(57)【要約】      （修正有）【課題】長波長の光のシリコン基板を透過を防止して発電効率を高めることができる光電変化装置および光電変換モジュールを提供する。【解決手段】光電変換装置１０の裏面コンタクト電極１７および裏面パッシベーション膜１９の略全面に、裏面コンタクト電極１７と電気的に接続する銅電極２０を形成する。【選択図】図２
2014075505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型のシリコン基板と、
前記シリコン基板の受光面に形成された第２導電型の半導体層と、
前記半導体層上に形成された受光面電極と、
前記シリコン基板の裏面に形成されたコンタクトホールを有する裏面パッシベーション膜と、
前記シリコン基板の前記コンタクトホールに対応する位置に形成され、前記シリコン基板と電気的に接続する裏面コンタクト電極と、
前記裏面コンタクト電極および前記裏面パッシベーション膜の略全面に形成され、前記裏面コンタクト電極と電気的に接続する銅電極を有する光電変換装置。
【請求項２】
前記銅電極は、銅箔である請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】
第１導電型のシリコン基板の受光面側に、第２導電型の半導体層を形成する工程と、
前記第１導電型のシリコン基板の裏面側に、裏面パッシベーション膜を形成する工程と、
前記裏面パッシベーション膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、
前記シリコン基板の前記コンタクトホールに対応する位置に、前記シリコン基板と電気的に接続する裏面コンタクト電極を形成する工程と、
前記裏面コンタクト電極および前記裏面パッシベーション膜の略全面に、前記裏面コンタクト電極と電気的に接続する銅電極を形成する工程とを含む、光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
前記銅電極を形成する工程は、銅箔を接着または圧着する工程を含む、請求項３記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
第１導電型のシリコン基板と、
前記シリコン基板の受光面に形成された第２導電型の半導体層と、
前記半導体層上に形成された受光面電極と、
前記シリコン基板の裏面に形成されたコンタクトホールを有する裏面パッシベーション膜と、
前記シリコン基板の前記コンタクトホールに対応する位置に形成され、前記シリコン基板と電気的に接続する裏面コンタクト電極と、
前記シリコン基板の前記コンタクトホールに対応する位置に形成され、前記シリコン基板と電気的に接続する裏面コンタクト電極と、
前記裏面コンタクト電極および前記裏面パッシベーション膜の略全面に形成され、前記裏面コンタクト電極と電気的に接続する銅電極とを有する複数の光電変換装置を用い、
前記複数の光電変換装置のそれぞれの銅電極にインターコネクタを接続して形成した光電変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置、光電変換装置の製造方法および光電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池である光電変換装置は、化合物半導体または有機材料など様々な種類があるが、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。近年では、光電変換装置の低コスト化から、シリコン基板が薄板化してきている。また、現在、量産されている光電変換装置の中では、入射光側の面である受光面に櫛型の集電極を有し、受光面と反対側の面である裏面の両面に電極を形成した両面電極型の光電変換装置が多数を占める。両面電極型の光電変換装置の中でも、高い光電変換効率を実現するための構造として、シリコン基板と裏面電極の接合部において局所的にｐ＋層を設けた光電変換装置が非特許文献１に、ＰＥＲＬ（Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ， Ｒｅａｒ Ｌｏｃａｌｌｙ−ｄｉｆｆｕｓｅｄ）構造として開示されている。
【０００３】
図７は、非特許文献１に開示されている光電変換装置の一般的な例であり、断面を表す模式図である。
【０００４】
ｐ型シリコン基板１０１の入射光側の面である受光面（以下「ｐ型シリコン基板の受光面」という。）に、ｎ型半導体層１０２が形成され、ｎ型半導体層１０２は受光面反射防止膜１０３によって覆われている。受光面電極１０４は、受光面反射防止膜１０３を貫通して、ｎ型半導体層１０２に接続している。
【０００５】
また、ｐ型シリコン基板１０１の受光面の反対側の面である裏面（以下「ｐ型シリコン基板の裏面」という。）には、裏面パッシベーション膜１０６がパターニングされて形成され、そのパターニングに対応したｐ型シリコン基板１０１の裏面には、裏面電界層１０５が形成されている。１０７は裏面電極、１０８はアルミニウム電極である。
【０００６】
図８は、光電変換装置の製造方法の一例を示す製造フロー図である。
【０００７】
まず、受光面テクスチャリング工程（Ｓ１１。「Ｓ」はステップを表す。以下同様。）において、テクスチャ構造である凹凸構造を形成する。
【０００８】
次に、ｐｎ接合形成工程（Ｓ１２）において、ｐ型シリコン基板１０１の受光面に、例えばリンを熱処理により拡散させることによって、ｎ型半導体層１０２を形成する。
【０００９】
次に、反射防止膜形成工程（Ｓ１３）において、ｎ型半導体層１０２の上に受光面反射防止膜１０３を形成する。
【００１０】
次に、パッシベーション膜形成工程（Ｓ１４）において、ｐ型シリコン基板１０１の裏面に、例えば、酸化シリコン膜等の裏面パッシベーション膜１０６を形成する。
【００１１】
次に、パッシベーション膜パターニング工程（Ｓ１５）において、裏面パッシベーション膜１０６をパターニングによって部分的に除去してコンタクトボールを形成し、コンタクトホールにｐ型不純物であるアルミニウムを充填する。
【００１２】
次に、裏面電界層形成工程（Ｓ１６）において、パターニングに対応した裏面電界層１０５を、熱処理によりｐ型シリコン基板１０１の裏面に形成し、取り出し電極としてアルミニウム電極１０８を形成する。
【００１３】
次に、裏面電極形成工程（Ｓ１７）において、裏面パッシベーション膜１０６、アルミニウム電極１０８を覆うようにして、アルミニウムを蒸着し裏面電極１０７を形成する。
【００１４】
次に、受光面電極形成工程（Ｓ１８）において、受光面反射防止膜１０３をパターニングして受光面電極１０４を形成する。
【００１５】
非特許文献１に記載の光電変換装置１００は、局所的に設けた裏面電界層１０５によりＬＢＳＦ（Ｌｏｃａｌ  Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）効果を得ながら、同時に裏面パッシベーション膜１０６によりｐ型シリコン基板１０１の裏面表層部シリコン原子の未結合手を終端させ、表面再結合速度を低減することができる。光電変換効率と表面再結合速度は密接に結びついており、上述のように表面再結合速度を低減することにより、光電変換効率を高くすることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Jianhoa Zhao, Aihua Wang and Martin A. Green, "24.5% Efficiency silicon PERT cells on MCZ substrates and 24.7% efficiency PERL cells on FZ substrates", Progress in photovoltaics: Research and Applications, 7, pp.471-474. (1999)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、上述のような半導体基板を使用した光電変換装置の製造コスト削減を図るために、製造コストの大きい部分を占める半導体基板の厚さを薄くして材料の使用量の削減が試みられている。シリコン基板を用いる光電変換装置の場合には、シリコン使用量を減少させるために、シリコン基板の厚みの薄型化が進められた。ところが、シリコン基板が薄くなると長波長の光がシリコン基板を透過してしまい、発電効率が低くなるという問題があった。この問題はシリコン基板が薄くなればなるほど顕著になる。
【００１８】
シリコン基板を透過した光は、裏面電極で反射させることにより、シリコン基板で再度発電のために利用することができるが、非特許文献にあるようなアルミニウムの裏面電極では、１０００ｎｍを超えるような長波長の光の反射率が小さいため、その波長領域における発電効率が低かった。
【００１９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、裏面電極の反射率を向上させて発電効率を高めることができる光電変換装置および光電変換モジュール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】
【００２０】
本発明の光電変換装置は、第１導電型のシリコン基板と、シリコン基板の受光面に形成された第２導電型の半導体層と、半導体層上に形成された受光面電極と、シリコン基板の裏面に形成されたコンタクトホールを有する裏面パッシベーション膜と、シリコン基板のコンタクトホールに対応する位置に形成され、シリコン基板と電気的に接続する裏面コンタクト電極と、裏面コンタクト電極および裏面パッシベーション膜の略全面に形成され、裏面コンタクト電極と電気的に接続する銅電極を有するものである。
【００２１】
また、本発明の光電変換装置は、銅電極は銅箔であってもよい。
【００２２】
また、本発明の光電変換装置の製造方法は、第１導電型のシリコン基板の受光面側に、第２導電型の半導体層を形成する工程と、第１導電型のシリコン基板の裏面側に、裏面パッシベーション膜を形成する工程と、裏面パッシベーション膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、シリコン基板のコンタクトホールに対応する位置に、シリコン基板と電気的に接続する裏面コンタクト電極を形成する工程と、裏面コンタクト電極および裏面パッシベーション膜の略全面に、裏面コンタクト電極と電気的に接続する銅電極を形成する工程とを含むものである。
【００２３】
また、本発明の光電変換装置の製造方法は、前記銅電極を形成する工程は銅箔を接着または圧着する工程を含んでもよい。
【００２４】
また、本発明の光電変換モジュールは、第１導電型のシリコン基板と、シリコン基板の受光面に形成された第２導電型の半導体層と、半導体層上に形成された受光面電極と、シリコン基板の裏面に形成されたコンタクトホールを有する裏面パッシベーション膜と、シリコン基板のコンタクトホールに対応する位置に形成され、シリコン基板と電気的に接続する裏面コンタクト電極と、裏面コンタクト電極および裏面パッシベーション膜の略全面に形成され、裏面コンタクト電極と電気的に接続する銅電極とを有する複数の光電変換装置を用い、複数の光電変換装置のそれぞれの銅電極にインターコネクタを接続して形成したものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光電変換装置の裏面の裏面パッシベーション膜で電子?正孔対の再結合損失を低減するとともに、裏面パッシベーション膜に密着した銅電極でシリコン基板を透過した光を反射して、その反射光を発電に利用することにより、光電変換装置の発電効率を高めることができる。また、発電効率の高い光電変換モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の光電変換装置を示す平面図である。
【図２】図１で示したＡ−Ａ’の断面を示す模式図である。
【図３】裏面電極の分光反射率の測定結果を示すグラフである。
【図４】本発明の光電変換装置本体の裏面を示す平面図である。
【図５】本発明の光電変換装置の製造方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の光電変換モジュールを示す模式図である。
【図７】従来技術の光電変換装置の一例の断面を表す模式図である。
【図８】従来技術の光電変換装置の製造方法の一例を示す製造フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の光電変換装置を示す平面図である。図１に示すように、光電変換装置１０の上面である受光面には、反射防止膜１３、受光面電極１６が形成され、受光面電極１６は、メイン電極１５とサブ電極１４からなる。サブ電極１４は、キャリアを収集する電極であり、メイン電極１５と接続され、櫛歯状に複数形成されている。また、メイン電極１５は、光電変換装置同士を接続する際に用いるインターコネクタを接続するための電極である。
【００２８】
図２は、図１で示したＡ−Ａ’の断面を示す模式図である。図２に示すように、光電変換装置１０は、光電変換装置本体２１と裏面電極である銅電極２０からなり、光電変換装置本体２１は、銅電極２０上に配置されている。
【００２９】
厚みが１００μｍ程度の第１導電型であるｐ型のシリコン基板１１の入射光側の面である受光面（以下「シリコン基板の受光面」という。）に光電変換層として、リンなどの第２導電型であるｎ型の導電材料が拡散されたｎ＋拡散層１２が形成されている。シリコン基板の受光面の表面はテクスチャ構造である凹凸構造となっている。その上にはシリコン窒化物の反射防止膜１３が形成されている。
【００３０】
ここでは第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型としているが、原理的には導電型にはよらないので、第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型として光電変換装置を形成してもよい。
【００３１】
ｐ型シリコン基板１１の受光面には受光面電極１６が形成され、サブ電極１４は反射防止膜１３を貫通し、受光面電極１６とｎ型半導体層であるｎ＋拡散層１２とが電気的に接続されている。受光面電極１６とｎ＋拡散層１２とは、少なくともサブ電極１４よって電気的に接続されていればよい。なお、図２においては、受光面表面の凹凸構造を省略している。
【００３２】
また、シリコン基板１１の受光面の反対側の面である裏面（以下「シリコン基板の裏面」という。）には、シリコン窒化膜で形成された裏面パッシベーション膜１９が形成されている。裏面パッシベーション膜１９はシリコン基板１１まで達するコンタクトホールである、貫通孔２２を有しており、シリコン基板１１の貫通孔２２に対応する位置に裏面電界層１８が複数形成されている。裏面電界層１８は、ＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）効果を有する。
【００３３】
そして、貫通孔２２に対応する位置に裏面コンタクト電極であるアルミニウム電極１７が形成されている。裏面パッシベーション膜１９上およびアルミニウム電極１７のシリコン基板１１と反対側の面上には、銅電極２０が形成されている。銅電極２０は、光電変換装置本体２１の裏面の略全面を覆うように形成されている。銅電極２０は、アルミニウム電極１７と電気的に接続され、シリコン基板１１と導通している。銅電極２０は、光電変換装置本体２１の裏面に銅箔を接着もしくは圧着して形成するほか、光電変換装置本体２１の裏面に銅を蒸着して形成することも可能である。
【００３４】
銅電極２０は光電変換装置本体を通り抜けてきた光を反射して、再度光電変換装置本体２１に入射させるＢＳＲ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）効果を有している。すなわち、銅電極２０のＢＳＲ効果により反射光を発電に寄与させることにより、光電変換装置１０の発電効率を高めることができる。
【００３５】
銅箔を接着剤で接着する場合には、光電変換装置本体２１の裏面に、接着剤をスクリーン印刷する。接着剤は点状に数点配置されていればよい。接着剤を印刷後、光電変換装置本体２１に銅箔を押圧して、光電変換装置本体２１に貼着する。このとき、接着剤のない部分も銅箔を押圧することにより銅箔と密着する。このようにして銅箔を光電変換装置本体２１に接着することができる。接着剤の存在する面積は極少なく、ほとんどの部分で銅箔と光電変換装置本体２１が直接接しているので、接着剤は銅箔によるＢＳＲ効果をほとんど妨げない。
【００３６】
また、受光面電極１６を形成した後、銅箔を非加熱で接着して銅電極２０を形成するので、裏面に電極材料を塗布して、高温で焼成して裏面電極を形成したものに比べ、基板のそりが少ない。そのため、光電変換モジュールを制作する工程での光電変換装置の破損が少なくなる。
【００３７】
図３は、裏面電極の分光反射率の測定結果を示すグラフである。Ａｌ蒸着、Ａlペースト、および銅箔で裏面電極を形成したセルを作製しそれぞれのセルの分光反射率を測定した。シリコン基板を使用した光電変換装置は、１１００ｎｍ程度までの波長の光を発電に利用できるので、１１００ｎｍ程度までの分光反射率が重視される。図３において、１０００ｎｍ以上の長波長における光の反射率は銅箔がＡｌ蒸着、Ａlペーストよりも高い。したがって、銅電極は、薄いシリコン基板を透過しやすい長波長の光を効率良く反射することができ、Ａｌを裏面電極として使用したよりも、光電変換効率の向上に寄与することができる。このことから、長波長において、銅電極はＡｌで形成した裏面電極よりもＢＳＲ効果が高いといえる。
【００３８】
さらに、銅箔で裏面電極を形成した場合、アルミニウムペーストで裏面電極を作製した場合のような裏面電極の焼成工程がないので、光電変換装置の湾曲が起こりにくく、モジュール工程における割れは起こりにくい。また、太陽電池として使用中に、シリコン基板に亀裂が入っても、裏面の略全面を覆う銅箔により、光電変換装置の電気的特性は維持されるので、耐久性の高い光電変換モジュールを実現することができる。
【００３９】
図４は、本発明の光電変換装置本体の裏面を示す平面図である。図４（ａ）において、アルミニウム電極１７は、光電変換装置本体２１の裏面に複数の点状に形成されており、図４（ｂ）において、アルミニウム電極１７は、光電変換装置本体２１の裏面に縞状に形成されている。図４（ａ）および図４（ｂ）において、アルミニウム電極１７以外の部分は、裏面パッシベーション膜１９である。前述したように、裏面パッシベーション膜１９および、アルミニウム電極１７上に銅箔が接着されるか、銅が蒸着されて、銅電極２０が形成されている。特に、図４（ａ）のようにアルミニウム電極１７が点状の場合、銅箔からなる裏面電極を用いることによって、シリコン基板の裏面に透過した光を余すことなく利用することができ、より効果が高い。
【００４０】
図５は、本発明の光電変換装置の製造方法を示すフロー図である。
【００４１】
まず、インゴットからスライスされたｐ型多結晶のシリコン基板１１を準備する。シリコン基板１１は、一辺１５６ｍｍの正方形状であり、厚さは０．１５ｍｍであり、比抵抗は、約１．５Ωｃｍである。
【００４２】
受光面テクスチャリング工程（Ｓ１。「Ｓ」はステップを表す。以下同様。）において、第１導電型であるｐ型のシリコン基板１１の表面の全面に、アルカリ液を用いたテクスチャエッチングにより、２０μｍ程度のエッチングを行い、インゴットのスライスによって生じたシリコン基板１１表面の破砕層を除去するとともに、受光面のテクスチャ構造である凹凸構造を形成する。
【００４３】
次に、ｐｎ接合形成工程（Ｓ２）において、シリコン基板１１をＰＯＣｌ３を含む雰囲気で電気炉にて８４０℃の温度で２０分間熱処理して、シリコン基板１１の表面にリンを気相拡散して、第２導電型であるｎ型の半導体層を形成する。さらに、ＨＦ水溶液中でＰＳＧ（リンガラス）層などを除去後、洗浄、乾燥して、拡散層のシート抵抗が７０Ω／ｃｍ程度の受光面側のｎ＋拡散層１２を得た。ここで、ｎ＋拡散層１２の形成は、気相拡散ではなくｎ型不純物のリンを含む塗布液をｐ型のシリコン基板１１の受光面となる面に塗布して熱処理を行う塗布拡散法を用いてもよい。
【００４４】
次に、反射防止膜形成工程（Ｓ３）において、ｎ＋拡散層１２上に、ガス種としてシラン及びアンモニアを用いたプラズマＣＶＤ法により、膜厚７０ｎｍ程度のシリコン窒化膜を積層することにより、反射防止膜１３を形成する。
【００４５】
次に、裏面エッチング工程（Ｓ４）において、シリコン基板１１の受光面にエッチング防止のための耐酸性を有する保護テープを貼り、シリコン基板１１の裏面をフッ酸と硝酸の混合液を使用してウエットエッチングすることで、シリコン基板１１の裏面に形成されたｎ型半導体層を除去するとともに、シリコン基板１１の裏面を平坦化する。この際、シリコン基板１１の端面に形成された凹凸構造及びｎ型半導体層も除去される。
【００４６】
次に、パッシベーション膜形成工程（Ｓ５）において、平坦化されたシリコン基板１１の裏面に、プラズマＣＶＤ法によってシリコン窒化膜を積層することにより、裏面パッシベーション膜１９を形成する。
【００４７】
次に、パッシベーション膜パターニング工程（Ｓ６）において、フォトリソグラフィ法により、裏面パッシベーション膜１９を所定のパターンにエッチングし、裏面パッシベーション膜１９を貫通するコンタクトホールである貫通孔２２を形成する。
【００４８】
次に、裏面電界層形成工程（Ｓ７）において、貫通孔部分に、スクリーン印刷法によって、アルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂、有機溶媒等からなるアルミニウムペーストを印刷、乾燥し、近赤外線炉中にて７００℃以上で焼成することにより、貫通孔２２に対応した箇所のｐ型シリコン基板１１の裏面にアルミニウムを拡散させて拡散層である裏面電界層１８を形成する。アルミニウムは、シリコンに対してｐ型不純物になるので、アルミニウム拡散層である裏面電界層１８はｐ型半導体層となる。裏面電界層１８のｐ型不純物濃度は、シリコン基板１１のｐ型不純物濃度よりも高い。また、上記焼成で、貫通孔には、裏面コンタクト電極である、アルミニウム電極１７が形成される。
【００４９】
次に、受光面電極形成工程（Ｓ８）において、スクリーン印刷法を用いて、銀粉末、ガラスフリット、樹脂、有機溶媒等からなる銀ペーストを印刷、乾燥し、５００℃以上で焼成して銀からなる受光面電極１６を形成する。尚、受光面電極１６は、焼成時に反射防止膜１３を貫通して形成され、ｎ＋拡散層１２と電気的に接続する。受光面電極１６を形成する際、メイン電極１５、サブ電極１４を、それぞれ異なる銀ペーストを使用して形成した場合、焼成後、少なくともサブ電極１４がｎ＋拡散層１２と接して形成されていればよい。このようにして、光電変換装置本体２１を作製する。
【００５０】
次に、裏面電極形成工程（Ｓ９）において、光電変換装置本体２１の裏面に銅箔を接着し、銅電極２０を形成する。銅箔は、一辺１５５ｍｍの正方形状であり、厚さは１０μｍである。銅箔は接着剤により、アルミニウム電極１７および裏面パッシベーション膜１９に接着される。
【００５１】
前述したように、銅箔を接着剤で接着する場合には、光電変換装置本体２１の裏面に、接着剤をスクリーン印刷する。接着剤は点状に数点配置されていればよい。接着剤を印刷後、光電変換装置本体２１に銅箔を押圧して、光電変換装置本体２１に貼着する。このとき、接着剤のない部分も銅箔を押圧することにより銅箔と密着する。このようにして銅箔を光電変換装置本体２１に接着することができる。接着剤の存在する面積は極少なく、ほとんどの部分で銅箔と光電変換装置本体２１が直接接しているので、接着剤が銅箔によるＢＳＲ効果をほとんど妨げない。
【００５２】
また、受光面電極１６を形成した後に、銅箔を非加熱で接着して銅電極２０を形成するので、裏面に電極材料を塗布して、高温で焼成して裏面電極を形成したものに比べ、基板のそりが少ない。そのため、光電変換モジュールを制作する工程での光電変換装置の破損が少なくなる。
【００５３】
図６は、本発明の光電変換モジュールを示す模式図である。図６において、光電変換装置１０は、インターコネクタ３１で隣の光電変換装置１０と接続されている。インターコネクタ３１は、光電変換装置１０のメイン電極１５と隣の光電変換装置１０の裏面の銅電極２０を電気的に接続している。光電変換装置１０は、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）などの充填剤３２で封止されている。光電変換装置で発電された電力は、裏面側に設けられた端子ボックス３３を通じてケーブル３４で外部へ取り出される。
【００５４】
充填剤の受光面側にはガラス３５が設けられており、裏面には裏面フィルム３６が設けられている。ガラス３５、充填剤３２、裏面フィルム３６はラミネーターによって板状に形成され、その周囲を枠体３７によって支持されて、光電変換モジュール３０を形成している。
【００５５】
また、光電変換モジュール３０の充填剤３２として、ハイミラン（登録商標）のようなエチレン系アイオノマー樹脂を使用することにより、銅電極２０の腐食を長期間にわたって防止し、裏面電極の腐食による反射率の低下を防止できるので、高発電効率を維持できるので、信頼性の高い光電変換モジュールを提供することができる。
【実施例２】
【００５６】
実施例２は、銅電極２０に使用する銅箔に細かいテクスチャを有する銅箔を使用する。。前述した銅電極２０を形成する裏面電極形成工程（Ｓ９）において、実施例１で用いた平滑な銅箔の代わりに、細かいテクスチャを有する銅箔を使用すると、細かい凹凸が形成された銅電極２０をもつ光電変換装置１０が得られる。銅電極２０上に形成された細かい凹凸により、シリコン基板１１を通り抜けた光が銅電極２０の表面で乱反射して、シリコン基板１１内の光路長が増大するような光、すなわち、シリコン基板１１への入射角が大きくなる反射光が増え、光電変換する確率が高まり、発電効率が高まる。光電変化装置本体２１の構成は実施例１と同じである。
【実施例３】
【００５７】
実施例３は、銅箔をラミネータで圧着することにより銅電極２０を形成した。銅電極２０を形成する裏面電極形成工程（Ｓ９）工程において、ラミネータにより、バックシート、ＥＶＡ、銅箔、光電変換装置本体５０をこの順に圧着すると、銅箔が光電変換装置本体５０の裏面に密着し、銅電極２０が形成される。その後、ＥＶＡをバックシートと一緒に光電変換装置１０から剥離する。このようにして裏面の銅電極２０を圧着により形成した光電変換装置１０を得る。光電変換装置本体２１の構成は実施例１と同じである。
【比較例１】
【００５８】
比較例１は、裏面電極として、蒸着装置により光電変換装置本体の裏面全面にアルミニウムを５μｍ形成したものである。光電変換装置本体の構成は、実施例１と同じである。
【比較例２】
【００５９】
比較例２は、シリコン基板の裏面に、直接裏面電極としてアルミニウム層を形成したものである。比較例２において、光電変換装置本体の裏面側にパッシベーション膜はない。シリコン基板の裏面側に形成された凹凸構造およびｎ型半導体層をエッチング除去するとともに、シリコン基板の裏面を平坦化した後、裏面側に電極接続のために、銀ペーストを部分的に印刷、乾燥し、さらにスクリーン印刷により、Ａｌペーストをスクリーン印刷法で全面に形成し、乾燥した。その後近赤外線炉中にて焼成することにより、裏面に裏面電界層を形成するとともに、裏面電極を形成した。
【００６０】
上記に説明した実施例１から３および比較例１、２を用いて、光電変換モジュールを作成し、特性を比較した。
【００６１】
【表１】
2014075505.tif 000003
表１に実施例、比較例の光電変換モジュールの特性結果を示す。表のＪｓｃは短絡電流密度、Ｖｏｃは開放電圧、ＦＦは曲線因子、Ｅｆｆは光電変換効率である。インターコネクタ付け割れの欄に、インターコネクタ接続工程でセルのわれた枚数を示した。また、ラミネート割れの欄に、ラミネート工程でセルが割れた枚数を示した。
【００６２】
表１より、実施例１および３の、裏面を銅箔で作製した光電変換装置を用いた光電変換モジュールは、比較例１のアルミニウム蒸着や比較例２のアルミニウムペーストで裏面を作製した光電変換装置用いた光電変換モジュールよりも、短絡電流密度（Ｊｓｃ）開放電圧（Ｖｏｃ）ともに高く、また、高い光電変換効率（Ｅｆｆ）を得ることができた。
【００６３】
さらに、実施例２でテクスチャのある銅箔を用いて作製したセルは、さらに高い短絡電流密度（Ｊｓｃ）、開放電圧（Ｖｏｃ）、および高い光電変換効率（Ｅｆｆ）を得ることができた。
【００６４】
さらに、銅箔で裏面電極を形成した実施例１〜３の光電変換装置においては、光電変換モジュール作製工程での割れはおこらなかった。比較例２では裏面へのインターコネクタ接続工程や、ラミネート工程で割れが発生した。アルミニウムペースト印刷後の焼成で光電変換装置の湾曲が発生したことが原因と考えられる。
【００６５】
銅箔で裏面電極を形成した場合、アルミニウムペーストで裏面電極を作製した場合のような裏面電極の焼成工程がないので、光電変換装置の湾曲が起こりにくい。したがって、光電変換装置の上下方向から力が加わるラミネータを使用するモジュール工程における割れは発生しにくい。
【００６６】
また、光電変換モジュールを太陽電池として使用中に、シリコン基板に亀裂が入っても、裏面の略全面を覆う銅箔により、光電変換装置の電気的特性は維持されるので、耐久性の高い光電変換モジュールを実現することができる。
【００６７】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。これらの第１乃至第３の実施例の特徴を組み合わせた実施形態も本発明に含まれる。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０  光電変換装置、１１  ｐ型シリコン基板、１２  ｎ＋拡散層、１３  反射防止膜、１４  サブ電極、１５  メイン電極、１６  受光面電極、１７  アルミニウム電極、１８  裏面電界層、１９  裏面パッシベーション膜、２０  銅電極、２１  光電変換装置本体、２２  コンタクトホール、３０  光電変換モジュール、３１  インターコネクタ、３２  充填剤、３５  ガラス、３６  バックシート、３７  枠体
【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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