(57)【要約】【課題】給電プローブを押し当てた場所を製品として得られる太陽電池セルに残さないことで太陽電池セルの発電効率を向上できる製造方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかる太陽電池セルの製造方法は、給電箇所を有する基板を準備する工程と、前記給電箇所に給電プローブを電気的に接続してめっき法で配線を形成する工程と、前記基板を割断して前記給電箇所を除去する工程と、を含むことを特徴として備えることで、上記の課題を解決するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電箇所を有する基板を準備する工程と、
前記給電箇所に給電プローブを電気的に接続してめっき法で配線を形成する工程と、
前記基板を割断して前記給電箇所を除去する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項２】
前記給電箇所は、複数個設けられる、
請求項１に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項３】
前記給電箇所は、前記基板の中心を囲って設けられる、
請求項２に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項４】
前記給電箇所は、前記配線の形成される位置と連続して設けられる、
請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項５】
前記基板にはマークが備わり、該マークを基準に前記基板を割断する際の位置を決定する、
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項６】
前記マークは、前記給電箇所と共に前記基板から除去される、
請求項５に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項７】
準備される前記基板は円形状であり、割断した後の前記基板は多角形状である、
請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項８】
前記給電箇所は、前記基板に導電膜を形成した後に、当該導電膜にレジストを形成し、その後、該レジストの一部を除去して前記導電膜を露出させ、当該露出した領域を前記給電箇所として設けられる、
請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項９】
前記給電箇所と電気的に接続される前記給電プローブの領域の面積は、前記給電箇所の面積よりも小さい、
請求項１〜８のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき法で形成された電極を備える太陽電池セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
めっき法で形成された電極を備える太陽電池セルの従来の製造方法が特許文献１に開示されている。従来の製造方法では、図９に示すように、給電プローブ２３を導電層１７ａに押し当てた状態でシリコン基板２０をめっき液に浸漬し、給電プローブ２３から給電することで導電層１７ａに電解めっきを行って、太陽電池セルを製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８２１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の製造方法では、給電プローブを押し当てた場所が、発電に寄与しない不要な場所として太陽電池セルに残置されてしまい、太陽電池セルの発電効率を低下させるという課題を有している。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するもので、給電プローブを押し当てた場所を太陽電池セルに残さないことで太陽電池セルの発電効率を向上できる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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池セルの製造方法は、給電箇所を有する基板を準備する工程と、前記給電箇所に給電プローブを電気的に接続してめっき法で配線を形成する工程と、前記基板を割断して前記給電箇所を除去する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明によれば、給電プローブを押し当てた場所を太陽電池セルに残さないことで太陽電池セルの発電効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る、太陽電池セルの製造方法を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態に係る、電解めっき工程時の太陽電池セルの模式的断面図
【図３】本発明の実施の形態に係る、給電箇所除去工程時の太陽電池セルの模式的断面図
【図４】本発明の実施の形態に係る、給電箇所の一例を示す太陽電池セルの模式的平面図
【図５】本発明の実施の形態に係る、給電箇所の他の例を示す太陽電池セルの模式的平面図
【図６】本発明の実施の形態に係る、給電箇所の更に他の例を示す太陽電池セルの模式的平面図
【図７】本発明の実施の形態に係る、マークを設けられた太陽電池セルの模式的平面図
【図８】本発明の実施の形態に係る、３本のバスバー電極を有する太陽電池セルの模式的断面図
【図９】特許文献１の製造方法における、給電プローブを給電箇所に接触させた状態を示す模式的断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施の形態に係る太陽電池セルの製造方法を図１に示す模式図を用いて説明する。ここでは、単結晶シリコン系太陽電池セルを製造するものとする。
【００１０】
まず、図１（ａ）に示す単結晶シリコンインゴット１００を準備する。
【００１１】
次に、単結晶シリコンインゴット１００をスライスし、図１（ｂ）に示すように、円形のシリコン基板１０１を切り出す。シリコン基板１０１の厚みは例えば１００〜２００μｍである。スライスには、ダイヤモンド砥粒をピアノ線等に固着したダイヤモンドワイヤなどを用いる。
【００１２】
続いて、図１（ｃ）に示すように、シリコン基板１０１に、パターニングしたレジスト１０５を形成する。このとき、シリコン基板１０１の外周部１０１ａに、給電箇所１０８が形成されるようにレジスト１０５をパターニングする。なお、シリコン基板１０１上には、光電変換層（図示せず）と透明導電膜１０３とが順に形成され、レジスト１０５は、透明導電膜１０３の一部が露出されるようにパターニングされる。
【００１３】
次に、図１（ｄ）に示すように、給電箇所１０８に押し当てることで給電プローブ１０９を電気的に接続し、接続した給電プローブ１０９から給電箇所１０８に電流を供給する。このとき、シリコン基板１０１は、めっき液中に保持され、電解めっきが実施される。これにより、レジスト１０５から露出した透明導電膜１０３上にめっき膜が成膜される。ここでは、銅をめっき膜として成膜し、成膜されためっき膜が、シリコン基板１０１に形成された配線１１０（図１（ｅ））となる。
【００１４】
電解めっき法としては、めっき液に硫酸銅水溶液を用い、電流密度５Ａ／ｄｍ２の電流を１０分間印加することで、約１０μｍ厚の銅の成膜が可能である。また、例えば、めっき液にスルファミン酸ニッケル水溶液を用い、電流密度５Ａ／ｄｍ２の電流を２分間印加することで、約２μｍ厚のニッケルの成膜が可能である。
【００１５】
次いで、電解めっき法による配線１１０の形成が完了したシリコン基板１０１について、外周部１０１ａを割断して給電箇所１０８を除去する。割断は、図１（ｅ）に破線で示す割断線１１１に沿ってレーザ等により実施する。このとき、割断線１１１の外側に給電箇所１０８が位置するように、割断を行う。
【００１６】
そして、図１（ｆ）に示すような多角形状の太陽電池セル２００を得る。ここでは、四隅を面取りした四角形状の太陽電池セル２００を示す。電解めっき後に、給電箇所１０８と共に外周部を割断・除去することで、得られる太陽電池セル２００には給電箇所１０８が残置されない。このため、製品として得られる太陽電池セル２００に給電箇所１０８（給電プローブ１０９を押し当てた場所）を残さないことが可能となる。これにより、給電プローブ１０９を押し当てた場所が残置される場合に比べて、太陽電池セルの発電効率を向上できる。
【００１７】
以下、電解めっき工程から給電箇所除去工程に至るまでの詳細を説明する。
【００１８】
図２は、電解めっき工程を実施する際のシリコン基板１０１の模式的断面図である。この図２は、図１（ｄ）のａ−ａ’断面を示す。図２に示すように、シリコン基板１０１に光電変換部として機能する非晶質半導体層１０２が形成されている。非晶質半導体層１０２は、受光することにより電子や正孔などのキャリアを生成する。非晶質半導体層１０２としては、ｐｎ接合やｐｉｎ接合等の半導体接合を有するものであっても良い。非晶質半導体層１０２の代わりに、シリコン基板１０１にｎ型およびｐ型ドーパントを拡散させて光電変換部を形成してもよい。
【００１９】
非晶質半導体層１０２には透明導電膜１０３が形成される。透明導電膜１０３は、非晶質半導体層１０２で生成されたキャリアを効率良く収集するための導電性が必要であるため、導電膜とする。さらに、透明導電膜１０３には、非晶質半導体層１０２まで光を届けるために高い光透過性も必要となる。このため、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を透明導電膜１０３に採用する。透明導電膜１０３の厚みは、例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。透明導電膜１０３をシリコン基板１０１に形成した後に、レジスト１０５が形成され、透明導電膜１０３の一部が露出するようにレジスト１０５の一部が除去される。このとき、露出する透明導電膜１０３のうち、シリコン基板１０１の外周部１０１ａに位置する領域を給電箇所１０８とする。なお、レジスト１０５に例えばフォトレジストを採用し、露光・現像工程を経ることで、パターニングを実施する。
【００２０】
給電箇所１０８には給電プローブ１０９が押し当てられることで、給電プローブ１０９が給電箇所１０８と電気的に接続されている。この給電プローブ１０９から通電することで、電解めっき法により、レジスト１０５から露出した透明導電膜１０３に図３に示す配線１１０を形成する。配線１１０としては、フィンガー電極と呼ばれる例えば１０μｍ〜５０μｍ幅の細線や、これらのフィンガー電極と直交する太線のバスバー電極がある。
【００２１】
配線１１０を形成した後には、給電箇所１０８は不要となる。このため、図３に示すように、シリコン基板１０１の外周部１０１ａを割断して、給電箇所１０８と共に除去する。割断は図３中に破線で示される割断線１１１に沿って行う。この場合、割断線１１１は、給電箇所１０８よりもシリコン基板１０１の内側に設定する。これにより、電解めっき法により配線１１０を形成した場合であても、製品としては給電箇所１０８を有さない太陽電池セルを製造できる。
【００２２】
なお、給電プローブ１０９を給電箇所１０８に押し当てる際に、合わせずれが生じる場合がある。これを防止するために、給電箇所１０８と電気的に接続される給電プローブ１０９の領域の面積を、給電箇所１０８の面積よりも小さく設定するのが望ましい。例えば、給電プローブ１０９の先端（給電箇所１０８と電気的に接続される給電プローブ１０９の領域）が直径２ｍｍの場合には、給電箇所１０８を例えば５〜１０ｍｍ角の大きさとする。
【００２３】
また、電解めっき法で成膜する配線１１０の膜厚を均一にするためには、シリコン基板１０１内の電流分布を平滑にする必要がある。このため、給電箇所１０８を複数個、具体的には、上下左右の４箇所、若しくはそれよりも多くの給電箇所１０８を、シリコン基板１０１の中心を囲うように設けるのが好ましい。これら複数の給電箇所１０８それぞれに給電プローブ１０９を電気的に接続して電解めっき法を実施する。さらに、安定した電流供給のため、配線１１０の形成される位置と連続するように給電箇所１０８を設けるのが望ましい。
【００２４】
なお、ダイシングブレードを用いてシリコン基板１０１を割断してもよいが、割断面に欠けが発生することが懸念される。このため、割断には、ＹＡＧ等のレーザを適用するのが望ましい。また、生産性を向上させるため、シリコン基板１０１の厚みの半分程度をレーザで切り込み、残りの部分を応力で壁開割断するのが望ましい。
【００２５】
更に、割断線１１１上に給電箇所１０８が存在すると、割断による給電箇所１０８の飛び散りが生じるため、割断線１１１上には給電箇所１０８を設けないことが好ましい。具体的には、給電箇所１０８の例えば０．２ｍｍ程度内側に割断線１１１を設定する。
【００２６】
なお、透明導電膜１０３の代わりに、銅、ニッケル、銀などの導電膜を用いてもよい。
【００２７】
また、図１（ｃ）で示した円形状のシリコン基板１０１に代えて、図４に示す四角形のシリコン基板１０１ｂを用いても良い。この場合、四角形の外周部１０１ｃに沿って給電箇所１０８を設け、電解めっきの実施後に、割断線１１１に沿って、給電箇所１０８を除去すればよい。但し、円形状のシリコン基板１０１を採用した方が、図１（ａ）の単結晶シリコンインゴット１００を有効利用できるため好ましい。
【００２８】
なお、図５に示すように給電箇所１０８を８箇所設けることにより、電流分布の均一性を更に向上させ、めっき膜厚の均一性をより向上させることも可能である。
【００２９】
また、図６に示すように、レジスト１０５の全ての開口部が面内で連続するように給電箇所１０８を設けてもよい。図６の状態により電流分布の均一性が向上し、めっき膜厚の均一性をより向上できる。
【００３０】
なお、図７に示すように外周部１０１ａにマーク１１２を設けても良い。このマーク１１２を基準にして割断線１１１（外周部１０１ａを切除する際の位置）を決定すれば、高精度に、給電箇所１０８を割断・除去することが可能である。また、給電箇所１０８と同時にマーク１１２を除去できるため、製品として得られる太陽電池にマーク１１２が残置されることも無い。なお、マーク１１２は、図１（ｃ）や図４〜図５に示した場合に採用してもよい。
【００３１】
なお、製造する太陽電池は、四角形状に限られず、六角形や八角形などの多角形状でもよい。
【００３２】
なお、図８に示すようにバスバー電極を増やす（例えば３本）ことで集電効率が向上し、光電変換効率向上が可能となる。なお、シリコン単結晶の結晶方位を示すノッチ１１３が外周部に存在する。
【００３３】
なお、給電箇所１０８を、フィンガー電極やバスバー電極の形成される領域と離間して設けても良い。レジスト１０５の下層で全面に透明導電膜１０３が形成されているためである。但し、給電箇所１０８を、フィンガー電極やバスバー電極の形成される領域と接触させて形成した方が、めっきの成長速度を向上させることができるため、生産性の観点から好適である。
【００３４】
なお、本実施の形態において、図１（ｃ）に示すような外周部１０１ａに給電箇所１０８を有する基板（シリコン基板１０１）を準備する工程を有し、その後、図１（ｄ）を用いて説明した工程を実施しても良い。
【００３５】
また、多結晶シリコン系太陽電池セルを製造してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、太陽電池セルの製造に最適である。
【符号の説明】
【００３７】
１００    単結晶シリコンインゴット
１０１    シリコン基板
１０１ａ  外周部
１０３    透明導電膜
１０５    レジスト
１０８    給電箇所
１０９    給電プローブ
１１０    配線
１１１    割断線
２００    太陽電池セル
【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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