(57)【要約】      （修正有）【課題】高効率で量産性に優れた結晶シリコン系太陽電池とその製造方法を提供する。【解決手段】一導電型単結晶シリコン基板１の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層３と第一透明導電膜層５ａを含む第一積層体を有し、第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層４と第二透明導電膜層５ｂを含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法であって、第一積層体形成工程と、第二積層体形成工程とを含む基板準備工程と、基板１の第一又は第二の主面側からレーザーを照射するレーザー照射工程をこの順に有する。積層体形成工程において、第一積層体と第二積層体の少なくとも各々の最表面層が、基板側面に回り込むように形成される。また第一又は第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、基板側面に、第一積層体と第二積層体の、各々の最表面層を構成する成分の短絡が除去された絶縁領域を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法であって、
前記基板の第一の主面上に、前記第一積層体を形成する第一積層体形成工程と、前記基板の第二の主面上に、第二積層体を形成する第二積層体形成工程とを含む基板準備工程と、
前記基板の第一の主面もしくは第二の主面側からレーザーを照射するレーザー照射工程をこの順に有し、
前記第一積層体形成工程および前記第二積層体形成工程において、前記第一積層体の少なくとも最表面層および前記第二積層体の少なくとも最表面層が、各々前記基板の側面に回り込むように形成され、
前記レーザー照射工程において、前記第一の主面もしくは前記第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、前記基板の側面に、前記第一積層体の最表面層を構成する成分と前記第二積層体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形成する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記レーザー照射工程において、前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘ってレーザーを照射することにより形成される、請求項１に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘って、連続してレーザーを照射することにより形成される、請求項１または２に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部側面の端部から３ｍｍ以内の位置にレーザーを照射することにより形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第一積層体の最表面層が前記第一透明導電膜層であり、前記基板の第二の主面側において、第二透明導電膜層上にさらに金属電極層を有し、前記第二積層体の最表面層が前記金属電極層である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記一導電型単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１〜５のいずれか１項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁領域が、前記レーザー照射を複数回繰り返すことにより形成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記レーザー照射が、１つのレーザー発振器から放出された１本のレーザー光を照射することにより行われる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
【請求項９】
一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池であって、
前記基板の側面に、第一積層体の最表面層を構成する成分と第二積層体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形成し、
前記絶縁領域は、前記基板の外周部側面の全周に亘って形成されており、かつ、前記第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕を有する、結晶シリコン系太陽電池。
【請求項１０】
前記レーザー痕が、前記基板の外周部の全周に亘って形成されている、請求項９に記載の結晶シリコン系太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶シリコン系太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系太陽電池は、光電変換効率が高く、既に太陽光発電システムとして広く一般に実用化されている。例えば、特許文献１のような、単結晶シリコンとはバンドギャップの異なる非晶質シリコン系薄膜層を単結晶表面へ製膜し、拡散電位を形成した結晶シリコン系太陽電池は、ヘテロ接合型太陽電池と呼ばれている。
【０００３】
上記ヘテロ接合型太陽電池の光電変換部の製造方法の一例として、結晶シリコン基板上に非晶質シリコン系薄膜層、透明導電膜層または金属電極層を製膜する方法には、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法または蒸着法等の製造方法が好ましく用いられる。これらの製造方法では、一般的に、結晶シリコン基板をホルダーまたはトレーにセットし、結晶シリコン基板に対して直行する向きに着膜が進行する。この際、該基板とホルダー間の隙間や、トレーに配置した際に側面がむき出しとなるため、非晶質シリコン系薄膜層、透明導電膜層または金属電極層が結晶シリコン基板上の製膜面のみならず側面または裏面に回り込んでしまい、表面と裏面との間の短絡やリーク電流が生じるという問題があった。
【０００４】
上記問題に対し、例えば、特許文献２では、結晶シリコン基板の周端部を金属等のマスクで覆いながら製膜することにより、上記薄膜層の基板側面または裏面への回り込みを防止する方法が提案されている。しかしながら、特許文献２のようなマスクを用いた製造方法では、周端部が無発電領域あるいは高抵抗領域となり、発電に寄与する有効面積が減少し、その結果、太陽電池特性が大幅に低下するという問題があった。さらに、一般的に、工業的生産を考えた場合には、マスクを使用する工程は少ない方が好ましいため、このようなマスクを多用する製造方法は、量産性に乏しいという問題もあった。
【０００５】
上記の問題を解決するために、特許文献３〜５では、結晶シリコン基板上に上記薄膜層等が形成された後に、所定の加工を行い、短絡防止やリーク電流低減を可能とする方法が提案されている。具体的には、特許文献３では、結晶シリコン基板上に形成された上記薄膜層等をレーザー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。一方、特許文献４、５では、レーザー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提案されている。特許文献３〜５の溝の表面には、上記薄膜層等が存在しないため、回り込みによる短絡やリーク電流の問題が解決される。
【０００６】
さらに、特許文献６では、多結晶シリコン基板を用いた太陽電池セルの分割工程において、複数のレーザー光を照射して、基板の切断およびｐｎ接合層の分離を可能とする方法が提案されている。上記分割工程とは、１枚の太陽電池セルを２分の１サイズ、あるいは３分の１サイズ等の複数枚に分割して、各々すべての分割セルを太陽電池として利用するための工程である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２２１３６８号公報
【特許文献２】特開２００１−４４４６１号公報
【特許文献３】特開平９−１２９９０４号公報
【特許文献４】特開２００６−３１０７７４号公報
【特許文献５】特開２００８−２３５５２１号公報
【特許文献６】特開２０１１−２５３９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３のように溝を形成する製造方法では、非晶質シリコン系薄膜層と透明導電膜層をレーザー照射により除去する形態が図示されているが、レーザー照射により、これらの層のみを選択的に除去することは困難であり、一般的には、レーザー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まで到達している。この溝形成方法では、短絡は防止できるものの、リーク電流を抑制することまでは困難である。
【０００９】
次に、特許文献４、５のようにＰＮ接合部にダメージが生じないように溝を形成し、その後、割断する製造方法では、短絡防止可能であり、リーク電流の抑制も可能となるが、割断するためには、基板端部から数ｍｍ程度内側にレーザー照射する必要があり、発電に寄与する有効面積が減少する。従って、リーク電流抑制による太陽電池特性向上と、有効面積減少による太陽電池特性低減が、トレードオフすることになり、その結果、最終的な太陽電池特性の向上が期待できない。割断による製造方法では、非常に破損しやすいと考えられる結晶シリコン基板を、端部から数ｍｍ程度の幅の全周囲を再現良く割断することが要求され、機械設備による自動量産化が非常に困難であり、工業的生産に不向きであるという問題もあった。また、特許文献５では、シリコン基板のへき界面とは平行でない部分に、連続して溝を形成することで、基板の割れを抑制できる旨が記載されているものの、割断する際の割れ抑制の観点からは課題が残る。
【００１０】
また、特許文献６に記載の方法では、一方の面から他方の面に達するようにレーザー照射を行い、基板の分割とｐｎ接合部の分離を行っているものの、１枚の基板から複数のセルを作製するために、別途のレーザーを照射してレーザー照射による残渣を完全に除去する必要がある。このように結晶シリコン基板を分割する製造方法では、複数のレーザー光を照射するためのレーザー装置および照射システムが必要であり、設備費が非常に高額となり、工業的生産設備には不向きであると考えられる。また、このような分割方法は、基板を単純に２等分あるいは３等分と切断することには有用であると考えられるが、基板端部により近い外周部に沿った形でレーザー光を照射して可能な限り有効面積を増加させることが要求される場合、複数のレーザー光を全周に亘り再現良く照射することが非常に困難であり、かつ、発電に寄与する有効面積が減少すると考えられる。
【００１１】
本発明は、上記現状に鑑み、変換効率の高い太陽電池、およびこれらの量産性に優れた製造方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以下に関する。
本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法であって、前記一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、前記第一積層体を形成する第一積層体形成工程と、前記基板の第二の主面上に、第二積層体を形成する第二積層体形成工程とを含む基板準備工程と、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面側からレーザーを照射するレーザー照射工程をこの順に有し、前記第一積層体形成工程および前記第二積層体形成工程において、前記第一積層体の少なくとも最表面層および前記第二積層体の少なくとも最表面層が、各々前記基板の側面に回り込むように形成され、前記レーザー照射工程において、前記第一の主面もしくは前記第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、前記基板の側面に、前記第一積層体の最表面層を構成する成分と前記第二積層体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形成する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法である。
【００１３】
前記レーザー照射工程において、前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘ってレーザーを照射することにより形成されることが好ましい。
【００１４】
前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘って、連続してレーザーを照射することにより形成されることが好ましい。
【００１５】
前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部側面の端部から３ｍｍ以内の位置にレーザーを照射することにより形成されることが好ましい。
【００１６】
前記第一積層体の最表面層が前記第一透明導電膜層であり、前記基板の第二の主面側において、第二透明導電膜層上にさらに金属電極層を有し、前記第二積層体の最表面層が前記金属電極層であることが好ましい。
【００１７】
前記一導電型単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ことが好ましい。
【００１８】
前記絶縁領域が、前記レーザー照射を複数回繰り返すことにより形成されることが好ましい。
【００１９】
前記レーザー照射が、１つのレーザー発振器から放出された１本のレーザー光を照射することにより行われることが好ましい。
【００２０】
また本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池であって、前記基板の側面に、第一積層体の最表面層を構成する成分と第二積層体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形成し、前記絶縁領域は、前記基板の外周部の全周に亘って形成されており、かつ、前記第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕を有することが好ましい。
【００２１】
前記レーザー痕が、前記基板の外周部の全周に亘って形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による結晶シリコン系太陽電池の製造方法によって、所定のレーザー照射を行うことにより、短絡やリーク電流を抑制できる。また、割断等の別工程が不要となるため、量産性に優れた製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】結晶シリコン系太陽電池の一実施形態を示す模式的断面図
【図２】結晶シリコン系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層および透明導電膜層までが形成された状態を示す模式的断面図
【図３】結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、レーザー照射後に折割り加工が行われた状態を示す模式的断面図
【図４】結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、レーザー照射のみによる切断加工が行われた状態を示す模式的断面図
【図５】本発明の一実施形態における結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、外周部の全周に亘って連続してレーザー照射が行われた状態を示す模式的断面図
【図６】従来の結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、外周部の全周に亘って各辺毎にレーザー照射が行われた状態を示す模式的断面図
【図７】従来の結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、外周部の全周に亘って連続してレーザー照射が行われた状態を示す模式的断面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法であって、前記一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、前記第一積層体を形成する第一積層体形成工程と、前記基板の第二の主面上に、第二積層体を形成する第二積層体形成工程とを含む基板準備工程と、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面側からレーザーを照射するレーザー照射工程をこの順に有する。前記第一積層体形成工程および前記第二積層体形成工程において、前記第一積層体の少なくとも最表面層および前記第二積層体の少なくとも最表面層が、各々前記基板の側面に回り込むように形成される。また前記レーザー照射工程において、前記第一の主面もしくは前記第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、前記基板の側面に、前記第一積層体の最表面層を構成する成分と前記第二積層体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形成する。
【００２５】
図１は、本発明による結晶シリコン系太陽電池の一実施形態を示す模式的断面図である。なお、本発明においては、以下の実施形態に限定されない。本実施形態の結晶シリコン系太陽電池はヘテロ接合型太陽電池であり、一導電型単結晶シリコン基板の光入射面（表面側）には、真性シリコン系薄膜層／逆導電型シリコン系薄膜層／第一透明導電膜層を有し（以下、第一積層体）、透明導電膜層の上には集電極が形成されているものが好ましい。一方、上記一導電型単結晶シリコン基板の裏面側には、真性シリコン系薄膜層／一導電型シリコン系薄膜層／第二透明導電膜層／裏面金属電極層が形成（以下、第二積層体）されているものが好ましい。
【００２６】
＜基板準備工程＞
まず、本発明の結晶シリコン系太陽電池の製造方法における、基板準備工程について説明する。本発明の基板準備工程は、前記一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を形成する第一積層体形成工程と、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を形成する第二積層体形成工程とを有する。
【００２７】
まず一導電型単結晶シリコン基板１（以下、「結晶シリコン基板」、「単結晶シリコン基板」または「基板」ともいう）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。
【００２８】
ヘテロ接合型太陽電池では、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ヘ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、ヘテロ接合型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。また、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。テクスチャは、例えば、単結晶シリコン基板の（１００）面と（１１１）面のエッチングレートが異なることを応用した異方性エッチングによって形成される。
【００２９】
本発明における単結晶シリコン基板の厚みは、５００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。一方で機械的強度の低下や製造工程中の破損を抑制する観点から、単結晶シリコン基板の厚みは５０μｍ以上であることが好ましい。
【００３０】
本実施形態においては、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、導電型シリコン系薄膜層が製膜される。導電型シリコン系薄膜層２ａ、２ｂ、３、４は、一導電型または逆導電型のシリコン系薄膜層である。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層、および逆導電型シリコン系薄膜層は、各々ｎ型、およびｐ型となる。ｐ型またはｎ型シリコン系薄膜層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、リンやボロン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層の製膜時に、ＣＨ４、ＣＯ２、ＮＨ３、ＧｅＨ４等の異種元素を含むガスを添加して、シリコン系薄膜層を合金化することにより、シリコン系薄膜層のエネルギーギャップを変更することもできる。  
【００３１】
導電型シリコン系薄膜層としては、非晶質シリコン系薄膜層、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）系薄膜層等が挙げられる。例えば、一導電型単結晶シリコン基板としてｎ型単結晶シリコン基板を用いた場合の結晶シリコン系太陽電池の好適な構成としては、透明導電膜層／ｐ型シリコン系薄膜層／ｎ型単結晶シリコン基板／ｎ型シリコン系薄膜層／透明導電膜層の順の積層構成が挙げられる。中でも、図１に示すように、透明導電膜層５ａ／ｐ型非晶質シリコン系薄膜層３／ｉ型非晶質シリコン系薄膜層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層２ｂ／ｎ型非晶質シリコン系薄膜層４／透明導電膜層５ｂの順の積層構成が好ましい。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。
【００３２】
すなわち、本発明においては、第一積層体および第二積層体に、各々前記基板と導電型シリコン系薄膜層の間に真性シリコン系薄膜層を有することが好ましく、真性シリコン系薄膜層としては、真性非晶質シリコン系薄膜層を用いることが好ましい。ここで「真性」層との用語は、導電型不純物を含まない完全に真性であるものに限られず、シリコン系層が真性層として機能し得る範囲で微量のｎ型不純物やｐ型不純物を含む「弱ｎ型」あるいは「弱ｐ型」の実質的に真性な層をも包含する。
【００３３】
真性非晶質シリコン系薄膜層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、プラズマ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。
【００３４】
真性非晶質シリコン系薄膜層２ａ，２ｂの膜厚は、２ｎｍ〜８ｎｍの範囲が好ましい。真性シリコン系薄膜層の膜厚を２ｎｍ以上とすることにより、パッシベーション層としての効果がより期待できる。また膜厚を８ｎｍ以下とすることにより、高抵抗化により生じうる変換特性の低下をより抑制できる。
【００３５】
ｐ型シリコン系薄膜層３は、ｐ型水素化非晶質シリコン系薄膜層、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系薄膜層が好ましい。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。
【００３６】
ｐ型シリコン系薄膜層３の膜厚は、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲が好ましい。ヘテロ接合太陽電池では、特に、光入射側に配置される導電型層の膜厚を小さくすることが好ましい。例えば、ｐ層側（第一の透明導電膜層５ａ側）が光入射面である場合、ｐ型シリコン系薄膜層３の膜厚は、１５ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下さらに好ましく、８ｎｍ以下が特に好ましい。
【００３７】
ｎ型シリコン系薄膜層４は、ｎ型非晶質シリコン系薄膜層あるいはｎ型微結晶シリコン系薄膜層の単層により構成されてもよく、複数の薄膜層からなるものであってもよい。ｎ型シリコン系薄膜層４の材料としては、隣接層との良好な接合特性が得られやすいことから、非晶質シリコンや非晶質シリコンナイトライドが好ましい。ｎ型微結晶シリコン系薄膜層の材料としては、例えば、微結晶シリコン、微結晶シリコンカーバイド、微結晶シリコンオキサイドが挙げられる。
【００３８】
ｎ型シリコン系薄膜層４の膜厚は、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲が好ましい。ｎ型シリコン系薄膜層４がｎ型非晶質シリコン系薄膜層およびｎ型微結晶シリコン系薄膜層の２層で構成される場合、ｎ型非晶質シリコン系薄膜層の膜厚は５ｎｍ〜２０ｎｍが好ましく、ｎ型微結晶シリコン系薄膜層の膜厚は、５ｎｍ〜３０ｎｍ以下が好ましい。
【００３９】
シリコン系薄膜層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層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。シリコン系薄膜層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。
【００４０】
本発明における結晶シリコン系太陽電池は、逆導電型シリコン系薄膜層３，一導電型シリコン系薄膜層４上に、各々第一透明導電膜層５ａ，第二透明導電膜層５ｂを備える。第一および第二透明導電膜層は、各々第一積層体形成工程、第二積層体形成工程により形成される。
【００４１】
透明導電膜層５ａ，５ｂ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。透明導電膜層は、単層でもよく、複数の層からなる積層構造でもよい。
【００４２】
透明導電膜層には、ドーピング剤を添加することができる。例えば、透明導電膜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。透明導電膜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。透明導電膜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。
【００４３】
ドーピング剤は、第一透明導電膜層５ａおよび第二透明導電膜層５ｂの一方もしくは両方に添加することができる。特に、第一透明導電膜層５ａにドーピング剤を添加することが好ましい。第一透明導電膜層にドーピング剤を添加することで、透明導電膜層自体が低抵抗化されると共に、第一透明導電膜層５ａと集電極７との間での抵抗損を抑制することができる。
【００４４】
光入射面側透明導電膜層５ａ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。光入射面側透明導電膜層の役割は、集電極８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、透明導電膜層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、透明導電膜層の膜厚が上記範囲内であれば、透明導電膜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。
【００４５】
透明導電膜層の製膜方法は、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。
【００４６】
透明導電膜層作製時の基板温度は、適宜設定される。例えば、シリコン系薄膜層として非晶質シリコン系薄膜層が用いられる場合、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、非晶質シリコン系薄膜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。
【００４７】
第二透明導電膜層５ｂ上には、裏面金属電極層６が形成されることが好ましい。裏面金属電極層としては、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。
【００４８】
集電極の形成は、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、銅線接着法、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。集電極は、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が、この限りではない。パターン化された集電極の形成は、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、例えば、金属粒子と樹脂バインダーからなる導電性ペーストと、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ているが、この限りではない。
【００４９】
前記第一積層体形成工程および第二積層体形成工程において、少なくとも第一積層体の最表面層および第二積層体の最表面層が前記基板の側面に回り込むように形成される。ここで、本発明においては、第一積層体の最表面層は、典型的には前記第一透明導電膜層であるが、前記第一透明導電膜層上に、さらに別の電極層などを有し、かつ該層が基板側面に回り込むように形成される場合、該層が最表面層となる。例えば、ヘテロ接合太陽電池は、光入射側の第一透明導電膜層上に集電極を有するものが一般的に用いられており、該集電極は、光閉じ込めの観点から、櫛形などのパターン状のものが好ましく用いられている。このような集電極は、通常、側面に回り込まないように形成されるため、第一積層体の最表面層は第一透明導電膜層になる。
【００５０】
また前記基板の第二の主面側において、第二透明導電膜層上（前記基板とは反対面側）にさらに裏面電極を有する場合、裏面電極としては、一般的に、パターン状のものや全面に形成された金属電極層が用いられる。例えば、裏面電極として、基板の側面に回り込むように金属電極層を形成する場合、該金属電極層が第二積層体の最表面層になる。一方、裏面電極として、基板の側面に回り込まないように、マスク等により金属電極層を製膜した場合や、パターン状の電極を用いる場合などは、第二積層体の最表面層は、第二透明電極層となる。
【００５１】
例えば、第一積層体、第二積層体の最表面層が各々第一透明電極層、第二透明電極層の場合、これらの層が少なくとも側面に回り込んでいれば良く、逆導電型シリコン系薄膜層や一導電型シリコン系薄膜層は、例えばマスクなどにより側面に回り込まないように製膜しても良い。
【００５２】
生産性の観点からは、導電型シリコン系薄膜層や一導電型シリコン系薄膜層なども側面に回り込むように製膜することが好ましい。すなわち第一積層体または第二積層体の全ての層が基板側面に回り込むように製膜することが好ましい。また側面だけでなく製膜面とは反対面側に回り込むように製膜しても良い。
【００５３】
例えば、図２に示すように、マスクを使用せずに、プラズマ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（第二の主面側）の第二積層体は、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の側面および第一の主面にまで形成される。すなわち、図２では、第二積層体として、前記基板の第二の主面側から順に、真性シリコン系薄膜層、一導電型シリコン系薄膜層および第二透明導電膜層が形成されており、これらのいずれも第一の主面側に回りこんでいる。
【００５４】
また、一導電型単結晶シリコン基板１の表面側（第一の主面側）に形成された第一積層体は、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の側面および第二の主面側にまで形成される。すなわち、図２では、第一積層体として、前記基板の第一の主面側から順に、真性シリコン系薄膜層、逆導電型シリコン系薄膜層および第一透明導電膜層が形成されており、これらのいずれも第二の主面側に回りこんでいる。
【００５５】
このような回り込みが生じた場合、図２からも理解されるように、表面側の第一積層体と裏面側の第二積層体が、短絡した状態となり、太陽電池の特性が低下する。なお、本発明においては、第一積層体と第二積層体の積層順は図２に限定されない。
【００５６】
＜レーザー照射工程＞
本発明においては、前記基板準備工程の後、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、前記基板の側面に、第一積層体の最表面層を構成する成分と第二積層体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形成する。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。
【００５７】
ここで、本明細書において、「絶縁領域」とは、 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１に示すヘテロ接合型太陽電池の場合、絶縁領域は、第一積層体の最表面層である透明導電膜層５ａ、第二積層体の最表面層である透明導電膜層５ｂまたは裏面金属電極層６が付着していないことに加えて、一導電型非晶質シリコン系薄膜層４、または、逆導電型非晶質シリコン系薄膜層３も付着していないことが好ましい。
【００５８】
本発明において、レーザー照射は、一方の面（第一の主面もしくは第二の主面側）から他方の面に達するように行われる。すなわち、第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕が形成される。このようなレーザー照射を行うことにより、絶縁領域が形成される。本発明においては、導電型シリコン系薄膜層上に透明導電膜層を有するため、短絡防止効果をより向上させる観点から、導電型シリコン系薄膜層と透明導電膜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。また前記一導電型単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ことがより好ましい。すなわち前記一導電型単結晶シリコン基板に前記レーザー痕が形成されることがより好ましい。
【００５９】
ここで、従来では、図３に示すように、レーザーにより基板の一部（例えば基板の一方の面から厚み方向へ３分の１程度）の溝を形成した後（図３（ａ））、該溝に沿って折割り（図３（ｂ））を行うことで絶縁処理（すなわち絶縁領域の形成）を行っていた。このため、基板の端部から数ｍｍ程度の幅を持たせて溝を形成する必要があった。これに対し、本発明では、図４に示すように、レーザー照射のみにより絶縁処理を行うことができるため、基板の有効面積をより増大させることが可能となる。
【００６０】
特に、有効発電面積をより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３ｍｍ以下の領域） に絶縁領域が設けられることが好ましく、２ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以下がさらに好ましい。すなわち絶縁領域を形成するためのレーザー照射は、基板の端部により近い領域に行われることが好ましい。また、本発明のように、基板の一方の面側から他方の面側へ達するようにレーザー照射を行い、絶縁処理を行うことにより、絶縁処理工程がレーザー照射のみで加工可能となるため、生産性が大幅に向上し、生産コストをより低減できる。
【００６１】
本発明においては、一方の面から他方の面に達するようにレーザー照射を行うことにより、第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕（Ｌ０）が形成される。ここで、「レーザー痕Ｌ０」とは、図４に示すように、レーザーを照射した基板の断面において、該基板の膜厚方向に亘って形成されたレーザー痕を意味する。本発明の絶縁領域は、典型的には該レーザー痕Ｌ０を有するようにレーザー照射を行うことにより形成される。すなわち、従来では、図３（ｂ）のように、レーザーを照射した基板の断面において、レーザー痕（Ｌ１）と折割りによる割断面（Ｌ２）を有し、当該部分により絶縁領域が形成されるのに対し、本発明においては、図４に示すように、絶縁領域は、第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕（Ｌ０）を有し、割断面を有さない。
【００６２】
絶縁領域は、前記基板の側面の少なくとも一部に形成されていればよい。すなわち、基板の側面の少なくとも一部において、一方の面から他方の面に達するようにレーザー照射が行われていればよいが、上述のように、より高い太陽電池性能を実現する観点から、絶縁領域は、集電極７よりも外周の領域に設けられることが好ましく、外周部に形成されることがより好ましい。
【００６３】
この際、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘ってレーザーを照射することにより絶縁領域が形成されることがさらに好ましく、図５に示すように、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘って、連続してレーザーが照射されることが特に好ましい。
【００６４】
ここで、ヘテロ接合型太陽電池では、一般的に図５などに示すように、略四角形のシリコンウェハを用いて太陽電池が形成されるが、従来のように、溝を形成後に折割りする場合、図６に示すように外周部の全周に亘って各辺毎にレーザー照射を行うと、角部Ｒ１などから破損が生じ易いという問題があった。特に、特許文献５など、図７に示すように外周部の全周に亘って連続してレーザー照射を行うと、角部Ｒ１が破損しやすく、生産性の観点から、課題があった。これに対し、本発明においては、一方の面から他方の面に達するように、外周部の全周に亘って連続してレーザー照射を行うことにより、別途折割りが不要なため、角部Ｒ１からの破損を防ぐことができ、生産性をより向上させることができる。
【００６５】
レーザー照射のみによる絶縁領域の形成に用いるレーザー光としては、結晶シリコン基板が吸収可能な光の波長で、結晶シリコン基板の切断に十分な出力を有するものが適用可能である。例えば、ＹＡＧレーザー、Ａｒレーザーまたはファイバーレーザー等の基本波および高調波が好ましく、レーザーの出力は１〜１５０Ｗ程度が好ましい。レーザー光のパルスエネルギーとしては、例えば、０．０５〜１．０ｍＪ程度が好ましい。パルスエネルギーを０．０５ｍＪ以上とすることで、結晶シリコン基板の切断を容易に行うことができ、加工時間を短縮することができる。また、１．０ｍＪ以下にすることで、結晶シリコン基板のダメージとなり得る溶融などを防止することができる。
【００６６】
レーザー光の光径としては、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ー光を照射することにより、レーザー光の光径と略同じ幅を有するレーザー照射幅となり、基板の端部により近い領域を加工することができる。
【００６７】
結晶シリコン基板の加工方法としては、レーザー加工装置内のステージに結晶シリコン基板を固定し、ステージを走査する方法、ステージに結晶シリコン基板を固定し、レーザー発振器を走査する方法等が挙げられるが、工業的生産に適した方法としては、ガルバノミラーを用いてレーザー光を走査する方法が特に好ましい。前記以外の方法としては、ポリゴンミラー等を用いる方法も挙げられるが、この限りではない。
【００６８】
レーザー光の照射は、生産性をより高める観点から、結晶シリコン基板の外周部に沿って全周に連続して照射することが好ましい。また、レーザー光の照射は、１回または複数回照射することができる。照射回数は、レーザー出力あるいはパルスエネルギーと負の相関があり、レーザー出力あるいはパルスエネルギーを上げれば、照射回数を減らすことができる。基板へのダメージ抑制等の観点から、適度なレーザー出力あるいはパルスエネルギーと照射回数を選択可能である。
【００６９】
ここで、複数のセルに分割し、各々すべての分割セルを太陽電池として利用する結晶シリコン系太陽電池や薄膜系太陽電池では、位置合わせ精度の観点から、複数回レーザーを照射することは非常に困難である。従って、一回のレーザー照射により絶縁処理が完全に行えない場合、別途レーザー条件などを変更してレーザー照射をしたり、条件が異なる複数のレーザー光を同時に、あるいは別々に照射したり、１つの発振器から照射されたレーザー光を複数に分岐することで意図的に条件が異なるレーザー光へ変換して照射したりする必要があり、生産性の観点から好ましくない。
【００７０】
一方、本発明のように、ヘテロ接合型太陽電池のように短絡防止のために端部除去を行う場合、照射部分よりも外周部側は残渣となるため、複数回レーザー照射しても、厳密な位置合わせを行う必要がない。従って、レーザーの条件を変更することなく、例えば、１つのレーザー発振器から放出された１本のレーザー光を照射することにより絶縁処理を行うことができる。従って、生産コストの観点からも好ましい。
【００７１】
レーザー光の照射は、結晶シリコン基板の光入射面側（ｐ層側）または反対の裏面側（ｎ層側）からのどちらからでも実施可能である。光入射面側からレーザー光を照射した場合、ｐｎ接合層へのダメージにより、リーク電流が発生しうるが、本発明のように端部に近い領域にレーザー照射を行うことにより、発電の有効面積を増大させることができるため、リーク電流によるダメージを最小限に抑えることができる。
【００７２】
一方、従来のようにレーザー光の照射を裏面側から実施し、結晶シリコン基板の外周部に沿って溝を形成し、その溝に沿って物理的割断を実施する方法では、ｐｎ接合層へのダメージを最小限に抑えることができたとしても、結晶シリコン基板の外周部に沿って形成した溝の外側を保持部材で挟み込み、折り曲げる、または削り取る必要がある。ところが、機械的強度が著しく弱い結晶シリコン基板の、さらに、その外周端部１〜５ｍｍ程度の幅を挟み込み、かつ折り曲げる、または削り取ることは、非常に困難であり、割断の再現性、または、製品損失を抑えることは、機械設備による自動化を考えた場合ほぼ不可能である。
【００７３】
これに対し、本発明のように第一の主面側から第二の主面側に、または、第二の主面側から第一の主面側に、到達するようにレーザー照射を行うことにより、ＰＮ接合部へのダメージを抑制でき、また別途の折割り工程が不要であるため、生産性に優れる。また有効面積をより増大させることができる。
【００７４】
以上の観点から、本発明によるレーザー照射のみによる絶縁領域の形成技術によって、変換効率の高い太陽電池、およびこれらの量産性に優れた製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００７６】
（実施例１）
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％程度のフッ化水素水溶液に３分程度浸漬し、表面の酸化シリコン膜を除去した後、超純水によるリンスを２回程度実施した。このシリコンウェハを、７０℃程度に保持した５／１５重量％の水酸化カリウム水溶液およびイソプロピルアルコール水溶液の混合溶液に１５分程度浸漬し、ウェハの表面をエッチングすることで凹凸構造のテクスチャを形成した。その後に超純水によるリンスを２回程度実施した。エッチング処理後のシリコンウェハの表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ パシフィックナノテクノロジー社製）を用いて形状観察を行ったところ、ウェハの表面はエッチングが最も進行しており、（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。
【００７７】
エッチング工程完了後、シリコンウェハをプラズマＣＶＤ装置内へマスクを使用しないで導入し、その光入射面側に、真性非晶質シリコン系薄膜層２ａとして、ｉ型非晶質シリコン系薄膜層を５ｎｍ程度の膜厚で製膜した。ｉ型非晶質シリコン系薄膜層の製膜条件は、プラズマＣＶＤ製膜室内ヒーター設定温度１７０℃、製膜室内圧力１２０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｈ２ガス流量比３／１０、ＲＦ電源パワー密度０．０１１Ｗ／ｃｍ２である。なお、本実施例における薄膜層の膜厚は、ガラス基板上に同条件にて製膜した薄膜層の膜厚を、ジェー・エー・ウーラム社製分光エリプソメトリーにて測定し、製膜速度を求め、同じ製膜速度にて製膜されていると仮定して算出された値である。
【００７８】
ｉ型非晶質シリコン系薄膜層２ａ上に、逆導電型非晶質シリコン系薄膜層３として、ｐ型非晶質シリコン系薄膜層を７ｎｍ程度の膜厚で製膜した。ｐ型非晶質シリコン系薄膜層の製膜条件は、プラズマＣＶＤ製膜室内ヒーター設定温度１７０℃、製膜室内圧力６０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｂ２Ｈ６ガス流量比１／３、ＲＦ電源パワー密度０．０１Ｗ／ｃｍ２であるが、この限りではない。なお、前述の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。
【００７９】
次に、ウェハの裏面側に、真性非晶質シリコン系薄膜層２ｂとして、ｉ型非晶質シリコン系薄膜層を６ｎｍ程度の膜厚で製膜した。ｉ型非晶質シリコン系薄膜層の製膜条件は、前述の光入射面側ｉ型非晶質シリコン系薄膜層２ａの製膜条件と同条件である。
ｉ型非晶質シリコン系薄膜層２ｂ上に、一導電型シリコン系薄膜層４として、ｎ型非晶質シリコン系薄膜層を１０ｎｍ程度の膜厚で製膜した。ｎ型非晶質シリコン系薄膜層の製膜条件は、プラズマＣＶＤ製膜室内ヒーター設定温度１７０℃、製膜室内圧力６０Ｐａ、ＳｉＨ４／ＰＨ３ガス流量比１／２、ＲＦ電源パワー密度０．０１Ｗ／ｃｍ２であるが、この限りではない。なお、前述の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。
【００８０】
表裏面に各種シリコン系薄膜層が製膜されたシリコンウェハをスパッタリング装置内へマスクを使用しないで導入し、その光入射面側に、透明導電膜層５ａとして、酸化インジウム錫（ＩＴＯ、屈折率１．９）層を１００ｎｍ程度の膜厚で製膜した。酸化インジウム錫層の製膜条件は、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、基板表面温度室温、製膜室内圧力０．２Ｐａのアルゴンガス雰囲気、ＤＣ電源パワー密度０．５Ｗ／ｃｍ２である。
【００８１】
次に、ウェハの裏面側に、透明導電膜層５ｂとして、酸化インジウム錫層を１００ｎｍ程度の膜厚で製膜した。酸化インジウム錫層の製膜条件は、前述の光入射面側酸化インジウム錫層の製膜条件と同条件である。引き続き、裏面側透明導電膜層５ｂ上に、裏面金属電極層６として、スパッタ法により銀を５００ｎｍ程度の膜厚で製膜した。このとき、第一積層体として用いた、真性シリコン系薄膜層、逆導電型シリコン系薄膜層、第一透明導電膜層はいずれも裏面側に回りこんでいた。また、第二積層体として用いた真性シリコン系薄膜層、一導電型シリコン系薄膜層、第二透明導電膜層、裏面金属電極層はいずれも光入射面側に回りこんでいた。最後に、光入射面側の透明導電膜層５ａ上に銀ペーストをスクリーン印刷法により印刷し、櫛型電極を形成し、集電極７とした。
【００８２】
上記基板準備工程により作製されたヘテロ接合型太陽電池セルを、レーザー加工装置の加工ステージにセットし、ウェハの外周部の全周に亘って光入射面側から裏面側へ２０回連続してレーザー光を照射し、ウェハを切断した。レーザー照射位置はウェハ端部から０．７ｍｍとした。レーザー光としては、ＹＡＧレーザーの第三高調波（波長３５５ｎｍ）を用いた。また、基板をステージに固定し、ステージを走査した。
【００８３】
（実施例２）
実施例１と同様にして基板準備工程により作製されたヘテロ接合型太陽電池を、レーザー加工装置の加工ステージにセットし、ウェハの外周部の全周に亘って光入射面側から裏面側へ８回連続してレーザー光を照射し、ウェハを切断した。レーザー照射位置はウェハ端部から０．７ｍｍとした。レーザー光としては、ファイバーレーザーの基本波（波長１０６４ｎｍ）を用いた。また、基板をステージに固定し、ステージも固定し、ガルバノミラーを用いて、レーザー光を走査した。
【００８４】
（比較例１）
実施例１と同様にして基板準備工程により作製されたヘテロ接合型太陽電池を、レーザー加工装置の加工ステージにセットし、ウェハの外周部の全周に亘って光入射面側から裏面側へレーザー光を３回照射してウェハの３分の１程度を削った溝を形成し、その溝に沿って手でウェハを折り割った。レーザー照射位置はウェハ端部から１．５ｍｍとした。レーザー光としては、ＹＡＧレーザーの第三高調波（波長３５５ｎｍ）を用いた。また、基板をステージに固定し、ステージを走査した。
【００８５】
上記実施例および比較例の太陽電池セルの光電変換特性は、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℃の下で疑似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ２のエネルギー密度で照射して出力特性を測定し、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、変換効率（Ｅｆｆ）等を得た。
【００８６】
実施例１、実施例２および比較例１の短絡電流密度、変換効率、および１枚当たりの加工時間の値を表１に示した。なお、表１に示した値は、比較例１の値により除すことで規格化された値である。また、比較例１に示す加工時間とは、レーザー照射時間と手動折り割りに要した時間を加えた総所要時間である。
【００８７】
【表１】
2014194977.tif 000003
【００８８】
表１の結果より、実施例１および実施例２において、短絡電流密度が向上している。これは、レーザー照射位置が比較例１よりも、ウェハ端部側へ移動したことにより、有効面積が増加したためと考えられる。これに伴い、変換効率も向上している。さらに、１枚当たりの加工時間においても、非常に短い時間で絶縁領域の形成が可能となっている。
【００８９】
また実施例１，２においては、図５に示すように、外周部の全周に亘って連続してレーザーを照射したが、角部からの破断は見られなかった。従って、本発明の製造方法によれば、従来のような折割りが必要な場合に比べて、生産性よく太陽電池を作製できると考えられる。
【００９０】
以上、本発明による結晶シリコン系太陽電池の製造方法によれば、所定のレーザー照射を行うことのみで、短絡やリーク電流を抑制でき、割断等の別工程が不要となるため、量産性に優れた結晶シリコン系太陽電池を作製出来る。また、有効面積増加のため、太陽電池特性が向上する。従って、変換効率の高い太陽電池の自動量産化に優れた製造方法を提供することが可能となる。
また、上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合せに様々な変形例が可能であり、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００９１】
１、一導電型単結晶シリコン基板
２ａ、真性シリコン系薄膜層
２ｂ、真性シリコン系薄膜層
３、逆導電型シリコン系薄膜層
４、一導電型シリコン系薄膜層
５ａ、第一透明導電膜層
５ｂ、第二透明導電膜層
６、裏面金属電極層
７、集電極
８、レーザー照射による溝
【図１】
2014194977.tif 000004
【図２】
2014194977.tif 000005
【図３】
2014194977.tif 000006
【図４】
2014194977.tif 000007
【図５】
2014194977.tif 000008
【図６】
2014194977.tif 000009
【図７】
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