(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と集電極とを有する太陽電池であって、
前記光電変換部は第一の主面および第二の主面を有し、前記集電極は前記光電変換部の第一の主面上に形成されており、
前記光電変換部の第一の主面側の最表面層は、導電型半導体層または透明電極層であり、
前記集電極は、前記光電変換部側から順に第一導電層と第二導電層とを含み、かつ、前記第一導電層と前記第二導電層の間に絶縁層を含み、
前記絶縁層は開口が設けられており、絶縁層に設けられた前記開口を介して前記第一導電層と第二導電層が導通されており、
前記光電変換部の第一の主面、第二の主面または側面に、第一の主面側の最表面層を構成する成分と第二の主面側の最表面層を構成する成分との短絡が除去された絶縁領域を有し、
前記絶縁領域表面の少なくとも一部が、前記絶縁層で覆われている、太陽電池。
【請求項２】
前記絶縁領域が、前記集電極よりも外周の領域に設けられている、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記光電変換部の第一の主面において、前記絶縁層が第一導電層非形成領域上にも形成されている、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記光電変換部の第一の主面または側面に前記絶縁領域を有し、
第一の主面または側面の絶縁領域は、第一の主面の最表面層を構成する成分が付着しておらず、かつ、その表面の少なくとも一部が前記絶縁層で覆われている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記絶縁領域表面の全てが、前記絶縁層で覆われている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記光電変換部の第一の主面側の最表面層が透明電極層である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に、シリコン系薄膜、および前記最表面層としての透明電極層をこの順に有し、
前記透明電極層上に前記集電極を有する、請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記第一導電層は低融点材料を含み、前記低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記第一導電層は低融点材料を含み、前記低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１が２５０℃以下である、請求項６または７に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記低融点材料が金属材料を含む、請求項８または９に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記第二導電層が銅を主成分とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池を備える太陽電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池を製造する方法であって、
前記光電変換部上に第一導電層が形成される第一導電層形成工程；
前記第一導電層上に絶縁層が形成される絶縁層形成工程；
前記絶縁層に設けられた開口を介して、めっき法により第一導電層と導通する第二導電層が形成されるめっき工程、をこの順に有し、
さらに、前記絶縁層形成工程よりも前に、前記光電変換部の第一の主面、第二の主面または側面に、前記絶縁領域が形成され、
前記絶縁層形成工程において、前記絶縁領域の少なくとも一部が絶縁層により覆われる、太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁領域の形成が、第一導電層形成工程の後、絶縁層形成工程の前に行われる、請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記絶縁領域の形成において、光電変換部に溝が形成された後、前記溝に沿って光電変換部を割断する方法により、光電変換部の側面に、前記最表面層を構成する成分が付着していない割断面が形成される、請求項１３または１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記第一導電層は熱流動開始温度Ｔ１が前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である低融点材料を含み、
前記絶縁層形成工程後に、前記低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温のアニール温度Ｔａで加熱処理が行われることにより前記開口が形成される、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記第一導電層は熱流動開始温度Ｔ１が前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である低融点材料を含み、
前記絶縁層形成工程において、前記低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温の基板温度Ｔｂで前記絶縁層が形成されることにより、絶縁層の形成と同時に前記開口が形成される、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記絶縁層形成工程において、前記光電変換部の第一導電層非形成領域上にも絶縁層が形成される、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に、シリコン系薄膜および透明電極層をこの順に有し、前記透明電極層上に前記集電極が形成される、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記一導電型結晶シリコン基板が露出するように前記絶縁領域が形成される、請求項１９に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池およびその製造方法に関する。さらに、本発明は太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー問題や地球環境問題が深刻化する中、化石燃料にかわる代替エネルギーとして、太陽電池が注目されている。太陽電池では、半導体接合等からなる光電変換部への光照射により発生したキャリア（電子および正孔）を外部回路に取り出すことにより、発電がおこなわれる。光電変換部で発生したキャリアを効率的に外部回路へ取出すために、太陽電池の光電変換部上には集電極が設けられる。【０００３】
例えば、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系の太陽電池では、受光面に細い金属からなる集電極が設けられる。また、結晶シリコン基板上に、非晶質シリコン層および透明電極層を有するヘテロ接合太陽電池でも、透明電極層上に集電極が設けられる。【０００４】
太陽電池の集電極は、一般に、スクリーン印刷法により、銀ペーストをパターン印刷することにより形成される。この方法は、工程自体は単純であるが、銀の材料コストが大きいことや、樹脂を含有する銀ペースト材料が用いられるために、集電極の抵抗率が高くなるとの問題がある。銀ペーストを用いて形成された集電極の抵抗率を小さくするためには、銀ペーストを厚く印刷する必要がある。しかしながら、印刷厚みを大きくすると、電極の線幅も大きくなるため、電極の細線化が困難であり、集電極による遮光損が大きくなる。【０００５】
これらの課題を解決するための手法として、材料コストおよびプロセスコストの面で優れるめっき法により、集電極を形成する方法が知られている。例えば、特許文献１〜３では、光電変換部を構成する透明電極上に、銅等からなる金属層がめっき法により形成された太陽電池が開示されている。特許文献１，２では、まず、光電変換部の透明電極層上に、集電極の形状に対応する開口部を有するレジスト材料層（絶縁層）が形成され、透明電極層のレジスト開口部に、電気めっきにより金属層が形成される。その後、レジストが除去されることで、所定形状の集電極が形成される。【０００６】
また、特許文献３では、透明電極上にＳｉＯ２等の絶縁層を設けた後、絶縁層を貫通する溝を設けて透明電極層の表面または側面を露出させ、透明電極の露出部と導通するように金属集電極を形成する方法が開示されている。具体的には、透明電極層の露出部に光めっき法等により金属シードを形成し、この金属シードを起点として電気めっきにより金属電極を形成する方法が提案されている。このような方法によれば、特許文献１，２のようにレジストを用いる必要がないため、材料コストおよびプロセスコスト面でより有利である。また、低抵抗の金属シードを設けることにより、透明電極層と集電極との間の接触抵抗を低下させることができる。【０００７】
ところで、太陽電池の光電変換部の形成においては、一般に、半導体層、透明電極層、金属電極層等の薄膜が、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により基板表面に形成される。これらの薄膜は、基板表面のみならず、側面や裏面にも回り込んでしまい、表面と裏面との間の短絡やリークを生じる場合がある。このような回り込みを防止するために、例えば特許文献４では、結晶シリコン基板の周端部をマスクで覆いながら半導体層や透明電極層を形成する方法が提案されている。【０００８】
また、特許文献５，６では、基板上に半導体薄膜や電極を形成した後に、所定の加工を行い、短絡を防止する方法が開示されている。具体的には、特許文献５では、レーザ照射により溝を形成した後、該溝に沿って結晶シリコン基板を割断することにより、光電変換部の側面が割断面からなる太陽電池を形成する方法が開示されている。特許文献６では、結晶シリコン基板上に形成された半導体層および透明電極層をレーザ照射により除去して、溝を形成する方法が提案されている。特許文献５の割断面や特許文献６の溝の表面には、半導体薄膜や電極が存在しないため、回り込みによる短絡の問題が解決される。【０００９】
なお、特許文献６では、透明電極層と導電型の半導体層をレーザ照射により除去する形態が図示されているが、レーザ照射によりこれらの層のみを選択的に除去することは困難である。そのため、一般にはレーザ照射により形成された溝は、結晶シリコン基板の表面または内部にまで到達している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特昭６０−６６４２６号公報
【特許文献２】特開２０００−５８８８５号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９９０４５号公報
【特許文献４】特開２００１−４４４６１号公報
【特許文献５】特開２００６―３１０７７４号公報
【特許文献６】特開平９−１２９９０４号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｃ．Ｍ．Ｌｉｕ他  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  １５２巻（３号）、Ｇ２３４〜Ｇ２３９ページ、２００５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献３の方法によれば、高価なレジスト材料を用いることなく、めっき法により細線パターンの集電極を形成可能である。しかしながら、特許文献３のように、電解めっきの起点となる金属シードを光めっき法により形成する方法は、半導体接合のｎ層側には適用可能であるものの、ｐ層側に適用することはできない。一般に、ヘテロ接合太陽電池では、ｎ型単結晶シリコン基板を用い、ｐ層側のヘテロ接合を光入射側とする構成の特性が最も高いことが知られているが、特許文献３の方法は、ｐ層側を光入射側とするヘテロ接合太陽電池における光入射側の集電極の形成には適していないとの問題がある。また、特許文献３では、絶縁層と透明電極層とを貫通する溝内で、透明電極層の側面と金属集電極とが接しているが、透明電極層の厚みは一般に１００ｎｍ程度であるため、両者の接触面積が小さい。そのため、透明電極と集電極との間の抵抗が高くなり、集電極としての機能を十分に発揮できないとの問題がある。【００１３】
また、特許文献４〜６のようにマスクを用いる方法や溝を形成する方法により、表面と裏面との間の短絡やリークを防止する方法では、シリコン基板上の半導体層や透明電極層が除去され、シリコン基板の主面または側面の一部が露出した状態となる。透明電極の材料として用いられるＩＴＯ等は、シリコン基板への銅の拡散を防止する拡散ブロック層として作用するが（例えば非特許文献１）、特許文献１〜３に開示されているようなめっき法による集電極の形成が行われると、シリコン基板の露出部から、めっき液中の金属成分等がシリコン基板内に拡散し、電気的特性に悪影響を与えるおそれがある。【００１４】
上記のように、めっき法による集電極の形成は、材料コストおよびプロセスコストの面で優れるものの、従来提案されている方法では、レジストを用いることなくめっき法により低抵抗の集電極を形成することは困難であった。また、基板表裏の短絡やリークの防止と、めっき液中の金属成分等のシリコン基板内への拡散防止との両立についても、有効な解決手段が見出されていないのが現状である。【００１５】
本発明は、上記の問題点を解決し、太陽電池の材料コストおよびプロセスコストを低減可能なめっき法により集電極を形成し、かつ太陽電池の変換効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、所定の構成により、めっき液からの金属成分の拡散による不具合を抑制しつつ、めっき法により集電極を安価に形成し得ることを見出し、本発明に至った。【００１７】
すなわち、本発明は、光電変換部と集電極とを有する太陽電池に関し、光電変換部は第一の主面および第二の主面を有し、前記集電極は前記光電変換部の第一の主面上に形成されている。光電変換部の第一の主面側の最表面層は、導電型半導体層または透明電極層である。集電極は、前記光電変換部側から順に第一導電層と第二導電層とを含み、かつ、前記第一導電層と前記第二導電層の間に絶縁層を含む。絶縁層は開口が設けられており、絶縁層に設けられた開口を介して前記第一導電層と第二導電層が導通されている。【００１８】
本発明の太陽電池は、光電変換部の第一の主面、第二の主面または側面に、第一の主面側の最表面層を構成する成分と第二の主面側の最表面層を構成する成分との短絡が除去された絶縁領域を有し、絶縁領域表面の少なくとも一部が、絶縁層で覆われている。当該絶縁領域は、集電極よりも外周の領域に設けられていることが好ましい。【００１９】
本発明の好ましい形態において、光電変換部の第一の主面または側面に絶縁領域が形成されており、かつ、その表面の少なくとも一部が絶縁層で覆われている。当該形態において、絶縁領域は、第一の主面の最表面層を構成する成分が付着していないことによって、短絡が除去されていることが好ましい。なお、太陽電池の「光電変換部」とは、半導体層や金属あるいは金属酸化物等からなる電極等が積層されて光起電力を生じさせる部分を指し、これらを積層するために用いられるガラス基板等の絶縁基材は、光電変換部には含まれない。【００２０】
絶縁層は、光電変換部の第一の主面において、前記絶縁層が第一導電層非形成領域上にも形成されていることが好ましい。また、絶縁領域表面の全てが、前記絶縁層で覆われていることが好ましい。【００２１】
本発明の好ましい形態において、光電変換部の第一の主面側の最表面層は透明電極層である。また、一実施形態において、光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に、シリコン系薄膜、および最表面層としての透明電極層をこの順に有し、透明電極層上に集電極を有している。【００２２】
一実施形態において、第一導電層は低融点材料を含み、前記低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である。また、光電変換部の最表面層が透明電極層である場合、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は２５０℃以下であることが好ましい。また、低融点材料は金属材料を含むことが好ましい。【００２３】
本発明の好ましい形態において、第二導電層は銅を主成分とする。【００２４】
さらに、本発明は、上記太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する。【００２５】
さらに、本発明は上記太陽電池の製造方法に関する。本発明の製造方法は、光電変換部上に第一導電層が形成される第一導電層形成工程；第一導電層上に絶縁層が形成される絶縁層形成工程；絶縁層に設けられた開口を介して、めっき法により第一導電層と導通する第二導電層が形成されるめっき工程、をこの順に有する。【００２６】
本発明の製造方法では、絶縁層形成工程よりも前に、絶縁領域が形成されることが好ましい。絶縁領域の形成は、第一導電層形成工程の後、絶縁層形成工程の前に行われることが特に好ましい。また、絶縁層形成工程において、絶縁領域の少なくとも一部が絶縁層により覆われることが好ましい。【００２７】
ヘテロ接合太陽電池のようにシリコン基板を用いた太陽電池では、絶縁領域は、シリコン基板が露出するように形成されることが好ましい。一実施形態において、絶縁領域の形成は、光電変換部に形成された溝に沿って光電変換部を割断する方法により行われる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、めっき法により集電極が形成可能であるため、集電極が低抵抗化され、太陽電池の変換効率を向上することができる。また、光電変換部に絶縁領域が形成されているために、短絡による変換特性の低下が抑制され、絶縁領域が絶縁層により覆われているために、太陽電池の信頼性に優れる。さらに、めっき法により集電極が形成される際に、絶縁領域上に絶縁層が形成されているため、基板への不純物の拡散が抑制される。そのため、本発明の太陽電池は、初期変換特性に優れると共に、信頼性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の太陽電池の一形態を示す模式的断面図である。
【図２】一実施形態にかかるヘテロ接合太陽電池を示す模式的断面図である。
【図３】太陽電池の製造工程において、マスクを用いずにシリコン系薄膜および電極層までが形成された状態を示す模式的断面図である。
【図４】一実施形態の太陽電池の製造工程を示す模式的断面図である。
【図５】一実施形態の太陽電池の製造工程を示す模式的断面図である。
【図６】一実施形態の太陽電池の製造工程を示す模式的断面図である。
【図７】一実施形態の太陽電池の製造工程を示す模式的断面図である。
【図８】低融点材料の加熱時の形状変化の一例を示す概念図である。
【図９】低融点材料粉末の加熱時の形状変化、およびネッキングについて説明するための概念図である。
【図１０】焼結ネッキングが生じた金属微粒子のＳＥＭ写真である。
【図１１】めっき装置の構造模式図である。
【図１２】参考例の太陽電池の製造工程を示す模式的断面図である。
【図１３】実施例における絶縁層の光学特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に模式的に示すように、本発明の太陽電池１００は、光電変換部５０の第一の主面上に集電極７０を備える。光電変換部の最表面層６１は、導電型半導体層または透明電極層である。集電極７０は、光電変換部５０側から順に、第一導電層７１と第二導電層７２とを含む。第一導電層７１と第二導電層７２との間には絶縁層９が形成されている。第二導電層７２の一部は、例えば絶縁層９の開口部を介して、第一導電層７１に導通されている。
【００３１】
光電変換部５０の第一の主面、第二の主面および側面の少なくともいずれかに、絶縁領域５ｘが設けられている。絶縁領域表面の少なくとも一部は、絶縁層９で覆われている。
【００３２】
以下、本発明の一実施形態であるヘテロ接合結晶シリコン太陽電池（以下、「ヘテロ接合太陽電池」と記載する場合がある）を例として、本発明をより詳細に説明する。ヘテロ接合太陽電池は、一導電型の単結晶シリコン基板の表面に、単結晶シリコンとはバンドギャップの異なるシリコン系薄膜を有することで、拡散電位が形成された結晶シリコン系太陽電池である。シリコン系薄膜としては非晶質のものが好ましい。中でも、拡散電位を形成するための導電型非晶質シリコン系薄膜と結晶シリコン基板の間に、薄い真性の非晶質シリコン層を介在させたものは、変換効率の最も高い結晶シリコン太陽電池の形態の一つとして知られている。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態に係る結晶シリコン系太陽電池の模式的断面図である。結晶シリコン系太陽電池１０１は、光電変換部５０として、一導電型単結晶シリコン基板１の一方の面（光入射側の面）に、導電型シリコン系薄膜３ａおよび光入射側透明電極層６ａをこの順に有する。一導電型単結晶シリコン基板１の他方の面（光入射側と反対側の面）には、導電型シリコン系薄膜３ｂおよび裏面側透明電極層６ｂをこの順に有することが好ましい。光電変換部５０の第一の主面側の最表面層は、透明電極層６ａであり、この透明電極層上には、第一導電層７１および第二導電層７２を含む集電極７０が形成されている。第一導電層７１と第二導電層７２との間には絶縁層９が形成されている。
【００３４】
図２に示す実施形態では、光電変換部５０を構成する結晶シリコン基板１の側面に、シリコン系薄膜および透明電極層が除去された絶縁領域５ｘを有しており、絶縁領域５ｘは絶縁層９で覆われている。
【００３５】
一導電型単結晶シリコン基板１と導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂとの間には、真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂを有することが好ましい。裏面側透明電極層６ｂ上には裏面金属電極層８を有することが好ましい。
【００３６】
まず、本発明の結晶シリコン系太陽電池における、一導電型単結晶シリコン基板１について説明する。一般的に単結晶シリコン基板は、導電性を持たせるために、シリコンに対して電荷を供給する不純物を含有している。単結晶シリコン基板は、シリコン原子に電子を導入するための原子（例えばリン）を含有させたｎ型と、シリコン原子に正孔を導入する原子（例えばボロン）を含有させたｐ型がある。すなわち、本発明における「一導電型」とは、ｎ型またはｐ型のどちらか一方であることを意味する。
【００３７】
ヘテロ接合太陽電池では、単結晶シリコン基板へ入射した光が最も多く吸収される入射側のへテロ接合を逆接合として強い電場を設けることで、電子・正孔対を効率的に分離回収することができる。そのため、光入射側のヘテロ接合は逆接合であることが好ましい。一方で、正孔と電子とを比較した場合、有効質量および散乱断面積の小さい電子の方が、一般的に移動度が大きい。以上の観点から、ヘテロ接合太陽電池に用いられる単結晶シリコン基板１は、ｎ型単結晶シリコン基板であることが好ましい。単結晶シリコン基板１は、光閉じ込めの観点から、表面にテクスチャ構造を有することが好ましい。
【００３８】
テクスチャが形成された一導電型単結晶シリコン基板１の表面に、シリコン系薄膜が製膜される。シリコン系薄膜の製膜方法としては、プラズマＣＶＤ法が好ましい。プラズマＣＶＤ法によるシリコン系薄膜の形成条件としては、基板温度１００〜３００℃、圧力２０〜２６００Ｐａ、高周波パワー密度０．００４〜０．８Ｗ／ｃｍ２が好ましく用いられる。シリコン系薄膜の形成に使用される原料ガスとしては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６等のシリコン含有ガス、またはシリコン系ガスとＨ２との混合ガスが好ましく用いられる。
【００３９】
導電型シリコン系薄膜３は、一導電型または逆導電型のシリコン系薄膜である。例えば、一導電型単結晶シリコン基板１としてｎ型が用いられる場合、一導電型シリコン系薄膜、および逆導電型シリコン系薄膜は、各々ｎ型、およびｐ型となる。ｐ型またはｎ型シリコン系薄膜を形成するためのドーパントガスとしては、Ｂ２Ｈ６またはＰＨ３等が好ましく用いられる。また、ＰやＢといった不純物の添加量は微量でよいため、予めＳｉＨ４やＨ２で希釈された混合ガスを用いることが好ましい。導電型シリコン系薄膜の製膜時に、ＣＨ４、ＣＯ２、ＮＨ３、ＧｅＨ４等の異種元素を含むガスを添加して、シリコン系薄膜を合金化することにより、シリコン系薄膜のエネルギーギャップを変更することもできる。
【００４０】
シリコン系薄膜としては、非晶質シリコン薄膜、微結晶シリコン（非晶質シリコンと結晶質シリコンとを含む薄膜）等が挙げられる。中でも非晶質シリコン系薄膜を用いることが好ましい。例えば、一導電型単結晶シリコン基板１としてｎ型単結晶シリコン基板を用いた場合の光電変換部５０の好適な構成としては、透明電極層６ａ／ｐ型非晶質シリコン系薄膜３ａ／ｉ型非晶質シリコン系薄膜２ａ／ｎ型単結晶シリコン基板１／ｉ型非晶質シリコン系薄膜２ｂ／ｎ型非晶質シリコン系薄膜３ｂ／透明電極層６ｂの順の積層構成が挙げられる。この場合、前述の理由から、ｐ層側を光入射面とすることが好ましい。
【００４１】
真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂとしては、シリコンと水素で構成されるｉ型水素化非晶質シリコンが好ましい。単結晶シリコン基板上に、ＣＶＤ法によってｉ型水素化非晶質シリコンが製膜されると、単結晶シリコン基板への不純物拡散を抑えつつ表面パッシベーションを有効に行うことができる。また、膜中の水素量を変化させることで、エネルギーギャップにキャリア回収を行う上で有効なプロファイルを持たせることができる。
【００４２】
ｐ型シリコン系薄膜は、ｐ型水素化非晶質シリコン層、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層、またはｐ型非晶質シリコンオキサイド層であることが好ましい。不純物拡散の抑制や直列抵抗低下の観点ではｐ型水素化非晶質シリコン層が好ましい。一方、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層およびｐ型非晶質シリコンオキサイド層は、ワイドギャップの低屈折率層であるため、光学的なロスを低減できる点において好ましい。
【００４３】
ヘテロ接合太陽電池１０１の光電変換部５０は、導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂ上に、透明電極層６ａ，６ｂを備えることが好ましい。透明電極層は、透明電極層形成工程により形成される。透明電極層６ａ，６ｂは、導電性酸化物を主成分とする。導電性酸化物としては、例えば、酸化亜鉛や酸化インジウム、酸化錫を単独または混合して用いることができる。導電性、光学特性、および長期信頼性の観点から、酸化インジウムを含んだインジウム系酸化物が好ましく、中でも酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を主成分とするものがより好ましく用いられる。ここで「主成分とする」とは、含有量が５０重量％より多いことを意味し、７０重量％以上が好ましく、９０％重量以上がより好ましい。透明電極層は、単層でもよく、複数の層からなる積層構造でもよい。
【００４４】
透明電極層には、ドーピング剤を添加することができる。例えば、透明電極層として酸化亜鉛が用いられる場合、ドーピング剤としては、アルミニウムやガリウム、ホウ素、ケイ素、炭素等が挙げられる。透明電極層として酸化インジウムが用いられる場合、ドーピング剤としては、亜鉛や錫、チタン、タングステン、モリブデン、ケイ素等が挙げられる。透明電極層として酸化錫が用いられる場合、ドーピング剤としては、フッ素等が挙げられる。
【００４５】
ドーピング剤は、光入射側透明電極層６ａおよび裏面側透明電極層６ｂの一方もしくは両方に添加することができる。特に、光入射側透明電極層６ａにドーピング剤を添加することが好ましい。光入射側透明電極層６ａにドーピング剤を添加することで、透明電極層自体が低抵抗化されると共に、透明電極層６ａと集電極７０との間での抵抗損を抑制することができる。
【００４６】
光入射側透明電極層６ａの膜厚は、透明性、導電性、および光反射低減の観点から、１０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下であることが好ましい。透明電極層６ａの役割は、集電極７０へのキャリアの輸送であり、そのために必要な導電性があればよく、膜厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。膜厚を１４０ｎｍ以下にすることにより、透明電極層６ａでの吸収ロスが小さく、透過率の低下に伴う光電変換効率の低下を抑制することができる。また、透明電極層６ａの膜厚が上記範囲内であれば、透明電極層内のキャリア濃度上昇も防ぐことができるため、赤外域の透過率低下に伴う光電変換効率の低下も抑制される。
【００４７】
透明電極層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法等の物理気相堆積法や、有機金属化合物と酸素または水との反応を利用した化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法等が好ましい。いずれの製膜方法においても、熱やプラズマ放電によるエネルギーを利用することもできる。
【００４８】
透明電極層製膜時の基板温度は、適宜設定される。例えば、シリコン系薄膜として非晶質シリコン系薄膜が用いられる場合、基板温度は２００℃以下が好ましい。基板温度を２００℃以下とすることにより、非晶質シリコン層からの水素の脱離や、それに伴うシリコン原子へのダングリングボンドの発生を抑制でき、結果として変換効率を向上させることができる。
【００４９】
裏面側透明電極層６ｂ上には、裏面金属電極層８が形成されることが好ましい。裏面金属電極層８としては、近赤外から赤外域の反射率が高く、かつ導電性や化学的安定性が高い材料を用いることが望ましい。このような特性を満たす材料としては、銀やアルミニウム等が挙げられる。裏面金属電極層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法や真空蒸着法等の物理気相堆積法や、スクリーン印刷等の印刷法等が適用可能である。
【００５０】
図３は、一実施形態により、シリコン基板１上に、シリコン系薄膜２，３；透明電極層６；および裏面金属電極層８までが形成された状態を模式的に表す断面図である。図３では、一導電型単結晶シリコン基板１の裏面側に真性シリコン系薄膜２ｂおよび一導電型シリコン系薄膜３ｂが形成された後、光入射側に真性シリコン系薄膜２ａおよび逆導電型シリコン系薄膜３ｂが形成され、その後、光入射側の透明電極層６ａ、ならびに裏面側の透明電極層６ｂおよび裏面金属電極層８までが形成された場合の構造を模式的に示している（なお、結晶シリコン系太陽電池の各層の形成順は、図３に示す形態に限定されるものではない）。
【００５１】
マスクを使用せずに、ＣＶＤ法やスパッタ法等により上記各層が形成された場合、一導電型単結晶シリコン基板１の裏面側の真性シリコン系薄膜２ｂ、一導電型シリコン系薄膜３ｂ、透明電極層６ｂおよび裏面金属電極層８は、製膜時の回り込みによって、一導電型結晶シリコン基板１の側面および光入射面にまで形成されている。また、一導電型単結晶シリコン基板１の光入射面に形成された真性シリコン系薄膜２ｂ、逆導電型シリコン系薄膜３ｂ、および透明電極層６ａは、製膜時の回り込みによって、一導電型単結晶シリコン基板１の側面および裏面側にまで形成されている。このような回り込みが生じた場合、図３からも理解されるように、表面側の半導体層や電極層と裏面側の半導体層や電極層が、短絡した状態となり、太陽電池の特性が低下するおそれがある。
【００５２】
本発明では、光電変換部の最表面層が除去された絶縁領域が形成されることによって、回り込みによる短絡の問題を解決することができる。ここで、本明細書において、「絶縁領域」は、光電変換部の表面に形成された単一あるいは複数の特定の領域を指す用語であり、第一の主面側の最表面層と第二の主面側の最表面層との短絡が除去された領域を意味する。典型的には、絶縁領域は、光電変換部の第一の主面および／または第二の主面の最表面層を構成する成分が除去され、当該成分が付着していない領域である。なお、「付着していない領域」とは、当該層を構成する材料元素が全く検出されない領域に限定されるものではなく、材料の付着量が周辺の「形成部」と比較して著しく少なく、当該層自体が有する特性（電気的特性、光学特性、機械的特性等）が発現しない領域も、「付着していない領域」に包含される。なお、図２に示すヘテロ接合太陽電池の場合、絶縁領域は、光電変換部の最表面層である透明電極層６や裏面金属電極層８が付着していないことに加えて、導電型シリコン系薄膜３も付着していないことが好ましい。
【００５３】
絶縁領域の形成方法は特に限定されず、例えば、電極層や半導体薄膜等を製膜する際にマスク等を用いることで、所定領域に、電極層や半導体薄膜等が付着しないように製膜を行う方法；レーザ照射、機械研磨、化学エッチング等によって所定領域の電極層や半導体薄膜等を除去する方法；各層を製膜後に、基板ごと端部を割断して、電極層や半導体薄膜等が付着していない割断面を形成する方法、等が挙げられる。
【００５４】
図４（Ａ１）は、マスクを用いることで、電極層や半導体薄膜等が付着していない絶縁領域が形成された場合の一例を表す模式的断面図である。当該実施形態では、透明電極層や半導体薄膜等の製膜時に、結晶シリコン基板の外周部を遮蔽するマスクを用い、結晶シリコン基板の外周部（製膜面側）、側面、および製膜面の裏側への、透明電極層や半導体薄膜等の回り込みを防ぐことができる。当該形態では、光入射側と裏面側とで、透明電極層および導電型シリコン系薄膜が分離されているため、光入射面と裏面との短絡を防ぐことができる。
【００５５】
図４（Ａ１）に示す実施形態では、シリコン系薄膜２，３の製膜時と、透明電極層６および裏面金属電極層８の製膜時で、遮蔽領域が異なるマスクを用いることで、光入射側である第一の主面側に透明電極層６が製膜されていない透明電極層除去領域５１１ｘが形成される。また、同様に、第二の主面側には透明電極層および裏面金属電極層が製膜されていない透明電極層除去領域５１２ｘが形成される。さらに、これらの透明電極層除去領域の外側および結晶シリコン基板の側面には、透明電極層およびシリコン系薄膜のいずれも製膜されていない導電型半導体層除去領域５２１ｘ，５２２ｘ，５２３ｘが形成される。このように、マスクの形状等に応じて、絶縁領域の形状は適宜変更できる。
【００５６】
図４（Ｂ１）は、マスクを用いて、透明電極層や半導体薄膜等が付着していない絶縁領域が形成される別の実施形態を表す模式的断面図である。この実施形態では、シリコン系薄膜２，３の製膜時にはマスクを用いず、透明電極層６および裏面金属電極層８の製膜時にマスクを用いている。そのため、結晶シリコン基板１の表裏で導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂが短絡しているが、最表面層である透明電極層および裏面金属電極層が形成されていない透明電極層除去領域５１３ｘ，５１４ｘ，５１５ｘが形成されるため、透明電極層の短絡は生じていない。
【００５７】
図４（Ｃ１）は、マスクを用いて、透明電極層や半導体薄膜等が付着していない絶縁領域が形成される別の実施形態を表す模式的断面図である。この実施形態では、シリコン系薄膜２，３の製膜時と、透明電極層６および裏面金属電極層８の製膜時とで、遮蔽領域が異なるマスクを用いることで、光入射側である第一の主面側に、導電型シリコン系薄膜３ａが製膜されていない導電型層除去領域５０１ｘが形成される。また、同様に、第二の主面側にも、導電型シリコン系薄膜３ｂが製膜されていない導電型層除去領域５０２ｘが形成される。さらに、これらの導電型層除去領域の外側および結晶シリコン基板の側面には、透明電極層およびシリコン系薄膜のいずれも製膜されていない導電型半導体層除去領域５２４ｘ，５２５ｘ，５２６ｘが形成される。
【００５８】
図５（Ａ１）および（Ｂ１）は、それぞれ、半導体薄膜や透明電極層を製膜後に、絶縁領域が形成された場合の例を表す模式的断面図である。図５（Ａ１）では、シリコン基板１の側面に、透明電極層６およびシリコン系薄膜２，３が除去された導電型半導体層除去領域５２７ｘが形成されている。図５（Ｂ１）では、光入射側である第一の主面側に透明電極層６ａが除去された透明電極層除去領域５１５ｘが形成されており、第二の主面側には、裏面金属電極層８，透明電極層６ｂおよびシリコン系薄膜２ｂ，３ｂが除去された導電型半導体層除去領域５２８ｘが形成されている。
【００５９】
これらの絶縁領域は、各層を製膜後に、レーザ照射、機械研磨、化学エッチング等によって所定領域に付着した透明電極層や半導体薄膜等を除去することにより形成される。これらの薄膜除去領域では、シリコン基板１の一部が削り取られていてもよい。例えば、レーザ照射により透明電極層や半導体薄膜等が除去される場合、一般には、図５（Ａ１）に示す導電型半導体層除去領域５２７ｘや、図６（Ａ１）に示す導電型半導体層除去領域５２９ｘのように、シリコン基板１の内側にまで及ぶ溝が形成される。
【００６０】
透明電極層や半導体薄膜各層を製膜後に、基板ごと端部を割断する方法によっても、電極層や半導体薄膜等が付着していない絶縁領域（割断面）を形成することができる。基板ごと端部を割断して、割断面を形成する方法としては、スクラバーやダイシングソー等を用いて、基板の端部を切断除去する方法等が挙げられる。好ましくは、基板表面に溝を形成し、この溝を中心にして、折り曲げ切断する方法が用いられる。
【００６１】
図６（Ａ１）および（Ｂ１）は、溝５２９ｘを中心として折り曲げ切断が行われる場合の工程を模式的に表す図である。まず、図６（Ａ１）に示されるように、シリコン基板１の主面に、溝５２９ｘが形成される。溝の形成方法は特に限定されないが、レーザ光照射が好ましい。
【００６２】
このような溝を形成するためのレーザとしては、結晶シリコン基板が吸収可能な光の波長で、溝５２９ｘの形成に十分な出力を有するものが適用可能である。例えば、ＹＡＧレーザやＡｒレーザの第３高調波等の波長が４００ｎｍ以下のＵＶレーザが好ましく、レーザパワーは１〜２０Ｗ程度が好ましい。レーザ光の光径としては、例えば、２０〜２００μｍのものを用いることができる。このような条件のレーザ光を照射することにより、レーザ光の光径と略同じ幅を有する溝５２９ｘを形成することができる。溝の深さは、溝に沿った分割を行いやすい深さを適宜設定することができる。
【００６３】
このようにして形成された溝５２９ｘを中心として、シリコン基板１が割断される。割断の方法としては、例えば、シリコン基板の周辺部（溝の外側）を保持部材で挟み、折り曲げる方法等が挙げられる。一般に、結晶シリコン基板は所定の配向面を有するように切り出されているため、割断の起点となる溝が形成されていれば、基板面と直交する方向に容易に割断される。このように基板が割断されることによって、図６（Ｂ１）に示すように、透明電極層や半導体薄膜等が付着していない割断面５２０ｘを形成することができる。
【００６４】
上記のように、絶縁領域は、透明導電層が実質的に付着していない透明電極層除去領域５１１ｘ〜５１５ｘ、および透明電極層に加えて導電型半導体層も付着していない導電型半導体層除去領域５２０ｘ〜５２９ｘのいずれであってもよい。なお、上記の説明例では、導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂに加えて、真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂも除去された例を示したが、導電型半導体層除去領域は、真性シリコン系薄膜が除去されていなくともよい。また、導電型半導体層除去領域は、５２７ｘ，５２９ｘとして図示されたように、シリコン基板１の内側にまで及ぶものであってもよい。
【００６５】
なお、絶縁領域は、例えば、図５（Ｂ１）に示すように、裏面金属電極層が除去されて、実質的に付着していない領域５２８ｘであってもよい。また、ヘテロ接合太陽電池のように、導電型半導体層３上に透明電極層６が形成される場合は、短絡防止効果をより向上させる観点から、透明電極層と導電型半導体層の両方が除去されるように絶縁領域が形成されることが好ましい。
【００６６】
絶縁領域は、基板の主面、側面のいずれに形成されてもよい。基板の主面に絶縁領域が形成される場合、片面のみに絶縁領域が形成されていてもよく、両面に絶縁領域が形成されていてもよい。絶縁領域の数や形状は特に限定されないが、高い太陽電池性能を実現する観点から、表裏の短絡を確実に除去できるように絶縁領域が形成されることが好ましい。
【００６７】
太陽電池性能向上の観点から、絶縁領域は、集電極７０よりも外周の領域に設けられることが好ましい。特に、有効発電面積を大きくする観点からは、第一の主面および／または第二の主面の端部により近い位置（例えば端部から５ｍｍ以下の領域）に絶縁領域が設けられることが好ましく、基板の側面に絶縁領域が設けられることが特に好ましい。
【００６８】
後に詳述するように、本発明においては、絶縁領域上に絶縁層が形成されることによって、めっき法により集電極が形成される際の、基板への不純物の拡散が抑制される。そのため、絶縁領域は絶縁層の製膜時にその表面が覆われるような位置および形状で設けられることが好ましい。かかる観点から、絶縁領域は、絶縁層が形成される側の面、すなわち第一の主面側に設けられることが好ましい。また、絶縁領域が側面に設けられる場合も、絶縁層製膜時の回り込みによって、絶縁領域の表面を絶縁層で覆うことができる。絶縁領域が第二の主面側に設けられる場合は、第二の主面の端部により近い位置に絶縁領域が設けられることが好ましい。第二の主面の端部に近い位置であれば、第一の主面側に絶縁層９が製膜される際の裏面への回り込みによって、絶縁領域上に絶縁層９を形成することができる（例えば図４（Ｃ２）参照）。
【００６９】
上記の絶縁領域の形成方法の中でも、生産性の観点および短絡を確実に除去する観点からは、基板を割断する方法が特に好ましい。後述するように、基板の割断面が絶縁層９により覆われることで、リーク電流が防止されると共に、モジュール化のためにタブ等のインターコネクタを接続する際の短絡をも効率的に抑止することができ、モジュール化工程を簡略化することが可能となる。
【００７０】
以上のように形成された光電変換部の第一の主面上に、集電極７０が形成される。図２に示すヘテロ接合太陽電池の実施形態では、光入射側の透明電極層６ａ上に、集電極７０が形成される。集電極７０は、第一導電層７１と、第二導電層７２とを含む。
【００７１】
第一導電層７１と第二導電層７２との間には、絶縁層９が形成される。集電極７０において、第二導電層７２の一部は、第一導電層７１に導通されている。ここで「一部が導通されている」とは、典型的には絶縁層に開口部が形成され、その開口部に第二導電層の材料が充填されていることによって、導通されている状態である。その他、絶縁層９の一部の膜厚が、数ｎｍ程度と非常に薄くなることによって、第二導電層７２が第一導電層７１に導通しているものも含む。例えば、第一導電層７１がアルミニウム等の低融点金属材料を含有する場合、当該金属材料の表面に形成された酸化被膜を介して第一導電層７１と第二導電層との間が導通されている状態が挙げられる。
【００７２】
絶縁層９に、第一導電層と第二導電層とを導通させるための開口部を形成する方法は特に制限されず、レーザ照射、機械的な孔開け、化学エッチング等の方法が採用できる。一実施形態では、第一導電層中の低融点材料を熱流動させることによって、その上に形成された絶縁層に開口部を形成する方法が挙げられる。
【００７３】
第一導電層中の低融点材料の熱流動により開口を形成する方法としては、低融点材料を含有する第一導電層７１上に絶縁層９を形成後、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１以上に加熱（アニール）して第一導電層の表面形状に変化が生じさせ、その上に形成されている絶縁層９に開口（き裂）を形成する方法；あるいは、低融点材料を含有する第一導電層７１上に絶縁層９を形成する際に温度Ｔ１以上に加熱することにより、低融点材料を熱流動させ、絶縁層の形成と同時に開口を形成する方法が挙げられる。
【００７４】
以下、第一導電層中の低融点材料の熱流動を利用して、絶縁層に開口を形成する方法を図面に基づいて説明する。図７は、太陽電池の光電変換部５０上への集電極７０の形成方法の一実施形態を示す工程概念図である。図７に示す実施形態では、まず、光電変換部５０が準備される（光電変換部準備工程、図７（Ａ））。例えば、ヘテロ接合太陽電池の場合は、前述のように、一導電型シリコン基板上に、シリコン系薄膜および透明電極層を備える光電変換部が準備される。
【００７５】
光電変換部の一主面上に、低融点材料７１１を含む第一導電層７１が形成される（第一導電層形成工程、図７（Ｂ））。その後、光電変換部に絶縁領域が形成される（図７（Ｃ））。なお、図７（Ｃ）では、基板を割断する方法により絶縁領域を形成する例が図示されている。絶縁領域形成後に、第一導電層７１上に、絶縁層９が形成される（絶縁層形成工程、図７（Ｄ））。絶縁層９は、第一導電層７１上にのみ形成されていてもよく、光電変換部５０の第一導電層７１が形成されていない領域（第一導電層非形成領域）上にも形成されていてもよい。特に、ヘテロ接合太陽電池のように、光電変換部５０の表面に透明電極層が形成されている場合は、第一導電層非形成領域上にも絶縁層９が形成されることが好ましい。また、本発明においては、この絶縁層形成工程において、図７（Ｃ）の絶縁領域形成工程で形成された絶縁領域５ｘ上にも絶縁層９が形成されることが好ましい。
【００７６】
絶縁層９が形成された後、加熱によるアニールが行われる（アニール工程、図７（Ｅ））。アニール工程により、第一導電層７１がアニール温度Ｔａに加熱され、低融点材料が熱流動することによって表面形状が変化し、それに伴って第一導電層７１上に形成された絶縁層９に変形が生じる。絶縁層９の変形は、典型的には、絶縁層への開口部９ｈの形成である。開口部９ｈは、例えばき裂状に形成される。
【００７７】
アニール後に、めっき法により第二導電層７２が形成される（めっき工程、図７（Ｆ））。第一導電層７１は絶縁層９により被覆されているが、絶縁層９に開口部９ｈが形成された部分では、第一導電層７１が露出した状態である。そのため、第一導電層がめっき液に曝されることとなり、この開口部９ｈを起点として金属の析出が可能となる。このような方法によれば、集電極の形状に対応する開口部を有するレジスト材料層を設けずとも、集電極の形状に対応する第二導電層をめっき法により形成することができる。さらに、透明電極層やシリコン系薄膜等が除去されシリコン基板１が露出している絶縁領域５ｘが、事前に絶縁層９により覆われるため、太陽電池特性の低下を生じ得る不純物（例えば、銅イオン等）が、めっき工程中に、絶縁領域５ｘから結晶シリコン基板へと拡散することを防ぐことができる。
【００７８】
なお、図７では、第一導電層形成後に、結晶シリコン基板１を割断して絶縁領域５ｘを形成する方法が図示されているが、絶縁領域５ｘの形成は、絶縁層形成工程の前であれば、いずれの段階で行われてもよい。例えば、透明電極層６ａを形成後、第一導電層形成前に絶縁領域５ｘが形成されてもよい。また、図２に示すように裏面金属層８が形成される場合、絶縁領域５ｘは、裏面金属層８形成の前後いずれに形成されてもよい。絶縁領域形成工程が、絶縁層形成工程の前に実施されれば、絶縁領域５ｘを、容易に絶縁層９で覆うことができる。
【００７９】
また絶縁領域形成工程は、第一導電層形成工程後に実施されることがより好ましく、絶縁層形成工程の直前に実施されることが特に好ましい。絶縁領域の形成が、絶縁層９形成の直前に実施されることにより、絶縁領域形成から絶縁層形成までの時間を短くできるため、結晶シリコン基板への不純物の混入をより効果的に抑制することができ、より高い性能の太陽電池を製造しやすくなる。
【００８０】
第一導電層７１は、めっき法により第二導電層が形成される際の導電性下地層として機能する層である。そのため、第一導電層は電解めっきの下地層として機能し得る程度の導電性を有していればよい。なお、本明細書においては、体積抵抗率が１０−２Ω・ｃｍ以下であれば導電性であると定義する。また、体積抵抗率が、１０２Ω・ｃｍ以上であれば、絶縁性であると定義する。
【００８１】
第一導電層７１の膜厚は、コスト的な観点から２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。一方、第一導電層７１のライン抵抗を所望の範囲とする観点から、膜厚は０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましい。
【００８２】
図７に示す実施形態において、第一導電層７１は、熱流動開始温度Ｔ１の低融点材料を含む。熱流動開始温度とは、加熱により材料が熱流動を生じ、低融点材料を含む層の表面形状が変化する温度であり、典型的には融点である。高分子材料やガラスでは、融点よりも低温で材料が軟化して熱流動を生じる場合がある。このような材料では、熱流動開始温度＝軟化点と定義できる。軟化点とは、粘度が４．５×１０６Ｐａ・ｓとなる温度である（ガラスの軟化点の定義に同じ）。
【００８３】
低融点材料は、アニール工程において熱流動を生じ、第一導電層７１の表面形状に変化を生じさせるものであることが好ましい。そのため、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、アニール温度Ｔａよりも低温であることが好ましい。また、本発明においては、光電変換部５０の耐熱温度よりも低温のアニール温度Ｔａでアニール工程が行われることが好ましい。したがって、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、光電変換部の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。
【００８４】
光電変換部の耐熱温度とは、当該光電変換部を備える太陽電池（「太陽電池セル」または「セル」ともいう）あるいは太陽電池セルを用いて作製した太陽電池モジュールの特性が不可逆的に低下する温度である。例えば、図２に示すヘテロ接合太陽電池１０１では、光電変換部５０を構成する単結晶シリコン基板１は、５００℃以上の高温に加熱された場合でも特性変化を生じ難いが、透明電極層６や非晶質シリコン系薄膜２，３は２５０℃程度に加熱されると、熱劣化を生じたり、ドープ不純物の拡散を生じ、太陽電池特性の不可逆的な低下を生じる場合がある。そのため、ヘテロ接合太陽電池においては、第一導電層７１は、熱流動開始温度Ｔ１が２５０℃以下の低融点材料を含むことが好ましい。
【００８５】
低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１の下限は特に限定されない。アニール工程における第一導電層の表面形状の変化量を大きくして、絶縁層９に開口部９ｈを容易に形成する観点からは、第一導電層の形成工程において、低融点材料は熱流動を生じないことが好ましい。例えば、塗布や印刷により第一導電層が形成される場合は、乾燥のために加熱が行われることがある。この場合は、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、第一導電層の乾燥のための加熱温度よりも高温であることが好ましい。かかる観点から、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、８０℃以上が好ましく、１００℃以上がより好ましい。
【００８６】
低融点材料は、熱流動開始温度Ｔ１が上記範囲であれば、有機物であっても、無機物であってもよい。低融点材料は、電気的には導電性であっても、絶縁性でも良いが、導電性を有する金属材料であることが望ましい。低融点材料が金属材料であれば、第一導電層の抵抗値を小さくできるため、電気めっきにより第二導電層が形成される場合に、第二導電層の膜厚の均一性を高めることができる。また、低融点材料が金属材料であれば、光電変換部５０と集電極７０との間の接触抵抗を低下させることも可能となる。
【００８７】
低融点材料としては、低融点金属材料の単体もしくは合金、複数の低融点金属材料の混合物を好適に用いることができる。低融点金属材料としては、例えば、インジウムやビスマス、ガリウム等が挙げられる。
【００８８】
第一導電層７１は、上記の低融点材料に加えて、低融点材料よりも相対的に高温の熱流動開始温度Ｔ２を有する高融点材料を含有することが好ましい。第一導電層７１が高融点材料を有することで、第一導電層と第二導電層とを効率よく導通させることができ、太陽電池の変換効率を向上させることができる。例えば、低融点材料として表面エネルギーの大きい材料が用いられる場合、アニール工程により第一導電層７１が高温に曝されて、低融点材料が液相状態になると、図８に概念的に示すように、低融点材料の粒子が集合して粗大な粒状となり、第一導電層７１に断線を生じる場合がある。これに対して、高融点材料はアニール工程での加熱によっても液相状態とならないため、第一導電層形成材料中に高融点材料を含有することによって、図８に示すような低融点材料の粗大化による第一導電層の断線が抑制され得る。
【００８９】
高融点材料の熱流動開始温度Ｔ２は、アニール温度Ｔａよりも高いことが好ましい。すなわち、第一導電層７１が低融点材料および高融点材料を含有する場合、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１、高融点材料の熱流動開始温度Ｔ２、およびアニール工程におけるアニール温度Ｔａは、Ｔ１＜Ｔａ＜Ｔ２を満たすことが好ましい。高融点材料は、絶縁性材料であっても導電性材料であってもよいが、第一導電層の抵抗をより小さくする観点から導電性材料が好ましい。また、低融点材料の導電性が低い場合は、高融点材料として導電性の高い材料を用いることにより、第一導電層全体としての抵抗を小さくすることができる。導電性の高融点材料としては、例えば、銀、アルミニウム、銅などの金属材料の単体もしくは、複数の金属材料を好ましく用いることができる。
【００９０】
第一導電層７１が低融点材料と高融点材料とを含有する場合、その含有比は、上記のような低融点材料の粗大化による断線の抑止や、第一導電層の導電性、絶縁層への開口部の形成容易性（第二導電層の金属析出の起点数の増大）等の観点から、適宜に調整される。その最適値は、用いられる材料や粒径の組合せに応じて異なるが、例えば、低融点材料と高融点材料の重量比（低融点材料：高融点材料）は、５：９５〜６７：３３の範囲である。低融点材料：高融点材料の重量比は、１０：９０〜５０：５０がより好ましく、１５：８５〜３５：６５がさらに好ましい。
【００９１】
第一導電層７１の材料として、金属粒子等の粒子状低融点材料が用いられる場合、アニール工程での絶縁層への開口の形成を容易とする観点から、低融点材料の粒径ＤＬは、第一導電層の膜厚ｄの１／２０以上であることが好ましく、１／１０以上であることがより好ましい。低融点材料の粒径ＤＬは、０．２５μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。また、第一導電層７１が、スクリーン印刷等の印刷法により形成される場合、粒子の粒径は、スクリーン版のメッシュサイズ等に応じて適宜に設定され得る。例えば、粒径は、メッシュサイズより小さいことが好ましく、メッシュサイズの１／２以下がより好ましい。なお、粒子が非球形の場合、粒径は、粒子の投影面積と等面積の円の直径（投影面積円相当径、Ｈｅｙｗｏｏｄ径）により定義される。
【００９２】
低融点材料の粒子の形状は特に限定されないが、扁平状等の非球形が好ましい。また、球形の粒子を焼結等の手法により結合させて非球形としたものも好ましく用いられる。一般に、金属粒子が液相状態となると、表面エネルギーを小さくするために、表面形状が球形となりやすい。アニール工程前の第一導電層の低融点材料が非球形であれば、アニール工程により熱流動開始温度Ｔ１以上に加熱されると、粒子が球形に近付くため、第一導電層の表面形状の変化量がより大きくなる。そのため、第一導電層７１上の絶縁層９への開口部の形成が容易となる。
【００９３】
前述のごとく、第一導電層７１は導電性であり、体積抵抗率が１０−２Ω・ｃｍ以下であればよい。第一導電層７１の体積抵抗率は、１０−４Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。第一導電層が低融点材料のみを有する場合は、低融点材料が導電性を有していればよい。第一導電層が、低融点材料および高融点材料を含有する場合は、低融点材料および高融点材料のうち、少なくともいずれか一方が導電性を有していればよい。例えば、低融点材料／高融点材料の組合せとしては、絶縁性／導電性、導電性／絶縁性、導電性／導電性が挙げられるが、第一導電層をより低抵抗とするためには、低融点材料および高融点材料の双方が導電性を有する材料であることが好ましい。
【００９４】
第一導電層７１の材料として上記のような低融点材料と高融点材料との組合せ以外に、材料の大きさ（例えば、粒径）等を調整することにより、アニール工程での加熱による第一導電層の断線を抑制し、変換効率を向上させることも可能である。例えば、銀、銅、金等の高い融点を有する材料も、粒径が１μｍ以下の微粒子であれば、融点よりも低温の２００℃程度あるいはそれ以下の温度Ｔ１’で焼結ネッキング（微粒子の融着）を生じるため、本発明の「低融点材料」として用いることができる。このような焼結ネッキングを生じる材料は、焼結ネッキング開始温度Ｔ１’以上に加熱されると、微粒子の外周部付近に変形が生じるため、第一導電層の表面形状を変化させ、絶縁層９に開口部を形成することができる。また、微粒子が焼結ネッキング開始温度以上に加熱された場合であっても、融点Ｔ２’未満の温度であれば微粒子は固相状態を維持するため、図８に示すような材料の粗大化による断線は生じ難い。すなわち、金属微粒子等の焼結ネッキングを生じる材料は、本発明における「低融点材料」でありながら、「高融点材料」としての側面も有しているといえる。
【００９５】
このような焼結ネッキングを生じる材料では、焼結ネッキング開始温度Ｔ１’＝熱流動開始温度Ｔ１と定義できる。図９は、焼結ネッキング開始温度について説明するための図である。図９（Ａ）は、焼結前の粒子を模式的に示す平面図である。焼結前であることから、粒子は互いに点で接触している。図９（Ｂ）および図９（Ｃ）は、焼結が開始した後の粒子を、各粒子の中心を通る断面で切ったときの様子を模式的に示す断面図である。図９（Ｂ）は焼結開始後（焼結初期段階）、図９（Ｃ）は、（Ｂ）から焼結が進行した状態を示している。図９（Ｂ）において、粒子Ａ（半径ｒＡ）と粒子Ｂ（半径ｒＢ）との粒界は長さａＡＢの点線で示されている。
【００９６】
焼結ネッキング開始温度Ｔ１’は、ｒＡとｒＢの大きい方の値ｍａｘ（ｒＡ，ｒＢ）と、粒界の長さａＡＢとの比、ａＡＢ／ｍａｘ（ｒＡ，ｒＢ）が、０．１以上となるときの温度で定義される。すなわち、少なくとも一対の粒子のａＡＢ／ｍａｘ（ｒＡ，ｒＢ）が０．１以上となる温度を焼結ネッキング開始温度という。なお、図９では単純化のために、粒子を球形として示しているが、粒子が球形でない場合は、粒界近傍における粒子の曲率半径を粒子の半径とみなす。また、粒界近傍における粒子の曲率半径が場所によって異なる場合は、測定点の中で最も大きな曲率半径を、その粒子の半径とみなす。例えば、図１０（Ａ）に示すように、焼結を生じた一対の微粒子Ａ，Ｂ間には、長さａＡＢの粒界が形成されている。この場合、粒子Ａの粒界近傍の形状は、点線で示された仮想円Ａの弧で近似される。一方、粒子Ｂの粒界近傍は、一方が破線で示された仮想円Ｂ１の弧で近似され、他方が実線で示された仮想円Ｂ２の弧で近似される。図１０（Ｂ）に示されるように、ｒＢ２＞ｒＢ１であるため、ｒＢ２を粒子Ｂの半径ｒＢとみなす。なお、上記の仮想円は、断面もしくは表面の観察像の白黒２値化処理により境界を定め、粒界近傍の境界の座標に基づいて最小二乗法により中心座標および半径を算出する方法により、決定できる。
【００９７】
なお、上記の定義により焼結ネッキング開始温度を厳密に測定することが困難な場合は、微粒子を含有する第一導電層を形成し、その上に絶縁層を形成して、加熱により絶縁層に開口部（き裂）が生じる温度を焼結ネッキング開始温度とみなすことができる。後述するように、絶縁層形成時に加熱が行われる場合は、絶縁層形成時の基板の加熱により開口部（き裂）が生じる温度を焼結ネッキング開始温度とみなすことができる。
【００９８】
第一導電層の形成材料には、上記の低融点材料（および高融点材料）に加えて、バインダー樹脂等を含有するペースト等を好ましく用いることができる。また、スクリーン印刷法により形成された第一導電層の導電性を十分向上させるためには、熱処理により第一導電層を硬化させることが望ましい。したがって、ペーストに含まれるバインダー樹脂としては、上記乾燥温度にて硬化させることができる材料を用いることが好ましく、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂等が適用可能である。この場合、硬化と共に低融点材料の形状が変化し、図７（Ｅ）に示すように、加熱時に、低融点材料近傍の絶縁層に開口（き裂）が生じやすくなるためである。なお、バインダー樹脂と導電性の低融点材料の比率は、いわゆるパーコレーションの閾値（導電性が発現する低融点材料含有量に相当する比率の臨界値）以上になるように設定すればよい。
【００９９】
第一導電層７１は、インクジェット法、スクリーン印刷法、導線接着法、スプレー法、真空蒸着法、スパッタ法等の公知技術によって作製できる。第一導電層７１は、櫛形等の所定形状にパターン化されていることが好ましい。パターン化された第一導電層の形成には、生産性の観点からスクリーン印刷法が適している。スクリーン印刷法では、金属粒子からなる低融点材料を含む印刷ペースト、および集電極のパターン形状に対応した開口パターンを有するスクリーン版を用いて、集電極パターンを印刷する方法が好ましく用いられる。
【０１００】
一方、印刷ペーストとして、溶剤を含む材料が用いられる場合には、溶剤を除去するための乾燥工程が必要となる。この場合の乾燥温度は、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも低温であることが好ましい。乾燥時間は、例えば５分間〜１時間程度で適宜に設定され得る。
【０１０１】
第一導電層は、複数の層から構成されてもよい。例えば、光電変換部表面の透明電極層との接触抵抗が低い下層と、低融点材料を含む上層からなる積層構造であっても良い。このような構造によれば、透明電極層との接触抵抗の低下に伴う太陽電池の曲線因子向上が期待できる。また、低融点材料含有層と、高融点材料含有層との積層構造とすることにより、第一導電層のさらなる低抵抗化が期待できる。
【０１０２】
以上、第一導電層が印刷法により形成される場合を中心に説明したが、第一導電層の形成方法は印刷法に限定されるものではない。例えば、第一導電層は、パターン形状に対応したマスクを用いて、蒸着法やスパッタ法により形成されてもよい。
【０１０３】
（絶縁層）
第一導電層７１上には、絶縁層９が形成される。ここで、第一導電層７１が所定のパターン（例えば櫛形）に形成された場合、光電変換部５０の表面上には、第一導電層が形成されている第一導電層形成領域と、第一導電層が形成されていない第一導電層非形成領域とが存在する。本発明において、絶縁層９は、少なくとも第一導電層形成領域、および第一導電層非形成領域の絶縁領域５ｘに形成される。
【０１０４】
絶縁層９は、絶縁領域５ｘの少なくとも一部を覆うように形成される。また、図４の各実施形態等に示されるように、絶縁領域が複数存在する場合は、そのうち少なくとも１つの絶縁領域が絶縁層９により覆われる。なお、「１つの絶縁領域」とは、光電変換部の主面または側面に、任意の一工程により形成された領域を意味する。例えば、マスクにより絶縁領域が形成される場合、図４（Ａ１）の図示例では、絶縁領域５１１ｘ，５２１ｘ，５２２ｘ，５２３ｘ，５１２ｘのそれぞれが１つの絶縁領域である。図４（Ａ２）では、これらの絶縁領域のうち、第一の主面側の絶縁領域５１１ｘ，５２１ｘおよび側面の絶縁領域５２２ｘの全体、ならびに第二の主面側の絶縁領域５２３ｘの全部が絶縁層９により覆われた例が図示されている。レーザ照射により絶縁領域が形成された図５（Ａ１）の図示例では、１つの絶縁領域５２７ｘが形成されており、図５（Ａ２）では、絶縁領域５２７ｘの全体が絶縁層９で覆われている。図５（Ｂ１）の図示例では、第一の主面側に絶縁領域５１５ｘ，第二の主面側に絶縁領域５２８ｘが形成されており、図５（Ｂ２）では、第一の主面側の絶縁領域５１５ｘの全体が絶縁層９で覆われている。基板の割断により絶縁領域が形成された図６（Ｂ１）の図示例では、レーザ照射により形成された絶縁領域５２９’ｘと、絶縁領域としての割断面５２０ｘとが形成されており、図６（Ｂ２）では、これらの絶縁領域の全てが絶縁層９で覆われている。
【０１０５】
本発明においては、不純物の拡散抑制効果をより高める観点から、絶縁領域の全てが絶縁層で覆われることが特に好ましい。また、結晶シリコン基板１の表面または側面に絶縁層が直接形成される場合、絶縁層の材料や製法を適宜選択することにより結晶シリコンの表面パッシベーション効果等が得られうる。なお、絶縁領域を覆う絶縁層の材料は、第一導電層形成領域上に形成される絶縁層の材料と同じであっても、異なってもよいが、生産性の観点から同じ材料が用いられることが好ましい。同じ材料が用いられる場合、絶縁領域を覆う絶縁層と、第一導電層形成領域上の絶縁層は、同時に形成されることが好ましい。
【０１０６】
なお、本発明においては、製造工程の簡略化等の観点から、第一導電層上に絶縁層９が形成される際に、絶縁領域の全てが絶縁層９で覆われることが好ましい。一方、絶縁層形成工程において絶縁領域の一部が絶縁層９により覆われ、他の部分が絶縁層により覆われない場合は、その前後に別の工程を設けて、絶縁領域の全てが絶縁層で覆われるようにしてもよい。
【０１０７】
さらに、本発明では、絶縁領域５ｘ以外の第一導電層非形成領域上にも絶縁層が形成されていることが好ましく、第一の主面の第一導電層非形成領域の全面に絶縁層が形成されていることが特に好ましい。絶縁層が第一導電層非形成領域にも形成されている場合、めっき法により第二導電層が形成される際に、光電変換部をめっき液から化学的および電気的に保護することが可能となる。また、めっき液中の不純物の結晶シリコン基板への拡散を抑制でき、長期信頼性の向上が期待できる。
【０１０８】
例えば、図２に示すヘテロ接合太陽電池のように光電変換部５０の第一の主面側に透明電極層６ａが形成されている場合は、透明電極層６ａの表面に絶縁層９が形成されることで、透明電極層とめっき液との接触が抑止され、透明電極層上への金属層（第二導電層）の析出を防ぐことができる。また、生産性の観点からも、第一導電層形成領域と第一導電層非形成領域の全体に絶縁層が形成されることがより好ましい。
【０１０９】
絶縁層９の材料としては、電気的に絶縁性を示す材料が用いられる。また、絶縁層９は、めっき液に対する化学的安定性を有する材料であることが望ましい。めっき液に対する化学的安定性が高い材料を用いることにより、第二導電層形成時のめっき工程中に、溶解等による絶縁層の変質や、膜剥れ等の不具合を起こし難く、光電変換部表面へのダメージが生じにくくなる。また、第一導電層非形成領域上にも絶縁層９が形成される場合、絶縁層は、光電変換部５０との付着強度が大きいことが好ましい。例えば、ヘテロ接合太陽電池では、絶縁層９は、光電変換部５０表面の透明電極層６ａとの付着強度が大きいことが好ましい。透明電極層と絶縁層との付着強度を大きくすることにより、めっき工程中に、絶縁層が剥離しにくくなり、透明電極層上への金属の析出を防ぐことができる。
【０１１０】
絶縁層９には、光吸収が少ない材料を用いることが好ましい。絶縁層９は、光電変換部５０の光入射面側に形成されるため、絶縁層による光吸収が小さければ、より多くの光を光電変換部へ取り込むことが可能となる。例えば、絶縁層９が透過率９０％以上の十分な透明性を有する場合、絶縁層での光吸収による光学的な損失が小さく、第二導電層形成後に絶縁層を除去することなく、そのまま太陽電池として使用することができる。そのため、太陽電池の製造工程を単純化でき、生産性をより向上させることが可能となる。絶縁層９が除去されることなくそのまま太陽電池として使用される場合、絶縁層９は、透明性に加えて、十分な耐候性、および熱・湿度に対する安定性を有する材料を用いることがより望ましい。
【０１１１】
絶縁層の材料は、無機絶縁性材料でも、有機絶縁性材料でもよい。無機絶縁性材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の材料を用いることができる。有機絶縁性材料としては、例えば、ポリエステル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル、エポキシ、ポリウレタン等の材料を用いることができる。アニール工程における第一導電層の表面形状の変化に伴って生じる界面の応力等による、絶縁層への開口の形成を容易とする観点から、絶縁層の材料は、破断伸びが小さい無機材料であることが好ましい。このような無機材料の中でも、めっき液耐性や透明性の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム等が好ましく用いられる。中でも、電気的特性や透明電極層との密着性等の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム等が好ましく、屈折率を適宜に調整し得る観点からは、酸化シリコンや窒化シリコン等が特に好ましく用いられる。なお、これらの無機材料は、化学量論的（ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ）組成を有するものに限定されず、酸素欠損等を含むものであってもよい。
【０１１２】
絶縁層９の膜厚は、絶縁層の材料や形成方法に応じて適宜設定される。絶縁層９の膜厚は、アニール工程における第一導電層の表面形状の変化に伴って生じる界面の応力等によって、絶縁層に開口部が形成され得る程度に薄いことが好ましい。かかる観点から、絶縁層９の膜厚は、１０００ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましい。また、第一導電層非形成部における絶縁層９の光学特性や膜厚を適宜設定することで、光反射特性を改善し、太陽電池セル内部へ導入される光量を増加させ、変換効率をより向上させることが可能となる。このような効果を得るためには、絶縁層９の屈折率が、光電変換部５０表面の屈折率よりも低いことが好ましい。また、絶縁層９に好適な反射防止特性を付与する観点から、膜厚は３０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内で設定されることが好ましく、５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内で設定されることがより好ましい。なお、第一導電層形成領域上の絶縁層の膜厚と第一導電層非形成領域上の絶縁層の膜厚は異なっていてもよい。例えば、第一導電層形成領域では、アニール工程での開口部の形成を容易とする観点で絶縁層の膜厚が設定され、第一導電層非形成領域では、適宜の反射防止特性を有する光学膜厚となるように絶縁層の膜厚が設定されてもよい。また、第一導電層非形成領域のうち、絶縁領域では、シリコン基板表面をめっき液から確実に保護するために、第一導電層形成領域よりも絶縁層の膜厚が大きくなるように設定されてもよい。
【０１１３】
ヘテロ接合太陽電池のように、光電変換部５０の表面に透明電極層（一般には屈折率：１．９〜２．１程度）を有する場合、界面での光反射防止効果を高めて太陽電池セル内部へ導入される光量を増加させるために、絶縁層の屈折率は、空気（屈折率＝１．０）と透明電極層との中間的な値であることが好ましい。また、太陽電池セルが封止されてモジュール化される場合、絶縁層の屈折率は、封止剤と透明電極層の中間的な値であることが好ましい。かかる観点から、絶縁層９の屈折率は、例えば１．４〜１．９が好ましく、１．５〜１．８がより好ましく、１．５５〜１．７５がさらに好ましい。絶縁層の屈折率は、絶縁層の材料、組成等により所望の範囲に調整され得る。例えば、酸化シリコンの場合は、酸素含有量を小さくすることにより、屈折率が高くなる。なお、本明細書における屈折率は、特に断りがない限り、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率であり、分光エリプソメトリーにより測定される値である。また、絶縁層の屈折率に応じて、反射防止特性が向上するように絶縁層の光学膜厚（屈折率×膜厚）が設定されることが好ましい。
【０１１４】
絶縁層は、公知の方法を用いて形成できる。例えば、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁性材料の場合は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法等の乾式法が好ましく用いられる。また、有機絶縁性材料の場合は、スピンコート法、スクリーン印刷法等の湿式法が好ましく用いられる。これらの方法によれば、ピンホール等の欠陥が少なく、緻密な構造の膜を形成することが可能となる。
【０１１５】
上記製膜方法の中でも、絶縁領域５ｘ上に絶縁層を形成し得る方法が好適に用いられる。例えば、シリコン基板を割断する方法等によって、基板側面に絶縁領域５ｘが形成されている場合は、基板の側面にも絶縁層が形成される方法が好適に採用される。基板の側面にも絶縁層を形成する方法としては、ＣＶＤ法やスパッタ法等が好ましい。中でも、より緻密な構造の膜を形成する観点から、絶縁層９はプラズマＣＶＤ法で形成されることが好ましい。この方法により、２００ｎｍ程度の厚いものだけでなく、３０〜１００ｎｍ程度の薄い膜厚の絶縁層を形成した場合も、緻密性の高い構造の膜を形成することができる。
【０１１６】
例えば、図２に示すように、光電変換部５０の表面にテクスチャ構造（凹凸構造）を有する場合、テクスチャの凹部や凸部にも精度よく膜形成できる観点からも、絶縁層はプラズマＣＶＤ法により形成されることが好ましい。緻密性が高い絶縁層を用いることにより、めっき処理時の透明電極層へのダメージを低減できることに加えて、透明電極層上への金属の析出を防止することができる。また、絶縁領域５ｘからの銅イオン等の不純物がシリコン基板１内へ侵入することを防止するための保護膜としての機能にも優れる。さらに、緻密性が高い絶縁膜は、図２の結晶シリコン系太陽電池におけるシリコン系薄膜３のように、光電変換部５０内部の層に対しても、水や酸素などのバリア層として機能し得るため、太陽電池の長期信頼性の向上の効果も期待できる。
【０１１７】
なお、第一導電層７１と第二導電層７２との間にある絶縁層９、すなわち第一導電層形成領域上の絶縁層９の形状は、必ずしも連続した層状でなくてもよく、島状であっても良い。なお、本明細書における「島状」との用語は、表面の一部に、絶縁層９が形成されていない非形成領域を有する状態を意味する。
【０１１８】
本発明において、絶縁層９は、第一導電層７１と第二導電層７２との付着力の向上にも寄与し得る。例えば、下地電極層であるＡｇ層上にめっき法によりＣｕ層が形成される場合、Ａｇ層とＣｕ層との付着力は小さいが、酸化シリコン等の絶縁層上にＣｕ層が形成されることにより、第二導電層の付着力が高められ、太陽電池の信頼性を向上することが期待される。
【０１１９】
本発明の一実施形態において、第一導電層７１上に絶縁層９が形成された後、第二導電層７２が形成される前にアニール工程が行われる。アニール工程では、第一導電層７１が低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温に加熱され、低融点材料が流動状態となるために、第一導電層の表面形状が変化する。この変化に伴って、その上に形成される絶縁層９に開口部９ｈが形成される。したがって、その後のめっき工程において、第一導電層７１の表面の一部が、めっき液に曝されて導通するため、図７（Ｆ）に示すように、この導通部を起点として金属を析出させることが可能となる。
【０１２０】
なお、開口部は主に第一導電層７１の低融点材料７１１上に形成される。低融点材料が絶縁性材料の場合、開口部の直下は絶縁性であるが、低融点材料の周辺に存在する導電性の高融点材料にもめっき液が浸透するために、第一導電層とめっき液とを導通させることが可能である。
【０１２１】
アニール工程におけるアニール温度（加熱温度）Ｔａは、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温、すなわちＴ１＜Ｔａであることが好ましい。アニール温度Ｔａは、Ｔ１＋１℃≦Ｔａ≦Ｔ１＋１００℃を満たすことがより好ましく、Ｔ１＋５℃≦Ｔａ≦Ｔ１＋６０℃を満たすことがさらに好ましい。アニール温度は、第一導電層の材料の組成や含有量等に応じて適宜設定され得る。
【０１２２】
また、前述のごとく、アニール温度Ｔａは、光電変換部５０の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。光電変換部の耐熱温度は、光電変換部の構成により異なる。例えば、ヘテロ接合太陽電池や、シリコン系薄膜太陽電池のように非晶質シリコン薄膜を有する場合の耐熱温度は２５０℃程度である。そのため、光電変換部が非晶質シリコン系薄膜を備えるヘテロ接合太陽電池や、シリコン系薄膜太陽電池の場合、非晶質シリコン系薄膜およびその界面での熱ダメージ抑制の観点から、アニール温度は２５０℃以下に設定されることが好ましい。より高性能の太陽電池を実現するためにはアニール温度は２００℃以下にすることがより好ましく、１８０℃以下にすることがさらに好ましい。これに伴って、第一導電層７１の低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、２５０℃未満であることが好ましく、２００℃未満がより好ましく、１８０℃未満がさらに好ましい。
【０１２３】
一方、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に逆導電型の拡散層を有する結晶シリコン太陽電池は、非晶質シリコン薄膜や透明電極層を有していないため、耐熱温度は８００℃〜９００℃程度である。そのため、２５０℃よりも高温のアニール温度Ｔａでアニール工程が行われてもよい。
【０１２４】
なお、絶縁層への開口部の形成方法は、上記のように、絶縁層形成後にアニール処理を行う方法に限定されない。例えば、図７の破線矢印で示されるように、絶縁層９の形成と同時に開口部９ｈを形成することもできる。
【０１２５】
例えば、基板を加熱しながら絶縁層が形成されることで、絶縁層の形成と略同時に開口部が形成される。ここで、「絶縁層の形成と略同時」とは、絶縁層形成工程の他に、アニール処理等の別途の工程が行われていない状態、すなわち、絶縁層の製膜中、あるいは製膜直後の状態を意味する。製膜直後とは、絶縁層の製膜終了後（加熱停止後）から、基板が冷却され室温等に戻るまでの間も含むものとする。また、低融点材料上の絶縁層に開口部が形成される場合、低融点材料上の絶縁層の製膜が終わった後であっても、その周辺に絶縁層が製膜されることに追随して、低融点材料周辺の絶縁層に変形が生じ、開口部が形成される場合も含むものとする。
【０１２６】
絶縁層の形成と略同時に開口部を形成する方法としては、例えば、絶縁層形成工程において、第一導電層７１の低融点材料７１１の熱流動開始温度Ｔ１よりも高い温度Ｔｂに基板を加熱しながら、第一導電層７１上に絶縁層９を製膜する方法が用いられる。低融点材料が流動状態となっている第一導電層上に絶縁層９が製膜されるため、製膜と同時に製膜界面に応力が生じ、例えばき裂状の開口が絶縁層に形成される。
【０１２７】
なお、絶縁層形成時の基板温度Ｔｂ（以下、「絶縁層形成温度」）とは、絶縁層の製膜開始時点の基板表面温度（「基板加熱温度」ともいう）を表す。一般に、絶縁層の製膜中の基板表面温度の平均値は、通常製膜開始時点の基板表面温度以上となる。したがって、絶縁層形成温度Ｔｂが、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温であれば、絶縁層に開口部等の変形を形成することができる。
【０１２８】
例えば、絶縁層９がＣＶＤ法やスパッタ法等の乾式法により形成される場合は、絶縁層製膜中の基板表面温度を低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温とすることにより、開口部を形成することができる。また、絶縁層９がコーティング等の湿式法により形成される場合は、溶媒を乾燥する際の基板表面温度を低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温とすることにより、開口部を形成することができる。なお、湿式法により絶縁層が形成される場合の「製膜開始時点」とは、溶媒の乾燥開始時点を指す。絶縁層形成温度Ｔｂの好ましい範囲は、前記アニール温度Ｔａの好ましい範囲と同様である。
【０１２９】
基板表面温度は、例えば、製膜面側の基板表面にサーモラベルや熱電対を貼り付けて測定することができる。また、ヒータ等の加熱手段の温度は、基板の表面温度が所望の範囲となるように適宜に調整すればよい。
【０１３０】
プラズマＣＶＤ法により絶縁層９が形成される場合、緻密な膜を形成する観点から、絶縁層形成温度Ｔｂは、１３０℃以上が好ましく、１４０℃以上がより好ましく、１５０℃以上がさらに好ましい。また、絶縁層製膜時の基板表面の最高到達温度は、光電変換部の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。
【０１３１】
プラズマＣＶＤによる製膜速度は、より緻密な膜を形成する観点から、１ｎｍ／秒以下が好ましく、０．５ｎｍ／秒以下がより好ましく、０．２５ｎｍ／秒以下がさらに好ましい。プラズマＣＶＤにより、酸化シリコンが形成される場合の製膜条件としては、基板温度１４５℃〜２５０℃、圧力３０Ｐａ〜３００Ｐａ、パワー密度０．０１Ｗ／ｃｍ２〜０．１６Ｗ／ｃｍ２が好ましい。
【０１３２】
絶縁層の形成と略同時に開口部が形成された後、開口部の形成が不十分な箇所がある場合等は、さらに前述のアニール工程が行われてもよい。
【０１３３】
（第二導電層）
上記のように、開口部９ｈを有する絶縁層９が形成された後、第一導電層形成領域の絶縁層９上に第二導電層７２がめっき法により形成される。この際、第二導電層として析出させる金属は、めっき法で形成できる材料であれば特に限定されず、例えば、銅、ニッケル、錫、アルミニウム、クロム、銀、金、亜鉛、鉛、パラジウム等、あるいはこれらの混合物を用いることができる。
【０１３４】
太陽電池の動作時（発電時）には、電流は主として第二導電層を流れる。そのため、第二導電層での抵抗損を抑制する観点から、第二導電層のライン抵抗は、できる限り小さいことが好ましい。具体的には、第二導電層のライン抵抗は、１Ω／ｃｍ以下であることが好ましく、０．５Ω／ｃｍ以下であることがより好ましい。一方、第一導電層のライン抵抗は、電気めっきの際の下地層として機能し得る程度に小さければよく、例えば、５Ω／ｃｍ以下にすればよい。
【０１３５】
第二導電層は、無電解めっき法、電解めっき法のいずれでも形成され得るが、生産性の観点から、電解めっき法を用が好適である。電解めっき法では、金属の析出速度を大きくできるため、第二導電層を短時間で形成することができる。
【０１３６】
酸性銅めっきを例として、電解めっき法による第二導電層の形成方法を説明する。図１１は、第二導電層の形成に用いられるめっき装置１０の概念図である。光電変換部上に第一導電層および絶縁層が形成されアニール処理が施された基板１２と、陽極１３とが、めっき槽１１中のめっき液１６に浸されている。基板１２上の第一導電層７１は、基板ホルダ１４を介して電源１５と接続されている。陽極１３と基板１２との間に電圧を印加することにより、絶縁層９で覆われていない第一導電層の上、すなわちアニール処理により絶縁層に生じた開口部を起点として、選択的に銅を析出させることができる。
【０１３７】
酸性銅めっきに用いられるめっき液１６は銅イオンを含む。例えば硫酸銅、硫酸、水を主成分とする公知の組成のものが使用可能であり、これに０．１〜１０Ａ／ｄｍ２の電流を流すことにより、第二導電層である金属を析出させることができる。適切なめっき時間は、集電極の面積、電流密度、陰極電流効率、設定膜厚等に応じて適宜設定される。
【０１３８】
第二導電層は、複数の層から構成させても良い。例えば、Ｃｕ等の導電率の高い材料からなる第一のめっき層を、絶縁層を介して第一導電層上に形成した後、化学的安定性に優れる第二のめっき層を第一のめっき層の表面に形成することにより、低抵抗で化学的安定性に優れた集電極を形成することができる。
【０１３９】
めっき工程の後には、めっき液除去工程を設けて、基板１２の表面に残留しためっき液を除去することが好ましい。めっき液除去工程を設けることによって、アニール工程で形成された絶縁層９の開口部９ｈ以外を起点として析出し得る金属を除去することができる。開口部９ｈ以外を起点として析出する金属としては、例えば絶縁層９のピンホール等を起点とするものが挙げられる。めっき液除去工程によってこのような金属が除去され、遮光損が低減されるために、太陽電池特性をより向上させることが可能となる。
【０１４０】
めっき液の除去は、例えば、めっき槽から取り出された基板１２の表面に残留しためっき液をエアーブロー式のエアー洗浄により除去した後、水洗を行い、さらにエアーブローにより洗浄液を吹き飛ばす方法により行うことができる。水洗の前にエアー洗浄を行い基板１２表面に残留するめっき液量を低減することによって、水洗の際に持ち込まれるめっき液の量を減少させることができる。そのため、水洗に要する洗浄液の量を減少できると共に、水洗に伴って発生する廃液処理の手間も低減できることから、洗浄による環境負荷や費用が低減されると共に、太陽電池の生産性を向上させることができる。
【０１４１】
ここで、一般に、ＩＴＯ等の透明電極層や、酸化シリコン等の絶縁層は親水性であり、基板１２の表面、すなわち光電変換部５０の表面や絶縁層９の表面の水との接触角は、１０°程度あるいはそれ以下である場合が多い。一方、エアーブロー等によるめっき液の除去を容易にする観点からは、基板１２の表面の水との接触角を２０°以上とすることが好ましい。基板表面の接触角を大きくするために、基板１２表面に撥水処理が行われてもよい。撥水処理は、例えば表面への撥水層の形成することにより行われる。撥水処理により、基板表面のめっき液に対する濡れ性を低下させることができる。
【０１４２】
なお、絶縁層９の表面への撥水処理に代えて、撥水性を有する絶縁層９が形成されてもよい。すなわち、水との接触角θ大きい（例えば２０°以上）の絶縁層９が形成されることにより、別途の撥水処理工程を省略できるため、太陽電池の生産性をより向上させることができる。絶縁層に撥水性を持たせる方法としては、例えば、絶縁層の製膜条件（例えば、製膜室に導入するシリコン原料ガスと酸素原料ガスの流量比）を変更したプラズマＣＶＤ法により、絶縁層としての酸化シリコン層を製膜する方法が挙げられる。
【０１４３】
本発明においては、集電極形成後（めっき工程後）に絶縁層除去工程が行われてもよい。例えば、絶縁層として光吸収の大きい材料が用いられる場合は、絶縁層の光吸収による太陽電池特性の低下を抑制するために、絶縁層除去工程が行われることが好ましい。絶縁層の除去方法は、絶縁層材料の特性に応じて適宜選択される。例えば、化学的なエッチングや機械的研磨により絶縁層が除去され得る。また、材料によってはアッシング（灰化）法も適用可能である。この際、光取り込み効果をより向上させる観点から、第一導電層非形成領域上の絶縁層が全て除去されることがより好ましい。なお、絶縁層として酸化シリコン等の光吸収の小さい材料が用いられる場合は、絶縁層除去工程が行われる必要はない。
【０１４４】
以上、ヘテロ接合太陽電池の光入射側に集電極７０が設けられる場合を中心に説明したが、裏面側にも同様の集電極が形成されてもよい。ヘテロ接合太陽電池のように結晶シリコン基板を用いた太陽電池は、電流量が大きいため、一般に、透明電極層／集電極間の接触抵抗の損失による発電ロスが顕著となる傾向がある。これに対して、本発明では、第一導電層と第二導電層を有する集電極は、透明電極層との接触抵抗が低いため、接触抵抗に起因する発電ロスを低減することが可能となる。
【０１４５】
また、本発明は、ヘテロ接合太陽電池以外の結晶シリコン太陽電池や、ＧａＡｓ等のシリコン以外の半導体基板が用いられる太陽電池、非晶質シリコン系薄膜や結晶質シリコン系薄膜のｐｉｎ接合あるいはｐｎ接合上に透明電極層が形成されたシリコン系薄膜太陽電池や、ＣＩＳ，ＣＩＧＳ等の化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池や有機薄膜（導電性ポリマー）等の有機薄膜太陽電池のような各種の太陽電池に適用可能である。
【０１４６】
結晶シリコン太陽電池としては、一導電型（例えばｐ型）結晶シリコン基板の一主面上に逆導電型（例えばｎ型）の拡散層を有し、拡散層上に前記集電極を有する構成が挙げられる。このような結晶シリコン太陽電池は、一導電型層の裏面側にｐ＋層等の導電型層を備えるのが一般的である。このような構成においては、最表面層である導電型半導体層（ｎ型の拡散層あるいはｐ＋層）が除去された絶縁領域を設けることで、シリコン基板表裏の導電型層の短絡を防止すると共に、めっき工程でのシリコン基板への銅等の拡散を抑制することができる。なお、光電変換部が非晶質シリコン層や透明電極層を含まない場合は、第一導電体層中の低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１，およびアニール温度Ｔａ，基板温度Ｔｂは、２５０℃より高くてもよい。
【０１４７】
また、結晶シリコン太陽電池では、光入射側である第一の主面上に櫛状等の所定形状にパターニングされた集電極が形成され、裏面側に金属電極層が設けられる場合がある。このような形態では、金属電極層の回り込みによって、表裏の短絡が生じ易いため、第二の主面または側面に絶縁領域を設けることで、金属電極層と第一の主面側の拡散型層（例えばｎ層）との短絡を防止することができる。
【０１４８】
非晶質シリコン薄膜や結晶質シリコン薄膜等を用いたシリコン系薄膜太陽電池や、ＣＩＧＳ、ＣＩＳ等の化合物太陽電池、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池等の薄膜太陽電池では、受光面の表面抵抗を減少させるために、光電変換部の受光面側表面に透明電極層が設けられる。このような構成においても、最表面層である透明電極層が除去された絶縁領域を設けることで、短絡を防止すると共に、めっき工程により、生産性高く集電極を形成することができる。
【０１４９】
本発明の太陽電池は、実用に供するに際して、モジュール化されることが好ましい。太陽電池のモジュール化は、適宜の方法により行われる。例えば、集電極にタブ等のインターコネクタを介してバスバーが接続されることによって、複数の太陽電池セルが直列または並列に接続され、封止剤およびガラス板により封止されることによりモジュール化が行われる。特に、基板の表面および側面に絶縁層が形成されている場合は、モジュール化の際の短絡が抑止されるため、モジュール化工程における生産性にも優れる。
【実施例】
【０１５０】
以下、図２に示すヘテロ接合太陽電池に関する実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【０１５１】
［実施例１］
実施例１では、図７に示される方法により、ヘテロ接合型太陽電池の絶縁処理および集電極の形成が行われた。【０１５２】
（光電変換部の形成）
一導電型単結晶シリコン基板として、入射面の面方位が（１００）で、厚みが２００μｍのｎ型単結晶シリコンウェハを用い、このシリコンウェハを２重量％のＨＦ水溶液に３分間浸漬し、表面の酸化シリコン膜が除去された後、超純水によるリンスが２回行われた。このシリコン基板を、７０℃に保持された５／１５重量％のＫＯＨ／イソプロピルアルコール水溶液に１５分間浸漬し、ウェハの表面をエッチングすることでテクスチャが形成された。その後に超純水によるリンスが２回行われた。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ  パシフィックナノテクノロジー社製）により、ウェハの表面観察を行ったところ、ウェハの表面はエッチングが進行しており、（１１１）面が露出したピラミッド型のテクスチャが形成されていた。
【０１５３】
エッチング後のウェハがＣＶＤ装置へ導入され、その光入射側に、真性シリコン系薄膜２ａとしてｉ型非晶質シリコンが５ｎｍの膜厚で製膜された。ｉ型非晶質シリコンの製膜条件は、基板温度：１７０℃、圧力：１２０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｈ２流量比：３／１０、投入パワー密度：０．０１１Ｗ／ｃｍ２であった。なお、本実施例における薄膜の膜厚は、ガラス基板上に同条件にて製膜された薄膜の膜厚を、分光エリプソメトリー（商品名Ｍ２０００、ジェー・エー・ウーラム社製）にて測定することにより求められた製膜速度から算出された値である。【０１５４】
ｉ型非晶質シリコン層２ａ上に、逆導電型シリコン系薄膜３ａとしてｐ型非晶質シリコンが７ｎｍの膜厚で製膜された。ｐ型非晶質シリコン層３ａの製膜条件は、基板温度が１５０℃、圧力６０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｂ２Ｈ６流量比が１／３、投入パワー密度が０．０１Ｗ／ｃｍ２であった。なお、上記でいうＢ２Ｈ６ガス流量は、Ｈ２によりＢ２Ｈ６濃度が５０００ｐｐｍまで希釈された希釈ガスの流量である。【０１５５】
次にウェハの裏面側に、真性シリコン系薄膜２ｂとしてｉ型非晶質シリコン層が６ｎｍの膜厚で製膜された。ｉ型非晶質シリコン層２ｂの製膜条件は、上記のｉ型非晶質シリコン層２ａの製膜条件と同様であった。ｉ型非晶質シリコン層２ｂ上に、一導電型シリコン系薄膜３ｂとしてｎ型非晶質シリコン層が８ｎｍの膜厚で製膜された。ｎ型非晶質シリコン層３ｂの製膜条件は、基板温度：１５０℃、圧力：６０Ｐａ、ＳｉＨ４／ＰＨ３流量比：１／２、投入パワー密度：０．０１Ｗ／ｃｍ２であった。なお、上記でいうＰＨ３ガス流量は、Ｈ２によりＰＨ３濃度が５０００ｐｐｍまで希釈された希釈ガスの流量である。【０１５６】
この上に透明電極層６ａおよび６ｂとして、各々酸化インジウム錫（ＩＴＯ、屈折率：１．９）が１００ｎｍの膜厚で製膜された。ターゲットとして酸化インジウムと酸化錫の焼結体を用い、基板温度：室温、圧力：０．２Ｐａのアルゴン雰囲気中で、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワー密度を印加して透明電極層の製膜が行われた。裏面側透明電極層６ｂ上には、裏面金属電極層８として、スパッタ法により銀が５００ｎｍの膜厚で形成された。【０１５７】
なお、上記のシリコン系薄膜、透明電極層および裏面金属電極は、いずれもマスクを用いることなく、ウェハの全面（ＣＶＤおよびスパッタ製膜時にプラズマに曝される面側の全面）に製膜された。【０１５８】
上記により形成された光電変換部の光入射側透明電極層６ａ上に、第一導電層７１および第二導電層７２を有する集電極７０が以下のように形成された。【０１５９】
（第一導電層の形成）
第一導電層７１の形成には、低融点材料としてのＳｎＢｉ金属粉末（粒径ＤL＝２５〜３５μｍ、融点Ｔ１＝１４１℃）と高融点材料としての銀粉末（粒径ＤH＝２〜３μｍ、融点Ｔ２＝９７１℃）とを、２０：８０の重量比で含み、さらに高融点材料のバインダー樹脂としてエポキシ系樹脂を含む印刷ペーストが用いられた。この印刷ペーストを、集電極パターンに対応する開口幅（Ｌ＝８０μｍ）を有する＃２３０メッシュ（開口幅：ｌ＝８５μｍ）のスクリーン版を用いて、スクリーン印刷し、９０℃で乾燥が行われた。【０１６０】
（絶縁領域の形成：シリコンウェハの割断）
まず、ウェハをレーザ加工装置に移動し、レーザ光によってウェハの外周部の全周にわたって、図６（Ａ１）に示すように溝を形成した。溝の位置はウェハの端から０．５ｍｍとした。レーザ光としては、ＹＡＧレーザの第三高調波（波長３５５ｎｍ）を用い、溝の深さはウェハの厚みの３分の１程度とした。続いて図６（Ｂ１）に示すように、溝に沿ってウェハを折り曲げ端部を割断し、ウェハの外周部を除去した。この工程により、ウェハの側面には、シリコン系薄膜、透明電極層および裏面金属電極のいずれも付着していない絶縁領域が形成された。【０１６１】
（絶縁層の形成）
第一導電層７１が形成後に端部が割断さされたウェハが、ＣＶＤ装置に投入され、絶縁層９として酸化シリコン層（屈折率：１．５）が、プラズマＣＶＤ法により１２０ｎｍの厚みで光入射面側に形成された。【０１６２】
絶縁層９の製膜条件は、基板温度：１３５℃、圧力１３３Ｐａ、ＳｉＨ４／ＣＯ２流量比：１／２０、投入パワー密度：０．０５Ｗ／ｃｍ２（周波数１３．５６ＭＨｚ）であった。この条件で光入射面側に形成された絶縁層の屈折率（ｎ）および消衰係数（ｋ）は図１３に示す通りであった。その後、絶縁層形成後のウェハが熱風循環型オーブンに導入され、大気雰囲気において、１８０℃で２０分間、アニール処理が実施された。【０１６３】
以上のようにアニール工程までが行われた基板１２が、図１１に示すように、めっき槽１１に投入された。めっき液１６には、硫酸銅五水和物、硫酸、および塩化ナトリウムが、それぞれ１２０ｇ／ｌ、１５０ｇ／ｌ、および７０ｍｇ／ｌの濃度となるように調製された溶液に、添加剤（上村工業製：品番ＥＳＹ−２Ｂ、ＥＳＹ−Ｈ、ＥＳＹ−１Ａ）が添加されたものが用いられた。このめっき液を用いて、温度４０℃、電流３Ａ／ｄｍ２の条件でめっきが行われ、第一導電層７１上の絶縁層上に、１０μｍ程度の厚みで第二導電層７２として銅が均一に析出した。第一導電層が形成されていない領域への銅の析出はほとんど見られなかった。【０１６４】
［参考例１］
実施例１と同様に、ウェハの全面に、マスクを用いることなく、シリコン系薄膜、透明電極層および裏面金属電極が製膜され、光電変換部が形成された。その後、実施例１と同様に第一導電層の形成が行われた。第一導電層形成後、シリコンウェハの割断が行われなかったこと以外は、実施例１と同様に、絶縁層の形成および第二導電層の形成が行われた。【０１６５】
第二電極層形成後の基板をレーザ加工装置に移動し、ＹＡＧレーザの第三高調波を用いて、実施例１と同様に基板の外周部の全周にわたって溝を形成し、基板の端部を割断した。このようにして得られた参考例１の太陽電池は、実施例１の太陽電池と略同様の構成を有するが、実施例１では、基板の側面が絶縁層で覆われているのに対して、参考例１では、基板の側面が露出している点で異なっていた。【０１６６】
［実施例２］
各層の製膜時にマスクが用いられたこと以外は、実施例１と同様にして各層の製膜が行われ、図４（Ａ１）に模式的に示される断面を有する光電変換部が形成された。その後、シリコンウェハの割断が行われなかったこと以外は実施例１と同様にして、第一導電層、絶縁層、および第二導電層が順次形成された。得られた太陽電池の断面は、図４（Ａ２）に模式的に示されるように、第一の主面側のセル外周部約２ｍｍの幅の透明電極層除去領域５１１ｘおよび導電型半導体層除去領域５２１ｘ、ならびに側面の導電型半導体層除去領域５２２ｘの全てが絶縁層で覆われていた。さらに、絶縁層製膜時にマスクが用いられなかったため、第二の主面側の透明電極層除去領域５１２ｘおよび導電型半導体層除去領域５２３ｘも絶縁層で覆われていた。【０１６７】
［参考例２］
参考例２では、導電性シリコン薄膜の製膜時にはマスクを用いず、透明電極層および裏面金属電極製膜時にマスクを用いたこと以外は上記実施例２と同様にして、図１２（Ａ１）に模式的に示される断面を有する光電変換部が形成された。図１２（Ａ１）に示す形態では、基板表裏の導電型半導体層３ａ，３ｂは短絡されている。一方、セル外周部約２ｍｍの領域５１３ｘ，５１５ｘ、および側面５１４ｘでは、電極層６ａ，６ｂおよび８が形成されていないため、表裏の電極層の短絡は除去されている。
その後、実施例２と同様にして、第一の主面側の透明電極層上に、第一導電層、絶縁層、および第二導電層が順次形成された。絶縁層製膜の際に、透明電極層形成時と同様のマスクが用いられたため、得られた太陽電池は、図１２（Ａ２）に模式的に示される断面を有しており、電極層除去領域（領域５１３ｘ，５１４ｘ，および５１５ｘ）は絶縁層により覆われていなかった。【０１６８】
［比較例１］
第一導電層形成用の印刷ペーストとして、低融点材料を含まない銀ペースト（すなわち金属材料粉末と銀粉末との比率を０：１００としたもの）が用いられた点を除いて、参考例１と同様にして第一導電層（銀電極）７１の形成までが行われた。その後、絶縁層形成工程、アニール工程、第二導電層形成工程のいずれも実施せず、この銀電極を集電極とする結晶シリコン系太陽電池が作製された。【０１６９】
［比較例２］
絶縁層を形成せず、第二導電層を、フォトリソグラフィ法を用いて形成した点を除いて参考例１と同様にして結晶シリコン系太陽電池が作製された。
第一導電層までが形成されたウェハ基板に、スピンコート法によりフォトレジストを基板全面に塗布した。フォトレジストを乾燥させた後、第一導電層に対応した開口パターンを有するフォトマスクを介してフォトレジストに紫外線を照射した。更に、現像液に浸漬することにより、第一導電層上にフォトレジストの開口パターンを形成した。その後、めっき装置に導入し、第一導電層に通電することによりフォトレジストの開口パターン部に第二導電層を形成した。その後、フォトレジストをレジスト剥離液により除去し、参考例１と同様に絶縁処理を実施した。【０１７０】
［評価］
以上のようにして得られた実施例、参考例および比較例の結晶シリコン系太陽電池に、ＡＭ１．５のスペクトル分布を有するソーラーシミュレータを用いて、２５℃の下で擬似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ２のエネルギー密度で照射して、太陽電池特性の測定を行った。更に、当結晶シリコン系太陽電池を１枚含むミニモジュールを作製し、このミニモジュールを、温度８５度、湿度８５％の環境下に１０００時間放置する環境試験を実施した。【０１７１】
ミニモジュールの構造は、バックシート／封止材／配線部材接続済み結晶シリコン系太陽電池／封止材／ガラス、であり、結晶シリコン系太陽電池に貼り付けた配線部材を介して外部の測定器と接続し、ソーラーシミュレータを用いて太陽電池特性の測定を行った。環境試験前後で、太陽電池出力を比較し、変換効率の保持率＝（環境試験後変換効率）÷（環境試験前変換効率）を求めた。なお、比較例１では環境試験は実施しなかった。【０１７２】
上記各実施例、参考例および比較例の太陽電池の出力特性（開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、曲線因子（ＦＦ）および変換効率（Ｅｆｆ）の測定結果、および変換効率の保持率を表１に示す。【０１７３】
【表１】
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【０１７４】
実施例１および実施例２と、比較例１との比較から、本発明の結晶シリコン系太陽電池は、従来の銀ペーストのみの集電極に比べて、変換効率（Ｅｆｆ）が向上している。これは、第一導電層を下地として第二導電層が形成されるために、集電極の抵抗が低くなり、曲線因子（ＦＦ）が向上したためと考えられる。【０１７５】
また参考例１と比較例２とを比較すると、Ｊｓｃ以外の変換特性はほぼ同程度であるが、環境試験後の保持率は、参考例１が０．９７であり、比較例５の０．９２を上回っていた。これは、参考例１では、めっき工程において、基板の表面および側面が絶縁層で覆われているために、めっき液中の不純物のシリコン基板への拡散が抑制されたためと考えられる。【０１７６】
さらに、実施例１と参考例１とを比較すると、変換特性はほぼ同程度であるが、実施例１では、保持率が、０．９９に上昇している。これは、絶縁層形成前にウェハを割断して絶縁領域が形成され、当該絶縁領域上（ウェハ側面）に絶縁層が形成されるため、太陽電池の側面が絶縁層により保護されているためと考えられる。同様に、実施例２においても、絶縁領域が絶縁層により保護されているため、高い保持率を示したと考えられる。【０１７７】
参考例２では、シリコン基板の表裏の導電型シリコン系薄膜が接触しているにも関わらず、比較例２よりも高い変換効率および保持率を示した。これは、導電型シリコン系薄膜は、透明電極層よりも抵抗が高いため、導電型シリコン系薄膜を介した短絡は、透明電極層を介した短絡に比してその影響が小さいためであると考えられる。この結果から、ヘテロ接合太陽電池において、変換特性および信頼性の観点から、絶縁領域は、透明電極層と導電型半導体層の両方が除去されていることが好ましいものの、透明電極層のみが除去された場合であっても、変換特性及び信頼性の向上の効果が得られることが分かる。一方、実施例２と参考例２とを比較すると、実施例２の方が高い保持率を示した。これは、実施例２では、短絡が除去された絶縁領域上にも絶縁層が形成され、その表面が保護されていることに起因すると考えられる。【０１７８】
以上、実施例を用いて説明したように、本発明によれば、シリコン基板への不純物の混入を抑制しつつ、めっき法により太陽電池の集電極を作製することができるため、高出力の太陽電池を低コストで提供することが可能となる。
【符号の説明】
【０１７９】
１．一導電型単結晶シリコン基板
２．真性シリコン系薄膜
３．導電型シリコン系薄膜
６．透明電極層
７０．集電極
７１．第一導電層
７１１．低融点材料
７２．第二導電層
８．裏面金属電極
９．絶縁層
９ｈ．開口部
５０．光電変換部
５ｘ．絶縁領域
１００．太陽電池
１０１．ヘテロ接合太陽電池
１０．めっき装置
１１．めっき槽
１２．基板
１３．陽極
１４．基板ホルダ
１５．電源
１６．めっき液
【要約】
本発明の太陽電池は、光電変換部５０と集電極７０とを有する。光電変換部５０は第一の主面および第二の主面を有し、集電極７０は光電変換部５０の第一の主面上に形成されている。集電極７０は、光電変換部５０側から順に第一導電層７１と第二導電層７２とを含み、かつ、第一導電層７１と前記第二導電層７２との間に絶縁層９を含む。絶縁層９には開口が設けられており、絶縁層９に設けられた開口を介して第一導電層７１と第二導電層７２が導通されている。本発明の太陽電池において、光電変換部の第一の主面、第二の主面または側面に、光電変換部の表裏の短絡が除去された絶縁領域を有しており、絶縁領域表面の少なくとも一部が、絶縁層で覆われている。【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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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１０】
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