(57)【要約】  半導体基板（１）の表面にｐ電極（１１）とｎ電極（１２）とが形成された太陽電池ウェハ（１０）と、絶縁性基板（３６）の受光面にｐ配線（３４）とｎ配線（３５）とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板（３８）とを含み、配線基板（３８）には複数の太陽電池ウェハ（１０）が隣接して配置され、ｐ電極（１１）とｐ配線（３４）とが電気的に接続され、ｎ電極（１２）とｎ配線（３５）とが電気的に接続され、太陽電池ウェハ（１０）のうち一の太陽電池ウェハ（１０）に電気的に接続されたｐ配線（３４）と、一の太陽電池ウェハ（１０）に隣接して配置された太陽電池ウェハ（１０）に電気的に接続されたｎ配線（３５）と、が受光面およびその反対側の面において、電気的に接続されてなる配線（３２）を備える、太陽電池アレイおよび該太陽電池アレイを含む太陽電池モジュール等に関する。
2008090718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板（１）の表面にｐ電極（１１）とｎ電極（１２）とが形成された太陽電池ウェハ（１０）と、
絶縁性基板（３６）の受光面にｐ配線（３４）とｎ配線（３５）とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板（３８）とを含み、
前記配線基板（３８）には複数の前記太陽電池ウェハ（１０）が隣接して配置され、
配置される前記太陽電池ウェハ（１０）の数に対応した前記ｐ配線（３４）と前記ｎ配線（３５）とが前記絶縁性基板（３６）の表面に形成され、
前記ｐ電極（１１）と前記ｐ配線（３４）とが電気的に接続され、前記ｎ電極（１２）と前記ｎ配線（３５）とが電気的に接続され、
前記太陽電池ウェハ（１０）のうち一の太陽電池ウェハ（１０）に電気的に接続された前記ｐ配線（３４）と、
前記一の太陽電池ウェハ（１０）に隣接して配置された前記太陽電池ウェハ（１０）に電気的に接続された前記ｎ配線（３５）と、が電気的に接続されてなる配線（３２）を備え、
前記絶縁性基板（３６）の受光面側の反対側の面においても、前記ｐ配線（３４）および前記ｎ配線（３５）が形成され、
前記反対側の面で、前記ｐ配線（３４）と前記ｎ配線（３５）とが電気的に接続されてなる配線を含む第１太陽電池アレイ（３０）。
【請求項２】
前記ｐ配線（３４）および前記ｎ配線（３５）の少なくとも一部が前記絶縁性基板（３６）のスルーホールを通過し、前記絶縁性基板（３６）の受光面側の反対側の面において、前記ｐ配線（３４）および前記ｎ配線（３５）が形成され、
前記反対側の面で、前記ｐ配線（３４）と前記ｎ配線（３５）とが電気的に接続されてなる配線を含む請求の範囲１に記載の第１太陽電池アレイ（３０）。
【請求項３】
前記ｐ配線（３４）および前記ｎ配線（３５）は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、
前記ｐ電極（１１）と前記ｐ配線（３４）との接続および前記ｎ電極（１２）と前記ｎ配線（３５）との接続は、はんだ（３９）もしくは導電性接着剤を介してなる請求の範囲１に記載の第１太陽電池アレイ（３０）。
【請求項４】
前記ｐ電極（１１）の形成のパターンと前記ｐ配線（３４）の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｐ電極（１１）の形成のパターンは前記ｐ配線（３４）の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
前記ｎ電極（１２）の形成のパターンと前記ｎ配線（３５）の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｎ電極（１２）の形成のパターンは前記ｎ配線（３５）の形成のパターンに実質的に重なるパターンである請求の範囲１に記載の第１太陽電池アレイ（３０）。
【請求項５】
半導体基板（１）の表面にｐ電極（１１）とｎ電極（１２）とが形成された１枚の太陽電池ウェハ（１０）と、
絶縁性基板（１６）の受光面にｐ配線（１４）とｎ配線（１５）とが互いに電気的に絶縁されて形成されている１枚の配線基板（１８）とからなり、
前記ｐ電極（１１）と前記ｐ配線（１４）とが電気的に接続され前記ｎ電極（１２）と前記ｎ配線（１５）とが電気的に接続された太陽電池セル（２０）、が複数隣接して配置されて、
一の太陽電池セル（２０）のｐ配線（１４）と、
前記一の太陽電池セル（２０）に隣接して配置された前記太陽電池セル（２０）のｎ配線（１５）と、が電気的に接続されてなる配線を備え、
前記絶縁性基板（１６）の前記反対側の面で、前記ｐ配線（１４）と前記ｎ配線（１５）とが電気的に接続されてなる配線を含む第２太陽電池アレイ（４０）。
【請求項６】
前記太陽電池セル（２０）の前記ｐ配線（１４）および前記ｎ配線（１５）が前記絶縁性基板（１６）のスルーホールを通過し、
前記絶縁性基板（１６）の受光面側の反対側の面において、前記ｐ配線（１４）および前記ｎ配線（１５）が形成されてなる
前記絶縁性基板（１６）の前記反対側の面で、前記ｐ配線（１４）と前記ｎ配線（１５）とが電気的に接続されてなる配線を含む請求の範囲５に記載の第２太陽電池アレイ（４０）。
【請求項７】
前記ｐ配線（１４）および前記ｎ配線（１５）は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、
前記ｐ電極（１１）と前記ｐ配線（１４）との接続および前記ｎ電極（１２）と前記ｎ配線（１５）との接続は、はんだ（１９）もしくは導電性接着剤を介してなる請求の範囲５に記載の第２太陽電池アレイ（４０）。
【請求項８】
前記太陽電池セル（２０）が、前記ｐ電極（１１）の形成のパターンと前記ｐ配線（１４）の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｐ電極（１１）の形成のパターンはｐ配線（１４）の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
前記ｎ電極（１２）の形成のパターンと前記ｎ配線（１５）の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｎ電極（１２）の形成のパターンはｎ配線（１５）の形成のパターンに実質的に重なるパターンである請求の範囲５に記載の第２太陽電池アレイ（４０）。
【請求項９】
請求の範囲１に記載の前記第１太陽電池アレイ（３０）を隣接して配置し、
前記第１太陽電池アレイ（３０）のｐ配線（３４）と、
前記一の第１太陽電池アレイ（３０）に隣接して配置された前記第１太陽電池アレイ（３０）のｎ配線（３５）と、が電気的に接続されてなる配線（３２）を含む、
第３太陽電池アレイ（５０）。
【請求項１０】
請求の範囲２に記載の前記第１太陽電池アレイ（３０）を隣接して配置し、
前記第１太陽電池アレイ（３０）のｐ配線（３４）と、
前記一の第１太陽電池アレイ（３０）に隣接して配置された前記第１太陽電池アレイ（３０）のｎ配線（３５）と、が前記絶縁性基板（３６）の前記反対側の面において電気的に接続されてなる配線を含む、
第３太陽電池アレイ（５０）。
【請求項１１】
半導体基板（１）の表面にｐ電極（１１）とｎ電極（１２）とが形成された太陽電池ウェハ（１０）と、
絶縁性基板（１６）の受光面にｐ配線（１４）とｎ配線（１５）とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板（１８）とを含み、
前記絶縁性基板（１６）の受光面側で前記ｐ電極（１１）と前記ｐ配線（１４）とが電気的に接続され、前記ｎ電極（１２）と前記ｎ配線（１５）とが電気的に接続され、
前記ｐ配線（１４）および前記ｎ配線（１５）が、前記絶縁性基板（１６）の受光面側の反対側の面においても形成された太陽電池セル（２０）。
【請求項１２】
前記ｐ配線（１４）および前記ｎ配線（１５）が前記絶縁性基板（１６）のスルーホールを通過し、前記絶縁性基板（１６）の受光面側の反対側の面において、前記ｐ配線（１４）および前記ｎ配線（１５）が形成された請求の範囲１１に記載の太陽電池セル（２０）。
【請求項１３】
前記ｐ配線（１４）および前記ｎ配線（１５）は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、
前記ｐ電極（１１）と前記ｐ配線（１４）との電気的な接続および前記ｎ電極（１２）と前記ｎ配線（１５）との電気的な接続は、はんだ（１９）もしくは導電性接着剤を介してなる請求の範囲１１に記載の太陽電池セル（２０）。
【請求項１４】
前記ｐ電極（１１）の形成のパターンと前記ｐ配線（１４）の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｐ電極（１１）の形成のパターンは前記ｐ配線（１４）の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
前記ｎ電極（１２）の形成のパターンと前記ｎ配線（１５）の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｎ電極（１２）の形成のパターンは前記ｎ配線（１５）の形成のパターンに実質的に重なるパターンである請求の範囲１１に記載の太陽電池セル（２０）。
【請求項１５】
前記ｐ電極（１１）の形成のパターンと前記絶縁体基板（１６）の受光面に形成された前記ｐ配線（１４）のパターンとは一致し、
前記ｎ電極（１２）の形成のパターンと前記絶縁体基板（１６）の受光面に形成された前記ｎ配線（１５）のパターンとは一致する請求の範囲１１に記載の太陽電池セル（２０）。
【請求項１６】
前記ｐ電極（１１）および前記ｎ電極（１２）が太陽電池ウェハ（１０）の１表面に形成されている請求の範囲１１に記載の太陽電池セル（２０）。
【請求項１７】
前記ｐ電極（１１）と前記ｎ電極（１２）との形成のパターンは、
前記ｐ電極（１１）と前記ｎ電極（１２）とがそれぞれ、１辺の直線状電極と１辺の前記直線状電極に垂直に交わる複数の櫛歯状電極とからなる櫛型状に形成され、
前記ｐ電極（１１）と前記ｎ電極（１２）とが互いにそれぞれの櫛歯状電極を向き合わせて形成され、
前記ｐ電極（１１）の櫛歯状電極と前記ｎ電極（１２）の櫛歯状電極とが前記半導体基板（１）の一面に沿って交互に配列された請求の範囲１６に記載の太陽電池セル（２０）。
【請求項１８】
前記半導体基板（１）は、厚さ２００μｍ以下であるシリコン基板である請求の範囲１１に記載の太陽電池セル（２０）。
【請求項１９】
請求の範囲３に記載の第１太陽電池アレイ（３０）の製造方法であって、前記はんだもしく（３９）は導電性接着剤を介した接続は、リフロー炉を用いて行なう第１太陽電池アレイ（３０）の製造方法。
【請求項２０】
請求の範囲７に記載の第２太陽電池アレイ（４０）の製造方法であって、前記はんだ（１９）もしくは導電性接着剤を介した接続は、リフロー炉を用いて行なう第２太陽電池アレイ（４０）の製造方法。
【請求項２１】
請求の範囲１に記載の第１太陽電池アレイ（３０）を樹脂（８３）および保護基板で封止してなる太陽電池モジュール（８０）。
【請求項２２】
請求の範囲５に記載の第２太陽電池アレイ（４０）を樹脂（８３）および保護基板で封止してなる太陽電池モジュール（８０）。
【請求項２３】
請求の範囲９に記載の第３太陽電池アレイ（５０）を樹脂（８３）および保護基板で封止してなる太陽電池モジュール（８０）。
【請求項２４】
請求の範囲１０に記載の第３太陽電池アレイを樹脂（８３）および保護基板で封止してなる太陽電池モジュール（８０）。
【請求項２５】
請求の範囲１１に記載の太陽電池セル（２０）を樹脂（８３）および保護基板で封止してなる太陽電池モジュール（８０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池としての高い特性を有する太陽電池セルおよび太陽電池アレイならびにその製造方法に関する。また、複数の該太陽電池セルおよび該太陽電池アレイを封止して形成された太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ2の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池を用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。【０００３】
太陽電池は、従来から、例えば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面にシリコン基板の導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってｐｎ接合を形成し、シリコン基板の受光面とその反対側にある裏面にそれぞれ電極を形成して製造されたものが主流となっている。また、シリコン基板の裏面にはシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的となっている。【０００４】
また、シリコン基板の受光面には電極を形成せず、シリコン基板の裏面にｐｎ接合を形成するいわゆる裏面接合型太陽電池が開発されている（米国特許第４，９２７，７７０号公報明細書（特許文献１）参照）。裏面接合型太陽電池は一般的に受光面に電極を有しないことから、電極によるシャドーロスがなく、シリコン基板の受光面および裏面にそれぞれ電極を有する上述の太陽電池と比べて高い出力を得ることが期待できる。このような特性を活かしてソーラカーや集光用太陽電池などの用途に使用されており、近年住宅用としての開発も行なわれている。また、受光面側にｐｎ接合がある太陽電池に較べ、シリコン基板を薄くしても太陽電池としての特性が低下することがないため、ワットあたりのシリコン使用量が少なくて済み、原材料費の低減が期待できる。【０００５】
ここで、図１４は、従来の裏面接合型太陽電池ウェハの裏面側からの平面図である。シリコン基板７０の上にｐ電極７１およびｎ電極７２がそれぞれ櫛型状に形成されている。複数の裏面接合型太陽電池ウェハをインターコネクタで接続して裏面接合型太陽電池を作製するために、図１４に示す櫛型状のｐ電極７１およびｎ電極７２のバスバ電極部分にインターコネクタを接続することが提案されている（特開２００５−０１１８６９号公報（特許文献２）参照）。【０００６】
さらに高いＦｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ（以下、Ｆ．Ｆという）を有する裏面接合型太陽電池セルおよび裏面接合型太陽電池モジュールを安価に製造するために、太陽電池ウェハのｐ電極とｎ電極とをそれに対応するｐ配線とｎ配線とが予め形成されている配線基板に接続する方法が提案されている（特開２００５−３４０３６２号公報（特許文献３）参照）。
【特許文献１】米国特許第４，９２７，７７０号公報明細書
【特許文献２】特開２００５−０１１８６９号公報
【特許文献３】特開２００５−３４０３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１４に示すｐ電極７１およびｎ電極７２のバスバ電極部分にインターコネクタを接続する場合、該インターコネクタのためのスペースを、作製される裏面接合型太陽電池に確保する必要がある。また、複数のストリングを接続してなる裏面接合型太陽電池を作製する場合、ストリング間の接続でＦ．Ｆが低下する。Ｆ．Ｆの低下を抑えた裏面接合型太陽電池を製造しようとすると、該インターコネクタのために大きなスペースを確保する必要がある。しかし、インターコネクタのスペースが大きくなるに従って、作製された裏面接合型太陽電池の面積のうち、実際に発電に寄与する太陽電池ウェハが占める面積は小さくなるとの問題が生じる。【０００８】
また、図１４に示す櫛型状のｐ電極７１およびｎ電極７２のバスバ電極部分にインターコネクタを接続することで複数の裏面接合型太陽電池ウェハを直列に接続した裏面接合型太陽電池を作製した場合、高い電流が発生する。この問題を解決するために、特許文献３に記載の方法が提案されている。しかし、該方法では配線基板に形成されているｐ配線およびｎ配線は櫛型形状をしているのに対して、太陽電池ウェハのｐ電極およびｎ電極はドット形状であるため、リフローによる接続時に太陽電池ウェハと配線基板とが様々な方向にずれることがあった。【０００９】
そこで、本発明では、太陽電池アレイおよび太陽電池モジュールの面積に対して太陽電池ウェハが占める面積が大きく、モジュール効率が高い太陽電池アレイおよび太陽電池モジュールを提供することを目的とする。また、リフローによる接続時に太陽電池ウェハと配線基板とが様々な方向にずれにくい太陽電池アレイの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された太陽電池ウェハと、絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板とを含み、配線基板には複数の太陽電池ウェハが隣接して配置され、配置される太陽電池ウェハの数に対応したｐ配線とｎ配線とが絶縁性基板の表面に形成され、ｐ電極とｐ配線とが電気的に接続され、ｎ電極とｎ配線とが電気的に接続され、太陽電池ウェハのうち一の太陽電池ウェハに電気的に接続されたｐ配線と、一の太陽電池ウェハに隣接して配置された太陽電池ウェハに電気的に接続されたｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を備え、絶縁性基板の受光面側の反対側の面においても、ｐ配線およびｎ配線が形成され、反対側の面で、ｐ配線とｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む第１太陽電池アレイに関する。【００１１】
また、本発明の第１太陽電池アレイにおいて、ｐ配線およびｎ配線の少なくとも一部が絶縁性基板のスルーホールを通過し、絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、ｐ配線およびｎ配線が形成され、反対側の面で、ｐ配線とｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含むことが好ましい。【００１２】
また、本発明の第１太陽電池アレイにおいて、ｐ配線およびｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、ｐ電極とｐ配線との接続およびｎ電極とｎ配線との接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなることが好ましい。【００１３】
また、本発明の第１太陽電池アレイにおいて、ｐ電極の形成のパターンとｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｐ電極の形成のパターンはｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、ｎ電極の形成のパターンとｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｎ電極の形成のパターンはｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであることが好ましい。【００１４】
また、本発明は、半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された１枚の太陽電池ウェハと、絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている１枚の配線基板とからなり、ｐ電極とｐ配線とが電気的に接続されｎ電極とｎ配線とが電気的に接続された太陽電池セル、が複数隣接して配置されて、一の太陽電池セルのｐ配線と、一の太陽電池セルに隣接して配置された太陽電池セルのｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を備え、絶縁性基板の反対側の面で、ｐ配線とｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む第２太陽電池アレイに関する。【００１５】
また、本発明の第２太陽電池アレイにおいて、太陽電池セルのｐ配線およびｎ配線が絶縁性基板のスルーホールを通過し、絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、ｐ配線およびｎ配線が形成され、絶縁性基板の反対側の面で、ｐ配線とｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含むことが好ましい。【００１６】
また、本発明の第２太陽電池アレイにおいて、ｐ配線およびｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、ｐ電極とｐ配線との接続およびｎ電極とｎ配線との接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなることが好ましい。【００１７】
また、本発明の第２太陽電池アレイにおいて、太陽電池セルが、ｐ電極の形成のパターンとｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｐ電極の形成のパターンはｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、ｎ電極の形成のパターンとｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｎ電極の形成のパターンはｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであることが好ましい。【００１８】
また、本発明は、上述した第１太陽電池アレイを隣接して配置し、第１太陽電池アレイのｐ配線と、一の第１太陽電池アレイに隣接して配置された第１太陽電池アレイのｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を含む第３太陽電池アレイに関する。【００１９】
また、本発明の第３太陽電池アレイにおいて、第１太陽電池アレイを隣接して配置し、第１太陽電池アレイのｐ配線と、一の第１太陽電池アレイに隣接して配置された第１太陽電池アレイのｎ配線と、が絶縁性基板の反対側の面において電気的に接続されてなる配線を含むことが好ましい。【００２０】
また、本発明は、半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された太陽電池ウェハと、絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板とを含み、絶縁性基板の受光面側でｐ電極とｐ配線とが電気的に接続され、ｎ電極とｎ配線とが電気的に接続され、ｐ配線およびｎ配線が、絶縁性基板の受光面側の反対側の面においても形成された太陽電池セルに関する。【００２１】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ配線およびｎ配線が絶縁性基板のスルーホールを通過し、絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、ｐ配線およびｎ配線が形成された太陽電池セルに関する。【００２２】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ配線およびｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、ｐ電極とｐ配線との電気的な接続およびｎ電極とｎ配線との電気的な接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなることが好ましい。【００２３】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ電極の形成のパターンとｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｐ電極の形成のパターンはｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、ｎ電極の形成のパターンとｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｎ電極の形成のパターンはｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであることが好ましい。【００２４】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ電極の形成のパターンと絶縁体基板の受光面に形成されたｐ配線のパターンとは一致し、ｎ電極の形成のパターンと絶縁体基板の受光面に形成されたｎ配線のパターンとは一致することが好ましい。【００２５】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ電極およびｎ電極が太陽電池ウェハの１表面に形成されていることが好ましい。【００２６】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ電極とｎ電極との形成のパターンは、ｐ電極とｎ電極とがそれぞれ、１辺の直線状電極と１辺の直線状電極に垂直に交わる複数の櫛歯状電極とからなる櫛型状に形成され、ｐ電極とｎ電極とが互いにそれぞれの櫛歯状電極を向き合わせて形成され、ｐ電極の櫛歯状電極とｎ電極の櫛歯状電極とが半導体基板の一面に沿って交互に配列されることが好ましい。【００２７】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、半導体基板は、厚さ２００μｍ以下であるシリコン基板であることが好ましい。【００２８】
また、本発明は、上述した第１太陽電池アレイの製造方法であって、はんだもしくは導電性接着剤を介した接続が、リフロー炉を用いて行なう第１太陽電池アレイの製造方法に関する。【００２９】
また、本発明は、太陽電池セルの製造方法であって、はんだもしくは導電性接着剤を介した接続が、リフロー炉を用いて行なう第２太陽電池アレイの製造方法に関する。【００３０】
また、本発明は、上述した第１太陽電池アレイ、第２太陽電池アレイ、第３太陽電池アレイまたは太陽電池セルのいずれかを樹脂および保護基板で封止してなる太陽電池モジュールに関する。
【発明の効果】
【００３１】
歩留りがよく、高い変換効率（モジュール効率）の太陽電池アレイ、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１太陽電池アレイの好ましい一形態の断面図である。
【図２】本発明の第１太陽電池アレイの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。
【図３】本発明の第１太陽電池アレイ用の配線基板の好ましい一形態の受光面側からの平面図である。
【図４】本発明の第２太陽電池アレイの好ましい一形態の断面図である。
【図５】本発明の第２太陽電池アレイの好ましい一形態の裏面側からの平面図である。
【図６】本発明の第３太陽電池アレイの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。
【図７】本発明の太陽電池セルの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。
【図８】Ａは、図７のＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線に沿った断面図であり、Ｂは、図７のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の配線基板の別の一形態の断面図である。
【図１０】Ａは、本発明の太陽電池ウェハの好ましい一形態を示した裏面側からの平面図であり、Ｂは、配線基板の好ましい一形態を示した受光面側からの平面図である。
【図１１】本発明の太陽電池ウェハの製造方法の一実施形態を示した工程図である。
【図１２】本発明の太陽電池ウェハの製造方法の一実施形態における各工程の断面図である。
【図１３】本発明の太陽電池モジュールの好ましい形態の断面図である。
【図１４】従来の太陽電池ウェハの裏面側からの平面図である。
【図１５】従来技術である比較例１における太陽電池ウェハの裏面側からの平面図である。
【図１６】従来技術である比較例２における太陽電池アレイの裏面側からの平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  半導体基板、２  反射防止膜、３  パッシベーション膜、４  テクスチャ構造、５  ｐ＋層、６  ｎ＋層、７  テクスチャマスク、８  拡散マスク、１０，９０  太陽電池ウェハ、１１，７１  ｐ電極、１２，７２  ｎ電極、１３，３３  アライメントマーク、１４，２４，３４  ｐ配線、１５，２５，３５  ｎ配線、１６，２６，３６，６１  絶縁性基板、１８，２８，３８，５１  配線基板、１９，３９，４９  はんだ、２０  太陽電池セル、３０，６０  第１太陽電池アレイ、３２  配線、３７，４７，５２，６２，７７  インターコネクタ、４０  第２太陽電池アレイ、５０  第３太陽電池アレイ、７０  シリコン基板、８０  太陽電池モジュール、８１  ガラス基板、８２  耐候性フィルム、８３  樹脂。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本明細書において、太陽電池セルおよび第１太陽電池アレイの部材の太陽光が入射する側の面を受光面とし、受光面の反対側にあって太陽光が入射しない側の面を裏面とする。本発明の太陽電池セル、第１太陽電池アレイ、第２太陽電池アレイおよび第３太陽電池アレイは、太陽電池ウェハの１表面、特に裏面にｐ電極とｎ電極とを有する裏面電極型太陽電池であることが好ましい。【００３５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。【００３６】
〔第１太陽電池アレイ〕
図１は、本発明の第１太陽電池アレイの好ましい一形態の断面図である。本発明において、第１太陽電池アレイとは、１枚の配線基板３８の上に２つ以上の太陽電池ウェハ１０を電気的に接続してなるものをいう。また、太陽電池ウェハ１０が複数個、一列で直列に接続され、かつ配線基板３８に設置されてなるものを以下、ストリングという。図１は、４つの太陽電池ウェハ１０を含むストリングを示している。【００３７】
配線基板３８は、絶縁性基板３６の受光面側の表面にｐ配線３４とｎ配線３５とを互いに絶縁した状態で配置したものである。太陽電池ウェハ１０のｐ電極１１およびｎ電極１２は、それぞれｐ配線３４およびｎ配線３５と、はんだ３９を介して電気的に接続されている。そして、一の太陽電池ウェハ１０が電気的に接続されているｎ配線３５は、隣接する太陽電池ウェハ１０が接続されているｐ配線３４と、絶縁性基板３６の受光面における配線３２を介して電気的に接続されている。また、配線基板３８に配置される一の太陽電池ウェハ１０と電気的に接続されたｐ配線３４が、該太陽電池ウェハ１０に隣接する別の太陽電池ウェハと接続されたｎ配線３５と、絶縁性基板３６の受光面における配線３２で電気的に接続されている。そして、ストリング両端のｐ配線３４およびｎ配線３５はスルーホールを通過させて絶縁性基板３６の裏面にも形成されている。絶縁性基板３６の裏面に形成されたストリング端のｐ配線３４を他のストリング端のｎ配線３５と、配線であるインターコネクタ３７を介して接続することで第１太陽電池アレイ全体を電気的に接続することができる。ｐ配線３４およびｎ配線３５と、インターコネクタ３７との接続は例えば、はんだを介して行なうことが可能である。そして、インターコネクタ３７は、別のストリングの絶縁性基板３６の裏面に形成されたｐ配線またはｎ配線と接続される。つまり、ストリング間の電気的な接続は、絶縁性基板の裏面でなされる。【００３８】
従来、第１太陽電池アレイの配線時には第１太陽電池アレイの形状の制約によりストリング間の接続のための配線であるインターコネクタに十分な幅（断面積）を確保できないことが多く、第１太陽電池アレイのＦ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）を低下させる要因となっていた。本発明における第１太陽電池アレイは、ストリング間のインターコネクタを絶縁性基板の裏面に設置することで、ストリング間の配線材料のためのスペースが必要なくなる。したがって、第１太陽電池アレイに対する太陽電池ウェハの充填率が大きくなるため、第１太陽電池アレイのモジュール効率を従来のものより高くできる。【００３９】
さらに本発明によれば、インターコネクタ３７の幅をいくら広げても、絶縁性基板３６の反対側にある太陽電池ウェハ１０との接触を心配する必要は無く、Ｆ．Ｆを低下させないように十分な幅（断面積）を有するインターコネクタ３７を使用することが可能となる。【００４０】
ここで、太陽電池ウェハ１０は、シリコン基板などからなる半導体基板１を材料とし、半導体基板１に後述するようなさまざまな処理を施すことで形成される。太陽電池ウェハ１０の裏面には、ｐ＋層５とｎ＋層６とが交互に間隔をあけてそれぞれ複数形成されている。ｐ＋層５およびｎ＋層６上には、ｐ電極１１およびｎ電極１２が形成されている。ｐ電極１１およびｎ電極１２は、金属材料で形成されることが好ましく、特に銀で形成されていることが好ましい。また、ｐ電極１１およびｎ電極１２が形成された箇所以外の太陽電池ウェハ１０の裏面には、パッシベーション膜３で被覆されている。また、太陽電池ウェハ１０の受光面は、テクスチャ構造４が形成されており、反射防止膜２で覆われている。【００４１】
図２は、本発明の第１太陽電池アレイの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。該配線基板５１の上の太陽電池ウェハ１０どうしは、直列に接続されていることが好ましい。図２を参照して第１太陽電池アレイの一例を示す。予め数十枚の太陽電池ウェハ１０が直列に電気的な接続ができるようにｐ配線およびｎ配線を絶縁性基板上に形成してなる配線基板５１を用意し、その配線基板５１上に太陽電池ウェハ１０を設置し、電気的に接続させる。そして、１列の７つの太陽電池ウェハ１０を絶縁性基板の受光面に形成する配線で接続し、ストリングを６列形成する。そして、各ストリング端のｐ配線およびｎ配線は、スルーホールを通過して該絶縁性基板の裏面でインターコネクタ５２によって電気的に接続される。【００４２】
図３は、本発明の第１太陽電池アレイ用の配線基板の好ましい一形態の受光面側からの平面図である。配線基板３８は、絶縁性基板３６上に複数の太陽電池ウェハと電気的な接続をするためのｐ配線３４およびｎ配線３５を形成したものである。ｐ配線３４とｎ配線３５とは配線３２によって絶縁性基板３６上で接続されている。【００４３】
図３は、４個の太陽電池ウェハが一列につながれて形成される２つのストリングどうしが、インターコネクタ３７によって電気的に接続されるように構成されている。つまり、配線基板３８においては、８個の太陽電池ウェハを接続できるようにｐ配線３４およびｎ配線３５が形成されている。ストリング両端のｐ配線３４およびｎ配線３５はスルーホールを通過させて絶縁性基板３６の裏面にも形成されている。絶縁性基板３６の裏面に形成されたストリング端のｐ配線３４を他のストリング端のｎ配線３５とインターコネクタ３７を介して接続することができる。【００４４】
ｐ配線３４およびｎ配線３５は、少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成されることが好ましい。ここで、配線３２は、ｐ配線３４およびｎ配線３５の材料と同じもので形成されても異なるもので形成されてもよい。配線３２の材料がｐ配線３４およびｎ配線３５と同じもので形成される場合には、例えばｐ配線３４と配線３２とｎ配線３５とが一つなぎの配線として形成されていてもよい。【００４５】
また、絶縁性基板３６としては、例えばガラス基板、ガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板、紙エポキシ基板、紙フェノール基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルムなどを用いることができる。絶縁性基板３６としては、０．５〜２ｍｍ程度のガラス基板もしくはガラスエポキシ基板を用いることが、薄く脆い太陽電池ウェハ１０を補強するという見地からより好ましい。そして、ｐ配線３４およびｎ配線３５は、太陽電池ウェハ１０のｐ電極１１およびｎ電極１２の形成のパターンに実質的に重なるように形成されていることが好ましい。【００４６】
また、ｐ配線３４およびｎ配線３５は例えば、絶縁性基板３６に銅箔、アルミニウム箔、銀箔、熱膨張性を調整するためこれらの箔とインバー（Ｆｅ−Ｎｉ合金）を積層した金属箔、もしくは少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む導電性ペーストなどを所望のパターンに印刷するなどして形成することができる。このとき、上述した配線３２とｐ配線３４および／またはｎ配線３５とが接続されたパターンの当該印刷をすることも可能である。また、ｐ配線３４およびｎ配線３５の形成される厚さおよびパターンの線幅は、適宜調整して設定することができる。また、配線基板３８は、太陽電池ウェハと配線基板３８との接続のずれを防止するためのアライメントマーク３３が受光面に形成されている。【００４７】
なお、ｐ配線３４およびｎ配線３５は、例えば、絶縁性基板３６の端部から折り返すようにして絶縁性基板３６の裏面に形成されてもよい。【００４８】
ここで、第１太陽電池アレイの製造方法は、例えば、太陽電池ウェハ１０の作製の工程、配線基板３８の作製の工程、および太陽電池ウェハ１０と配線基板３８との電気的な接続の工程からなる。これらの工程は、後述する太陽電池ウェハおよび太陽電池セルの製造方法と同様の方法で行なうことができる。ただし、太陽電池ウェハ１０と配線基板３８との接続の工程において、リフロー炉を用いて、はんだもしくは導電性接着剤を介して接続する場合には、リフロー炉内の温度分布を考慮する必要がある。上述した第１太陽電池アレイの製造方法によると、数十枚の太陽電池ウェハと配線基板の接続をリフロー炉により一度に行なうことができ、大きなＦ．Ｆを有する第１太陽電池アレイを短時間で作製することが可能である。【００４９】
また、ｐ電極１１の形成のパターンとｐ配線３４の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｐ電極１１の形成のパターンはｐ配線３４の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、ｎ電極１２の形成のパターンとｎ配線３５の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｎ電極１２の形成のパターンはｎ配線３５の形成のパターンに実質的に重なるパターンであることが好ましい。セルフアライメント効果によってはんだを介した接続時のリフロー炉における太陽電池ウェハ１０と配線基板とのズレを防止することができるためである。なお、ｐ電極１１およびｎ電極１２は、例えばドット状に形成されたものでもよい。【００５０】
〔第２太陽電池アレイ〕
ここで以下、本発明において、太陽電池セルとは１枚の独立した配線基板につき１つの太陽電池ウェハが電気的に接続されてなるものを指す。太陽電池セルの構造についての詳細は後述する。【００５１】
また、本発明において、第２太陽電池アレイとは、複数の太陽電池セルが相互に隣接して配置され、一の太陽電池セルのｐ配線と、該太陽電池セルに隣接して配置された太陽電池セルのｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む太陽電池アレイを意味する。【００５２】
図４は、本発明の第２太陽電池アレイの好ましい一形態の断面図である。第２太陽電池アレイ４０は、太陽電池セルのｐ配線１４およびｎ配線１５それぞれが、出力取出し用の端子として、絶縁性基板１６の裏面に形成されている。一の太陽電池セルのｐ配線１４と他の太陽電池セルのｎ配線１５とをインターコネクタ４７を介して直列に接続していくことによって第２太陽電池アレイ４０が作製される。インターコネクタ４７とｐ配線１４およびｎ配線１５との接続は、はんだ４９を介して行なわれることが好ましい。【００５３】
従来、第２太陽電池アレイの配線時には太陽電池セルの形状の制約により接続のためのインターコネクタに十分な幅（断面積）を確保できないことが多く、第２太陽電池アレイのＦ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）を低下させる要因となっていた。本発明の第２太陽電池アレイによれば、インターコネクタ４７の幅をいくら広げても、絶縁性基板１６の反対側にある太陽電池ウェハ１０との接触を心配する必要は無く、Ｆ．Ｆを低下させないように十分な幅（断面積）を有するインターコネクタを使用することが可能となる。【００５４】
図５は、本発明の第２太陽電池アレイの好ましい一形態の裏面側からの平面図である。太陽電池セル１０は、上述したとおり絶縁性基板１６の裏面に出力取出し用の端子としてｐ配線およびｎ配線を取回されている。そして、図５に示すように該ｐ配線および該ｎ配線それぞれが、絶縁性基板１６の裏面でインターコネクタ４７によって電気的に接続されている。図５においては、太陽電池セル１０が１６個直列に電気的に接続されることで第２太陽電池アレイ４０が形成されている。図５に示すような第２太陽電池アレイ４０は、数十枚の太陽電池セル１０を接続した後の検査工程において、などにより一枚の太陽電池セル１０に問題があることがわかったときなどに該太陽電池セル１０の交換が容易である。該当する太陽電池セル１０を接続するインターコネクタ４７のみを取り外すのみで、該太陽電池セル１０を除去することができるためである。【００５５】
例えばリフロー炉によるはんだ、もしくは導電性接着剤接続により、太陽電池ウェハ１０と配線基板とを電気的に接続することにより、太陽電池セル２０が完成する。ｐ配線１４およびｎ配線１５は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成されることが好ましい。【００５６】
〔第３太陽電池アレイ〕
本発明において、第３太陽電池アレイとは、以下の二つの形態をいうものとする。【００５７】
（１）複数の第１太陽電池アレイが隣接して配置され、一の第１太陽電池アレイと電気的に接続されたｐ配線と、該第１太陽電池アレイに隣接して配置された第１太陽電池アレイに電気的に接続されたｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む太陽電池アレイ。【００５８】
（２）複数の太陽電池セルおよび第１太陽電池アレイが混在して隣接して配置され、隣接する太陽電池セルおよび／または第１太陽電池アレイどうしのｐ配線およびｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む太陽電池アレイ。【００５９】
つまり、より具体的にいうと、はんだもしくは導電性接着剤を介した太陽電池ウェハと配線基板との接続を行なうことで作製された第１太陽電池アレイを複数個、または、第１太陽電池アレイおよび太陽電池セルを混在して複数個、電気的に接続してなるものを第３太陽電池アレイという。【００６０】
図６は、本発明の第３太陽電池アレイの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。図６に示す第３太陽電池アレイ５０において、予め例えば７個の太陽電池ウェハ１０を含むストリングである第１太陽電池アレイ６０を複数準備し、隣接して配置する。そして、隣接しあう第１太陽電池アレイ６０どうしの絶縁性基板６１の裏面に形成されている端部のｐ配線とｎ配線とをインターコネクタ６２によって電気的に接続している。このような第３太陽電池アレイ５０は、上述した複数の太陽電池セル１０を接続してなる第２太陽電池アレイ４０に比べて、製造工程を簡略化できる。また、数十枚の太陽電池ウェハからなる第１太陽電池アレイに比べ、ストリング状の第１太陽電池アレイを複数接続することで、リフロー炉の幅を小さくすることができ、リフロー炉の温度分布の制御が容易になる。【００６１】
〔太陽電池セル〕
図７は、本発明の太陽電池セルの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。図８Ａは、図７のＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線に沿った断面図である。図８Ｂは、図７のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿った断面図である。図７に示すように、本発明の太陽電池セル２０は、配線基板１８と太陽電池ウェハ１０とが電気的に接続されている。本発明の太陽電池セル２０は、太陽電池ウェハ１０と配線基板１８とから形成される。【００６２】
まず、太陽電池セル２０の好ましい一形態について、図８Ａおよび図８Ｂに基づいて説明する。【００６３】
配線基板１８は、絶縁性基板１６の受光面側の表面にｐ配線１４およびｎ配線１５を配置したものである。ｐ配線１４とｎ配線１５とは、互いに電気的に絶縁されて形成されている。図８Ｂに示すとおり、ｐ配線１４およびｎ配線１５は、絶縁性基板１６のスルーホールを通過して、絶縁性基板１６の裏面側に形成されることが好ましい。裏面側に形成されたｐ配線１４およびｎ配線１５は、出力取出し用の端子としての機能を果たす。このｐ配線１４およびｎ配線１５を裏面側に形成することで、絶縁性基板１６の裏面側における電気的接続を簡易なものとすることができる。また、裏面に配線基板１８と太陽電池ウェハ１０とは、ｐ配線１４とｐ電極１１とがはんだ１９を介して接続され、ｎ配線１５とｎ電極１２とがはんだ１９を介して接続されることによって、電気的に接続されている。そして、ｐ配線１４の形成のパターンとｐ電極１１の形成のパターンとが実質的に重なり、ｎ配線１５の形成のパターンとｎ電極１２の形成のパターンとが実質的に重なることが好ましい。ここで以下、本発明において、実質的に重なるとは、少なくともｐ電極およびｎ電極の形成パターンは、それぞれｐ配線およびｎ配線の形成パターンと重なり、ｐ配線およびｎ配線においては、それぞれｐ電極およびｎ電極と重ならない部分があり得ることを言うものとする。したがって、例えばｐ電極およびｎ電極は、ドット状に形成されたものでもよい。【００６４】
図９は、本発明の配線基板の別の一形態の断面図である。図８Ｂにおける配線基板１８は、ｐ配線１４およびｎ配線１５が、絶縁性基板１６のスルーホールを通過して、絶縁性基板１６の裏面側に形成されているのに対して、図９における配線基板２８は、ｐ配線２４およびｎ配線２５が、絶縁性基板２６の端部から折り返すようにして絶縁性基板２６の裏面側に形成されている。本形態の配線基板２８によると、スルーホールを形成する必要がなく、配線基板２８の加工がより簡単に行なうことができる。【００６５】
また、図７に示すように、太陽電池ウェハ１０の裏面には、ｐ電極１１とｎ電極１２とがそれぞれ、１辺の直線状電極と該電極に垂直に交わる複数の櫛歯状電極とからなる櫛型状に形成されていることが好ましい。ｐ電極１１およびｎ電極１２は、互いにそれぞれの櫛歯状電極を向き合わせて形成され、ｐ電極１１の櫛歯状電極とｎ電極１２の櫛歯状電極とが太陽電池ウェハ１０の裏面の一面に沿って交互に形成されている。また、配線基板１８と太陽電池ウェハ１０との接続のずれを防止するためのアライメントマーク１３が、配線基板１８および太陽電池ウェハ１０の双方に形成されている。【００６６】
ｐ電極とｐ配線とが、およびｎ電極とｎ配線とが、実質的に重なるパターンとしては、例えばｐ電極とｎ電極とが櫛型状に形成されている場合には、少なくとも該櫛型状のうち櫛歯状電極の形成パターンとｐ配線とｎ配線の形成パターンとが一致することが好ましい。【００６７】
ここで、本実施の形態の説明においては、ｐ配線１４とｐ電極１１との接続、およびｎ配線１５とｎ電極１２との接続は、はんだ１９を介してなされているが、はんだ１９の代わりに導電性接着剤を用いることも可能である。導電性接着剤とは、例えば１５０℃程度で溶融するＳｎ−Ｂｉ系はんだを利用したものや、同じく１５０℃程度で硬化する低温硬化型の銀ペーストを挙げることができる。【００６８】
絶縁性基板１６として、例えばガラス基板、ガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板、紙エポキシ基板、紙フェノール基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルムなどを用いることができる。絶縁性基板１６として０．５〜２ｍｍ程度のガラス基板もしくはガラスエポキシ基板を用いることが、薄く脆い太陽電池ウェハ１０を補強するという見地からより好ましい。また、ｐ配線１４およびｎ配線１５は、少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成されることが好ましい。例えば、絶縁性基板１６に銅箔、アルミニウム箔、銀箔、もしくは熱膨張率を調整するためこれらの箔とインバー（Ｆｅ−Ｎｉ合金）を積層した金属箔、もしくは、少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む導電性ペーストなどを所望のパターンに印刷するなどして形成することができる。【００６９】
太陽電池ウェハ１０は、シリコン基板などからなる半導体基板１を材料とし、半導体基板１に後述するようなさまざまな処理を施すことで形成される。太陽電池ウェハ１０の裏面には、ｐ＋層５とｎ＋層６とが交互に間隔をあけてそれぞれ複数形成されている。ｐ＋層５およびｎ＋層６上には、それぞれ上述したような櫛型状のｐ電極１１およびｎ電極１２が形成されている。ｐ電極１１およびｎ電極は、金属材料で形成されることが好ましく、特に銀で形成されていることが好ましい。また、ｐ電極１１およびｎ電極１２が形成された箇所以外の太陽電池ウェハ１０の裏面には、パッシベーション膜３で被覆されている。また、太陽電池ウェハ１０の受光面は、テクスチャ構造４が形成されており、反射防止膜２で覆われている。【００７０】
図１０Ａは、本発明の太陽電池ウェハの好ましい一形態を示した裏面側からの平面図である。図１０Ｂは、配線基板の好ましい一形態を示した受光面側からの平面図である。図１０Ａのｐ電極１１およびｎ電極１２の形成のパターンは、上述したとおり櫛型状であって、図１０Ｂのｐ配線１４およびｎ配線１５の形成のパターンと鏡面構造であることが好ましい。つまり、配線基板１８と太陽電池ウェハ１０とを接続した際にそれぞれｐ配線１４およびｐ電極１１の形成のパターン、ならびにｎ配線１５およびｎ電極１２の形成のパターンが一致することが好ましい。そして、配線基板１８と太陽電池ウェハ１０との接続のずれを防止するためのアライメントマーク１３が、配線基板１８および太陽電池ウェハ１０に形成されていることが好ましい。【００７１】
ここで、従来の裏面接合型太陽電池は、本実施の形態の太陽電池セル２０と同様に、ｐ＋層上にｐ電極を形成し、ｎ＋層上にｎ電極を形成されている。従来の裏面接合型太陽電池において、ｐ電極およびｎ電極は直列抵抗成分を抑える役目を有するため、ｐ電極およびｎ電極の形成される線幅は、ｐ電極とｎ電極とが接触しない限界の幅まで広げる必要があった。しかし、本実施の形態の太陽電池セル２０においては、ｐ電極１１およびｎ電極１２の形成のパターンはそれぞれ、ｐ配線１４およびｎ配線１５の形成のパターンと一致するため、直列抵抗成分を抑える役目は、ｐ配線１４およびｎ配線１５が担うことになる。したがって、ｐ電極１１およびｎ電極１２は、それぞれｐ配線１４およびｎ配線１５と電気的に接続されるためだけに作製すればよいため、ｐ電極１１およびｎ電極１１の仕上がり厚さは数μｍ程度で十分であり、ｐ電極１１およびｎ電極１２の形成される線幅は、従来よりも細くすることが可能である。その結果、ｐ電極１１およびｎ電極１２の作製に用いられる金属材料の使用量は、従来とくらべ１０分の１程度に抑えられ、安価に太陽電池セル２０を作製することが可能となる。特にｐ電極１１およびｎ電極の金属材料として高額な銀材料を用い、ｐ配線１４およびｎ配線１５の材料に例えば銅を選択し、はんだを介した接続をした場合には、大きなコストダウンを図ることができ、銀材料の資源の有効利用にもつながる。【００７２】
また、上述のとおり、従来の裏面接合型太陽電池は、ｐ電極およびｎ電極を太陽電池ウェハの裏面のほぼ全面に可能な限り厚く形成されていた。これにより、太陽電池ウェハに電極による応力がかかり、半導体基板が２００μｍ以下であった場合には太陽電池ウェハの反りが大きくなり、太陽電池セルの作製が困難となっていた。しかし、上述したとおり本実施の形態の太陽電池セル２０は、ｐ電極１１およびｎ電極１２の作製に用いられる金属材料が従来の１／１０程度であることからも示されるとおり、ｐ電極１１およびｎ電極１２は、従来よりも薄く形成される。したがって、太陽電池ウェハ１０の反りが抑えられ半導体基板１の厚さを２００μｍ以下に設定することができ、１００μｍにまで薄型化することができる。半導体基板１を薄型化することで、高価なシリコン材料の使用量を削減することができる。また、本発明の太陽電池セル２０は、ｐ配線およびｎ配線の厚さを調整することにより、太陽電池セルの配線抵抗を十分に下げることができるため、使用する電極の金属材料の量が少なくても、高いＦ．Ｆ値を有する。【００７３】
なお、本実施の形態において、裏面接合型の太陽電池ウェハ１０を例に説明をしたが、本発明は、これに限定されず、太陽電池ウェハの裏面にｐ電極とｎ電極とを有する裏面電極型であればよい。【００７４】
〔太陽電池ウェハの製造方法〕
図１１は、本発明の太陽電池ウェハの製造方法の一実施形態を示した工程図である。図１２は、本発明の太陽電池ウェハの製造方法の一実施形態における各工程の断面図である。図１１に示したＳ１（ステップ１）〜Ｓ１０（ステップ１０）は、それぞれ図１２に示した（ａ）〜（ｊ）に対応する。なお、図１２においては説明の便宜のためシリコン基板の裏面にｎ＋層とｐ＋層を１つずつしか形成していないが、実際には複数形成できる。以下、図１１に示した工程ごとに図１２に基づいて太陽電池ウェハ１０の製造方法について説明する。【００７５】
〈Ｓ１：ｎ型の半導体基板〉
図１２（ａ）に示すｎ型のシリコン基板などからなる半導体基板１を用意する。半導体基板１は、スライス時に生じたスライスダメージを除去したものなどが用いられる。ここで、半導体基板１のスライスダメージの除去は、半導体基板１の表面をフッ化水素水溶液と硝酸の混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングを行なうことにより実施される。半導体基板１の大きさおよび形状は特に限定されないが、例えば厚さを１００μｍ以上３００μｍ以下、１辺１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の四角形状とすることができる。【００７６】
〈Ｓ２：受光面のテクスチャ構造の形成〉
図１２（ｂ）に示すように、半導体基板１の裏面に酸化シリコン膜からなるテクスチャマスク７を常圧ＣＶＤ法により形成したのちに半導体基板１の受光面にテクスチャ構造４を形成する。受光面のテクスチャ構造４は、テクスチャマスク７を形成した半導体基板１をエッチング液でエッチングすることにより形成することができる。該エッチング液としては、例えば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液を例えば７０℃以上８０℃以下に加熱したものなどを用いることができる。テクスチャ構造４を形成したのちに、半導体基板１の裏面のテクスチャマスク７は、フッ化水素水溶液などを用いて除去される。【００７７】
〈Ｓ３：拡散マスクの開口部形成〉
図１２（ｃ）に示すように、半導体基板１の受光面および裏面に拡散マスク８を形成し、裏面の拡散マスク８に開口部を形成する。まず、半導体基板１の受光面および裏面のそれぞれに酸化シリコン膜からなる拡散マスク８を常圧ＣＶＤ法により形成する。そして、半導体基板１の裏面の拡散マスク８に開口部を形成したいところに、拡散マスク８の上から、エッチングペーストを塗布する。そして、半導体基板１を加熱処理し、続けて洗浄してエッチングペーストの残渣を除去することにより、拡散マスク８に開口部を設けることができる。このとき該開口部は、後述するｐ＋層５の箇所に相当する部分に形成される。また、該エッチングペーストとは、拡散マスク８をエッチングするためのエッチング成分を含有するものである。【００７８】
〈Ｓ４：ｐ型不純物拡散後ＨＦクリーニング〉
図１２（ｄ）に示すように、ｐ型不純物を拡散した後、Ｓ３で形成した拡散マスク８をフッ化水素（ＨＦ）水溶液などでクリーニングすることで、導電型不純物拡散層としてのｐ＋層５を形成する。まず、例えばＢＢｒ3を用いた気相拡散によって半導体基板１の露出した裏面に導電型不純物としてのｐ型不純物を拡散させる。該拡散後、半導体基板１の受光面および裏面の上述した拡散マスク８、ならびにボロンが拡散して形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。【００７９】
〈Ｓ５：拡散マスクの開口部形成〉
図１２（ｅ）に示すように、半導体基板１の受光面および裏面に拡散マスク８を形成し、裏面の拡散マスク８に開口部を形成する。操作はＳ３と同様であるが、Ｓ５においては、拡散マスク８の開口部は、後述するｎ＋層６の箇所に相当する部分に形成される。【００８０】
〈Ｓ６：ｎ型不純物拡散後ＨＦクリーニング〉
図１２（ｆ）に示すように、ｎ型不純物を拡散した後、Ｓ５で形成した拡散マスク８をフッ化水素水溶液などでクリーニングすることで、導電型不純物拡散層としてのｎ＋層６を形成する。まず、例えばＰＯＣｌ3を用いた気相拡散によって半導体基板１の露出した裏面に導電型不純物としてのｎ型不純物を拡散させる。該拡散後、半導体基板１の受光面および裏面の上述した拡散マスク８、ならびにリンが拡散して形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。【００８１】
〈Ｓ７：窒化シリコン膜の形成〉
図１２（ｇ）に示すように、半導体基板１の受光面に窒化シリコン膜からなる反射防止膜２、裏面に窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜３を形成する。まず、半導体基板１の裏面に例えば屈折率が２．６〜３．６の窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜３を形成する。次いで半導体基板１の受光面に例えば屈折率が１．９〜２．１の窒化シリコン膜からなる反射防止膜２を形成する。窒化シリコン膜は、例えばプラズマＣＶＤ法により形成することができる。【００８２】
〈Ｓ８：コンタクトホールの形成〉
図１２（ｈ）に示すように、ｐ＋層５およびｎ＋層６の一部を露出させるために半導体基板１の裏面のパッシベーション膜３を一部除去して、コンタクトホールを作製する。該コンタクトホールは、例えば、上述したエッチングペーストを用いて作製することができる。【００８３】
〈Ｓ９：電極の形成〉
図１２（ｉ）に示すように、ｐ＋層５の露出面およびｎ＋層６の露出面のそれぞれに接触するｐ電極１１およびｎ電極１２を形成する。形成方法は、例えば、銀ペーストを上述したコンタクトホール面に沿ってスクリーン印刷またはインクジェット方式の印刷をした後、焼成することが挙げられる。該焼成によって、半導体基板１とコンタクトをとれた銀からなるｐ電極１１およびｎ電極１２が形成される。【００８４】
〈Ｓ１０：はんだコーティング〉
図１２（ｊ）に示すように、ｐ電極１１およびｎ電極１２をはんだ浴に浸漬させて、ｐ電極１１およびｎ電極１２の表面にはんだ１９のコーティングを施す。なお、はんだ１９の代わりに導電性接着剤でコーティングしてもよい。【００８５】
ここで、ｐ＋層５およびｎ＋層６は、１辺の直線と該直線に垂直に交わる複数の直線からなる櫛歯部分とからなる櫛型状に形成され、ｐ＋層５の櫛歯部分に対して、ｎ＋層６の櫛歯部分が向き合わせて形成され、ｐ＋層５の櫛歯部分とｎ＋層６との櫛歯部分とが一面に沿って交互に形成されていることが好ましい。【００８６】
また、本実施の形態において、半導体基板１はｎ型のものを利用して説明したが、半導体基板１は、ｐ型であってもよい。そして、半導体基板１がｎ型である場合には半導体基板１の裏面のｐ＋層５と半導体基板１とによって該裏面にｐｎ接合が形成される。半導体基板１がｐ型である場合には半導体基板１の裏面のｎ＋層６とｐ型の半導体基板１とによって該裏面にｐｎ接合が形成される。また、半導体基板１にシリコン基板を用いる場合には、例えば多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどを用いることができる。また、上述したとおり、本発明の太陽電池ウェハに形成するｐ電極１１およびｎ電極１２の厚さは、数μｍ程度でよいため、インクジェット方式の印刷を利用することができる。インクジェット方式の印刷は、スクリーン印刷よりも半導体基板１に対する負荷が小さいため、更に太陽電池ウェハ１０の割れが抑えられる。以上より、太陽電池ウェハ１０が完成する。【００８７】
なお、本実施の形態において、裏面接合型の太陽電池ウェハ１０を例に製造方法を説明をしたが、本発明の太陽電池ウェハの製造方法は、これに限定されず、太陽電池ウェハの裏面にｐ電極とｎ電極とを有する裏面電極型であればよい。【００８８】
〔太陽電池セルの製造方法〕
続いて、図１０Ａおよび図１０Ｂに基づいて、太陽電池ウェハ１０と配線基板１８とからなる太陽電池セルの製造方法について説明する。まず、絶縁性基板１６の受光面上にｐ配線１４とｎ配線１５とが形成されている配線基板１８が用意される。ｐ配線１４およびｎ配線１５は、少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成されていることが好ましい。ｐ配線１４およびｎ配線１５は、例えば絶縁性基板１６の上に１０μｍ以上の厚さの銅箔、アルミニウム箔または銀箔のいずれかを設置し、それをエッチングして形成することができる。少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む導電性ペーストなどを所望のパターンに印刷するなどして形成してもよい。ここで配線基板１８は太陽電池ウェハ１０のｐ電極１１とｎ電極１２と同様に、ｐ配線１４とｎ配線１５とがそれぞれ櫛型状に形成され、ｐ配線１４とｎ配線１５とが互いにそれぞれの櫛歯を向き合わせて設置されていることが好ましい。【００８９】
形成されたｐ配線１４およびｎ配線１５の表面にははんだコーティングをしてもよい。該はんだコーティングは、太陽電池ウェハ１０の製造方法と同様に配線基板１８をはんだ浴に浸漬させて形成してもよいし、クリームはんだの印刷によって形成してもよい。【００９０】
そして、この配線基板１８が太陽電池ウェハ１０の裏面上に設置され、図８Ａ、図８Ｂに示すようにｐ電極１１上およびｎ電極１２上にそれぞれｐ配線１４およびｎ配線１５が設置される。そして、例えばリフロー炉によるはんだ、もしくは導電性接着剤接続により、太陽電池ウェハ１０と配線基板１８とを電気的に接続することにより、太陽電池セル２０が完成する。ここで十分な強度を有する配線基板１８に太陽電池ウェハ１０を接続することによって、太陽電池セル２０の補強効果を得ることもでき、薄いシリコン基板などからなる半導体基板１を用いたときのセル割れ抑制効果も期待できる。【００９１】
ここでリフロー炉による該はんだ接続の際には、はんだ溶融時におけるはんだの表面張力によって接続されるべき正確な位置に移動する効果（セルフアライメント効果）が期待される。しかし、従来の太陽電池ウェハは、ドット状のｐ電極およびｎ電極を形成していたため、リフロー炉投入時の搬送での振動などにより配線基板に対してθズレやｘ軸方向、ｙ軸方向へのズレが起こることがあった。ここで、ｘ軸とｙ軸とは互いに垂直に交わるものとする。そして、ｐ電極およびｎ電極は狭い間隔で交互に存在するため、太陽電池ウェハと配線基板との若干のズレが生じた場合にも、例えばｐ電極とｎ配線とが接触するなどして、太陽電池セルの特性を大きく低下させることがあった。本発明においては、太陽電池ウェハ２０のｐ電極１１およびｎ電極１２を櫛型状とし、ｐ電極１１およびｎ電極１２とｐ配線１４およびｎ配線１５とを同一形状とすることではんだ接合の際の太陽電池ウェハと配線基板とのズレを防止することができる。【００９２】
なお、ｐ配線１４とｐ電極１１との接続、およびｎ配線１５とｎ電極１２との接続は、はんだを用いる代わりに導電性接着剤を用いて行なってもよい。【００９３】
〔太陽電池モジュール〕
図１３は、本発明の太陽電池モジュールの好ましい形態の断面図である。図１３に示すように、太陽電池モジュール８０は、例えば、図４に示したような第２太陽電池アレイを樹脂８３で挟んだ後に、受光面側の保護基材としてガラス基板８１、裏面側の保護基材として耐候性フィルム８２で封止されて形成されるものである。樹脂８３は、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂などの透明の熱可塑性であることが好ましい。太陽電池モジュール８０は、耐久性が高い。なお、図１３において、太陽電池アレイとして図４に示したものと同様のものを用いて説明したが、これに限定されるものではない。つまり、本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池セル、第１太陽電池アレイ、第２太陽電池アレイ、または第３太陽電池アレイのいずれかを上述するような方法で封止されることで形成される。【００９４】
本発明で作製された太陽電池モジュールは、第１〜３太陽電池アレイがストリング間を接続するインターコネクタを配線基板の裏面側で接続しているため、ストリング接続用のインターコネクタのスペースが必要なくなる。したがって、太陽電池モジュール中の太陽電池ウェハの充填率が高くなり、結果として高いモジュール変換効率が得られる。そして、ストリング接続用インターコネクタを配線基板の裏側に配置することにより、インターコネクタの設計自由度が高くなり、十分な幅を有するインターコネクタを使用することにより、太陽電池モジュール作製時のＦ．Ｆの低下を防ぎ、高い変換効率のモジュールを作製することが可能となる。
＜実施例＞
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【００９５】
＜実施例１＞
まず、太陽電池ウェハを作製した。作製の手順を図１１に示した工程に準じて、以下に示す。【００９６】
〈Ｓ１〉
１辺１００ｍｍ、厚さ２００μｍのｎ型のシリコン基板を用意した。該シリコン基板は、スライス時に生じたスライスダメージをアルカリ溶液を用いて除去したものであった。【００９７】
〈Ｓ２〉
次に、水酸化ナトリウム水溶液にイソプロピルアルコールを少量添加して８０℃に加熱したエッチング用アルカリ溶液を用いて、シリコン基板の受光面をエッチングすることによって、テクスチャ構造を形成した。なお、該エッチング前にシリコン基板の裏面は、常圧ＣＶＤによりテクスチャマスクとして酸化シリコン膜を成膜することで該エッチングから保護した。そして、後の工程で使用するアライメントマークをレーザマーカにてシリコン基板の裏面に形成して、フッ化水素水溶液を用いて、シリコン基板の裏面に形成した酸化シリコン膜を一旦除去した。【００９８】
〈Ｓ３〉
次に、シリコン基板の受光面側、裏面側ともに拡散マスクとして、２５０ｎｍの酸化シリコン膜を常圧ＣＶＤにて成膜した。上述したアライメントマークを考慮して、シリコン基板の裏面側の酸化シリコン膜の上から所望のｐ＋層の形成のパターンに合わせてリン酸を主成分とするエッチングペーストを印刷した。その後、シリコン基板を３２０℃に加熱し、水洗することにより該酸化シリコン膜にｐ＋拡散を行なうための窓を形成した。【００９９】
〈Ｓ４〉
次に、１０００℃の雰囲気下でＢＢｒ3を用いた気相拡散を６０分間行なうことによって、シリコン基板の裏面の該窓に導電型不純物拡散層であるｐ＋層を形成した。その後、シリコン基板の受光面および裏面の酸化シリコン膜ならびにボロンが拡散して形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液を用いてすべて除去した。【０１００】
〈Ｓ５〉
次に、常圧ＣＶＤによりシリコン基板の両面に２５０ｎｍの拡散マスクとしての酸化シリコン膜を再び成膜した。そして、上述したアライメントマークを考慮して、シリコン基板の裏面側の酸化シリコン膜の上から所望のｎ＋層の形成のパターンに合わせてリン酸を主成分とするエッチングペーストを印刷した。その後、シリコン基板を３２０℃に加熱し、水洗することにより、該酸化シリコン膜にｎ＋拡散を行なうための窓を形成した。【０１０１】
〈Ｓ６〉
次に、９００℃の雰囲気下でＰＯＣｌ3を用いた気相拡散を３０分間行なうことによって、シリコン基板の裏面の該窓に導電型不純物拡散層であるｎ＋層を形成した。その後、シリコン基板の受光面および裏面の酸化シリコン膜ならびにリンが拡散して形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液を用いてすべて除去した。【０１０２】
〈Ｓ７〉
次に、プラズマＣＶＤ法により、シリコン基板の裏面にパッシベーション膜として屈折率３の窒化シリコン膜を形成した。そして、シリコン基板の受光面には、反射防止膜として屈折率２で厚さ７０ｎｍの窒化シリコン膜を形成した。【０１０３】
〈Ｓ８〉
次に、ｎ＋層およびｐ＋層の上に、リン酸を主成分とするエッチングペーストを所望のパターンで印刷した。そして、該シリコン基板を２５０℃で加熱し、水洗することにより、パッシベーション膜にコンタクトホールを形成した。【０１０４】
〈Ｓ９〉
次に、該コンタクトホールの形成のパターンに応じたかたちで銀ペーストを印刷し、焼成することでｐ電極およびｎ電極を形成した。【０１０５】
〈Ｓ１０〉
そして、ｐ電極およびｎ電極をはんだ浴に浸漬させることでｐ電極、ｎ電極の上にはんだコーティングした。【０１０６】
ここでｐ電極およびｎ電極は互いに櫛型状に形成されており、ｐ電極の櫛歯状電極とｎ電極の櫛歯状電極とが向き合い、かつ双方の櫛歯状電極が交互に配列されるように形成された。また、ｐ電極とｎ電極はともに高さが約４μｍ、幅が全て約２００μｍであった。【０１０７】
以上の操作で太陽電池ウェハを形成した。次に配線基板の作製をした。
まず、一辺１００．５ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの正方形のガラスエポキシ基板からなる絶縁性基板を準備した。そして、絶縁性基板の一面に、厚さ３５μｍの銅からなるｐ配線とｎ配線とを形成することで配線基板を作製した。ｐ配線およびｎ配線は、ｐ電極およびｎ電極の形成のパターンに一致して重なるように形成した。また、ｐ配線およびｎ配線に干渉せず、かつ、後の工程で太陽電池ウェハとの接続のずれを回避するためのアライメントマークを形成した。また、ｐ配線およびｎ配線は、スルーホールを通過させることで電気取り出し用として絶縁性基板の裏面にも配置した。その後、該ｐ配線および該ｎ配線の上には、はんだ浴に浸漬させることで、はんだコーティングをした。以上の操作で配線基板を形成した。【０１０８】
そして太陽電池ウェハおよび配線基板上のアライメントマークを利用して、ｐ電極、ｎ電極がｐ配線、ｎ配線上にくるように位置合せをして、配線基板上に太陽電池ウェハを重ね合わせ、リフロー炉に投入した。１００℃の予備加熱の後、２００℃の本加熱を経て太陽電池ウェハと配線基板とが電気的に接続され太陽電池セルを完成した。【０１０９】
この太陽電池セルの短絡電流密度Ｊｓｃ（ｍＡ／ｃｍ2）、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、Ｆ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）値を表１に示す。【０１１０】
＜比較例１＞
図１５は、従来技術である比較例１における太陽電池ウェハの裏面側からの平面図である。太陽電池ウェハ９０については、形成されたｐ電極７１およびｎ電極７２の高さが約２０μｍ、櫛歯状電極の幅が約４００μｍ、バスバ電極の幅が１ｍｍであること以外は、実施例１と同様に作製した。なお、該高さおよび該幅の値が、実施例１のものよりも大きい理由は、従来は電極にかかる直列抵抗成分を低減するため可能な限り、幅と高さを取っているからである。【０１１１】
図１５に示すように、太陽電池ウェハ９０を配線基板を用いずバスバ電極にインターコネクタ７７を接続し、実施例１と同様にＪｓｃ、Ｖｏｃ、Ｆ．Ｆを測定したところ表１に示す値となった。【０１１２】
表１のとおり、本発明による実施例１と比較例１とは、Ｆ．Ｆの値に大きな差がみられた。これにより、ｐ電極７１およびｎ電極７２のみでは十分に直列抵抗成分を抑えることができていないことが分かった。また、比較例１において、これ以上ｐ電極７１およびｎ電極７２を厚く形成することは、太陽電池の反りが大きくなることから不可能であった。本発明の太陽電池セルは、ｐ電極およびｎ電極の材料である銀の使用量が比較例１より少量であるにもかかわらず、比較例１より大幅に太陽電池特性が大幅に改善したことがわかった。【０１１３】
【表１】
2008090718.tif 000003
【０１１４】
＜実施例２＞
まず、一辺１００．５ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの正方形のガラスエポキシ基板からなる絶縁性基板を準備した。そして、絶縁性基板の一面に、厚さ３５μｍの銅からなるｐ配線とｎ配線とを形成することで配線基板を作製した。また、ｐ配線およびｎ配線に干渉せず、かつ、後の工程で太陽電池ウェハとの接続のずれを回避するためのアライメントマークを形成した。また、ｐ配線およびｎ配線は、スルーホールを通過させることで電気取り出し用として配線基板の裏面にも配置した。その後、該ｐ配線および該ｎ配線の上には、はんだ浴に浸漬させることで、はんだコーティングをした。【０１１５】
ｐ配線およびｎ配線の形成のパターンに一致して重なるように形成したｐ電極およびｎ電極を有する一辺１００ｍｍ、厚さ２００μｍの正方形の太陽電池ウェハを、実施例１に記載の方法と同様にして用意した。そして、アライメントマークを用いてｐ電極、ｎ電極がそれぞれｐ配線、ｎ配線上にくるように位置合せをして、配線基板上に太陽電池ウェハを重ね合わせ、リフロー炉に投入した。１００℃の予備加熱の後、２００℃の本加熱を経て太陽電池ウェハと配線基板が電気的に接続された太陽電池セルを完成した。なお、ｐ電極、ｎ電極、ｐ配線およびｎ配線の線幅は全て２００μｍであった。【０１１６】
このようにして完成した一の太陽電池セルの絶縁性基板裏面のｐ配線を他の一の太陽電池セルの絶縁性基板裏面のｎ配線とインターコネクタにより直列に４つの太陽電池セルを接続した。このようにして４枚の太陽電池セルからなるストリング状の第２太陽電池アレイを形成した。そして、同様のストリング状の第２太陽電池アレイを４つ準備した。このストリング状の第２太陽電池アレイの絶縁性基板裏面のｐ配線を、他の一のストリング状の第２太陽電池アレイの絶縁性基板裏面のｎ配線をインターコネクタにより接続するというようにして、結果として、１６枚の太陽電池セルを直列に接続したこととなった。そして、この後ＥＶＡ樹脂とガラス、耐候性フィルムで該第２太陽電池アレイを封止して、太陽電池モジュールを作製した。この太陽電池モジュールの面積は４２０ｍｍ×４２０ｍｍであった。【０１１７】
このとき、太陽電池セル間の接続には厚さ２０μｍ、面積９０ｍｍ×５ｍｍのはんだコートを施した銅箔のインターコネクタを使用し、ストリング状の第２太陽電池アレイ間の接続には厚さ２０μｍ、面積３０ｍｍ×１９０ｍｍのはんだコートを施した銅箔のインターコネクタを使用した。この太陽電池モジュールの短絡電流Ｉｓｃ（Ａ）、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、Ｆ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）値を表２に示す。表２に示すように、特にＦ．Ｆにおいて、１６枚の太陽電池セルを接続しているにも関わらず、太陽電池セル１枚の値と遜色のない値が得られた。【０１１８】
＜比較例２＞
図１６は、従来技術である比較例２における太陽電池アレイの裏面側からの平面図である。図１６のように比較例１の太陽電池ウェハ９０を用いて、配線基板を用いずにインターコネクタ７７のみで、４枚の太陽電池ウェハ９０が４つ直列に接続されてなるストリング状の形態のものを４つ準備し、これをさらに直列に接続した従来の太陽電池アレイを作製した。そして、この太陽電池をＥＶＡ樹脂とガラス、耐候性フィルムで封止することで従来の太陽電池モジュールを作製した。該太陽電池モジュールの面積は４２０ｍｍ×４２０ｍｍであった。ストリング状の形態のものを製造するための太陽電池ウェハ９０間の接続に使用したインターコネクタ７７は、該太陽電池モジュール面積の関係上、厚さ２０μｍで面積９０ｍｍ×５ｍｍの実施例２と同じものを使用した。また、上述したストリング状の形態のもの間の接続に使用したインターコネクタ７７は、該太陽電池モジュール面積の関係上、厚さ２０μｍで面積５ｍｍ×１９０ｍｍのものを使用した。該太陽電池モジュールは、実施例２と同等の方法で短絡電流Ｉｓｃ（Ａ）、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、Ｆ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）値を測定した。結果を表２に示す。なお、「変換効率」とは「モジュール効率」をさすものとする。【０１１９】
比較例２のＦ．Ｆは、比較例１のＦ．Ｆよりも更に低下した値であった。これは、上述したストリング状の形態のもの間の接続に使用したインターコネクタ７７は、実施例２におけるストリング状の第２太陽電池アレイ間の接続に使用したインターコネクタの面積より小さくなったことに起因すると考えた。比較例２においても実施例２と同様形態のインターコネクタを使用したならばＦ．Ｆは改善すると考えられたが、該太陽電池モジュールの面積が大きくなってしまい、結果として比較例２の太陽電池モジュールの変換効率が低下してしまうことが予想された。以上より、本発明の太陽電池モジュールは、ストリング間接続用のインターコネクタを幅の広い（断面積の大きい）ものを使用しても太陽電池モジュールに対する太陽電池セルの充填率を高くできることから、従来よりも高いＦ．Ｆが得られ、結果として高いモジュール効率が得られることが示された。【０１２０】
【表２】
2008090718.tif 000004
【０１２１】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図１】
2008090718.tif 000005
【図２】
2008090718.tif 000006
【図３】
2008090718.tif 000007
【図４】
2008090718.tif 000008
【図５】
2008090718.tif 000009
【図６】
2008090718.tif 000010
【図７】
2008090718.tif 000011
【図８】
2008090718.tif 000012
【図９】
2008090718.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008090718.tif 000016
【図１３】
2008090718.tif 000017
【図１４】
2008090718.tif 000018
【図１５】
2008090718.tif 000019
【図１６】
2008090718.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月17日(2009.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールとしての高い特性を有する太陽電池セルおよび太陽電池アレイならびにその製造方法に関する。また、複数の該太陽電池セルおよび該太陽電池アレイを封止して形成された太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ2の増加のような地球環境問題などか
らクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池ウェハを用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。
【０００３】
太陽電池ウェハは、従来から、例えば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面にシリコン基板の導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってｐｎ接合を形成し、シリコン基板の受光面とその反対側にある裏面にそれぞれ電極を形成して製造されたものが主流となっている。また、シリコン基板の裏面にはシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的となっている。
【０００４】
また、シリコン基板の受光面には電極を形成せず、シリコン基板の裏面にｐｎ接合を形成するいわゆる裏面接合型太陽電池ウェハが開発されている（米国特許第４，９２７，７７０号公報明細書（特許文献１）参照）。裏面接合型太陽電池ウェハは一般的に受光面に電極を有しないことから、電極によるシャドーロスがなく、シリコン基板の受光面および裏面にそれぞれ電極を有する上述の太陽電池ウェハと比べて高い出力を得ることが期待できる。このような特性を活かしてソーラカーや集光用太陽電池モジュールなどの用途に使用されており、近年住宅用としての開発も行なわれている。また、受光面側にｐｎ接合がある太陽電池ウェハに較べ、シリコン基板を薄くしても太陽電池ウェハとしての特性が低下することがないため、ワットあたりのシリコン使用量が少なくて済み、原材料費の低減が期待できる。
【０００５】
ここで、図１４は、従来の裏面接合型太陽電池ウェハの裏面側からの平面図である。シリコン基板７０の上にｐ電極７１およびｎ電極７２がそれぞれ櫛型状に形成されている。複数の裏面接合型太陽電池ウェハをインターコネクタで接続して裏面接合型太陽電池ストリングを作製するために、図１４に示す櫛型状のｐ電極７１およびｎ電極７２のバスバ電極部分にインターコネクタを接続することが提案されている（特開２００５−０１１８６９号公報（特許文献２）参照）。
【０００６】
さらに高いＦｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ（以下、Ｆ．Ｆという）を有する裏面接合型太陽電池セルおよび裏面接合型太陽電池モジュールを安価に製造するために、太陽電池ウェハのｐ電極とｎ電極とをそれに対応するｐ配線とｎ配線とが予め形成されている配線基板に接続する方法が提案されている（特開２００５−３４０３６２号公報（特許文献３）参照）。
【特許文献１】米国特許第４，９２７，７７０号公報明細書
【特許文献２】特開２００５−０１１８６９号公報
【特許文献３】特開２００５−３４０３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１４に示すｐ電極７１およびｎ電極７２のバスバ電極部分にインターコネクタを接続する場合、該インターコネクタのためのスペースを、作製される裏面接合型太陽電池ウェハに確保する必要がある。また、複数のストリングを接続してなる裏面接合型太陽電池アレイを作製する場合、ストリング間の接続でＦ．Ｆが低下する。Ｆ．Ｆの低下を抑えた裏面接合型太陽電池アレイを製造しようとすると、該インターコネクタのために大きなスペースを確保する必要がある。しかし、インターコネクタのスペースが大きくなるに従って、作製された裏面接合型太陽電池ウェハの面積のうち、実際に発電に寄与する太陽電池ウェハが占める面積は小さくなるとの問題が生じる。
【０００８】
また、図１４に示す櫛型状のｐ電極７１およびｎ電極７２のバスバ電極部分にインターコネクタを接続することで複数の裏面接合型太陽電池ウェハを直列に接続した裏面接合型太陽電池ストリングを作製した場合、高い電流が発生する。この問題を解決するために、特許文献３に記載の方法が提案されている。しかし、該方法では配線基板に形成されているｐ配線およびｎ配線は櫛型形状をしているのに対して、太陽電池ウェハのｐ電極およびｎ電極はドット形状であるため、リフローによる接続時に太陽電池ウェハと配線基板とが様々な方向にずれることがあった。
【０００９】
そこで、本発明では、太陽電池アレイおよび太陽電池モジュールの面積に対して太陽電池ウェハが占める面積が大きく、モジュール効率が高い太陽電池アレイおよび太陽電池モジュールを提供することを目的とする。また、リフローによる接続時に太陽電池ウェハと配線基板とが様々な方向にずれにくい太陽電池アレイの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された太陽電池ウェハと、絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板とを含み、配線基板には複数の太陽電池ウェハが隣接して配置され、配置される太陽電池ウェハの数に対応したｐ配線とｎ配線とが絶縁性基板の表面に形成され、ｐ電極とｐ配線とが電気的に接続され、ｎ電極とｎ配線とが電気的に接続され、太陽電池ウェハのうち一の太陽電池ウェハに電気的に接続されたｐ配線と、一の太陽電池ウェハに隣接して配置された太陽電池ウェハに電気的に接続されたｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を備え、絶縁性基板の受光面側の反対側の面においても、ｐ配線およびｎ配線が形成され、反対側の面で、ｐ配線とｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む第１太陽電池アレイに関する。
【００１１】
また、本発明の第１太陽電池アレイにおいて、ｐ配線およびｎ配線の少なくとも一部が絶縁性基板のスルーホールを通過し、絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、ｐ配線およびｎ配線が形成され、反対側の面で、ｐ配線とｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含むことが好ましい。
【００１２】
また、本発明の第１太陽電池アレイにおいて、ｐ配線およびｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、ｐ電極とｐ配線との接続およびｎ電極とｎ配線との接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の第１太陽電池アレイにおいて、ｐ電極の形成のパターンとｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｐ電極の形成のパターンはｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、ｎ電極の形成のパターンとｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｎ電極の形成のパターンはｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された１枚の太陽電池ウェハと、絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている１枚の配線基板とからなり、ｐ電極とｐ配線とが電気的に接続されｎ電極とｎ配線とが電気的に接続された太陽電池セル、が複数隣接して配置されて、一の太陽電池セルのｐ配線と、一の太陽電池セルに隣接して配置された太陽電池セルのｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を備え、絶縁性基板の反対側の面で、ｐ配線とｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む第２太陽電池アレイに関する。
【００１５】
また、本発明の第２太陽電池アレイにおいて、太陽電池セルのｐ配線およびｎ配線が絶縁性基板のスルーホールを通過し、絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、ｐ配線およびｎ配線が形成され、絶縁性基板の反対側の面で、ｐ配線とｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の第２太陽電池アレイにおいて、ｐ配線およびｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、ｐ電極とｐ配線との接続およびｎ電極とｎ配線との接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の第２太陽電池アレイにおいて、太陽電池セルが、ｐ電極の形成のパターンとｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｐ電極の形成のパターンはｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、ｎ電極の形成のパターンとｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｎ電極の形成のパターンはｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであることが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、上述した第１太陽電池アレイを隣接して配置し、第１太陽電池アレイのｐ配線と、一の第１太陽電池アレイに隣接して配置された第１太陽電池アレイのｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を含む第３太陽電池アレイに関する。
【００１９】
また、本発明の第３太陽電池アレイにおいて、第１太陽電池アレイを隣接して配置し、第１太陽電池アレイのｐ配線と、一の第１太陽電池アレイに隣接して配置された第１太陽電池アレイのｎ配線と、が絶縁性基板の反対側の面において電気的に接続されてなる配線を含むことが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された太陽電池ウェハと、絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板とを含み、絶縁性基板の受光面側でｐ電極とｐ配線とが電気的に接続され、ｎ電極とｎ配線とが電気的に接続され、ｐ配線およびｎ配線が、絶縁性基板の受光面側の反対側の面においても形成された太陽電池セルに関する。
【００２１】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ配線およびｎ配線が絶縁性基板のスルーホールを通過し、絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、ｐ配線およびｎ配線が形成された太陽電池セルに関する。
【００２２】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ配線およびｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、ｐ電極とｐ配線との電気的な接続およびｎ電極とｎ配線との電気的な接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ電極の形成のパターンとｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｐ電極の形成のパターンはｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、ｎ電極の形成のパターンとｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｎ電極の形成のパターンはｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ電極の形成のパターンと絶縁体基板の受光面に形成されたｐ配線のパターンとは一致し、ｎ電極の形成のパターンと絶縁体基板の受光面に形成されたｎ配線のパターンとは一致することが好ましい。
【００２５】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ電極およびｎ電極が太陽電池ウェハの１表面に形成されていることが好ましい。
【００２６】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、ｐ電極とｎ電極との形成のパターンは、ｐ電極とｎ電極とがそれぞれ、１辺の直線状電極と１辺の直線状電極に垂直に交わる複数の櫛歯状電極とからなる櫛型状に形成され、ｐ電極とｎ電極とが互いにそれぞれの櫛歯状電極を向き合わせて形成され、ｐ電極の櫛歯状電極とｎ電極の櫛歯状電極とが半導体基板の一面に沿って交互に配列されることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の太陽電池セルにおいて、半導体基板は、厚さ２００μｍ以下であるシリコン基板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
歩留りがよく、高い変換効率（モジュール効率）の太陽電池アレイ、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１太陽電池アレイの好ましい一形態の断面図である。
【図２】本発明の第１太陽電池アレイの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。
【図３】本発明の第１太陽電池アレイ用の配線基板の好ましい一形態の受光面側からの平面図である。
【図４】本発明の第２太陽電池アレイの好ましい一形態の断面図である。
【図５】本発明の第２太陽電池アレイの好ましい一形態の裏面側からの平面図である。
【図６】本発明の第３太陽電池アレイの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。
【図７】本発明の太陽電池セルの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。
【図８】Ａは、図７のＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線に沿った断面図であり、Ｂは、図７のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の配線基板の別の一形態の断面図である。
【図１０】Ａは、本発明の太陽電池ウェハの好ましい一形態を示した裏面側からの平面図であり、Ｂは、配線基板の好ましい一形態を示した受光面側からの平面図である。
【図１１】本発明の太陽電池ウェハの製造方法の一実施形態を示した工程図である。
【図１２】本発明の太陽電池ウェハの製造方法の一実施形態における各工程の断面図である。
【図１３】本発明の太陽電池モジュールの好ましい形態の断面図である。
【図１４】従来の太陽電池ウェハの裏面側からの平面図である。
【図１５】従来技術である比較例１における太陽電池ウェハの裏面側からの平面図である。
【図１６】従来技術である比較例２における太陽電池アレイの裏面側からの平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  半導体基板、２  反射防止膜、３  パッシベーション膜、４  テクスチャ構造、５  ｐ＋層、６  ｎ＋層、７  テクスチャマスク、８  拡散マスク、１０，９０  太陽電池ウェハ、１１，７１  ｐ電極、１２，７２  ｎ電極、１３，３３  アライメントマーク、１４，２４，３４  ｐ配線、１５，２５，３５  ｎ配線、１６，２６，３６，６１  絶縁性基板、１８，２８，３８，５１  配線基板、１９，３９，４９  はんだ、２０  太陽電池セル、３０，６０  第１太陽電池アレイ、３２  配線、３７，４７，５２，６２，７７  インターコネクタ、４０  第２太陽電池アレイ、５０  第３太陽電池アレイ、７０  シリコン基板、８０  太陽電池モジュール、８１  ガラス基板、８２  耐候性フィルム、８３  樹脂。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本明細書において、太陽電池セルおよび第１太陽電池アレイの部材の太陽光が入射する側の面を受光面とし、受光面の反対側にあって太陽光が入射しない側の面を裏面とする。本発明の太陽電池セル、第１太陽電池アレイ、第２太陽電池アレイおよび第３太陽電池アレイは、太陽電池ウェハの１表面、特に裏面にｐ電極とｎ電極とを有する裏面電極型太陽電池ウェハであることが好ましい。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００３３】
〔第１太陽電池アレイ〕
図１は、本発明の第１太陽電池アレイの好ましい一形態の断面図である。本発明において、第１太陽電池アレイとは、１枚の配線基板３８の上に２つ以上の太陽電池ウェハ１０を電気的に接続してなるものをいう。また、太陽電池ウェハ１０が複数個、一列で直列に接続され、かつ配線基板３８に設置されてなるものを以下、ストリングという。図１は、４つの太陽電池ウェハ１０を含むストリングを示している。
【００３４】
配線基板３８は、絶縁性基板３６の受光面側の表面にｐ配線３４とｎ配線３５とを互いに絶縁した状態で配置したものである。太陽電池ウェハ１０のｐ電極１１およびｎ電極１２は、それぞれｐ配線３４およびｎ配線３５と、はんだ３９を介して電気的に接続されている。そして、一の太陽電池ウェハ１０が電気的に接続されているｎ配線３５は、隣接する太陽電池ウェハ１０が接続されているｐ配線３４と、絶縁性基板３６の受光面における配線３２を介して電気的に接続されている。また、配線基板３８に配置される一の太陽電池ウェハ１０と電気的に接続されたｐ配線３４が、該太陽電池ウェハ１０に隣接する別の太陽電池ウェハと接続されたｎ配線３５と、絶縁性基板３６の受光面における配線３２で電気的に接続されている。そして、ストリング両端のｐ配線３４およびｎ配線３５はスルーホールを通過させて絶縁性基板３６の裏面にも形成されている。絶縁性基板３６の裏面に形成されたストリング端のｐ配線３４を他のストリング端のｎ配線３５と、配線であるインターコネクタ３７を介して接続することで第１太陽電池アレイ全体を電気的に接続することができる。ｐ配線３４およびｎ配線３５と、インターコネクタ３７との接続は例えば、はんだを介して行なうことが可能である。そして、インターコネクタ３７は、別のストリングの絶縁性基板３６の裏面に形成されたｐ配線またはｎ配線と接続される。つまり、ストリング間の電気的な接続は、絶縁性基板の裏面でなされる。
【００３５】
従来、第１太陽電池アレイの配線時には第１太陽電池アレイの形状の制約によりストリング間の接続のための配線であるインターコネクタに十分な幅（断面積）を確保できないことが多く、第１太陽電池アレイのＦ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）を低下させる要因となっていた。本発明における第１太陽電池アレイは、ストリング間のインターコネクタを絶縁性基板の裏面に設置することで、ストリング間の配線材料のためのスペースが必要なくなる。したがって、第１太陽電池アレイに対する太陽電池ウェハの充填率が大きくなるため、第１太陽電池アレイのモジュール効率を従来のものより高くできる。
【００３６】
さらに本発明によれば、インターコネクタ３７の幅をいくら広げても、絶縁性基板３６の反対側にある太陽電池ウェハ１０との接触を心配する必要は無く、Ｆ．Ｆを低下させないように十分な幅（断面積）を有するインターコネクタ３７を使用することが可能となる。
【００３７】
ここで、太陽電池ウェハ１０は、シリコン基板などからなる半導体基板１を材料とし、半導体基板１に後述するようなさまざまな処理を施すことで形成される。太陽電池ウェハ１０の裏面には、ｐ＋層５とｎ＋層６とが交互に間隔をあけてそれぞれ複数形成されている。ｐ＋層５およびｎ＋層６上には、ｐ電極１１およびｎ電極１２が形成されている。ｐ電極１１およびｎ電極１２は、金属材料で形成されることが好ましく、特に銀で形成されていることが好ましい。また、ｐ電極１１およびｎ電極１２が形成された箇所以外の太陽電池ウェハ１０の裏面には、パッシベーション膜３で被覆されている。また、太陽電池ウェハ１０の受光面は、テクスチャ構造４が形成されており、反射防止膜２で覆われている。
【００３８】
図２は、本発明の第１太陽電池アレイの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。該配線基板５１の上の太陽電池ウェハ１０どうしは、直列に接続されていることが好ましい。図２を参照して第１太陽電池アレイの一例を示す。予め数十枚の太陽電池ウェハ１０が直列に電気的な接続ができるようにｐ配線およびｎ配線を絶縁性基板上に形成してなる配線基板５１を用意し、その配線基板５１上に太陽電池ウェハ１０を設置し、電気的に接続させる。そして、１列の７つの太陽電池ウェハ１０を絶縁性基板の受光面に形成する配線で接続し、ストリングを６列形成する。そして、各ストリング端のｐ配線およびｎ配線は、スルーホールを通過して該絶縁性基板の裏面でインターコネクタ５２によって電気的に接続される。
【００３９】
図３は、本発明の第１太陽電池アレイ用の配線基板の好ましい一形態の受光面側からの平面図である。配線基板３８は、絶縁性基板３６上に複数の太陽電池ウェハと電気的な接続をするためのｐ配線３４およびｎ配線３５を形成したものである。ｐ配線３４とｎ配線３５とは配線３２によって絶縁性基板３６上で接続されている。
【００４０】
図３は、４個の太陽電池ウェハが一列につながれて形成される２つのストリングどうしが、インターコネクタ３７によって電気的に接続されるように構成されている。つまり、配線基板３８においては、８個の太陽電池ウェハを接続できるようにｐ配線３４およびｎ配線３５が形成されている。ストリング両端のｐ配線３４およびｎ配線３５はスルーホールを通過させて絶縁性基板３６の裏面にも形成されている。絶縁性基板３６の裏面に形成されたストリング端のｐ配線３４を他のストリング端のｎ配線３５とインターコネクタ３７を介して接続することができる。
【００４１】
ｐ配線３４およびｎ配線３５は、少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成されることが好ましい。ここで、配線３２は、ｐ配線３４およびｎ配線３５の材料と同じもので形成されても異なるもので形成されてもよい。配線３２の材料がｐ配線３４およびｎ配線３５と同じもので形成される場合には、例えばｐ配線３４と配線３２とｎ配線３５とが一つなぎの配線として形成されていてもよい。
【００４２】
また、絶縁性基板３６としては、例えばガラス基板、ガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板、紙エポキシ基板、紙フェノール基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルムなどを用いることができる。絶縁性基板３６としては、０．５〜２ｍｍ程度のガラス基板もしくはガラスエポキシ基板を用いることが、薄く脆い太陽電池ウェハ１０を補強するという見地からより好ましい。そして、ｐ配線３４およびｎ配線３５は、太陽電池ウェハ１０のｐ電極１１およびｎ電極１２の形成のパターンに実質的に重なるように形成されていることが好ましい。
【００４３】
また、ｐ配線３４およびｎ配線３５は例えば、絶縁性基板３６に銅箔、アルミニウム箔、銀箔、熱膨張性を調整するためこれらの箔とインバー（Ｆｅ−Ｎｉ合金）を積層した金属箔、もしくは少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む導電性ペーストなどを所望のパターンに印刷するなどして形成することができる。このとき、上述した配線３２とｐ配線３４および／またはｎ配線３５とが接続されたパターンの当該印刷をすることも可能である。また、ｐ配線３４およびｎ配線３５の形成される厚さおよびパターンの線幅は、適宜調整して設定することができる。また、配線基板３８は、太陽電池ウェハと配線基板３８との接続のずれを防止するためのアライメントマーク３３が受光面に形成されている。
【００４４】
なお、ｐ配線３４およびｎ配線３５は、例えば、絶縁性基板３６の端部から折り返すようにして絶縁性基板３６の裏面に形成されてもよい。
【００４５】
ここで、第１太陽電池アレイの製造方法は、例えば、太陽電池ウェハ１０の作製の工程、配線基板３８の作製の工程、および太陽電池ウェハ１０と配線基板３８との電気的な接続の工程からなる。これらの工程は、後述する太陽電池ウェハおよび太陽電池セルの製造方法と同様の方法で行なうことができる。ただし、太陽電池ウェハ１０と配線基板３８との接続の工程において、リフロー炉を用いて、はんだもしくは導電性接着剤を介して接続する場合には、リフロー炉内の温度分布を考慮する必要がある。上述した第１太陽電池アレイの製造方法によると、数十枚の太陽電池ウェハと配線基板の接続をリフロー炉により一度に行なうことができ、大きなＦ．Ｆを有する第１太陽電池アレイを短時間で作製することが可能である。
【００４６】
また、ｐ電極１１の形成のパターンとｐ配線３４の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｐ電極１１の形成のパターンはｐ配線３４の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、ｎ電極１２の形成のパターンとｎ配線３５の形成のパターンとが電気的に接続された際に、ｎ電極１２の形成のパターンはｎ配線３５の形成のパターンに実質的に重なるパターンであることが好ましい。セルフアライメント効果によってはんだを介した接続時のリフロー炉における太陽電池ウェハ１０と配線基板とのズレを防止することができるためである。なお、ｐ電極１１およびｎ電極１２は、例えばドット状に形成されたものでもよい。
【００４７】
〔第２太陽電池アレイ〕
ここで以下、本発明において、太陽電池セルとは１枚の独立した配線基板につき１つの太陽電池ウェハが電気的に接続されてなるものを指す。太陽電池セルの構造についての詳細は後述する。
【００４８】
また、本発明において、第２太陽電池アレイとは、複数の太陽電池セルが相互に隣接して配置され、一の太陽電池セルのｐ配線と、該太陽電池セルに隣接して配置された太陽電池セルのｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む太陽電池アレイを意味する。
【００４９】
図４は、本発明の第２太陽電池アレイの好ましい一形態の断面図である。第２太陽電池アレイ４０は、太陽電池セルのｐ配線１４およびｎ配線１５それぞれが、出力取出し用の端子として、絶縁性基板１６の裏面に形成されている。一の太陽電池セルのｐ配線１４と他の太陽電池セルのｎ配線１５とをインターコネクタ４７を介して直列に接続していくことによって第２太陽電池アレイ４０が作製される。インターコネクタ４７とｐ配線１４およびｎ配線１５との接続は、はんだ４９を介して行なわれることが好ましい。
【００５０】
従来、第２太陽電池アレイの配線時には太陽電池セルの形状の制約により接続のためのインターコネクタに十分な幅（断面積）を確保できないことが多く、第２太陽電池アレイのＦ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）を低下させる要因となっていた。本発明の第２太陽電池アレイによれば、インターコネクタ４７の幅をいくら広げても、絶縁性基板１６の反対側にある太陽電池ウェハ１０との接触を心配する必要は無く、Ｆ．Ｆを低下させないように十分な幅（断面積）を有するインターコネクタを使用することが可能となる。
【００５１】
図５は、本発明の第２太陽電池アレイの好ましい一形態の裏面側からの平面図である。太陽電池セル１０は、上述したとおり絶縁性基板１６の裏面に出力取出し用の端子としてｐ配線およびｎ配線を取回されている。そして、図５に示すように該ｐ配線および該ｎ配線それぞれが、絶縁性基板１６の裏面でインターコネクタ４７によって電気的に接続されている。図５においては、太陽電池セル１０が１６個直列に電気的に接続されることで第２太陽電池アレイ４０が形成されている。図５に示すような第２太陽電池アレイ４０は、数十枚の太陽電池セル１０を接続した後の検査工程において、一枚の太陽電池セル１０に問題があることがわかったときなどに該太陽電池セル１０の交換が容易である。該当する太陽電池セル１０を接続するインターコネクタ４７のみを取り外すのみで、該太陽電池セル１０を除去することができるためである。
【００５２】
例えばリフロー炉によるはんだ、もしくは導電性接着剤接続により、太陽電池ウェハ１０と配線基板とを電気的に接続することにより、太陽電池セル２０が完成する。ｐ配線１４およびｎ配線１５は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成されることが好ましい。
【００５３】
〔第３太陽電池アレイ〕
本発明において、第３太陽電池アレイとは、以下の二つの形態をいうものとする。
【００５４】
（１）複数の第１太陽電池アレイが隣接して配置され、一の第１太陽電池アレイと電気的に接続されたｐ配線と、該第１太陽電池アレイに隣接して配置された第１太陽電池アレイに電気的に接続されたｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む太陽電池アレイ。
【００５５】
（２）複数の太陽電池セルおよび第１太陽電池アレイが混在して隣接して配置され、隣接する太陽電池セルおよび／または第１太陽電池アレイどうしのｐ配線およびｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む太陽電池アレイ。
【００５６】
つまり、より具体的にいうと、はんだもしくは導電性接着剤を介した太陽電池ウェハと配線基板との接続を行なうことで作製された第１太陽電池アレイを複数個、または、第１太陽電池アレイおよび太陽電池セルを混在して複数個、電気的に接続してなるものを第３太陽電池アレイという。
【００５７】
図６は、本発明の第３太陽電池アレイの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。図６に示す第３太陽電池アレイ５０において、予め例えば７個の太陽電池ウェハ１０を含むストリングである第１太陽電池アレイ６０を複数準備し、隣接して配置する。そして、隣接しあう第１太陽電池アレイ６０どうしの絶縁性基板６１の裏面に形成されている端部のｐ配線とｎ配線とをインターコネクタ６２によって電気的に接続している。このような第３太陽電池アレイ５０は、上述した複数の太陽電池セル１０を接続してなる第２太陽電池アレイ４０に比べて、製造工程を簡略化できる。また、数十枚の太陽電池ウェハからなる第１太陽電池アレイに比べ、ストリング状の第１太陽電池アレイを複数接続することで、リフロー炉の幅を小さくすることができ、リフロー炉の温度分布の制御が容易になる。
【００５８】
〔太陽電池セル〕
図７は、本発明の太陽電池セルの好ましい一形態の受光面側からの平面図である。図８Ａは、図７のＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線に沿った断面図である。図８Ｂは、図７のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿った断面図である。図７に示すように、本発明の太陽電池セル２０は、配線基板１８と太陽電池ウェハ１０とが電気的に接続されている。本発明の太陽電池セル２０は、太陽電池ウェハ１０と配線基板１８とから形成される。
【００５９】
まず、太陽電池セル２０の好ましい一形態について、図８Ａおよび図８Ｂに基づいて説明する。
【００６０】
配線基板１８は、絶縁性基板１６の受光面側の表面にｐ配線１４およびｎ配線１５を配置したものである。ｐ配線１４とｎ配線１５とは、互いに電気的に絶縁されて形成されている。図８Ｂに示すとおり、ｐ配線１４およびｎ配線１５は、絶縁性基板１６のスルーホールを通過して、絶縁性基板１６の裏面側に形成されることが好ましい。裏面側に形成されたｐ配線１４およびｎ配線１５は、出力取出し用の端子としての機能を果たす。このｐ配線１４およびｎ配線１５を裏面側に形成することで、絶縁性基板１６の裏面側における電気的接続を簡易なものとすることができる。また、裏面に配線基板１８と太陽電池ウェハ１０とは、ｐ配線１４とｐ電極１１とがはんだ１９を介して接続され、ｎ配線１５とｎ電極１２とがはんだ１９を介して接続されることによって、電気的に接続されている。そして、ｐ配線１４の形成のパターンとｐ電極１１の形成のパターンとが実質的に重なり、ｎ配線１５の形成のパターンとｎ電極１２の形成のパターンとが実質的に重なることが好ましい。ここで以下、本発明において、実質的に重なるとは、少なくともｐ電極およびｎ電極の形成パターンは、それぞれｐ配線およびｎ配線の形成パターンと重なり、ｐ配線およびｎ配線においては、それぞれｐ電極およびｎ電極と重ならない部分があり得ることを言うものとする。したがって、例えばｐ電極およびｎ電極は、ドット状に形成されたものでもよい。
【００６１】
図９は、本発明の配線基板の別の一形態の断面図である。図８Ｂにおける配線基板１８は、ｐ配線１４およびｎ配線１５が、絶縁性基板１６のスルーホールを通過して、絶縁性基板１６の裏面側に形成されているのに対して、図９における配線基板２８は、ｐ配線２４およびｎ配線２５が、絶縁性基板２６の端部から折り返すようにして絶縁性基板２６の裏面側に形成されている。本形態の配線基板２８によると、スルーホールを形成する必要がなく、配線基板２８の加工がより簡単に行なうことができる。
【００６２】
また、図７に示すように、太陽電池ウェハ１０の裏面には、ｐ電極１１とｎ電極１２とがそれぞれ、１辺の直線状電極と該電極に垂直に交わる複数の櫛歯状電極とからなる櫛型状に形成されていることが好ましい。ｐ電極１１およびｎ電極１２は、互いにそれぞれの櫛歯状電極を向き合わせて形成され、ｐ電極１１の櫛歯状電極とｎ電極１２の櫛歯状電極とが太陽電池ウェハ１０の裏面の一面に沿って交互に形成されている。また、配線基板１８と太陽電池ウェハ１０との接続のずれを防止するためのアライメントマーク１３が、配線基板１８および太陽電池ウェハ１０の双方に形成されている。
【００６３】
ｐ電極とｐ配線とが、およびｎ電極とｎ配線とが、実質的に重なるパターンとしては、例えばｐ電極とｎ電極とが櫛型状に形成されている場合には、少なくとも該櫛型状のうち櫛歯状電極の形成パターンとｐ配線とｎ配線の形成パターンとが一致することが好ましい。
【００６４】
ここで、本実施の形態の説明においては、ｐ配線１４とｐ電極１１との接続、およびｎ配線１５とｎ電極１２との接続は、はんだ１９を介してなされているが、はんだ１９の代わりに導電性接着剤を用いることも可能である。導電性接着剤とは、例えば１５０℃程度で溶融するＳｎ−Ｂｉ系はんだを利用したものや、同じく１５０℃程度で硬化する低温硬化型の銀ペーストを挙げることができる。
【００６５】
絶縁性基板１６として、例えばガラス基板、ガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板、紙エポキシ基板、紙フェノール基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルムなどを用いることができる。絶縁性基板１６として０．５〜２ｍｍ程度のガラス基板もしくはガラスエポキシ基板を用いることが、薄く脆い太陽電池ウェハ１０を補強するという見地からより好ましい。また、ｐ配線１４およびｎ配線１５は、少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成されることが好ましい。例えば、絶縁性基板１６に銅箔、アルミニウム箔、銀箔、もしくは熱膨張率を調整するためこれらの箔とインバー（Ｆｅ−Ｎｉ合金）を積層した金属箔、もしくは、少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む導電性ペーストなどを所望のパターンに印刷するなどして形成することができる。
【００６６】
太陽電池ウェハ１０は、シリコン基板などからなる半導体基板１を材料とし、半導体基板１に後述するようなさまざまな処理を施すことで形成される。太陽電池ウェハ１０の裏面には、ｐ＋層５とｎ＋層６とが交互に間隔をあけてそれぞれ複数形成されている。ｐ＋層５およびｎ＋層６上には、それぞれ上述したような櫛型状のｐ電極１１およびｎ電極１２が形成されている。ｐ電極１１およびｎ電極は、金属材料で形成されることが好ましく、特に銀で形成されていることが好ましい。また、ｐ電極１１およびｎ電極１２が形成された箇所以外の太陽電池ウェハ１０の裏面には、パッシベーション膜３で被覆されている。また、太陽電池ウェハ１０の受光面は、テクスチャ構造４が形成されており、反射防止膜２で覆われている。
【００６７】
図１０Ａは、本発明の太陽電池ウェハの好ましい一形態を示した裏面側からの平面図である。図１０Ｂは、配線基板の好ましい一形態を示した受光面側からの平面図である。図１０Ａのｐ電極１１およびｎ電極１２の形成のパターンは、上述したとおり櫛型状であって、図１０Ｂのｐ配線１４およびｎ配線１５の形成のパターンと鏡面構造であることが好ましい。つまり、配線基板１８と太陽電池ウェハ１０とを接続した際にそれぞれｐ配線１４およびｐ電極１１の形成のパターン、ならびにｎ配線１５およびｎ電極１２の形成のパターンが一致することが好ましい。そして、配線基板１８と太陽電池ウェハ１０との接続のずれを防止するためのアライメントマーク１３が、配線基板１８および太陽電池ウェハ１０に形成されていることが好ましい。
【００６８】
ここで、従来の裏面接合型太陽電池ウェハは、本実施の形態の太陽電池セル２０と同様に、ｐ＋層上にｐ電極を形成し、ｎ＋層上にｎ電極を形成されている。従来の裏面接合型太陽電池ウェハにおいて、ｐ電極およびｎ電極は直列抵抗成分を抑える役目を有するため、ｐ電極およびｎ電極の形成される線幅は、ｐ電極とｎ電極とが接触しない限界の幅まで広げる必要があった。しかし、本実施の形態の太陽電池セル２０においては、ｐ電極１１およびｎ電極１２の形成のパターンはそれぞれ、ｐ配線１４およびｎ配線１５の形成のパターンと一致するため、直列抵抗成分を抑える役目は、ｐ配線１４およびｎ配線１５が担うことになる。したがって、ｐ電極１１およびｎ電極１２は、それぞれｐ配線１４およびｎ配線１５と電気的に接続されるためだけに作製すればよいため、ｐ電極１１およびｎ電極１１の仕上がり厚さは数μｍ程度で十分であり、ｐ電極１１およびｎ電極１２の形成される線幅は、従来よりも細くすることが可能である。その結果、ｐ電極１１およびｎ電極１２の作製に用いられる金属材料の使用量は、従来とくらべ１０分の１程度に抑えられ、安価に太陽電池セル２０を作製することが可能となる。特にｐ電極１１およびｎ電極の金属材料として高額な銀材料を用い、ｐ配線１４およびｎ配線１５の材料に例えば銅を選択し、はんだを介した接続をした場合には、大きなコストダウンを図ることができ、銀材料の資源の有効利用にもつながる。
【００６９】
また、上述のとおり、従来の裏面接合型太陽電池ウェハは、ｐ電極およびｎ電極を太陽電池ウェハの裏面のほぼ全面に可能な限り厚く形成されていた。これにより、太陽電池ウェハに電極による応力がかかり、半導体基板が２００μｍ以下であった場合には太陽電池ウェハの反りが大きくなり、太陽電池セルの作製が困難となっていた。しかし、上述したとおり本実施の形態の太陽電池セル２０は、ｐ電極１１およびｎ電極１２の作製に用いられる金属材料が従来の１／１０程度であることからも示されるとおり、ｐ電極１１およびｎ電極１２は、従来よりも薄く形成される。したがって、太陽電池ウェハ１０の反りが抑えられ半導体基板１の厚さを２００μｍ以下に設定することができ、１００μｍにまで薄型化することができる。半導体基板１を薄型化することで、高価なシリコン材料の使用量を削減することができる。また、本発明の太陽電池セル２０は、ｐ配線およびｎ配線の厚さを調整することにより、太陽電池セルの配線抵抗を十分に下げることができるため、使用する電極の金属材料の量が少なくても、高いＦ．Ｆ値を有する。
【００７０】
なお、本実施の形態において、裏面接合型の太陽電池ウェハ１０を例に説明をしたが、本発明は、これに限定されず、太陽電池ウェハの裏面にｐ電極とｎ電極とを有する裏面電極型であればよい。
【００７１】
〔太陽電池ウェハの製造方法〕
図１１は、本発明の太陽電池ウェハの製造方法の一実施形態を示した工程図である。図１２は、本発明の太陽電池ウェハの製造方法の一実施形態における各工程の断面図である。図１１に示したＳ１（ステップ１）〜Ｓ１０（ステップ１０）は、それぞれ図１２に示した（ａ）〜（ｊ）に対応する。なお、図１２においては説明の便宜のためシリコン基板の裏面にｎ＋層とｐ＋層を１つずつしか形成していないが、実際には複数形成できる。以下、図１１に示した工程ごとに図１２に基づいて太陽電池ウェハ１０の製造方法について説明する。
【００７２】
〈Ｓ１：ｎ型の半導体基板〉
図１２（ａ）に示すｎ型のシリコン基板などからなる半導体基板１を用意する。半導体基板１は、スライス時に生じたスライスダメージを除去したものなどが用いられる。ここで、半導体基板１のスライスダメージの除去は、半導体基板１の表面をフッ化水素水溶液と硝酸の混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングを行なうことにより実施される。半導体基板１の大きさおよび形状は特に限定されないが、例えば厚さを１００μｍ以上３００μｍ以下、１辺１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の四角形状とすることができる。
【００７３】
〈Ｓ２：受光面のテクスチャ構造の形成〉
図１２（ｂ）に示すように、半導体基板１の裏面に酸化シリコン膜からなるテクスチャマスク７を常圧ＣＶＤ法により形成したのちに半導体基板１の受光面にテクスチャ構造４を形成する。受光面のテクスチャ構造４は、テクスチャマスク７を形成した半導体基板１をエッチング液でエッチングすることにより形成することができる。該エッチング液としては、例えば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液を例えば７０℃以上８０℃以下に加熱したものなどを用いることができる。テクスチャ構造４を形成したのちに、半導体基板１の裏面のテクスチャマスク７は、フッ化水素水溶液などを用いて除去される。
【００７４】
〈Ｓ３：拡散マスクの開口部形成〉
図１２（ｃ）に示すように、半導体基板１の受光面および裏面に拡散マスク８を形成し、裏面の拡散マスク８に開口部を形成する。まず、半導体基板１の受光面および裏面のそれぞれに酸化シリコン膜からなる拡散マスク８を常圧ＣＶＤ法により形成する。そして、半導体基板１の裏面の拡散マスク８に開口部を形成したいところに、拡散マスク８の上から、エッチングペーストを塗布する。そして、半導体基板１を加熱処理し、続けて洗浄してエッチングペーストの残渣を除去することにより、拡散マスク８に開口部を設けることができる。このとき該開口部は、後述するｐ＋層５の箇所に相当する部分に形成される。また、該エッチングペーストとは、拡散マスク８をエッチングするためのエッチング成分を含有するものである。
【００７５】
〈Ｓ４：ｐ型不純物拡散後ＨＦクリーニング〉
図１２（ｄ）に示すように、ｐ型不純物を拡散した後、Ｓ３で形成した拡散マスク８をフッ化水素（ＨＦ）水溶液などでクリーニングすることで、導電型不純物拡散層としてのｐ＋層５を形成する。まず、例えばＢＢｒ3を用いた気相拡散によって半導体基板１の露出した裏面に導電型不純物としてのｐ型不純物を拡散させる。該拡散後、半導体基板１の受光面および裏面の上述した拡散マスク８、ならびにボロンが拡散して形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。
【００７６】
〈Ｓ５：拡散マスクの開口部形成〉
図１２（ｅ）に示すように、半導体基板１の受光面および裏面に拡散マスク８を形成し、裏面の拡散マスク８に開口部を形成する。操作はＳ３と同様であるが、Ｓ５においては、拡散マスク８の開口部は、後述するｎ＋層６の箇所に相当する部分に形成される。
【００７７】
〈Ｓ６：ｎ型不純物拡散後ＨＦクリーニング〉
図１２（ｆ）に示すように、ｎ型不純物を拡散した後、Ｓ５で形成した拡散マスク８をフッ化水素水溶液などでクリーニングすることで、導電型不純物拡散層としてのｎ＋層６を形成する。まず、例えばＰＯＣｌ3を用いた気相拡散によって半導体基板１の露出した裏面に導電型不純物としてのｎ型不純物を拡散させる。該拡散後、半導体基板１の受光面および裏面の上述した拡散マスク８、ならびにリンが拡散して形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。
【００７８】
〈Ｓ７：窒化シリコン膜の形成〉
図１２（ｇ）に示すように、半導体基板１の受光面に窒化シリコン膜からなる反射防止膜２、裏面に窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜３を形成する。まず、半導体基板１の裏面に例えば屈折率が２．６〜３．６の窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜３を形成する。次いで半導体基板１の受光面に例えば屈折率が１．９〜２．１の窒化シリコン膜からなる反射防止膜２を形成する。窒化シリコン膜は、例えばプラズマＣＶＤ法により形成することができる。
【００７９】
〈Ｓ８：コンタクトホールの形成〉
図１２（ｈ）に示すように、ｐ＋層５およびｎ＋層６の一部を露出させるために半導体基板１の裏面のパッシベーション膜３を一部除去して、コンタクトホールを作製する。該コンタクトホールは、例えば、上述したエッチングペーストを用いて作製することができる。
【００８０】
〈Ｓ９：電極の形成〉
図１２（ｉ）に示すように、ｐ＋層５の露出面およびｎ＋層６の露出面のそれぞれに接触するｐ電極１１およびｎ電極１２を形成する。形成方法は、例えば、銀ペーストを上述したコンタクトホール面に沿ってスクリーン印刷またはインクジェット方式の印刷をした後、焼成することが挙げられる。該焼成によって、半導体基板１とコンタクトをとれた銀からなるｐ電極１１およびｎ電極１２が形成される。
【００８１】
〈Ｓ１０：はんだコーティング〉
図１２（ｊ）に示すように、ｐ電極１１およびｎ電極１２をはんだ浴に浸漬させて、ｐ電極１１およびｎ電極１２の表面にはんだ１９のコーティングを施す。なお、はんだ１９の代わりに導電性接着剤でコーティングしてもよい。
【００８２】
ここで、ｐ＋層５およびｎ＋層６は、１辺の直線と該直線に垂直に交わる複数の直線からなる櫛歯部分とからなる櫛型状に形成され、ｐ＋層５の櫛歯部分に対して、ｎ＋層６の櫛歯部分が向き合わせて形成され、ｐ＋層５の櫛歯部分とｎ＋層６との櫛歯部分とが一面に沿って交互に形成されていることが好ましい。
【００８３】
また、本実施の形態において、半導体基板１はｎ型のものを利用して説明したが、半導体基板１は、ｐ型であってもよい。そして、半導体基板１がｎ型である場合には半導体基板１の裏面のｐ＋層５と半導体基板１とによって該裏面にｐｎ接合が形成される。半導体基板１がｐ型である場合には半導体基板１の裏面のｎ＋層６とｐ型の半導体基板１とによって該裏面にｐｎ接合が形成される。また、半導体基板１にシリコン基板を用いる場合には、例えば多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどを用いることができる。また、上述したとおり、本発明の太陽電池ウェハに形成するｐ電極１１およびｎ電極１２の厚さは、数μｍ程度でよいため、インクジェット方式の印刷を利用することができる。インクジェット方式の印刷は、スクリーン印刷よりも半導体基板１に対する負荷が小さいため、更に太陽電池ウェハ１０の割れが抑えられる。以上より、太陽電池ウェハ１０が完成する。
【００８４】
なお、本実施の形態において、裏面接合型の太陽電池ウェハ１０を例に製造方法を説明をしたが、本発明の太陽電池ウェハの製造方法は、これに限定されず、太陽電池ウェハの裏面にｐ電極とｎ電極とを有する裏面電極型であればよい。
【００８５】
〔太陽電池セルの製造方法〕
続いて、図１０Ａおよび図１０Ｂに基づいて、太陽電池ウェハ１０と配線基板１８とからなる太陽電池セルの製造方法について説明する。まず、絶縁性基板１６の受光面上にｐ配線１４とｎ配線１５とが形成されている配線基板１８が用意される。ｐ配線１４およびｎ配線１５は、少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成されていることが好ましい。ｐ配線１４およびｎ配線１５は、例えば絶縁性基板１６の上に１０μｍ以上の厚さの銅箔、アルミニウム箔または銀箔のいずれかを設置し、それをエッチングして形成することができる。少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む導電性ペーストなどを所望のパターンに印刷するなどして形成してもよい。ここで配線基板１８は太陽電池ウェハ１０のｐ電極１１とｎ電極１２と同様に、ｐ配線１４とｎ配線１５とがそれぞれ櫛型状に形成され、ｐ配線１４とｎ配線１５とが互いにそれぞれの櫛歯を向き合わせて設置されていることが好ましい。
【００８６】
形成されたｐ配線１４およびｎ配線１５の表面にははんだコーティングをしてもよい。該はんだコーティングは、太陽電池ウェハ１０の製造方法と同様に配線基板１８をはんだ浴に浸漬させて形成してもよいし、クリームはんだの印刷によって形成してもよい。
【００８７】
そして、この配線基板１８が太陽電池ウェハ１０の裏面上に設置され、図８Ａ、図８Ｂに示すようにｐ電極１１上およびｎ電極１２上にそれぞれｐ配線１４およびｎ配線１５が設置される。そして、例えばリフロー炉によるはんだ、もしくは導電性接着剤接続により、太陽電池ウェハ１０と配線基板１８とを電気的に接続することにより、太陽電池セル２０が完成する。ここで十分な強度を有する配線基板１８に太陽電池ウェハ１０を接続することによって、太陽電池セル２０の補強効果を得ることもでき、薄いシリコン基板などからなる半導体基板１を用いたときのセル割れ抑制効果も期待できる。
【００８８】
ここでリフロー炉による該はんだ接続の際には、はんだ溶融時におけるはんだの表面張力によって接続されるべき正確な位置に移動する効果（セルフアライメント効果）が期待される。しかし、従来の太陽電池ウェハは、ドット状のｐ電極およびｎ電極を形成していたため、リフロー炉投入時の搬送での振動などにより配線基板に対してθズレやｘ軸方向、ｙ軸方向へのズレが起こることがあった。ここで、ｘ軸とｙ軸とは互いに垂直に交わるものとする。そして、ｐ電極およびｎ電極は狭い間隔で交互に存在するため、太陽電池ウェハと配線基板との若干のズレが生じた場合にも、例えばｐ電極とｎ配線とが接触するなどして、太陽電池セルの特性を大きく低下させることがあった。本発明においては、太陽電池ウェハ２０のｐ電極１１およびｎ電極１２を櫛型状とし、ｐ電極１１およびｎ電極１２とｐ配線１４およびｎ配線１５とを同一形状とすることではんだ接合の際の太陽電池ウェハと配線基板とのズレを防止することができる。
【００８９】
なお、ｐ配線１４とｐ電極１１との接続、およびｎ配線１５とｎ電極１２との接続は、はんだを用いる代わりに導電性接着剤を用いて行なってもよい。
【００９０】
〔太陽電池モジュール〕
図１３は、本発明の太陽電池モジュールの好ましい形態の断面図である。図１３に示すように、太陽電池モジュール８０は、例えば、図４に示したような第２太陽電池アレイを樹脂８３で挟んだ後に、受光面側の保護基材としてガラス基板８１、裏面側の保護基材として耐候性フィルム８２で封止されて形成されるものである。樹脂８３は、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂などの透明の熱可塑性であることが好ましい。太陽電池モジュール８０は、耐久性が高い。なお、図１３において、太陽電池アレイとして図４に示したものと同様のものを用いて説明したが、これに限定されるものではない。つまり、本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池セル、第１太陽電池アレイ、第２太陽電池アレイ、または第３太陽電池アレイのいずれかを上述するような方法で封止されることで形成される。
【００９１】
本発明で作製された太陽電池モジュールは、第１〜３太陽電池アレイがストリング間を接続するインターコネクタを配線基板の裏面側で接続しているため、ストリング接続用のインターコネクタのスペースが必要なくなる。したがって、太陽電池モジュール中の太陽電池ウェハの充填率が高くなり、結果として高いモジュール変換効率が得られる。そして、ストリング接続用インターコネクタを配線基板の裏側に配置することにより、インターコネクタの設計自由度が高くなり、十分な幅を有するインターコネクタを使用することにより、太陽電池モジュール作製時のＦ．Ｆの低下を防ぎ、高い変換効率のモジュールを作製することが可能となる。
＜実施例＞
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９２】
＜実施例１＞
まず、太陽電池ウェハを作製した。作製の手順を図１１に示した工程に準じて、以下に示す。
【００９３】
〈Ｓ１〉
１辺１００ｍｍ、厚さ２００μｍのｎ型のシリコン基板を用意した。該シリコン基板は、スライス時に生じたスライスダメージをアルカリ溶液を用いて除去したものであった。
【００９４】
〈Ｓ２〉
次に、水酸化ナトリウム水溶液にイソプロピルアルコールを少量添加して８０℃に加熱したエッチング用アルカリ溶液を用いて、シリコン基板の受光面をエッチングすることによって、テクスチャ構造を形成した。なお、該エッチング前にシリコン基板の裏面は、常圧ＣＶＤによりテクスチャマスクとして酸化シリコン膜を成膜することで該エッチングから保護した。そして、後の工程で使用するアライメントマークをレーザマーカにてシリコン基板の裏面に形成して、フッ化水素水溶液を用いて、シリコン基板の裏面に形成した酸化シリコン膜を一旦除去した。
【００９５】
〈Ｓ３〉
次に、シリコン基板の受光面側、裏面側ともに拡散マスクとして、２５０ｎｍの酸化シリコン膜を常圧ＣＶＤにて成膜した。上述したアライメントマークを考慮して、シリコン基板の裏面側の酸化シリコン膜の上から所望のｐ＋層の形成のパターンに合わせてリン酸を主成分とするエッチングペーストを印刷した。その後、シリコン基板を３２０℃に加熱し、水洗することにより該酸化シリコン膜にｐ＋拡散を行なうための窓を形成した。
【００９６】
〈Ｓ４〉
次に、１０００℃の雰囲気下でＢＢｒ3を用いた気相拡散を６０分間行なうことによって、シリコン基板の裏面の該窓に導電型不純物拡散層であるｐ＋層を形成した。その後、シリコン基板の受光面および裏面の酸化シリコン膜ならびにボロンが拡散して形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液を用いてすべて除去した。
【００９７】
〈Ｓ５〉
次に、常圧ＣＶＤによりシリコン基板の両面に２５０ｎｍの拡散マスクとしての酸化シリコン膜を再び成膜した。そして、上述したアライメントマークを考慮して、シリコン基板の裏面側の酸化シリコン膜の上から所望のｎ＋層の形成のパターンに合わせてリン酸を主成分とするエッチングペーストを印刷した。その後、シリコン基板を３２０℃に加熱し、水洗することにより、該酸化シリコン膜にｎ＋拡散を行なうための窓を形成した。
【００９８】
〈Ｓ６〉
次に、９００℃の雰囲気下でＰＯＣｌ3を用いた気相拡散を３０分間行なうことによって、シリコン基板の裏面の該窓に導電型不純物拡散層であるｎ＋層を形成した。その後、シリコン基板の受光面および裏面の酸化シリコン膜ならびにリンが拡散して形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液を用いてすべて除去した。
【００９９】
〈Ｓ７〉
次に、プラズマＣＶＤ法により、シリコン基板の裏面にパッシベーション膜として屈折率３の窒化シリコン膜を形成した。そして、シリコン基板の受光面には、反射防止膜として屈折率２で厚さ７０ｎｍの窒化シリコン膜を形成した。
【０１００】
〈Ｓ８〉
次に、ｎ＋層およびｐ＋層の上に、リン酸を主成分とするエッチングペーストを所望のパターンで印刷した。そして、該シリコン基板を２５０℃で加熱し、水洗することにより、パッシベーション膜にコンタクトホールを形成した。
【０１０１】
〈Ｓ９〉
次に、該コンタクトホールの形成のパターンに応じたかたちで銀ペーストを印刷し、焼成することでｐ電極およびｎ電極を形成した。
【０１０２】
〈Ｓ１０〉
そして、ｐ電極およびｎ電極をはんだ浴に浸漬させることでｐ電極、ｎ電極の上にはんだコーティングした。
【０１０３】
ここでｐ電極およびｎ電極は互いに櫛型状に形成されており、ｐ電極の櫛歯状電極とｎ電極の櫛歯状電極とが向き合い、かつ双方の櫛歯状電極が交互に配列されるように形成された。また、ｐ電極とｎ電極はともに高さが約４μｍ、幅が全て約２００μｍであった。
【０１０４】
以上の操作で太陽電池ウェハを形成した。次に配線基板の作製をした。
まず、一辺１００．５ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの正方形のガラスエポキシ基板からなる絶縁性基板を準備した。そして、絶縁性基板の一面に、厚さ３５μｍの銅からなるｐ配線とｎ配線とを形成することで配線基板を作製した。ｐ配線およびｎ配線は、ｐ電極およびｎ電極の形成のパターンに一致して重なるように形成した。また、ｐ配線およびｎ配線に干渉せず、かつ、後の工程で太陽電池ウェハとの接続のずれを回避するためのアライメントマークを形成した。また、ｐ配線およびｎ配線は、スルーホールを通過させることで電気取り出し用として絶縁性基板の裏面にも配置した。その後、該ｐ配線および該ｎ配線の上には、はんだ浴に浸漬させることで、はんだコーティングをした。以上の操作で配線基板を形成した。
【０１０５】
そして太陽電池ウェハおよび配線基板上のアライメントマークを利用して、ｐ電極、ｎ電極がｐ配線、ｎ配線上にくるように位置合せをして、配線基板上に太陽電池ウェハを重ね合わせ、リフロー炉に投入した。１００℃の予備加熱の後、２００℃の本加熱を経て太陽電池ウェハと配線基板とが電気的に接続され太陽電池セルを完成した。
【０１０６】
この太陽電池セルの短絡電流密度Ｊｓｃ（ｍＡ／ｃｍ2）、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、Ｆ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）値を表１に示す。
【０１０７】
＜比較例１＞
図１５は、従来技術である比較例１における太陽電池ウェハの裏面側からの平面図である。太陽電池ウェハ９０については、形成されたｐ電極７１およびｎ電極７２の高さが約２０μｍ、櫛歯状電極の幅が約４００μｍ、バスバ電極の幅が１ｍｍであること以外は、実施例１と同様に作製した。なお、該高さおよび該幅の値が、実施例１のものよりも大きい理由は、従来は電極にかかる直列抵抗成分を低減するため可能な限り、幅と高さを取っているからである。
【０１０８】
図１５に示すように、太陽電池ウェハ９０を配線基板を用いずバスバ電極にインターコネクタ７７を接続し、実施例１と同様にＪｓｃ、Ｖｏｃ、Ｆ．Ｆを測定したところ表１に示す値となった。
【０１０９】
表１のとおり、本発明による実施例１と比較例１とは、Ｆ．Ｆの値に大きな差がみられた。これにより、ｐ電極７１およびｎ電極７２のみでは十分に直列抵抗成分を抑えることができていないことが分かった。また、比較例１において、これ以上ｐ電極７１およびｎ電極７２を厚く形成することは、太陽電池ウェハの反りが大きくなることから不可能であった。本発明の太陽電池セルは、ｐ電極およびｎ電極の材料である銀の使用量が比較例１より少量であるにもかかわらず、比較例１より大幅に太陽電池ウェハ特性が大幅に改善したことがわかった。
【０１１０】
【表１】
2008090718.tif 000021
【０１１１】
＜実施例２＞
まず、一辺１００．５ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの正方形のガラスエポキシ基板からなる絶縁性基板を準備した。そして、絶縁性基板の一面に、厚さ３５μｍの銅からなるｐ配線とｎ配線とを形成することで配線基板を作製した。また、ｐ配線およびｎ配線に干渉せず、かつ、後の工程で太陽電池ウェハとの接続のずれを回避するためのアライメントマークを形成した。また、ｐ配線およびｎ配線は、スルーホールを通過させることで電気取り出し用として配線基板の裏面にも配置した。その後、該ｐ配線および該ｎ配線の上には、はんだ浴に浸漬させることで、はんだコーティングをした。
【０１１２】
ｐ配線およびｎ配線の形成のパターンに一致して重なるように形成したｐ電極およびｎ電極を有する一辺１００ｍｍ、厚さ２００μｍの正方形の太陽電池ウェハを、実施例１に記載の方法と同様にして用意した。そして、アライメントマークを用いてｐ電極、ｎ電極がそれぞれｐ配線、ｎ配線上にくるように位置合せをして、配線基板上に太陽電池ウェハを重ね合わせ、リフロー炉に投入した。１００℃の予備加熱の後、２００℃の本加熱を経て太陽電池ウェハと配線基板が電気的に接続された太陽電池セルを完成した。なお、ｐ電極、ｎ電極、ｐ配線およびｎ配線の線幅は全て２００μｍであった。
【０１１３】
このようにして完成した一の太陽電池セルの絶縁性基板裏面のｐ配線を他の一の太陽電池セルの絶縁性基板裏面のｎ配線とインターコネクタにより直列に４つの太陽電池セルを接続した。このようにして４枚の太陽電池セルからなるストリング状の第２太陽電池アレイを形成した。そして、同様のストリング状の第２太陽電池アレイを４つ準備した。このストリング状の第２太陽電池アレイの絶縁性基板裏面のｐ配線を、他の一のストリング状の第２太陽電池アレイの絶縁性基板裏面のｎ配線をインターコネクタにより接続するというようにして、結果として、１６枚の太陽電池セルを直列に接続したこととなった。そして、この後ＥＶＡ樹脂とガラス、耐候性フィルムで該第２太陽電池アレイを封止して、太陽電池モジュールを作製した。この太陽電池モジュールの面積は４２０ｍｍ×４２０ｍｍであった。
【０１１４】
このとき、太陽電池セル間の接続には厚さ２０μｍ、面積９０ｍｍ×５ｍｍのはんだコートを施した銅箔のインターコネクタを使用し、ストリング状の第２太陽電池アレイ間の接続には厚さ２０μｍ、面積３０ｍｍ×１９０ｍｍのはんだコートを施した銅箔のインターコネクタを使用した。この太陽電池モジュールの短絡電流Ｉｓｃ（Ａ）、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、Ｆ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）値を表２に示す。表２に示すように、特にＦ．Ｆにおいて、１６枚の太陽電池セルを接続しているにも関わらず、太陽電池セル１枚の値と遜色のない値が得られた。
【０１１５】
＜比較例２＞
図１６は、従来技術である比較例２における太陽電池アレイの裏面側からの平面図である。図１６のように比較例１の太陽電池ウェハ９０を用いて、配線基板を用いずにインターコネクタ７７のみで、４枚の太陽電池ウェハ９０が４つ直列に接続されてなるストリング状の形態のものを４つ準備し、これをさらに直列に接続した従来の太陽電池アレイを作製した。そして、この太陽電池アレイをＥＶＡ樹脂とガラス、耐候性フィルムで封止することで従来の太陽電池モジュールを作製した。該太陽電池モジュールの面積は４２０ｍｍ×４２０ｍｍであった。ストリング状の形態のものを製造するための太陽電池ウェハ９０間の接続に使用したインターコネクタ７７は、該太陽電池モジュール面積の関係上、厚さ２０μｍで面積９０ｍｍ×５ｍｍの実施例２と同じものを使用した。また、上述したストリング状の形態のもの間の接続に使用したインターコネクタ７７は、該太陽電池モジュール面積の関係上、厚さ２０μｍで面積５ｍｍ×１９０ｍｍのものを使用した。該太陽電池モジュールは、実施例２と同等の方法で短絡電流Ｉｓｃ（Ａ）、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、Ｆ．Ｆ（Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）値を測定した。結果を表２に示す。なお、「変換効率」とは「モジュール効率」をさすものとする。
【０１１６】
比較例２のＦ．Ｆは、比較例１のＦ．Ｆよりも更に低下した値であった。これは、上述したストリング状の形態のもの間の接続に使用したインターコネクタ７７は、実施例２におけるストリング状の第２太陽電池アレイ間の接続に使用したインターコネクタの面積より小さくなったことに起因すると考えた。比較例２においても実施例２と同様形態のインターコネクタを使用したならばＦ．Ｆは改善すると考えられたが、該太陽電池モジュールの面積が大きくなってしまい、結果として比較例２の太陽電池モジュールの変換効率が低下してしまうことが予想された。以上より、本発明の太陽電池モジュールは、ストリング間接続用のインターコネクタを幅の広い（断面積の大きい）ものを使用しても太陽電池モジュールに対する太陽電池セルの充填率を高くできることから、従来よりも高いＦ．Ｆが得られ、結果として高いモジュール効率が得られることが示された。
【０１１７】
【表２】
2008090718.tif 000022
【０１１８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された太陽電池ウェハと、
絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板とを含み、
前記配線基板には複数の前記太陽電池ウェハが隣接して配置され、
配置される前記太陽電池ウェハの数に対応した前記ｐ配線と前記ｎ配線とが前記絶縁性基板の表面に形成され、
前記ｐ電極と前記ｐ配線とが電気的に接続され、
前記ｐ電極の形成のパターンと前記ｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｐ電極の形成のパターンは前記ｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
前記ｎ電極と前記ｎ配線とが電気的に接続され、
前記ｎ電極の形成のパターンと前記ｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｎ電極の形成のパターンは前記ｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
前記太陽電池ウェハのうち一の太陽電池ウェハに電気的に接続された前記ｐ配線と、
前記一の太陽電池ウェハに隣接して配置された前記太陽電池ウェハに電気的に接続された前記ｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を備え、
前記絶縁性基板の受光面側の反対側の面においても、前記ｐ配線および前記ｎ配線が形成され、
前記反対側の面で、前記ｐ配線と前記ｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む第１太陽電池アレイ。
【請求項２】
前記ｐ配線および前記ｎ配線の少なくとも一部が前記絶縁性基板のスルーホールを通過し、前記絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、前記ｐ配線および前記ｎ配線が形成され、
前記反対側の面で、前記ｐ配線と前記ｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む請求項１に記載の第１太陽電池アレイ。
【請求項３】
前記ｐ配線および前記ｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、
前記ｐ電極と前記ｐ配線との接続および前記ｎ電極と前記ｎ配線との接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなる請求項１または２に記載の第１太陽電池アレイ。
【請求項４】
半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された１枚の太陽電池ウェハと、
絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている１枚の配線基板とからなり、
前記ｐ電極と前記ｐ配線とが電気的に接続され前記ｎ電極と前記ｎ配線とが電気的に接続された太陽電池セル、が複数隣接して配置されて、
前記太陽電池セルが、前記ｐ電極の形成のパターンと前記ｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｐ電極の形成のパターンはｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
前記ｎ電極の形成のパターンと前記ｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｎ電極の形成のパターンはｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
一の太陽電池セルのｐ配線と、
前記一の太陽電池セルに隣接して配置された前記太陽電池セルのｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を備え、
前記絶縁性基板の前記反対側の面で、前記ｐ配線と前記ｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む第２太陽電池アレイ。
【請求項５】
前記太陽電池セルの前記ｐ配線および前記ｎ配線が前記絶縁性基板のスルーホールを通過し、
前記絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、前記ｐ配線および前記ｎ配線が形成され、
前記絶縁性基板の前記反対側の面で、前記ｐ配線と前記ｎ配線とが電気的に接続されてなる配線を含む請求項４に記載の第２太陽電池アレイ。
【請求項６】
前記ｐ配線および前記ｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、
前記ｐ電極と前記ｐ配線との接続および前記ｎ電極と前記ｎ配線との接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなる請求項４または５に記載の第２太陽電池アレイ。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の前記第１太陽電池アレイを隣接して配置し、
前記第１太陽電池アレイのｐ配線と、
前記一の第１太陽電池アレイに隣接して配置された前記第１太陽電池アレイのｎ配線と、が電気的に接続されてなる配線を含む、
第３太陽電池アレイ。
【請求項８】
請求項２に記載の前記第１太陽電池アレイを隣接して配置し、
前記第１太陽電池アレイのｐ配線と、
前記一の第１太陽電池アレイに隣接して配置された前記第１太陽電池アレイのｎ配線と、が前記絶縁性基板の前記反対側の面において電気的に接続されてなる配線を含む、
第３太陽電池アレイ。
【請求項９】
半導体基板の表面にｐ電極とｎ電極とが形成された太陽電池ウェハと、
絶縁性基板の受光面にｐ配線とｎ配線とが互いに電気的に絶縁されて形成されている配線基板とを含み、
前記絶縁性基板の受光面側で前記ｐ電極と前記ｐ配線とが電気的に接続され、
前記ｐ電極の形成のパターンと前記ｐ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｐ電極の形成のパターンは前記ｐ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
前記ｎ電極と前記ｎ配線とが電気的に接続され、
前記ｎ電極の形成のパターンと前記ｎ配線の形成のパターンとが電気的に接続された際に、前記ｎ電極の形成のパターンは前記ｎ配線の形成のパターンに実質的に重なるパターンであり、
前記ｐ配線および前記ｎ配線が、前記絶縁性基板の受光面側の反対側の面においても形成された太陽電池セル。
【請求項１０】
前記ｐ配線および前記ｎ配線が前記絶縁性基板のスルーホールを通過し、前記絶縁性基板の受光面側の反対側の面において、前記ｐ配線および前記ｎ配線が形成された請求項９に記載の太陽電池セル。
【請求項１１】
前記ｐ配線および前記ｎ配線は少なくとも銅、アルミニウムまたは銀のいずれか１つを含む材料によって形成され、
前記ｐ電極と前記ｐ配線との電気的な接続および前記ｎ電極と前記ｎ配線との電気的な接続は、はんだもしくは導電性接着剤を介してなる請求項９または１０に記載の太陽電池セル。
【請求項１２】
前記ｐ電極の形成のパターンと前記絶縁性基板の受光面に形成された前記ｐ配線のパターンとは一致し、
前記ｎ電極の形成のパターンと前記絶縁性基板の受光面に形成された前記ｎ配線のパターンとは一致する請求項９〜１１のいずれかに記載の太陽電池セル。
【請求項１３】
前記ｐ電極および前記ｎ電極が太陽電池ウェハの１表面に形成されている請求項９〜１２のいずれかに記載の太陽電池セル。
【請求項１４】
前記ｐ電極と前記ｎ電極との形成のパターンは、
前記ｐ電極と前記ｎ電極とがそれぞれ、１辺の直線状電極と１辺の前記直線状電極に垂直に交わる複数の櫛歯状電極とからなる櫛型状に形成され、
前記ｐ電極と前記ｎ電極とが互いにそれぞれの櫛歯状電極を向き合わせて形成され、
前記ｐ電極の櫛歯状電極と前記ｎ電極の櫛歯状電極とが前記半導体基板の一面に沿って交互に配列された請求項１３に記載の太陽電池セル。
【請求項１５】
前記半導体基板は、厚さ２００μｍ以下であるシリコン基板である請求項９〜１４のいずれかに記載の太陽電池セル。
【国際調査報告】
2008090718.tif 000023
2008090718.tif 000024
2008090718.tif 000025
2008090718.tif 000026