結晶酸化シリコンパッシベーション薄膜を含む太陽電池及びその製造方法
ヘテロジャンクション太陽電池は、結晶シリコン基板（１）の正面又は背面（１ａ）のいずれかに直接配置され、且つ、前記基板（１）とアモルファス又は微結晶のシリコンの層（３）との間に配置される結晶酸化シリコン薄膜（１１）を少なくとも１つ備える。前記薄膜（１１）は、前記基板（１）の前記面（１ａ）のパッシベーションとなることができる。特に、前記薄膜（１１）は、アモルファスシリコンの層（３）の堆積の前に、前記基板（１）の表面部分をラジカル酸化することにより得られる。さらに、真性アモルファスシリコン又は微量ドーピングされたアモルファスシリコンの薄層（２）は、前記薄膜（１１）と前記アモルファス又は微結晶シリコンの層との間に配置することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘテロジャンクション太陽電池（photovoltaic cell）に関するものであり、この太陽電池は、所定のドーピングタイプを有する結晶シリコン基板と、アモルファス又は微結晶シリコンの層とを有する。同時に、本発明は、このような太陽電池を少なくとも１つを製造する製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘテロジャンクション太陽電池は、受け取った光子を電気信号に直接変換することを可能にする多層スタック（multi-layer stack）から形成される。特に、ヘテロジャンクションは、所定のドーピングタイプ（ｎ型又はｐ型）の結晶シリコン基板と、この基板と反対のドーピングタイプのアモルファスシリコン層とにより形成される。
【０００３】
さらに、ヘテロジャンクションの界面特性を改善し、変換効率を改善するために、通常、「電気的パッシベーション（electric passivation）」層と呼ばれる中間層は、ヘテロジャンクションを形成する２つの要素（element）の間に位置する。特許出願ＵＳ２００１／００２９９７８に示されるように、通常、この中間層は真性アモルファスシリコン（intrinsic amorphous silicon）の層である。
【０００４】
例えば、図１には、特許出願ＵＳ２００１／００２９９７８に記載された先行技術にかかる太陽電池の特有の実施形態を示す。ヘテロジャンクション太陽電池は結晶シリコン基板１を備え、例えば、結晶シリコン基板は、ｎ型にドーピングされ、正面１ａを含み、正面は均一に、且つ、連続的に以下の膜に覆われている：
− 真性アモルファスシリコンの層２と、
− アモルファスシリコンの層３であって、例えば、基板１とヘテロジャンクションを形成するために例えばｐ型にドーピングされているようなアモルファスシリコンの層と、
− 電極４であって、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる電極と、
− 櫛型状の電流コレクタ５と。
【０００５】
さらに、電池の光学的封じ込め(optical containment)を増加させるために、基板１の正面１ａは凹凸状（textured）（又は組織状（structured））である。
【０００６】
図１においては、基板１の背面１ｂは平坦であり、且つ、電極６に覆われている。しかしながら、他の場合においては、背面１ｂは凹凸状であり、図２に示されるような多層スタックにより覆われるようにすることもできる。従って、この実施形態においては、基板１の背面１ｂは、均一に、且つ、連続的に以下の膜に覆われている：
− 真性アモルファスシリコンの層７と、
− 強くドーピングされた（very strongly doped）アモルファスシリコンの層８であって、例えば、ｎ型にドープされている層と、
− 電極９であって、例えばＩＴＯからなる電極と、
− 櫛型状の電流コレクタ１０と。
【０００７】
従って、図１及び図２に示すように、ヘテロジャンクション太陽電池は、その少なくとも１つの面を有利には凹凸状とすることができる基板に、非常に薄い（数ナノメートルから数十ナノメートル）複数の層を均一に堆積することを必要とする。薄層（thin layer）のコンフォーマルな堆積と呼ばれることがある薄層の均一な堆積により、薄層が堆積される面の起伏（relief）に沿ってほぼ一定の膜厚を有する薄層が堆積されることが明らかである。
【０００８】
しかしながら、ほぼ常に必要とされる基板の少なくとも１つの面を凹凸状にするステップは、これらの層を精度良く均一に分配（distribution）することができない。特に、凹凸状にするステップは露出した表面領域を非常に増加させることとなる。さらに、太陽電池の分野においては、基板の少なくとも１つの面をピラミッド状に凹凸化する（texture）ことが一般的である。しかしながら、得られたピラミッドの側面は非常に粗い場合があり、ピラミッドの頂上及び谷は険しいものであり（通常、曲率半径は３０ｎｍ未満である）、凹凸状の面に連続的に堆積した層の膜厚の完全な均一性を劣化させることとなる。例えば、特許出願ＵＳ２００１／００２９９７８では、２つのピラミッドの間の領域「ｂ」に丸みをつけるために、フッ酸（ＨＦ）と硝酸との溶液を用いた等方性ウエットエッチングを行うことが提案されている。しかしながら、このエッチングは非常に重要であり、２μｍ又はそれ以上のものといった程度であり、ナノメートルレベルにおいてピラミッドの側面を滑らかにすることを可能にするものではない。
【０００９】
加えて、凹凸化ステップと、洗浄ステップと、エッチングステップと、堆積を行う前の待機時間とは、基板の凹凸状の面の表面の（粒子、及び／又は、金属の）汚染を生じさせることがあり、この汚染は、凹凸状の基板の表面の状態密度（state density）を非常に増加させることとなる。従って、この汚染の問題は、パッシベーション層としての真性アモルファスシリコンのトランジション層を使用しているにもかかわらず、表面の良好なパッシベーションと高出力とを悪化させる。
【００１０】
J.Sritharathiikhunらの文献“Optimization of Amorphous Silicon Oxide Buffer Layer for High-Efficiency p-Type Hydrogenated Microcrystalline Silicon Oxide/n-type Crystalline Silicon Heterojunction Solar Cell”（Japanese Journal of Applied Physics,Vol.47, N11,2008,pp8452-8455）においては、ｎ型にドーピングされた結晶シリコン基板(ｎ−ｃ−Ｓｉ:Ｈ)とｐ型にドーピングされた微結晶酸化シリコンの層（p−μｃ−ＳｉＯ：Ｈ）との間に、真性アモルファス酸化シリコンの表面パッシベーション層（i−ａ−ＳｉＯ：Ｈ）を用いることが提案されている。このようなパッシベーション層は、非常に高い周波数でのプラズマ化学気相成長技術（ＶＨＦ−ＰＥＣＶＤ）により堆積される。さらに、このような層の最適な膜厚は６ｎｍである。しかしながら、このようなパッシベーション層を形成することは、ｎ型にドーピングされた結晶シリコン基板とこのパッシベーション層との間の界面に多くの欠陥の生成を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、実施が容易であり、良好な表面のパッシベーションを有するヘテロジャンクション太陽電池を提案することである。
【００１２】
本発明によれば、この目的は以下のことから達成される。すなわち、所定のタイプのドーピングを有する結晶シリコン基板と、アモルファス又は微結晶のシリコンの層とを有するヘテロジャンクション太陽電池であって、少なくとも１つの結晶酸化シリコン薄膜（crystalline silicon oxide thin film）を備え、この結晶酸化シリコン薄膜は、前記基板と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層との間であって、基板の面の上に直接堆積される、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明の実施形態によれば、結晶酸化シリコン薄膜は、ラジカル酸化により得られた基板の表面部分から構成される。
【００１４】
本発明の他の実施形態によれば、結晶酸化シリコン薄膜は２ナノメートル以下の膜厚を有する。
【００１５】
本発明によれば、この目的は以下のことから達成される。すなわち、アモルファス又は微結晶シリコンの層の形成前に、結晶酸化シリコン薄膜は基板の表面のラジカル表面酸化により得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、先行技術にかかる太陽電池の特有の実施形態の断面を模式的に示す。
【図２】図２は、図１にかかる太陽電池の他の実施形態の断面を模式的に示す。
【図３】図３は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図４】図４は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図５】図５は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図６】図６は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図７】図７は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図８】図８は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図９】図９は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
他の利点及び特徴は、本発明の特有の実施形態についての下記の説明により、さらに明らかにされる。本発明の特有の実施形態は、単なる例示であって、本発明を限定するものではない。本発明の特有の実施形態は、添付の図面により示される。
【００１８】
図３にかかる太陽電池は、図１に示される太陽電池のものとほぼ同等の多層スタックを有する。しかしながら、図３においては、結晶酸化シリコン薄膜１１は、結晶シリコン基板１と真性アモルファスシリコンの層２との間に堆積される。
【００１９】
薄膜１１と、真性アモルファスシリコンの層２と、ｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの層３と、電極４と、電流コレクタ５とにより形成されたユニットは、基板１の正面１ａに配置された多層スタックを構成し、図３においてはＡ１により示される。
【００２０】
さらに詳細には、薄膜１１は、ｎ型にドーピングされた結晶シリコンの基板１の正面１ａの上に直接配置され、且つ、その基板１と真性アモルファスシリコンの層２との間に配置される。従って、基板１の正面１ａと直接接することとなる。加えて、有利には２ナノメートル以下の膜厚を有し、さらに有利には０．１ｎｍから２ｎｍの間であって、典型的には約０．５ｎｍである膜厚を有する。
【００２１】
さらに詳細には、薄膜１１は、スタックＡ１の薄層２、３、４及び５を連続的に形成する前に、基板１の表面部分のシリコンを酸化することにより得られた薄膜である。基板１の表面部分により、基板１の自由面から基板１の内側（interior）にまで伸びる基板１の領域が、非常に薄い膜厚（有利には２ｎｍ未満）を有することが明らかである。さらに、薄膜１１は、結晶状に形成された酸化物といった結晶酸化シリコンにより形成される。特に、酸化シリコンから形成される結晶が、特定の場合、結晶面（１００）を有するシリコン基板としてのトリディマイト構造をとることができる。
【００２２】
さらに、この酸化は、例えば、ラジカル（フリーラジカル）を用いて行われる酸化といったラジカル表面酸化である。特に、このようなラジカルは、例えば、酸素、オゾン、及び／又は、水から得ることができる酸化ラジカルである。
【００２３】
従って、このように得られたラジカルは、基板１の表面部分の上のシリコンを酸化する。さらに、ラジカル酸化の間に得られた酸化シリコンは少なくとも部分的に結晶構造を有する。詳細には、シリコン基板のラジカル表面酸化は、有利にはシリコン基板の表面上の結晶薄膜を形成するようにコントロールされる。しかしながら、基板のラジカル表面酸化は、特定の場合には、結晶酸化シリコンの上にアモルファス状の酸化シリコンを付加的に形成することを含むことができる。しかしながら、薄膜１１を形成する結晶酸化シリコンは、基板１とアモルファス酸化シリコンとの間に挿入されることとなる。さらに有利には、ラジカル表面酸化の間に形成されるアモルファス酸化シリコンは、ラジカル表面酸化に続く中間ステップの間に、さらに詳細には、スタックＡ１の他の層を形成する前に、ストリッピングにより除去することもできる。
【００２４】
有利には、プラズマ、又は、酸化しようとする基板の表面に紫外線を照射することにより酸化を支援する。特に、プラズマ処理又は紫外線処理は、基板１のシリコンを酸化させるために用いられるフリーラジカルの形成を行う。フリーラジカルは、処理のタイプに応じたＯ・、Ｏ２・、及び／又は、ＯＨ・タイプのラジカルであり、特に、酸素、及び／又は、オゾン、及び／又は、水から得られる。
【００２５】
特有の実施形態によれば、基板１の表面部分の酸化は、酸素と１６０ｎｍから４００ｎｍの間の波長を有する紫外線とにより行うことができる。用いられる紫外線の波長は、例えば、約１８５ｎｍと、約２５４ｎｍとである。この特有の実施形態においては、紫外線の作用の下では、酸素はフリーラジカルＯ・、及び、オゾンに解離する。フリーラジカルはシリコン表面を酸化することができる。
【００２６】
さらに、酸化オペレーションの間の温度は、室温から約９００℃の間にすることができ、その際の圧力は、約１０−４から１０５Ｐａの間にすることができる。しかしながら、温度と圧力とをそれぞれ室温と大気圧とにすることが有利な方法である。
【００２７】
薄膜１１を形成した後に少なくとも１つの太陽電池を形成する方法は、連続的に薄層を堆積することを継続する。特に、図３に示される実施形態においては、薄膜１１の形成の直後に、以下の堆積を連続して行う：
− 真性アモルファスシリコンの薄層２を堆積し、
− 前記薄膜１１の上にｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層３を堆積し、
− 薄層３の上に電極４を堆積し、
− 電極４の上に電流コレクタ５を堆積し、
− 基板１の背面１ｂ上に電極６を堆積する。
【００２８】
先に説明したように、ラジカル酸化のオペレーションの間に薄膜１１の上に形成される場合があるアモルファス酸化シリコンを除去するための中間ステップは、前記複数の薄層の連続的な堆積の前に行うことができる。
【００２９】
従って、基板１の複数の面のうちの１つの上の結晶酸化シリコン薄膜の存在は、特にラジカル酸化により得られたものである場合には、重要なパッシベーション特性を得ることを可能にし、この結晶酸化シリコンは非常に良好な固有の品質（intrinsic quality）を有する。よって、このような結晶酸化シリコン薄膜は、再結合中にチャージキャリアがトラップされることを避けることができる。従って、基板１の表面パッシベーションを保証することにより、結晶酸化シリコン薄膜はトンネル酸化物の役割(part)を果たすこととなる。よって、太陽電池の開回路電圧（open circuit tension）を増加させ、潜在的に短絡開路電流（short-circuit current）を増幅させ、且つ、出力を劣化させることなく電池の形状ファクタ（form factor）を変化させることができる。
【００３０】
さらに、１つ又はそれ以上の太陽電池を形成する方法を行うことを可能にする。実際、酸化物の薄膜で覆われている基板１の表面は長い期間安定しており、それにより、製造方法の以下の複数のステップ（他の複数の薄層を堆積する）を行う前に、待機可能時間（possible waiting time）を長くすることができる。さらに、特定の場合においては、洗浄条件に応じて結晶酸化シリコン薄膜の形成の前に基板１の表面の上に存在する自然酸化物（native oxide）の除去を必要としない。特定の条件の下で、ラジカル酸化のステップの間に自然酸化物を結晶状に変化させる（transform）ことができる。最終的には、パッシベーション層として少なくとも１つの結晶酸化シリコン薄膜を形成することは、真性アモルファスシリコンを堆積する前にフッ酸を用いて基板を洗浄するステップからプロセスを解放することを可能にし、このことはプロセスの安全性を改善することを可能にする。
【００３１】
図３においては、基板１の背面１ｂは平坦であり、図１にかかる実施形態のように電極６で覆われている。一方、図４に示されるように、背面１ｂは凹凸状であることもでき、図２に示すような多層スタックにより覆われるようにすることができる。例えば、背面は、以下のような膜に均一に、且つ、連続的に覆われている：
− 真性アモルファスシリコンの層７と、
− 非常に強くドーピングされたアモルファスシリコンの層８であって、例えばｎ型にドーピングされた層と、
− 例えばＩＴＯからなる電極９と、
− 櫛形状の電流コレクタ１０と。
【００３２】
加えて、付加薄膜（additional thin film）１２を堆積することができ、特定の実施形態においては、基板１の背面１ｂの上に堆積することができる。
【００３３】
従って、他の実施形態においては、図５に示すように、電池は、図３及び図４に示された多層スタックＡ１と同様のものに覆われた正面１ａを備えることができる。一方、正面１ａと同様に、基板１の背面１ｂは凹凸状であり、さらに、結晶酸化シリコン付加薄膜（additional crystalline silicon oxide thin film）１２により覆われている。この付加薄膜１２は、真性アモルファス薄層７と、ｎ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層８と、電極９と、電流コレクタ１０とからなる多層スタックにより覆われており、基板１の背面１ｂを覆う多層スタックを形成するユニットは、図５のＢ１として示される。
【００３４】
特定の場合には、結晶酸化シリコンの非常に良好な固有の品質は、良好な表面パッシベーションを得るためには十分なものであり、結晶酸化シリコン薄膜とドーピングされたアモルファスシリコンの薄層との間における真性アモルファスシリコンのパッシベーション薄層２の必要性を避けることができる。
【００３５】
次いで、薄膜１１は、基板１とｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの層３との間に直接堆積することができる。従って、これらの実施形態においては、多層スタックＡ１を、スタックＡ１とは異なる多層スタックＡ２により置き換えることも考えられ、そこでは薄膜１１とｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層３との間の真性シリコンの薄層２が削除されている。このようなスタックＡ２は、図６から９に示される基板１の背面１ｂに関する様々な実施形態と結びつけることができる。
【００３６】
従って、図６においては、基板１の正面１ａを覆うこのスタックＡ２は、基板１の平坦な背面１ｂを覆う電極６と関連づけられる。
【００３７】
図７においては、背面１ｂは、基板１の正面１ａのように凹凸状であり、図２で示されるような多層スタックにより覆われている。例えば、この多層スタックは結晶酸化シリコン付加薄膜１２を含むものではない。
【００３８】
図８においては、基板１の背面１ｂは基板の正面１ａのように凹凸状であり、多層スタックＢ１により覆われている。例えば、このスタックは、基板１とｎ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層８との間に挿入された付加薄膜１２を含む。
【００３９】
最後に、図９において、基板１の背面１ｂは、基板の正面１ａのように凹凸状であり、多層スタックＢ２により覆われている。多層スタックＢ２はスタックＢ１とは異なり、追加薄膜１２とアモルファスシリコンの層８との間に配置される真性アモルファスシリコンの層７を含むものではない。
【００４０】
太陽電池が、基板１の正面１ａに配置された薄膜１１と、基板１の背面１ｂに配置された付加薄膜１２とを備える場合には、２つの薄膜１１と１２とは、同時に又は連続的な方法で実現することができる。
【００４１】
２つの薄膜１１と１２とを連続的な方法で実現する場合には、有利には太陽電池は以下のように形成することができる：
− 基板１の正面１ａの上に、薄膜１１と、可能であれば真性アモルファスシリコンの薄層２と、ｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの層３とを連続的に形成して、ヘテロジャンクションを形成し、
− 次いで、基板１の背面１ｂの上に、付加薄膜１２と、可能であれば真性アモルファスシリコンの薄層７と、ｎ型にドーピングされたアモルファスシリコンの層８とを連続的に形成し、
− 最後に、電極４と９と、電極４と９とにそれぞれ対応する電流コレクタ５と１０とを、これらのスタックの上にそれぞれ形成する。
【００４２】
有利には、２つの薄膜１１及び１２のそれぞれは、可能であればプラズマ処理又は紫外線の支援を受けた酸化ラジカルといったフリーラジカルを用いたラジカル酸化により形成される。
【００４３】
他の実施形態によれば、太陽電池は、１つの結晶酸化シリコン薄膜のみを有することができ、この結晶酸化シリコン薄膜は、基板１の正面１ａの上に配置されているのではなく（図３、４、６及び７の場合）、基板１の背面１ｂの上に配置されている。結晶酸化シリコン薄膜は、有利には、常に、可能であればプラズマ処理又は紫外線の支援を受けた酸化ラジカルといったフリーラジカルを用いたラジカル酸化により形成される。この場合、有利には、正面１ａは、基板１とｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層３との間に配置された真性アモルファスシリコンの薄層２により覆われている。背面１ｂは、結晶酸化シリコン薄膜とドーピングされたアモルファスシリコンの層８との間の真性アモルファスシリコンの薄層７を備えることができる（又は、備えないこともできる）。
【００４４】
本発明は、これまで説明した実施形態に限定されるものではなく、特に、基板１や、ドーピングされたアモルファスシリコンの層３及び８のドーピングのタイプ（ｎ型又はｐ型）に関して、限定されるものではない。
【００４５】
従って、本発明は、ｎ型にドーピングされた結晶シリコン基板と、アモルファスシリコンの層３及び８であってそれぞれｐ型とｎ型にドーピングされた実施形態に限定されるものではない。ヘテロジャンクションを形成するために、アモルファスシリコンの層３は、基板１のドーピングタイプ（ｎ型又はｐ型）と反対のドーピングタイプ（ｐ型又はｎ型）を有していれば良く、基板１の背面１ｂのサイドの上に配置されるアモルファスシリコンの層８は、基板１のもの（ｎ型又はｐ型）と同じドーピングタイプ（ｎ型又はｐ型）であれば良い。
【００４６】
加えて、アモルファスシリコンを形成する代わりに、薄層３及び８は微結晶シリコンから形成することができる。
【００４７】
さらに、層２及び７として真性アモルファスシリコンを用いる代わりに、微量ドーピング（microdoped）と呼ばれる急峻に（slightly）ドーピングされたアモルファスシリコンを用いることができ、この急峻にドーピングされたアモルファスシリコンは、層２又は７の上に配置されることとなるアモルファスシリコンの層３又は８のものと同じドーピングタイプを有する。急峻なドーピング又は微量ドーピングされたアモルファスシリコンより、通常用いられるドーピングレベルよりも実質的に低いドーピングであることが明らかである。従って、例えば、アモルファスシリコンの層２及び７のそれぞれのドーピング物質の濃度は、１×１０１６から１×１０１８ａｔ／ｃｍ３であることができ、さらに、アモルファスシリコンの薄層３及び８のそれぞれは、１×１０１９ａｔ／ｃｍ３から１×１０２２ａｔ／ｃｍ３の間であるドーピング物質の濃度を有することができる。
【００４８】
真性アモルファスシリコンを微量ドーピングされたアモルファスシリコンに置き換えることは、低いドーピングレベルにより、低い局在状態密度（localized state density ）を得ることを可能にし、従って、基板との界面におけるキャリアの低い再結合割合を得ることを可能にし、ひいては高い開回路電圧を得ることを可能にする。さらに、微量ドーピングされたアモルファス層は、真性アモルファス層のものと比べて実質的に高い導電性を有し、これによって、電池のシリーズ抵抗（series resistance）を減少させ、電池の形状ファクタを実質的に改善する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘテロジャンクション太陽電池（photovoltaic cell）に関するものであり、この太陽電池は、所定のドーピングタイプを有する結晶シリコン基板と、アモルファス又は微結晶シリコンの層とを有する。同時に、本発明は、このような太陽電池を少なくとも１つを製造する製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘテロジャンクション太陽電池は、受け取った光子を電気信号に直接変換することを可能にする多層スタック（multi-layer stack）から形成される。特に、ヘテロジャンクションは、所定のドーピングタイプ（ｎ型又はｐ型）の結晶シリコン基板と、この基板と反対のドーピングタイプのアモルファスシリコン層とにより形成される。
【０００３】
さらに、ヘテロジャンクションの界面特性を改善し、変換効率を改善するために、通常、「電気的パッシベーション（electric passivation）」層と呼ばれる中間層は、ヘテロジャンクションを形成する２つの要素（element）の間に位置する。特許出願ＵＳ２００１／００２９９７８に示されるように、通常、この中間層は真性アモルファスシリコン（intrinsic amorphous silicon）の層である。
【０００４】
例えば、図１には、特許出願ＵＳ２００１／００２９９７８に記載された先行技術にかかる太陽電池の特有の実施形態を示す。ヘテロジャンクション太陽電池は結晶シリコン基板１を備え、例えば、結晶シリコン基板は、ｎ型にドーピングされ、正面１ａを含み、正面は均一に、且つ、連続的に以下の膜に覆われている：
− 真性アモルファスシリコンの層２と、
− アモルファスシリコンの層３であって、例えば、基板１とヘテロジャンクションを形成するために例えばｐ型にドーピングされているようなアモルファスシリコンの層と、
− 電極４であって、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる電極と、
− 櫛型状の電流コレクタ５と。
【０００５】
さらに、電池の光学的封じ込め(optical containment)を増加させるために、基板１の正面１ａは凹凸状（textured）（又は組織状（structured））である。
【０００６】
図１においては、基板１の背面１ｂは平坦であり、且つ、電極６に覆われている。しかしながら、他の場合においては、背面１ｂは凹凸状であり、図２に示されるような多層スタックにより覆われるようにすることもできる。従って、この実施形態においては、基板１の背面１ｂは、均一に、且つ、連続的に以下の膜に覆われている：
− 真性アモルファスシリコンの層７と、
− 強くドーピングされた（very strongly doped）アモルファスシリコンの層８であって、例えば、ｎ型にドープされている層と、
− 電極９であって、例えばＩＴＯからなる電極と、
− 櫛型状の電流コレクタ１０と。
【０００７】
従って、図１及び図２に示すように、ヘテロジャンクション太陽電池は、その少なくとも１つの面を有利には凹凸状とすることができる基板に、非常に薄い（数ナノメートルから数十ナノメートル）複数の層を均一に堆積することを必要とする。薄層（thin layer）のコンフォーマルな堆積と呼ばれることがある薄層の均一な堆積により、薄層が堆積される面の起伏（relief）に沿ってほぼ一定の膜厚を有する薄層が堆積されることが明らかである。
【０００８】
しかしながら、ほぼ常に必要とされる基板の少なくとも１つの面を凹凸状にするステップは、これらの層を精度良く均一に分配（distribution）することができない。特に、凹凸状にするステップは露出した表面領域を非常に増加させることとなる。さらに、太陽電池の分野においては、基板の少なくとも１つの面をピラミッド状に凹凸化する（texture）ことが一般的である。しかしながら、得られたピラミッドの側面は非常に粗い場合があり、ピラミッドの頂上及び谷は険しいものであり（通常、曲率半径は３０ｎｍ未満である）、凹凸状の面に連続的に堆積した層の膜厚の完全な均一性を劣化させることとなる。例えば、特許出願ＵＳ２００１／００２９９７８では、２つのピラミッドの間の領域「ｂ」に丸みをつけるために、フッ酸（ＨＦ）と硝酸との溶液を用いた等方性ウエットエッチングを行うことが提案されている。しかしながら、このエッチングは非常に重要であり、２μｍ又はそれ以上のものといった程度であり、ナノメートルレベルにおいてピラミッドの側面を滑らかにすることを可能にするものではない。
【０００９】
加えて、凹凸化ステップと、洗浄ステップと、エッチングステップと、堆積を行う前の待機時間とは、基板の凹凸状の面の表面の（粒子、及び／又は、金属の）汚染を生じさせることがあり、この汚染は、凹凸状の基板の表面の状態密度（state density）を非常に増加させることとなる。従って、この汚染の問題は、パッシベーション層としての真性アモルファスシリコンのトランジション層を使用しているにもかかわらず、表面の良好なパッシベーションと高出力とを悪化させる。
【００１０】
J.Sritharathiikhunらの文献“Optimization of Amorphous Silicon Oxide Buffer Layer for High-Efficiency p-Type Hydrogenated Microcrystalline Silicon Oxide/n-type Crystalline Silicon Heterojunction Solar Cell”（Japanese Journal of Applied Physics,Vol.47, N11,2008,pp8452-8455）においては、ｎ型にドーピングされた結晶シリコン基板(ｎ−ｃ−Ｓｉ:Ｈ)とｐ型にドーピングされた微結晶酸化シリコンの層（p−μｃ−ＳｉＯ：Ｈ）との間に、真性アモルファス酸化シリコンの表面パッシベーション層（i−ａ−ＳｉＯ：Ｈ）を用いることが提案されている。このようなパッシベーション層は、非常に高い周波数でのプラズマ化学気相成長技術（ＶＨＦ−ＰＥＣＶＤ）により堆積される。さらに、このような層の最適な膜厚は６ｎｍである。しかしながら、このようなパッシベーション層を形成することは、ｎ型にドーピングされた結晶シリコン基板とこのパッシベーション層との間の界面に多くの欠陥の生成を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、実施が容易であり、良好な表面のパッシベーションを有するヘテロジャンクション太陽電池を提案することである。
【００１２】
本発明によれば、この目的は以下のことから達成される。すなわち、所定のタイプのドーピングを有する結晶シリコン基板と、アモルファス又は微結晶のシリコンの層とを有するヘテロジャンクション太陽電池であって、少なくとも１つの結晶酸化シリコン薄膜（crystalline silicon oxide thin film）を備え、この結晶酸化シリコン薄膜は、前記基板と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層との間であって、基板の面の上に直接堆積される、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明の実施形態によれば、結晶酸化シリコン薄膜は、ラジカル酸化により得られた基板の表面部分から構成される。
【００１４】
本発明の他の実施形態によれば、結晶酸化シリコン薄膜は２ナノメートル以下の膜厚を有する。
【００１５】
本発明によれば、この目的は以下のことから達成される。すなわち、アモルファス又は微結晶シリコンの層の形成前に、結晶酸化シリコン薄膜は基板の表面のラジカル表面酸化により得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、先行技術にかかる太陽電池の特有の実施形態の断面を模式的に示す。
【図２】図２は、図１にかかる太陽電池の他の実施形態の断面を模式的に示す。
【図３】図３は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図４】図４は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図５】図５は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図６】図６は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図７】図７は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図８】図８は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【図９】図９は、本発明にかかる太陽電池の様々な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
他の利点及び特徴は、本発明の特有の実施形態についての下記の説明により、さらに明らかにされる。本発明の特有の実施形態は、単なる例示であって、本発明を限定するものではない。本発明の特有の実施形態は、添付の図面により示される。
【００１８】
図３にかかる太陽電池は、図１に示される太陽電池のものとほぼ同等の多層スタックを有する。しかしながら、図３においては、結晶酸化シリコン薄膜１１は、結晶シリコン基板１と真性アモルファスシリコンの層２との間に堆積される。
【００１９】
薄膜１１と、真性アモルファスシリコンの層２と、ｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの層３と、電極４と、電流コレクタ５とにより形成されたユニットは、基板１の正面１ａに配置された多層スタックを構成し、図３においてはＡ１により示される。
【００２０】
さらに詳細には、薄膜１１は、ｎ型にドーピングされた結晶シリコンの基板１の正面１ａの上に直接配置され、且つ、その基板１と真性アモルファスシリコンの層２との間に配置される。従って、基板１の正面１ａと直接接することとなる。加えて、有利には２ナノメートル以下の膜厚を有し、さらに有利には０．１ｎｍから２ｎｍの間であって、典型的には約０．５ｎｍである膜厚を有する。
【００２１】
さらに詳細には、薄膜１１は、スタックＡ１の薄層２、３、４及び５を連続的に形成する前に、基板１の表面部分のシリコンを酸化することにより得られた薄膜である。基板１の表面部分により、基板１の自由面から基板１の内側（interior）にまで伸びる基板１の領域が、非常に薄い膜厚（有利には２ｎｍ未満）を有することが明らかである。さらに、薄膜１１は、結晶状に形成された酸化物といった結晶酸化シリコンにより形成される。特に、酸化シリコンから形成される結晶が、特定の場合、結晶面（１００）を有するシリコン基板としてのトリディマイト構造をとることができる。
【００２２】
さらに、この酸化は、例えば、ラジカル（フリーラジカル）を用いて行われる酸化といったラジカル表面酸化である。特に、このようなラジカルは、例えば、酸素、オゾン、及び／又は、水から得ることができる酸化ラジカルである。
【００２３】
従って、このように得られたラジカルは、基板１の表面部分の上のシリコンを酸化する。さらに、ラジカル酸化の間に得られた酸化シリコンは少なくとも部分的に結晶構造を有する。詳細には、シリコン基板のラジカル表面酸化は、有利にはシリコン基板の表面上の結晶薄膜を形成するようにコントロールされる。しかしながら、基板のラジカル表面酸化は、特定の場合には、結晶酸化シリコンの上にアモルファス状の酸化シリコンを付加的に形成することを含むことができる。しかしながら、薄膜１１を形成する結晶酸化シリコンは、基板１とアモルファス酸化シリコンとの間に挿入されることとなる。さらに有利には、ラジカル表面酸化の間に形成されるアモルファス酸化シリコンは、ラジカル表面酸化に続く中間ステップの間に、さらに詳細には、スタックＡ１の他の層を形成する前に、ストリッピングにより除去することもできる。
【００２４】
有利には、プラズマ、又は、酸化しようとする基板の表面に紫外線を照射することにより酸化を支援する。特に、プラズマ処理又は紫外線処理は、基板１のシリコンを酸化させるために用いられるフリーラジカルの形成を行う。フリーラジカルは、処理のタイプに応じたＯ・、Ｏ２・、及び／又は、ＯＨ・タイプのラジカルであり、特に、酸素、及び／又は、オゾン、及び／又は、水から得られる。
【００２５】
特有の実施形態によれば、基板１の表面部分の酸化は、酸素と１６０ｎｍから４００ｎｍの間の波長を有する紫外線とにより行うことができる。用いられる紫外線の波長は、例えば、約１８５ｎｍと、約２５４ｎｍとである。この特有の実施形態においては、紫外線の作用の下では、酸素はフリーラジカルＯ・、及び、オゾンに解離する。フリーラジカルはシリコン表面を酸化することができる。
【００２６】
さらに、酸化オペレーションの間の温度は、室温から約９００℃の間にすることができ、その際の圧力は、約１０−４から１０５Ｐａの間にすることができる。しかしながら、温度と圧力とをそれぞれ室温と大気圧とにすることが有利な方法である。
【００２７】
薄膜１１を形成した後に少なくとも１つの太陽電池を形成する方法は、連続的に薄層を堆積することを継続する。特に、図３に示される実施形態においては、薄膜１１の形成の直後に、以下の堆積を連続して行う：
− 真性アモルファスシリコンの薄層２を堆積し、
− 前記薄膜１１の上にｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層３を堆積し、
− 薄層３の上に電極４を堆積し、
− 電極４の上に電流コレクタ５を堆積し、
− 基板１の背面１ｂ上に電極６を堆積する。
【００２８】
先に説明したように、ラジカル酸化のオペレーションの間に薄膜１１の上に形成される場合があるアモルファス酸化シリコンを除去するための中間ステップは、前記複数の薄層の連続的な堆積の前に行うことができる。
【００２９】
従って、基板１の複数の面のうちの１つの上の結晶酸化シリコン薄膜の存在は、特にラジカル酸化により得られたものである場合には、重要なパッシベーション特性を得ることを可能にし、この結晶酸化シリコンは非常に良好な固有の品質（intrinsic quality）を有する。よって、このような結晶酸化シリコン薄膜は、再結合中にチャージキャリアがトラップされることを避けることができる。従って、基板１の表面パッシベーションを保証することにより、結晶酸化シリコン薄膜はトンネル酸化物の役割(part)を果たすこととなる。よって、太陽電池の開回路電圧（open circuit tension）を増加させ、潜在的に短絡開路電流（short-circuit current）を増幅させ、且つ、出力を劣化させることなく電池の形状ファクタ（form factor）を変化させることができる。
【００３０】
さらに、１つ又はそれ以上の太陽電池を形成する方法を行うことを可能にする。実際、酸化物の薄膜で覆われている基板１の表面は長い期間安定しており、それにより、製造方法の以下の複数のステップ（他の複数の薄層を堆積する）を行う前に、待機可能時間（possible waiting time）を長くすることができる。さらに、特定の場合においては、洗浄条件に応じて結晶酸化シリコン薄膜の形成の前に基板１の表面の上に存在する自然酸化物（native oxide）の除去を必要としない。特定の条件の下で、ラジカル酸化のステップの間に自然酸化物を結晶状に変化させる（transform）ことができる。最終的には、パッシベーション層として少なくとも１つの結晶酸化シリコン薄膜を形成することは、真性アモルファスシリコンを堆積する前にフッ酸を用いて基板を洗浄するステップからプロセスを解放することを可能にし、このことはプロセスの安全性を改善することを可能にする。
【００３１】
図３においては、基板１の背面１ｂは平坦であり、図１にかかる実施形態のように電極６で覆われている。一方、図４に示されるように、背面１ｂは凹凸状であることもでき、図２に示すような多層スタックにより覆われるようにすることができる。例えば、背面は、以下のような膜に均一に、且つ、連続的に覆われている：
− 真性アモルファスシリコンの層７と、
− 非常に強くドーピングされたアモルファスシリコンの層８であって、例えばｎ型にドーピングされた層と、
− 例えばＩＴＯからなる電極９と、
− 櫛形状の電流コレクタ１０と。
【００３２】
加えて、付加薄膜（additional thin film）１２を堆積することができ、特定の実施形態においては、基板１の背面１ｂの上に堆積することができる。
【００３３】
従って、他の実施形態においては、図５に示すように、電池は、図３及び図４に示された多層スタックＡ１と同様のものに覆われた正面１ａを備えることができる。一方、正面１ａと同様に、基板１の背面１ｂは凹凸状であり、さらに、結晶酸化シリコン付加薄膜（additional crystalline silicon oxide thin film）１２により覆われている。この付加薄膜１２は、真性アモルファス薄層７と、ｎ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層８と、電極９と、電流コレクタ１０とからなる多層スタックにより覆われており、基板１の背面１ｂを覆う多層スタックを形成するユニットは、図５のＢ１として示される。
【００３４】
特定の場合には、結晶酸化シリコンの非常に良好な固有の品質は、良好な表面パッシベーションを得るためには十分なものであり、結晶酸化シリコン薄膜とドーピングされたアモルファスシリコンの薄層との間における真性アモルファスシリコンのパッシベーション薄層２の必要性を避けることができる。
【００３５】
次いで、薄膜１１は、基板１とｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの層３との間に直接堆積することができる。従って、これらの実施形態においては、多層スタックＡ１を、スタックＡ１とは異なる多層スタックＡ２により置き換えることも考えられ、そこでは薄膜１１とｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層３との間の真性シリコンの薄層２が削除されている。このようなスタックＡ２は、図６から９に示される基板１の背面１ｂに関する様々な実施形態と結びつけることができる。
【００３６】
従って、図６においては、基板１の正面１ａを覆うこのスタックＡ２は、基板１の平坦な背面１ｂを覆う電極６と関連づけられる。
【００３７】
図７においては、背面１ｂは、基板１の正面１ａのように凹凸状であり、図２で示されるような多層スタックにより覆われている。例えば、この多層スタックは結晶酸化シリコン付加薄膜１２を含むものではない。
【００３８】
図８においては、基板１の背面１ｂは基板の正面１ａのように凹凸状であり、多層スタックＢ１により覆われている。例えば、このスタックは、基板１とｎ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層８との間に挿入された付加薄膜１２を含む。
【００３９】
最後に、図９において、基板１の背面１ｂは、基板の正面１ａのように凹凸状であり、多層スタックＢ２により覆われている。多層スタックＢ２はスタックＢ１とは異なり、追加薄膜１２とアモルファスシリコンの層８との間に配置される真性アモルファスシリコンの層７を含むものではない。
【００４０】
太陽電池が、基板１の正面１ａに配置された薄膜１１と、基板１の背面１ｂに配置された付加薄膜１２とを備える場合には、２つの薄膜１１と１２とは、同時に又は連続的な方法で実現することができる。
【００４１】
２つの薄膜１１と１２とを連続的な方法で実現する場合には、有利には太陽電池は以下のように形成することができる：
− 基板１の正面１ａの上に、薄膜１１と、可能であれば真性アモルファスシリコンの薄層２と、ｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの層３とを連続的に形成して、ヘテロジャンクションを形成し、
− 次いで、基板１の背面１ｂの上に、付加薄膜１２と、可能であれば真性アモルファスシリコンの薄層７と、ｎ型にドーピングされたアモルファスシリコンの層８とを連続的に形成し、
− 最後に、電極４と９と、電極４と９とにそれぞれ対応する電流コレクタ５と１０とを、これらのスタックの上にそれぞれ形成する。
【００４２】
有利には、２つの薄膜１１及び１２のそれぞれは、可能であればプラズマ処理又は紫外線の支援を受けた酸化ラジカルといったフリーラジカルを用いたラジカル酸化により形成される。
【００４３】
他の実施形態によれば、太陽電池は、１つの結晶酸化シリコン薄膜のみを有することができ、この結晶酸化シリコン薄膜は、基板１の正面１ａの上に配置されているのではなく（図３、４、６及び７の場合）、基板１の背面１ｂの上に配置されている。結晶酸化シリコン薄膜は、有利には、常に、可能であればプラズマ処理又は紫外線の支援を受けた酸化ラジカルといったフリーラジカルを用いたラジカル酸化により形成される。この場合、有利には、正面１ａは、基板１とｐ型にドーピングされたアモルファスシリコンの薄層３との間に配置された真性アモルファスシリコンの薄層２により覆われている。背面１ｂは、結晶酸化シリコン薄膜とドーピングされたアモルファスシリコンの層８との間の真性アモルファスシリコンの薄層７を備えることができる（又は、備えないこともできる）。
【００４４】
本発明は、これまで説明した実施形態に限定されるものではなく、特に、基板１や、ドーピングされたアモルファスシリコンの層３及び８のドーピングのタイプ（ｎ型又はｐ型）に関して、限定されるものではない。
【００４５】
従って、本発明は、ｎ型にドーピングされた結晶シリコン基板と、アモルファスシリコンの層３及び８であってそれぞれｐ型とｎ型にドーピングされた実施形態に限定されるものではない。ヘテロジャンクションを形成するために、アモルファスシリコンの層３は、基板１のドーピングタイプ（ｎ型又はｐ型）と反対のドーピングタイプ（ｐ型又はｎ型）を有していれば良く、基板１の背面１ｂのサイドの上に配置されるアモルファスシリコンの層８は、基板１のもの（ｎ型又はｐ型）と同じドーピングタイプ（ｎ型又はｐ型）であれば良い。
【００４６】
加えて、アモルファスシリコンを形成する代わりに、薄層３及び８は微結晶シリコンから形成することができる。
【００４７】
さらに、層２及び７として真性アモルファスシリコンを用いる代わりに、微量ドーピング（microdoped）と呼ばれる急峻に（slightly）ドーピングされたアモルファスシリコンを用いることができ、この急峻にドーピングされたアモルファスシリコンは、層２又は７の上に配置されることとなるアモルファスシリコンの層３又は８のものと同じドーピングタイプを有する。急峻なドーピング又は微量ドーピングされたアモルファスシリコンより、通常用いられるドーピングレベルよりも実質的に低いドーピングであることが明らかである。従って、例えば、アモルファスシリコンの層２及び７のそれぞれのドーピング物質の濃度は、１×１０１６から１×１０１８ａｔ／ｃｍ３であることができ、さらに、アモルファスシリコンの薄層３及び８のそれぞれは、１×１０１９ａｔ／ｃｍ３から１×１０２２ａｔ／ｃｍ３の間であるドーピング物質の濃度を有することができる。
【００４８】
真性アモルファスシリコンを微量ドーピングされたアモルファスシリコンに置き換えることは、低いドーピングレベルにより、低い局在状態密度（localized state density ）を得ることを可能にし、従って、基板との界面におけるキャリアの低い再結合割合を得ることを可能にし、ひいては高い開回路電圧を得ることを可能にする。さらに、微量ドーピングされたアモルファス層は、真性アモルファス層のものと比べて実質的に高い導電性を有し、これによって、電池のシリーズ抵抗（series resistance）を減少させ、電池の形状ファクタを実質的に改善する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のタイプのドーピングを有する結晶シリコン基板（１）と、アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）とを有するヘテロジャンクション太陽電池であって、結晶酸化シリコン薄膜（１１）を少なくとも１つ備え、前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）は、前記基板（１）と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）との間であって、前記基板（１）の面（１ａ、１ｂ）の上に直接配置されている、ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）は、ラジカルにより酸化された前記基板（１）の表面部分により構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）は、２ナノメートル以下の膜厚を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
【請求項４】
真性アモルファスシリコン又は微量ドーピングされたアモルファスシリコンの薄層（２、７）は、前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）との間に挿入される、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電池。
【請求項５】
前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）は、前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）に直接接している、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電池。
【請求項６】
前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（８）は、前記結晶シリコン基板（１）と同じタイプのドーピングを有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電池。
【請求項７】
前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３）は、前記結晶シリコン基板（１）と反対のタイプのドーピングを有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電池。
【請求項８】
結晶酸化シリコン付加薄膜（１２）を備え、前記結晶酸化シリコン付加薄膜（１２）は、前記基板（１）とアモルファス又は微結晶のシリコンの付加層（８）との間であって前記基板（１）の他の面（１ｂ）の上に直接配置され、前記アモルファス又は微結晶のシリコンの付加層（８）は、前記結晶シリコン基板（１）と同じタイプのドーピングを有する、ことを特徴とする請求項７に記載の電池。
【請求項９】
真性アモルファスシリコン又は微量ドーピングされたアモルファスシリコンの付加薄層（７）は、前記結晶酸化シリコン付加薄膜（１２）と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの付加層（８）との間に挿入される、ことを特徴とする請求項８に記載の電池。
【請求項１０】
前記結晶酸化シリコン付加薄膜（１２）は、前記アモルファス又は微結晶のシリコンの付加層（８）に直接接している、ことを特徴とする請求項８に記載の電池。
【請求項１１】
前記結晶シリコン基板（１）の少なくとも１つの面（１ａ、１ｂ）は凹凸状である、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の電池。
【請求項１２】
アモルファス酸化シリコンの層は、前記結晶酸化シリコン薄膜と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３，８）との間であって、前記結晶酸化シリコン薄膜（１１、１２）の上に直接配置される、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の電池。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の太陽電池を少なくとも１つ製造する製造方法であって、前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）を形成する前に、前記基板（１）の表面をラジカル表面酸化することにより前記結晶酸化シリコン薄膜（１１、１２）を形成する、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記ラジカル表面酸化は、酸素、及び／又は、オゾン、及び／又は、水から得られた酸素化ラジカルを用いて行われる、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板（１）の表面の前記表面酸化は、前記表面に紫外線を照射することにより支援される、ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記酸化ラジカルは少なくとも酸素から得られ、前記紫外線は１６０ｎｍから４００ｎｍの間の波長を有する、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板（１）の表面の前記表面酸化はプラズマにより支援される、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記基板（１）の表面の前記ラジカル表面酸化に続いて、ラジカル表面酸化の間に前記薄膜（１１、１２）の表面の上に形成されたアモルファス中にある酸化シリコンの一部を除去するためのストリッピングステップを行う、ことを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１】
所定のタイプのドーピングを有する結晶シリコン基板（１）と、アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）とを有するヘテロジャンクション太陽電池であって、結晶酸化シリコン薄膜（１１）を少なくとも１つ備え、前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）は、前記基板（１）と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）との間であって、前記基板（１）の面（１ａ、１ｂ）の上に直接配置されている、ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）は、ラジカルにより酸化された前記基板（１）の表面部分により構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）は、２ナノメートル以下の膜厚を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
【請求項４】
真性アモルファスシリコン又は微量ドーピングされたアモルファスシリコンの薄層（２、７）は、前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）との間に挿入される、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電池。
【請求項５】
前記結晶酸化シリコン薄膜（１１）は、前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）に直接接している、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電池。
【請求項６】
前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（８）は、前記結晶シリコン基板（１）と同じタイプのドーピングを有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電池。
【請求項７】
前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３）は、前記結晶シリコン基板（１）と反対のタイプのドーピングを有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電池。
【請求項８】
結晶酸化シリコン付加薄膜（１２）を備え、前記結晶酸化シリコン付加薄膜（１２）は、前記基板（１）とアモルファス又は微結晶のシリコンの付加層（８）との間であって前記基板（１）の他の面（１ｂ）の上に直接配置され、前記アモルファス又は微結晶のシリコンの付加層（８）は、前記結晶シリコン基板（１）と同じタイプのドーピングを有する、ことを特徴とする請求項７に記載の電池。
【請求項９】
真性アモルファスシリコン又は微量ドーピングされたアモルファスシリコンの付加薄層（７）は、前記結晶酸化シリコン付加薄膜（１２）と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの付加層（８）との間に挿入される、ことを特徴とする請求項８に記載の電池。
【請求項１０】
前記結晶酸化シリコン付加薄膜（１２）は、前記アモルファス又は微結晶のシリコンの付加層（８）に直接接している、ことを特徴とする請求項８に記載の電池。
【請求項１１】
前記結晶シリコン基板（１）の少なくとも１つの面（１ａ、１ｂ）は凹凸状である、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の電池。
【請求項１２】
アモルファス酸化シリコンの層は、前記結晶酸化シリコン薄膜と前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３，８）との間であって、前記結晶酸化シリコン薄膜（１１、１２）の上に直接配置される、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の電池。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の太陽電池を少なくとも１つ製造する製造方法であって、前記アモルファス又は微結晶のシリコンの層（３、８）を形成する前に、前記基板（１）の表面をラジカル表面酸化することにより前記結晶酸化シリコン薄膜（１１、１２）を形成する、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記ラジカル表面酸化は、酸素、及び／又は、オゾン、及び／又は、水から得られた酸素化ラジカルを用いて行われる、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板（１）の表面の前記表面酸化は、前記表面に紫外線を照射することにより支援される、ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記酸化ラジカルは少なくとも酸素から得られ、前記紫外線は１６０ｎｍから４００ｎｍの間の波長を有する、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板（１）の表面の前記表面酸化はプラズマにより支援される、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記基板（１）の表面の前記ラジカル表面酸化に続いて、ラジカル表面酸化の間に前記薄膜（１１、１２）の表面の上に形成されたアモルファス中にある酸化シリコンの一部を除去するためのストリッピングステップを行う、ことを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１つに記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１３−５１８４２６（Ｐ２０１３−５１８４２６Ａ）
【公表日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５０４８８（Ｐ２０１２−５５０４８８）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１１／００００５０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９２４０２
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（５１０２２５２９２）コミサリア ア レネルジー アトミック エ オ ゼネルジー アルテルナティブ (97)
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＭＭＩＳＳＡＲＩＡＴ Ａ Ｌ’ＥＮＥＲＧＩＥ ＡＴＯＭＩＱＵＥ ＥＴ ＡＵＸ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥＳ
【住所又は居所原語表記】Ｂａｔｉｍｅｎｔ Ｌｅ Ｐｏｎａｎｔ Ｄ，２５ ｒｕｅ Ｌｅｂｌａｎｃ，Ｆ−７５０１５ Ｐａｒｉｓ， ＦＲＡＮＣＥ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１１／００００５０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９２４０２
【国際公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（５１０２２５２９２）コミサリア ア レネルジー アトミック エ オ ゼネルジー アルテルナティブ (97)
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＭＭＩＳＳＡＲＩＡＴ Ａ Ｌ’ＥＮＥＲＧＩＥ ＡＴＯＭＩＱＵＥ ＥＴ ＡＵＸ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥＳ
【住所又は居所原語表記】Ｂａｔｉｍｅｎｔ Ｌｅ Ｐｏｎａｎｔ Ｄ，２５ ｒｕｅ Ｌｅｂｌａｎｃ，Ｆ−７５０１５ Ｐａｒｉｓ， ＦＲＡＮＣＥ
【Ｆターム（参考）】
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