横軸）とシリコンによるその吸収率（縦軸）との関係をＸｅＣｌエキシマレーザと固体ＹＡＧレーザとで比較したグラフを示す。図中、実線は単結晶シリコンによる吸収、破線は多結晶シリコンによる吸収、一点鎖線は非晶質シリコンによる吸収を示している。
【００６６】
ＵＶ領域であるＸｅＣｌエキシマレーザのエネルギーは可視光（緑）領域である固体ＹＡＧレーザのエネルギーよりも高く、かつシリコンによる吸収率も高い。すなわち、ＸｅＣｌエキシマレーザは、膜厚の薄い薄膜を効率よくアニールするのに適している。このレーザアニール工程によって、レーザ光６の高いエネルギーが膜厚２０ｎｍ程度の第１非晶質膜４において吸収され、効率よく疑似単結晶化を行うことができる。吸収率が高いので、アニールに伴う熱が基材２に影響することが殆どない。また、基材２が透明である場合にはレーザ光６を透過するので、より一層影響は少なくなる。
【００６７】
図６は、太陽電池パネル１の製造方法の第６段階を示す断面図であって、ＸｅＣｌエキシマレーザによるレーザアニール処理によって疑似単結晶化された第１非晶質膜４上に第２の非晶質シリコン薄膜（以下、第２非晶質膜という。）７を製膜する工程を示している。この第１非晶質膜４の直上に製膜される第２非晶質膜７が第２層である。
【００６８】
第２非晶質膜７も第１非晶質膜４と同様にシリコンを材料とする薄膜であって、ＣＶＤやスパッタ等の製膜方法により製膜される。また、基材２に耐熱性の低い樹脂を用いる場合には、高温環境下でのＣＶＤや脱水素工程を必要としないスパッタリングにより製膜することが望ましい点についても第１非晶質膜４と同様である。
【００６９】
なお、この製膜工程においては、膜厚が２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下となるように第２非晶質膜７を製膜する。それにより、後述するように、積層の繰り返し回数をなるべく少なくして製造効率を高めつつ、固体ＹＡＧレーザでのレーザアニール工程において、第２非晶質膜７の表面部分から深層部分まで充分にアニールし、疑似単結晶化を行うことができる。
【００７０】
図７は、太陽電池パネル１の製造方法の第７段階を示す断面図であって、第２非晶質膜７に金属１１をドープする工程を示している。この金属１１は、この第２非晶質膜７のアニール処理において大粒径の多結晶化又は準単結晶化の基点となる「核」として機能するものである。金属１１としては、ニッケル（Ｎｉ）の適用が好ましいが、もちろん他の金属であってもよい。
【００７１】
なお、第２非晶質膜７に金属１１をドープした方が、多結晶化又は準単結晶化の容易の観点から好ましいが、第１非晶質膜４において既に準単結晶部１１ａが存在しているので、本工程を省略することも可能である。すなわち、第２非晶質膜７に金属１１をドープしなくても、そのアニール処理によって第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａを第２非晶質膜７側へとエピタキシャル成長させることは可能である。
【００７２】
含有金属はＮｉが結晶化には有利ではあるが、Ａｌ，ＣｕやＣｏも結晶化促進に有利である。
【００７３】
図８は、太陽電池パネル１の製造方法の第８段階を示す断面図であって、第２非晶質膜７をレーザアニール（アニール処理）する工程を示している。ここでは、レーザ光６ａの光源として、波長５３２ｎｍの固体ＹＡＧレーザを使用する。
【００７４】
レーザアニール工程は、第２非晶質膜７をレーザによってアニールし、第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａを第２非晶質膜７側にエピタキシャル成長させるための工程である。そのため、第２非晶質膜７の表面に長方形スリット状に成形したレーザ光６ａをパルス照射させつつ、第２非晶質膜７とレーザ光６ａとを相対移動させ、第２非晶質膜７の表面全体にレーザ光６ａが照射されるようにする。
【００７５】
例えば、レーザ光６ａのビーム形状を、第２非晶質膜７上で縦４０μｍ×横２００ｍｍの長方形スリット状とする。また各パルス照射の１回の照射時間を長くし、パルス照射ごとのオーバーラッピングを９５％とする。この第２非晶質膜７上へのレーザ光６ａの照射の様子は、図１４に示すものと略同様であるので、図示は省略する。
【００７６】
このレーザアニールによって、第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａが第２非晶質膜７側へとエピタキシャル成長する。具体的には、第１非晶質膜４中に形成された準単結晶部１１ａからエピタキシーが生じ、その準単結晶部１１ａから膜厚方向に向けて結晶が成長する。この際、第２非晶質膜７にも金属１１がドープされていれば、第２非晶質膜７内においてもその金属１１を核とする準単結晶部１１ａの形成が行われる。したがって、その第２非晶質膜７内での準単結晶部１１ａの形成と第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長との相乗効果により、第２非晶質膜７の準単結晶化がより一層効率よく迅速に行われる。もちろん、第２非晶質膜７内に金属１１がドープされていなくても、第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長は実現される。
【００７７】
第２非晶質膜７の膜厚は２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下とされ、第１非晶質膜４の膜厚２０ｎｍ程度に比べ厚いものとなっている。したがって、吸収率の高いＸｅＣｌエキシマレーザを用いてレーザアニール工程を行うと、第２非晶質膜７の表面部分のみがアニールされ、その深層部分にまでアニールされない（図１６参照）。その結果、深層部分が準単結晶化されず、第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシーが生じない。
【００７８】
しかし、ＸｅＣｌエキシマレーザよりも吸収率の低い固体ＹＡＧレーザや半導体（ダイオード）レーザを用いてレーザアニール工程を行うことにより、第２非晶質膜７の表面部分のみですべてのレーザエネルギーが吸収されてしまうことなく、深層部分にまでレーザエネルギーが到達する。したがって、表面部分から深層部分までの膜厚方向全域に亘って、充分な疑似単結晶化を行うことができる。言い換えれば、固体ＹＡＧレーザによって深層部分にまで充分な疑似単結晶化を行うことができるので、第２非晶質膜７の１回の製膜厚さを２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下と厚くすることができる。
【００７９】
もちろん、この第８段階におけるレーザアニール処理を、赤外線ヒータを用いた熱処理に変更することができるのは、上記の第５段階と同様である。いずれのアニール処理を選択するかは、膜厚（すなわち、アニール処理を到達させるべき深さ。）、基材の材質（すなわち、耐熱性。）、工程効率（すなわち、積層後一括アニール処理とするか否か。）、結晶欠陥１１ｃの存否等の状況に応じて適宜判断すべきである。
【００８０】
この第７段階における第２非晶質膜７の製膜工程と、第８段階における固体ＹＡＧレーザによるレーザアニール工程とを交互に繰り返す（繰り返し工程）。すなわち、第１非晶質膜４上に第２非晶質膜７を製膜し、固体ＹＡＧレーザによるレーザアニールが完了した後に、再度その上に第２非晶質膜７を積層して製膜し、固体ＹＡＧレーザによるレーザアニール処理を行う。
【００８１】
積層した第２非晶質膜７を固体ＹＡＧレーザによってレーザアニールすると、その下層側の第２非晶質膜７が既に準単結晶化しているので、その下層側の第２非晶質膜７からのエピタキシーが生じる。したがって、積層した上層側の第２非晶質膜７においても膜厚方向に準単結晶が成長し、膜厚方向全域に亘って準単結晶化する。
【００８２】
このように、２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の膜厚の第２非晶質膜７を順次積層していき、最終的に、第２非晶質膜７の積層体が２μｍ程度の膜厚となるようにする。そのため、この繰り返し工程の繰り返し数は少なくとも４回以上となる。２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の膜厚の第２非晶質膜７を順次繰り返して積層することにより、固体ＹＡＧレーザにより膜厚方向全域に亘る準単結晶化を行いつつ、積層体全体としての厚さを大きく確保（２μｍ程度）することができる。また、その第２非晶質膜７の１回の製膜厚さを２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下と厚くすることができるので、繰り返し回数を低減することができ、太陽電池パネル１の製造効率を向上させることができる。
【００８３】
なお、アモルファス薄膜太陽電池の場合に行われるのと同様に、この第２非晶質膜７の積層体に４属の元素をドープさせ（例えば、膜厚方向にそれぞれ異なる４属元素をドープさせ。）、そのバンドギャップの値を制御して、より一層発電効率を向上させることができる。すなわち、積層体のうちの一部の第２非晶質膜７をシリコンとカーボンとの結合材料（ＳｉＣ）とすることにより、太陽光エネルギーのうち主に紫外光成分を高効率に光電変換することができるようになる。さらに、積層体のうちの他の一部の第２非晶質膜７をシリコンとゲルマニウムとの結合材料（ＳｉＧｅ）とすることにより、太陽光エネルギーのうち主に赤外光成分を高効率に光電変換することができるようになる。
【００８４】
例えば、第１非晶質膜４に近い側の第２非晶質膜７をシリコンカーボン（ＳｉＣ）とし、遠い側（すなわち、第３非晶質膜８に近い側。）の第２非晶質膜７をシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）とすることにより、基材２側から導入される太陽光Ｓを紫外光成分から赤外光成分に至るまで非常に効率的に捕捉することができ、高い発電効率を得ることができる。なお、積層された第２非晶質膜７のうち、最上層のものが最終直前層である。
【００８５】
図９は、太陽電池パネル１の製造方法の第９段階を示す断面図であって、固体ＹＡＧレーザによるレーザアニール処理によって準単結晶化された第２非晶質膜７の積層体上に最終層としての第３の非晶質シリコン薄膜（以下、第３非晶質膜という。）８を製膜する工程を示している。
【００８６】
第３非晶質膜８も第１非晶質膜４と同様にシリコンを材料とする薄膜であって、ＣＶＤやスパッタ等の製膜方法により製膜される。また、基材２に耐熱性の低い樹脂を用いる場合には、高温環境下でのＣＶＤや脱水素工程を必要としないスパッタリングにより製膜することが望ましい点についても第１非晶質膜４と同様である。なお、この第３非晶質膜８は、第１非晶質膜４と同様に膜厚３０ｎｍ以下であることが望ましく、２０ｎｍ程度であることがより望ましい。
【００８７】
図１０は、太陽電池パネル１の製造方法の第１０段階を示す断面図であって、第３非晶質膜８に第２の正イオン９をドープする工程を示している。この第２の正イオン９は、第３非晶質膜８中でアクセプタとして機能するイオンであり、例えば臭素イオン（Ｂ＋）が用いられる。
【００８８】
イオンドーピングは、イオン注入機やイオンシャワーによって行われ、そのドープ条件は例えば、５ｋｅＶ、１ｅ１６／ｃｍ２である。この第２の正イオン９のドーピングにより、第３非晶質膜８はＰ＋層としての機能を発揮する。
【００８９】
図１１は、太陽電池パネル１の製造方法の第１１段階を示す断面図であって、第３非晶質膜８に金属１１をドープする工程を示している。この金属１１は、この第３非晶質膜８のアニール処理において結晶化（多結晶化又は準単結晶化。）の基点となる「核」として機能するものである。金属１１としては、ニッケル（Ｎｉ）の適用が好ましいが、もちろん他の金属であってもよい。
【００９０】
なお、第３非晶質膜８に金属１１をドープした方が、多結晶化又は準単結晶化の容易の観点から好ましいが、第１非晶質膜４において既に準単結晶部１１ａが存在しているので、本工程を省略することも可能である。すなわち、第３非晶質膜８に金属１１をドープしなくても、そのアニール処理によって第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長が第３非晶質膜８にまで及ぶこととなる。
【００９１】
含有金属はＮｉが結晶化には有利ではあるが、Ａｌ，ＣｕやＣｏも結晶化促進に有利である。
【００９２】
図１２は、太陽電池パネル１の製造方法の第１２段階を示す断面図であって、第３非晶質膜８をレーザアニールする工程を示している。ここでは、レーザ光６ｂの光源として、レーザ光６ａと同様に波長５３２ｎｍの固体ＹＡＧレーザを使用する。
【００９３】
レーザアニール工程は、第３非晶質膜８をレーザによってアニールし、第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａを第２非晶質膜７を介して第３非晶質膜８側にエピタキシャル成長させるための工程である。そのため、第３非晶質膜８の表面に長方形スリット状に成形したレーザ光６ｂをパルス照射させつつ、第３非晶質膜８とレーザ光６ｂとを相対移動させ、第３非晶質膜８の表面全体にレーザ光６ｂが照射されるようにする。ここで、レーザ光６ｂのビーム形状、パルス照射の１回の照射時間、パルス照射ごとのオーバーラッピング等については、第２非晶質膜７におけるレーザアニールの場合と略同様であるので、詳細は省略する。
【００９４】
このレーザアニールによって、第１非晶質膜４上の準単結晶部１１ａが第２非晶質膜７を介して第３非晶質膜８側へとエピタキシャル成長する。具体的には、第１非晶質膜４中に形成された準単結晶部１１ａからエピタキシーが生じ、その準単結晶部１１ａから膜厚方向に向けて結晶が成長し、第２非晶質膜７及び第３非晶質膜８も準単結晶化する。この際、第３非晶質膜８にも金属１１がドープされていれば、第３非晶質膜８内においてもその金属１１を核とする準単結晶部１１ａの形成が行われる。したがって、その第３非晶質膜８での準単結晶部１１ａの形成と第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長との相乗効果により、第３非晶質膜８の準単結晶化がより一層効率よく迅速に行われる。もちろん、第３非晶質膜８内に金属１１がドープされていなくても、第１非晶質膜４内の準単結晶部１１ａからのエピタキシャル成長は実現される。
【００９５】
なお、第２非晶質膜７のレーザアニール工程において固体ＹＡＧレーザを用いているので、この第３非晶質膜８のレーザアニール工程においても固体ＹＡＧレーザを用いた方が、レーザを変更する必要がないので製造工程が簡単となる。しかし、第３非晶質膜８の膜厚は３０ｎｍ以下であるので、もちろんＸｅＣｌエキシマレーザによっても充分にアニール及び疑似単結晶化が可能である。また、レーザアニールに代えて赤外線ヒータを用いた熱処理を適用することができるのは、もちろんである。
【００９６】
図１３は、太陽電池パネル１の製造方法の第１３段階（最終段階）を示す断面図であって、第３非晶質膜８上に金属層１０を形成して太陽電池パネル１を構成する工程を示している。
【００９７】
この金属層１０は、基材２側から導入された太陽光Ｓを反射するためのものである。第１、第２及び第３非晶質膜４，７，８を通過した太陽光Ｓを透過させたり吸収したりせずに反射させて、再び第３、第２及び第１非晶質膜８，７，４側へと通過させることにより、一層の発電効率の向上に寄与するものである。
【００９８】
金属層１０としては、アルミニウムの他、様々な金属を用いることができるが、もちろん反射率が高い方が望ましい。この金属層１０も、スパッタリングにより形成することが可能である。
【００９９】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。もちろん、上記したように、第２非晶質膜７及び第３非晶質膜８への金属１１のドープ工程を省略することも可能である。
【０１００】
また、各非晶質膜４，７，８へのアニール処理をそれぞれ別々に行うのでなく、各非晶質膜４，７，８をすべて製膜した後に、一括してアニール処理を行うことも可能である。その際、金属１１のドープも各非晶質膜４，７，８の製膜後、一括アニール処理前に一括して行えば、工程削減に寄与することができる。アニール処理時にドープされた金属１１は、第３非晶質膜８側から第１非晶質膜４側へと移動するので問題はない。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第１段階を示す断面図であって、基材上にバッファ層を形成する工程を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第２段階を示す断面図であって、バッファ層上に第１の非晶質シリコン薄膜を製膜する工程を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第３段階を示す断面図であって、第１の非晶質シリコン薄膜に第１の正イオンをドープする工程を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第４段階を示す断面図であって、第１の非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第５段階を示す断面図であって、第１の非晶質シリコン薄膜をレーザアニールする工程を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第６段階を示す断面図であって、第１の非晶質シリコン薄膜上に第２の非晶質シリコン薄膜を製膜する工程を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第７段階を示す断面図であって、第２の非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第８段階を示す断面図であって、第２の非晶質シリコン薄膜をレーザアニールする工程を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第９段階を示す断面図であって、第２の非晶質シリコン薄膜の積層体上に第３の非晶質シリコン薄膜を製膜する工程を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第１０段階を示す断面図であって、第３の非晶質シリコン薄膜に第２の正イオンをドープする工程を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第１１段階を示す断面図であって、第３の非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第９段階を示す断面図であって、第３の非晶質シリコン薄膜をレーザアニールする工程を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの製造方法の第１０段階を示す断面図であって、第３の非晶質シリコン薄膜上に金属層を形成する工程を示す図である。
【図１４】図４のレーザアニール工程を示す斜視図である。
【図１５】図４のレーザアニール工程によって、第１の非晶質シリコン薄膜に（１００）面を例とする優先方位を有する準単結晶が形成された様子を示す斜視図であり、（ａ）は、準単結晶が生成された直後の状態を示し、（ｂ）は、準単結晶が充分成長した状態を示す。
【図１６】レーザ光のエネルギー（横軸）とシリコンによるその吸収率（縦軸）との関係をＸｅＣｌエキシマレーザと固体ＹＡＧレーザとで比較したグラフである。
【符号の説明】
【０１０２】
Ｘ，Ｙ：矢印
Ｓ：太陽光
１：太陽電池パネル
２：基材
３：バッファ層
４：第１の非晶質シリコン薄膜（第１非晶質膜）
５：第１の正イオン
６，６ａ，６ｂ：レーザ光
７：第２の非晶質シリコン薄膜（第２非晶質膜）
８：第３の非晶質シリコン薄膜（第３非晶質膜）
９：第２の正イオン
１０：金属層
１１：金属
１１ａ：準単結晶部
１１ｂ：非晶質部（アモルファス部）
１１ｃ：結晶欠陥
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に直接又はバッファ層を介して非晶質シリコン薄膜を製膜する工程と、
該製膜工程を繰り返して前記非晶質シリコン薄膜を積層する工程と、
該非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程と、
前記金属ドープ後の非晶質シリコン薄膜をアニール処理して該金属を核とする多結晶又は準単結晶を生成する工程と、を有する太陽電池パネルの製造方法。
【請求項２】
前記準単結晶生成後の非晶質シリコン薄膜上に積層された前記非晶質シリコン薄膜をアニール処理して該準単結晶をエピタキシャル成長させる工程を更に有する請求項１に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項３】
前記多結晶生成後の非晶質シリコン薄膜上に積層された前記非晶質シリコン薄膜をアニール処理して該多結晶をエピタキシャル成長させる工程を更に有する請求項１に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項４】
前記アニール処理が、高温短時間熱処理とその熱処理後のレーザ照射処理とを含む請求項１又は請求項２に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項１】
基材上に直接又はバッファ層を介して非晶質シリコン薄膜を製膜する工程と、
該製膜工程を繰り返して前記非晶質シリコン薄膜を積層する工程と、
該非晶質シリコン薄膜に金属をドープする工程と、
前記金属ドープ後の非晶質シリコン薄膜をアニール処理して該金属を核とする多結晶又は準単結晶を生成する工程と、を有する太陽電池パネルの製造方法。
【請求項２】
前記準単結晶生成後の非晶質シリコン薄膜上に積層された前記非晶質シリコン薄膜をアニール処理して該準単結晶をエピタキシャル成長させる工程を更に有する請求項１に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項３】
前記多結晶生成後の非晶質シリコン薄膜上に積層された前記非晶質シリコン薄膜をアニール処理して該多結晶をエピタキシャル成長させる工程を更に有する請求項１に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項４】
前記アニール処理が、高温短時間熱処理とその熱処理後のレーザ照射処理とを含む請求項１又は請求項２に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２８３１０５（Ｐ２００８−２８３１０５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２７７３８（Ｐ２００７−１２７７３８）
【出願日】平成１９年５月１４日（２００７．５．１４）
【出願人】（５９３０３６１６５）西華産業株式会社 (10)
【出願人】（５０４１４５３０８）国立大学法人 琉球大学 (100)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１４日（２００７．５．１４）
【出願人】（５９３０３６１６５）西華産業株式会社 (10)
【出願人】（５０４１４５３０８）国立大学法人 琉球大学 (100)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]