(57)【要約】  光電変換装置１０は、光電変換部２０と、光電変換部２０の受光面に設けられた受光面電極３０と、光電変換部２０の裏面に設けられた裏面電極４０とを備える。裏面電極４０は、光電変換部２０の裏面に積層された透明導電膜４１と、透明導電膜４１の端縁領域Ａ３を除いた略全面に積層された金属膜４２とを含む。
2012105155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、
前記光電変換部の受光面に設けられた受光面電極と、
前記光電変換部の裏面に設けられた裏面電極と、
を備え、
前記裏面電極は、
前記光電変換部の裏面に積層された透明導電膜と、
前記透明導電膜上の端縁領域を除いた略全面に積層された金属膜と、
を含む光電変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換装置であって、
前記金属膜は、前記透明導電膜上の前記端縁領域を除いた全面に積層された光電変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光電変換装置であって、
前記透明導電膜上の前記端縁領域の全周に亘って前記金属膜が形成されていない光電変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の光電変換装置であって、
前記金属膜の反射率は、少なくとも赤外領域の光について、前記透明導電膜の反射率よりも高い光電変換装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１に記載の光電変換装置であって、
前記金属膜は、少なくともＡｇを含む膜である光電変換装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載の光電変換装置であって、
前記光電変換部は、
結晶系半導体基板と、
前記結晶系半導体基板の裏面に積層された非晶質半導体膜と、
を含み、
前記透明導電膜は、前記非晶質半導体膜の裏面に積層されている光電変換装置。
【請求項７】
光電変換部を用意し、
前記光電変換部上の端縁領域の少なくとも一部を覆うマスクを配置して、前記マスクによって覆われた端縁領域を除く前記光電変換部上の領域に透明導電膜を積層し、
前記透明導電膜が付着した前記マスクを配置した状態で、前記透明導電膜上の領域に金属膜を積層する光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
光電変換部を用意し、
前記光電変換部上の端縁領域の少なくとも一部を覆う第１のマスクを配置して、前記第１のマスクによって覆われた端縁領域を除く前記光電変換部上の領域に透明導電膜を積層し、
前記透明導電膜上の端縁領域の少なくとも一部を覆う第２のマスクを配置して、前記第２のマスクによって覆われた端縁領域を除く前記透明導電膜上の領域に金属膜を積層する光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光電変換部と、光電変換部の受光面に設けられた受光面電極と、光電変換部の裏面に設けられた裏面電極とを備える光電変換装置が開示されている。この光電変換装置では、受光面電極及び裏面電極のそれぞれが、複数のフィンガー電極部と、複数のフィンガー電極部に電気的に接続されたバスバー電極部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９‐２９０２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池等の光電変換装置では、赤外領域の光の透過が問題となる。加えて、光電変換部の薄膜化が進むにつれて、他の領域の光の透過も問題となってきた。【０００５】
一方、光電変換装置の裏面にバスバー電極部等の金属層を形成すると、金属層を構成する金属原子が光電変換部の半導体層に拡散して欠陥準位を発生させるおそれがある。このような欠陥準位は光電変換部において生成されたキャリアをトラップし、光電変換装置の光電変換効率を低下させる原因となる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光電変換装置は、光電変換部と、光電変換部の受光面に設けられた受光面電極と、光電変換部の裏面に設けられた裏面電極とを備え、裏面電極は、光電変換部の裏面に積層された透明導電膜と、透明導電膜上の端縁領域を除いた略全面に積層された金属膜とを含むことを特徴とする。【０００７】
本発明に係る光電変換装置の製造方法は、光電変換部を用意し、光電変換部上の端縁領域の少なくとも一部を覆うマスクを配置して、マスクによって覆われた端縁領域を除く光電変換部上の領域に透明導電膜を積層し、透明導電膜が付着したマスクを配置した状態で、透明導電膜上の領域に金属膜を積層することを特徴とする。或いは、光電変換部を用意し、光電変換部上の端縁領域の少なくとも一部を覆う第１のマスクを配置して、第１のマスクによって覆われた端縁領域を除く光電変換部上の領域に透明導電膜を積層し、透明導電膜上の端縁領域の少なくとも一部を覆う第２のマスクを配置して、第２のマスクによって覆われた端縁領域を除く透明導電膜上の領域に金属膜を積層してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、改善された光電変換効率を有する光電変換装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態である光電変換装置を受光面側から見た図である。
【図２】本発明の実施形態である光電変換装置を裏面側から見た図である。
【図３】図１，２のＢ‐Ｂ線断面を模式的に示す図である。
【図４】裏面電極の変形例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態である光電変換装置の製造工程の一部を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態である光電変換装置の製造工程の変形例を示す図である。
【図７】突起電極の変形例を示す図である。
【図８】突起電極の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態である光電変換装置１０及びその製造方法を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に限定されない。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法比率などは、現実の物体の寸法比率などとは異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１１】
まず初めに、図１〜図４を参照して、光電変換装置１０の構成を説明する。
【００１２】
図１は、光電変換装置１０を受光面側から見た図であり、図２は、光電変換装置１０を裏面側から見た図である。図１及び図２に示すように、光電変換装置１０は、光電変換部２０と、光電変換部２０の受光面に設けられた受光面電極３０と、光電変換部２０の裏面に設けられた裏面電極４０とを備える。ここで、「受光面」とは、装置の外部から光が主に入射する面を意味する。例えば、光電変換装置１０を用いて太陽電池等のモジュールを構築したときに、装置に入射する光のうち５０％超過〜１００％が受光面側から入射する。また、「裏面」とは、受光面と反対側の面を意味する。
【００１３】
光電変換部２０は、太陽光等の光を受光することでキャリア（電子及び正孔）を生成する部材である。光電変換装置１０では、光電変換部２０で生成されたキャリアが受光面電極３０及び裏面電極４０により収集される。そして、受光面電極３０及び裏面電極４０に図示しない配線材を電気的に接続して、光電変換装置１０をモジュール化することで、キャリアが電気エネルギーとして外部に取り出される。光電変換部２０は、略正方形状の結晶系半導体基板であるｎ型単結晶シリコン基板２１を備える。
【００１４】
図１に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面に、光電変換部２０は、ｉ型非晶質シリコン膜２２を介して積層されたｐ型非晶質シリコン膜２３を備える。そして、ｐ型非晶質シリコン膜２３の受光面に、受光面電極３０を構成する透明導電膜３１が積層される。さらに、透明導電膜３１上には、光電変換部２０で発電された電力を集電するためのフィンガー電極部３２とバスバー電極部３３とが形成される。
【００１５】
また、図２に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面に、光電変換部２０は、ｉ型非晶質シリコン膜２４を介して積層されたｎ型非晶質シリコン膜２５を備える。そして、ｎ型非晶質シリコン膜２５の裏面に、裏面電極４０を構成する透明導電膜４１が積層される。さらに、透明導電膜４１上には、光電変換部２０で発電された電力を集電するための金属膜４２が設けられる。金属膜４２上には、上記配線材との接続部として突起状の突起電極４３が設けられる。
【００１６】
つまり、光電変換部２０は、結晶系半導体基板の両面に非晶質半導体薄膜が積層された構造を有する。具体的に、光電変換部２０は、ｐ型非晶質シリコン膜２３，ｉ型他非晶質シリコン膜２２，ｎ型単結晶シリコン基板２１，ｉ型非晶質シリコン膜２４及びｎ型非晶質シリコン膜２５が順に積層された積層構造である。当該積層構造において、ｐ型非晶質シリコン膜２３側が受光面側となる。
【００１７】
以下、図１及び図２に加えて、図３（図１，２のＢ‐Ｂ線断面図）を適宜参照し、光電変換装置１０の構成をさらに詳説する。
【００１８】
図３に示すように、光電変換部２０は、ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面の全体に積層されたｉ型非晶質シリコン膜２２と、ｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面の全体に積層されたｉ型非晶質シリコン膜２４とを備える。なお、ｉ型非晶質シリコン膜２２，２４は、ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面、裏面の端縁領域を残して積層されてもよい。ｉ型非晶質シリコン膜２２，２４は、真性非晶質シリコン薄膜であり、例えば、それぞれ同一の組成を有する。また、光電変換部２０は、ｉ型非晶質シリコン膜２２の受光面の全体に積層されたｐ型非晶質シリコン膜２３と、ｉ型非晶質シリコン膜２４の裏面の全体に積層されたｎ型非晶質シリコン膜２５とを備える。
【００１９】
光電変換部２０（ｎ型単結晶シリコン基板２１）の受光面及び裏面には、それぞれテクスチャ構造（図示せず）を形成することができる。ここで、「テクスチャ構造」とは、表面反射を抑制し、光電変換部２０の光吸収量を増大させる凹凸構造である。テクスチャ構造の具体例としては、（１００）面を有するｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面及び裏面に、異方性エッチングを施すことによって得られるピラミッド状（四角錐状や、四角錐台状）の凹凸構造が例示できる。なお、光電変換部２０の厚み（膜の積層方向の長さ）は、例えば、数百μｍであり、その大部分がｎ型単結晶シリコン基板２１の厚みである。非晶質シリコン膜の厚みは、例えば、数ｎｍ〜数十ｎｍである。テクスチャ構造の凹凸高さは、例えば、数μｍである。ゆえに、テクスチャ構造は、非晶質シリコン膜の受光面及び裏面にも反映される。
【００２０】
図１及び図３に示すように、受光面電極３０は、透明導電膜３１と、複数のフィンガー電極部３２と、複数のバスバー電極部３３とで構成されている。フィンガー電極部３２及びバスバー電極部３３は、互いに電気的に接続され、いずれも透明導電膜３１上に形成されている。即ち、受光面電極３０では、ｐ型非晶質シリコン膜２３から透明導電膜３１を介して伝達されるキャリアがフィンガー電極部３２及びバスバー電極部３３によって収集される。そして、モジュール化されるときには、上記配線材がバスバー電極部３３に電気的に接続されて収集されたキャリアが外部に取り出される。
【００２１】
透明導電膜３１は、例えば、多結晶構造を有する酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、及び酸化チタン（ＴｉＯ2）等の金属酸化物のうちの少なくとも１つを含む薄膜（ＴＣＯ膜）であって、光透過性の電極部として機能する。これらの金属酸化物に、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、アンチモン（Ｓｂ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、セリウム（Ｃｅ）、ガリウム（Ｇａ）などのドーパントがドープされていてもよい。ドーパントの濃度は、０〜２０ｗｔ％とすることができる。透明導電膜３１の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。透明導電膜３１は、ｐ型非晶質シリコン膜２３の受光面において、その端縁領域（以下、端縁領域Ａ１とする）を除く面領域の全体に積層することが好適である。透明導電膜３１が積層されない端縁領域Ａ１は、例えば、ｐ型非晶質シリコン膜２３の受光面の端から幅１〜２ｍｍ程度の面領域であって、当該受光面の周囲に環状に設けることが好適である。
【００２２】
フィンガー電極部３２及びバスバー電極部３３は、例えば、バインダー樹脂中に銀（Ａｇ）等の導電性粒子が分散した導電性ペーストにより形成される細線状の電極部である。フィンガー電極部３２及びバスバー電極部３３は、透明導電膜３１を介して光電変換部２０で発電された電力を集電するために設けられる。フィンガー電極部３２は、例えば、受光面上に形成された帯状の金属層であり、光電変換部２０の全体からまんべんなく電力を集電できるように配置される。フィンガー電極部３２は、例えば、所定の間隔をあけて互いに平行に配置することが好適である（例えば、幅１００μｍ、間隔２ｍｍ）。
【００２３】
バスバー電極部３３は、フィンガー電極部３２により集電された電力をさらに集電して取り出すために設けられる。バスバー電極部３３は、例えば、受光面上に形成された帯状の金属層であり、フィンガー電極部３２と交差してフィンガー電極部３２と電気的に接続されるように配置される。バスバー電極部３３は、例えば、所定の間隔をあけて互いに平行に配置できる。このとき、バスバー電極部３３は、フィンガー電極部３２よりも少数で線幅が太く設定されることが好ましい（例えば、幅１．５ｍｍ、２本）。なお、フィンガー電極部３２及びバスバー電極部３３の形状は、ここで例示したものに限定されず、例えば、ジグザグ形状など種々の形状に形成できる。
【００２４】
図２及び図３に示すように、裏面電極４０は、透明導電膜４１と、金属膜４２と、複数の突起電極４３とで構成されている。突起電極４３は、金属膜４２上で光電変換部２０の厚み方向に突出して形成された突起状の電極であり、モジュール化されるときに、上記配線材が電気的に接続される。突起電極４３は、例えば、導電性ペーストにより、金属膜４２上に帯状に形成できる。突起電極４３は、例えば、所定の間隔をあけて互いに平行に配置でき、バスバー電極部３３と同じ方向に沿って２本配置できる。なお、突起電極４３の形状は、ここで例示したものに限定されず、例えば、ドット形状やジグザグ形状など種々の形状に形成できる（後述の図７，８参照）。
【００２５】
透明導電膜４１は、透明導電膜３１と同様に、ＩＴＯやＺｎＯ、ＳｎＯ2等からなり、光透過性の電極部として機能する。さらに、透明導電膜４１は、詳しくは後述するように、光電変換部２０と金属膜４２との直接の接触を防止し、金属膜４２との相互作用によって反射率を高める機能を有する。透明導電膜３１の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であることが好ましく、透明導電膜３１の裏面にも上記テクスチャ構造が反映される。
【００２６】
透明導電膜４１は、ｎ型非晶質シリコン膜２５の裏面において、その端縁領域（以下、端縁領域Ａ２とする）を除く面領域の全体に積層することが好適である。透明導電膜４１が積層されない端縁領域Ａ２は、例えば、ｎ型非晶質シリコン膜２５の裏面の端から幅１〜２ｍｍ程度の面領域であって、当該裏面の周囲に環状に設けることが好適である。
【００２７】
金属膜４２は、光の反射率が高く、且つ高い導電性を有する金属材料からなる薄膜である。金属膜４２の反射率は、赤外領域の光に対して高いことが好ましい。金属膜４２の反射率は、少なくとも赤外領域の光について、透明導電膜４１の反射率よりも高いことが好ましい。金属膜４２は、ｎ型非晶質シリコン膜２５から透明導電膜４１を介して伝達されるキャリアを収集する電極部として機能する。さらに、金属膜４２は、光電変換部２０を通り抜けた透過光を受光面側に反射する機能を有する。金属膜４２の厚みは、光が透過しない程度に厚く、且つ裏面に上記テクスチャ構造が反映可能な程度に薄いことが好ましい。例えば、金属膜４２の厚みは、０．１μｍ〜５μｍ程度であることが好ましい。金属膜４２の裏面にもテクスチャ構造が反映されるようにすれば、金属膜４２と突起電極４３との密着性が良好となる効果も得られる。
【００２８】
金属膜４２を構成する金属材料としては、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）などの金属又はそれらの１種以上を含む合金が例示できる。金属材料は、特に波長８００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度の赤外領域の光に対する反射率の高い材料が好ましく、例示した材料の中では、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｕ又はそれらの１種以上を含む合金が好ましく、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ又はそれらの１種以上を含む合金がより好ましく、Ａｇ又はＡｇを含む合金が特に好ましい。
【００２９】
金属膜４２は、上記金属材料からなる複数の膜の積層体により構成されていてもよい。例えば、Ａｇ膜とＡｌ膜との積層体が例示でき、この場合、Ａｇ膜が透明導電膜４１側に配置されることが好ましい。また、Ａｌ膜の両面にＡｇ膜が積層されたＡｇ，Ａｌ及びＡｇの積層体、或いはＡｌ膜の代わりに他の金属膜（例えば、Ｃｕ膜）を設けたＡｇ，Ｃｕ及びＡｇの積層体であってもよい。
【００３０】
金属膜４２は、透明導電膜４１上の端縁領域（以下、端縁領域Ａ３とする）を除く略全体を覆うように積層され、より好ましくは、端縁領域Ａ３を除く透明導電膜４１上の全体を覆って積層される。ここで、「端縁領域Ａ３を除く透明導電膜４１上の略全体を覆うように」とは、端縁領域Ａ３を除く透明導電膜４１上の実質的に全体を覆っているとみなせる状態を意味し、例えば、透明導電膜４１上に積層された金属膜４２の一部が欠けている状態も含む。具体的には、端縁領域Ａ３を除く透明導電膜４１上の９５％以上を金属膜４２が覆っている状態が例示できる。
【００３１】
金属膜４２は、透明導電膜４１の端縁領域Ａ３の少なくとも一部において、透明導電膜４１を超えてｎ型非晶質シリコン膜２５を覆わないように積層される。換言すると、端縁領域Ａ３の一部に金属膜４２が積層されてもよい。ただし、好ましくは、透明導電膜４１の端縁領域Ａ３の全周に亘って透明導電膜４１を超えてｎ型非晶質シリコン膜２５を覆わないように、金属膜４２が積層される。即ち、金属膜４２は、透明導電膜４１の裏面において、その端縁領域Ａ３を除く面領域の略全体又は全体に積層されることが好ましい。
【００３２】
金属膜４２が積層されない端縁領域Ａ３は、透過光の反射等の観点から狭い方が好ましい。例えば、端縁領域Ａ３の幅は、透明導電膜４１の端から１ｎｍ以上５ｍｍ以下とすることが好適である。端縁領域Ａ３は、透明導電膜４１の裏面の周囲に環状に設けることが好適である。なお、端縁領域Ａ３の幅は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面観察(幅が広い場合には光学顕微鏡等も使用可能)によって確認することができる。
【００３３】
透明導電膜４１の端縁領域Ａ３の少なくとも一部を超えてｎ型非晶質シリコン膜２５の端縁領域Ａ２に金属膜４２が接すると、その領域において金属膜４２を構成する金属原子がｎ型非晶質シリコン膜２５に拡散して欠陥準位を発生させ、キャリアがトラップされるという問題が生じうる。しかし、金属膜４２は、光電変換部２０（ｎ型非晶質シリコン膜２５）の裏面との間に透明導電膜４１を介して、光電変換部２０の裏面に直接触れないように設けられる。このため、欠陥順位の発生を抑制できる。好ましくは、端縁領域Ａ３を透明導電膜４１の全周に亘って環状に設けることによって、光電変換部２０の全周において金属膜４２と光電変換部２０（ｎ型非晶質シリコン膜２５）との接触を無くすことができる。これにより、欠陥準位の発生をより抑制することができる。
【００３４】
光電変換部２０が単結晶シリコン基板上に非晶質シリコン膜を積層した構成を有する場合、非晶質シリコン膜に拡散した金属による欠陥準位の影響が大きくなる。このような場合、光電変換部２０と金属膜４２との接触を防ぐことによる効果が顕著となる。
【００３５】
光電変換部２０（ｎ型非晶質シリコン膜２５）の裏面側の広範囲に金属膜４２が積層されている。これにより、受光面から入射して光電変換部２０を通り抜けた透過光を金属膜４２により受光面側に反射させることができる。ゆえに、光電変換部２０における光吸収率が向上する。
【００３６】
金属膜４２は、光電変換部２０との間に透明導電膜４１を介して積層されている。これにより、例えば、エバネッセント光の発生による光の吸収が抑制されて金属膜４２の反射率が高まる。なお、光電変換部２０の裏面にもテクスチャ構造が形成されている。このため、裏面で光が散乱して光電変換部２０内に光が閉じ込められ易くなる。
【００３７】
透明導電膜４１は光電変換部２０及び金属膜４２のいずれに対しても良好な密着性を有する。このため、金属膜４２の密着強度（剥離強度）を向上させることができる。
【００３８】
これらの作用によって、本実施の形態における光電変換装置１０では、光電変換効率を向上させることができる。
【００３９】
図４に示すように、金属膜４２は、その側面の少なくとも一部が透明導電膜４１に囲まれていてもよい。即ち、透明導電膜４１は、端縁領域Ａ２に、金属膜４２の側面を覆う突起部を有している。ここで、金属膜４２の「側面」とは、金属膜４２の厚み方向に沿った面を意味する。当該突起部を有する形態は、例えば、後述の図５に示す方法により得ることができる。突起部は、例えば、数ｎｍ〜数百ｎｍの幅と、金属膜４２と同程度の高さ（厚み方向の長さ）とを有する。このような構成において、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
次に、上記構成を備える光電変換装置１０の製造方法を例示する。
【００４１】
まず、清浄なｎ型単結晶シリコン基板２１を真空チャンバ内に設置し、例えば、プラズマＣＶＤ（化学気相成長法）法により、当該基板上にｉ型非晶質シリコン膜２４を積層する。続いて、ｉ型非晶質シリコン膜２４上にｎ型非晶質シリコン膜２５を積層する。なお、本実施形態では、ｎ型非晶質シリコン膜２５が積層されるｎ型単結晶シリコン基板２１の面が裏面となる。ｉ型非晶質シリコン膜２４の積層工程では、例えば、シランガス（ＳｉＨ4）が原料ガスとして使用される。また、ｎ型非晶質シリコン膜２５の積層工程では、例えば、シラン（ＳｉＨ4）、水素（Ｈ2）、及びホスフィン（ＰＨ3）が原料ガスとして使用される。このようにして、ｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面に、ｉ型非晶質シリコン膜２４及びｎ型非晶質シリコン膜２５が順に積層される。
【００４２】
ｉ型非晶質シリコン膜２２及びｐ型非晶質シリコン膜２３についても、プラズマＣＶＤ法により、ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面に積層できる。ｐ型非晶質シリコン膜２３の積層工程では、例えば、ＰＨ3の代わりに、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）が原料ガスとして使用される。受光面電極３０のフィンガー電極部３２及びバスバー電極部３３は、例えば、導電性ペーストを透明導電膜３１上に所望のパターンでスクリーン印刷することにより形成できる。或いは、スクリーン印刷法の代わりに、各種スパッタ法、各種蒸着法、各種メッキ法等を用いてもよい。なお、透明導電膜３１は、透明導電膜４１と同じ方法で積層できる（後述）。
【００４３】
ここで、図５を参照し、裏面電極４０の製造工程、特に透明導電膜４１及び金属膜４２の積層工程について詳説する。なお、図５では、ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面側の積層構造については省略する。また、マスク５０に積層される膜には、符号に「Ｍ」を付してｎ型非晶質シリコン膜２５の裏面上に積層される膜と区別する。
【００４４】
図５（ａ）は、ｎ型非晶質シリコン膜２５の裏面にマスク５０が設置された状態を示している。マスク５０は、ｎ型非晶質シリコン膜２５の裏面の端縁領域Ａ２を覆って設置される。そして、マスク５０を設置したｎ型非晶質シリコン膜２５の裏面に、例えば、スパッタ法によって透明導電膜４１を積層する。マスク５０としては、例えば、ｎ型単結晶シリコン基板２１を裏面側から支持する金属製の支持フレーム（支持枠）を用いることができる。
【００４５】
図５（ｂ）は、ｎ型非晶質シリコン膜２５の裏面の端縁領域Ａ２を除く面領域の全体に透明導電膜４１が積層された中間体１１を示している。透明導電膜４１の積層後には、マスク５０にも透明導電膜４１Ｍが付着している。具体的には、マスク５０の表面５１だけでなく、開口部側面５２にも透明導電膜４１Ｍが付着している。開口部側面５２に付着する透明導電膜４１Ｍは、例えば、数ｎｍ〜数百ｎｍの厚みとなり、透明導電膜４１と連続して形成されている。そして、透明導電膜４１が付着したマスク５０を設置した状態で、透明導電膜４１の裏面に、例えば、スパッタ法によって金属膜４２を積層する。
【００４６】
図５（ｃ）は、透明導電膜４１の裏面の端縁領域Ａ３を除く面領域の全体に金属膜４２積層された中間体１２を示している。金属膜４２の積層後には、表面５１及び開口部側面５２に付着した透明導電膜４１Ｍ上にも金属膜４２Ｍが積層されている。即ち、金属膜４２の積層時には開口部側面５２に透明導電膜４１Ｍが付着しているので、金属膜４２は、マスク５０の開口部よりも当該透明導電膜４１Ｍの厚み分だけ小さな面領域に積層される。つまり、開口部側面５２に付着した透明導電膜４１Ｍが端縁領域Ａ３を覆うマスクとして機能する。
【００４７】
金属膜４２の積層後、マスク５０を取り外すと、図３に示す裏面電極４０の透明導電膜４１及び金属膜４２が得られる。マスク５０に付着した透明導電膜４１Ｍ及び金属膜４２Ｍは、マスク５０と共に除去される。開口部側面５２に付着した透明導電膜４１Ｍの一部は、図４に示すように、突起部として残してもよい。
【００４８】
突起電極４３は、バスバー電極部３３と同様の方法（例えば、スクリーン印刷法、スパッタ法、蒸着法、メッキ法等）によって、金属膜４２の裏面に形成することができる。或いは、突起電極４３は、金属や合金からなる複数の膜を積層して形成されてもよい。
【００４９】
ここで、図６を参照して、光電変換装置１０の製造工程の他の例を説明する。
【００５０】
図６に示す例では、透明導電膜４１の積層工程（ａ，ｂ）は図５に示す例と同じであるが、金属膜４２の積層工程（ｃ，ｄ）が図５に示す例と異なっている。即ち、透明導電膜４１の積層工程では、図６（ａ，ｂ）に示すように、マスク５０を用いて端縁領域Ａ２を除く面領域の全体に透明導電膜４１を積層する。一方、金属膜４２の積層工程では、図６（ｃ）に示すように、マスク５０に代えて、透明導電膜４１の裏面の端縁領域Ａ３を覆う第２マスク５３を用いる。
【００５１】
図６（ｄ）に示すように、第２マスク５３を設置した透明導電膜４１の裏面に金属膜４２を積層する。このようにして、透明導電膜４１の端縁領域Ａ３を除く面領域の全体に金属膜４２を積層することができる。図６に例示する方法によれば、第２マスク５３の開口部の大きさを変更することで端縁領域Ａ３の幅を任意に調整することができる。
【００５２】
本実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で設計変更することができる。例えば、本実施形態では、ｎ型単結晶シリコン基板２１の両面に非晶質シリコン薄膜が積層された構造の光電変換部２０を例示したが、光電変換部の構造はこれに限定されない。光電変換部は、例えば、ｉ型非晶質シリコン膜２４やｎ型非晶質シリコン膜２５を有さない構造、シリコン以外の半導体（例えば、ガリウムヒ素）を用いた構造とすることもできる。また、本実施形態では、ｐ型非晶質シリコン膜２３側を受光面側として説明したが、ｎ型非晶質シリコン膜２５上に受光面電極３０を設けて、ｎ型非晶質シリコン膜２５側を受光面側としてもよい。また、本実施形態では、受光面電極３０がバスバー電極部３３を含み、裏面電極４０が突起電極４３を含むものとして説明したが、受光面電極３０又は裏面電極４０は、バスバー電極部３３又は突起電極４３を有さない所謂バスバーレス電極であってもよい。
【００５３】
本実施形態では、直線状に形成された突起電極４３を例示したが、図７に示すように、複数の突起電極４３が間隔をあけて列状に配置されてもよい。図７に示す例では、各突起電極４３は、その列に対して交差する方向に延びた矩形形状を有するが、各電極の形状はこれに限定されない。各突起電極４３は、例えば、ドット形状やひだ状の凹凸を有する形状でもよい。また、図８に示すように、突起電極４３はジグザグ状に形成されてもよい。ここでは、突起電極４３について種々の形状を例示したが、バスバー電極部３３も突起電極４３と同様に種々の形状をとり得る。
【符号の説明】
【００５４】
１０  光電変換装置、１１，１２  中間体、２０  光電変換部、２１  ｎ型単結晶シリコン基板、２２，２４  ｉ型非晶質シリコン膜、２３  ｐ型非晶質シリコン膜、２５  ｎ型非晶質シリコン膜、３０  受光面電極、３１，４１  透明導電膜、３２  フィンガー電極部、３３  バスバー電極部、４０  裏面電極、４２  金属膜、４３  突起電極、５０  マスク、５１  表面、５２  開口部側面、５３  第２マスク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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