(57)【要約】【課題】受光領域を確保しながら電極のコンタクト性を高め、光電変換効率の高い太陽電池を得ること。【解決手段】ｐｎ接合を有する半導体基板（ｎ型単結晶シリコン基板１）の第１又は第２の面に第１および第２の電極を備えた太陽電池であって、半導体基板の第１および第２の面の少なくとも一方はテクスチャー面を構成し、第１および第２の電極の少なくとも一方は、テクスチャー面に形成された、めっき層からなる集電電極８ａ，８ｂを含み、集電電極８ａ，８ｂは、透光性絶縁膜に開口された開口部９ａ，９ｂに形成され、透光性絶縁膜７ａ，７ｂは、膜厚が前記テクスチャー面を構成する凹凸部１Ｔの高さよりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもち、開口部９ａ，９ｂに形成された集電電極８ａ，８ｂの厚みが前記透光性絶縁膜７ａ，７ｂの厚み以下であることを特徴とする。【選択図】図２
2014103259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐｎ接合を有する半導体基板と、
前記半導体基板の第１又は第２の面に形成された第１および第２の電極とを備えた太陽電池であって、
前記半導体基板の第１および第２の面の少なくとも一方は凹凸部を有するテクスチャー面を構成し、
前記第１および第２の電極の少なくとも一方は、前記テクスチャー面に形成された、めっき層からなる集電電極を含み、
前記集電電極は、透光性絶縁膜に開口された開口部に形成され、
前記透光性絶縁膜は、膜厚が前記凹凸部の高さよりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもち、
前記開口部に形成された集電電極の厚みが前記透光性絶縁膜の厚み以下であることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記第１および第２の電極は、それぞれ前記第１および第２の面に、相対向して設けられ、前記透光性絶縁膜は前記開口部を除く、前記第１又は第２の面全体を覆うように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記半導体基板は、第１および第２の面がテクスチャー面を構成しており、
前記第１および第２の電極の両方が、前記透光性絶縁膜の前記開口部に形成されためっき層を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記透光性絶縁膜は感光性樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記めっき層は、Ｃｕ或いはＡｇの電解めっき層を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記めっき層は、電極幅が２０〜８０μｍ、めっき厚が１０〜５０μｍである請求項５に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記めっき層は、下地層として無電解めっき層を含むことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記無電解めっき層は、Ｎｉを主成分とする金属層であることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記透光性絶縁膜の下層に、前記透光性絶縁膜より屈折率が大きく、前記半導体基板よりも屈折率の小さい反射防止膜が配置され、下層に拡散型の太陽電池が形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記透光性絶縁膜の下層に、ヘテロ接合型の太陽電池が形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
少なくとも一部にテクスチャー面を有する第１の面と、第２の面とを有する、第１導電型を有する半導体基板と、前記半導体基板の一方の面に第２導電型の半導体層を形成しｐｎ接合を形成する工程と、
前記半導体基板の第１又は第２の面に第１および第２の電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法であって、
前記第１の電極を形成する工程は、
前記第１の面のテクスチャー面に当接するように、膜厚が前記テクスチャー面を構成する凹凸部の高さよりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもつ、透光性絶縁膜を形成する工程と、
前記透光性絶縁膜に写真製版により開口部を形成する工程と、
前記開口部に、前記透光性絶縁膜の厚み以下の厚みを有するめっき層を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記第１および第２の電極は、それぞれ前記第１および第２の面に、相対向して設けられ、
前記透光性絶縁膜を形成する工程は、前記開口部を除く、前記第１又は第２の面全体を覆うように透光性樹脂膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体基板は、第１および第２の面がテクスチャー面を構成しており、
前記第１および第２の電極を形成する工程は、
前記第１および第２の面のテクスチャー面に当接するように、膜厚が前記テクスチャー面を構成する凹凸部の高さよりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもつ、透光性絶縁膜を形成する工程と、
前記透光性絶縁膜に写真製版により開口部を形成する工程と、
前記開口部に、前記透光性絶縁膜の厚み以下の厚みを有するめっき層を形成する工程とを含む請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記透光性絶縁膜を形成する工程は感光性樹脂を含む樹脂層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記めっき層を形成する工程は、電解めっき法によりＣｕ或いはＡｇめっき層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記めっき層を形成する工程は、下地層として無電解めっき層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記無電解めっき層は、Ｎｉを主成分とする金属層であることを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池と、
前記太陽電池の受光面側および裏面側に配された第１の透光性基板および第２の基板と、
前記第１の透光性基板および第２の基板の間に、前記太陽電池の接続配線を前記めっき層に当接させた状態で前記透光性絶縁膜とともに前記太陽電池を封止する封止樹脂とを備えたことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１９】
少なくとも一部にテクスチャー面を有する第１の面と、第２の面とを有する、第１導電型を有する半導体基板と、前記半導体基板の一方の面に第２導電型の半導体層を形成しｐｎ接合を形成する工程と、
前記半導体基板の第１又は第２の面に第１および第２の電極を形成する工程とを含む太陽電池を第１の透光性基板および第２の基板の間に接続配線を前記めっき層に当接させた状態で前記透光性絶縁膜とともに前記太陽電池を封止する封止工程とを含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記第１の電極を形成する工程は、
前記第１の面のテクスチャー面に当接するように、膜厚が前記テクスチャー面を構成する凹凸部の高さよりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもつ、透光性絶縁膜を形成する工程と、
前記透光性絶縁膜に写真製版により開口部を形成する工程と、
前記開口部に、前記透光性絶縁膜の厚み以下の厚みを有するめっき層を形成する工程とを含み、
前記透光性絶縁膜を剥離することなく、前記封止樹脂内に封じ込めるようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２０】
少なくとも一部にテクスチャー面を有する第１の面と、第２の面とを有する、第１導電型を有する半導体基板と、前記半導体基板の一方の面に第２導電型の半導体層を形成しｐｎ接合を形成する工程と、
前記半導体基板の第１又は第２の面に第１および第２の電極を形成する工程とを含む太陽電池を第１の透光性基板および第２の基板の間に接続配線を前記めっき層に当接させた状態で前記透光性絶縁膜とともに前記太陽電池を封止する封止工程とを含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記第１の電極を形成する工程は、
前記第１の面のテクスチャー面に当接するように、膜厚が前記テクスチャー面を構成する凹凸部の高さよりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもつ、透光性絶縁膜を形成する工程と、
前記透光性絶縁膜に写真製版により開口部を形成する工程と、
前記開口部に、前記透光性絶縁膜の厚み以下の厚みを有するめっき層を形成する工程とを含み、
前記封止工程に先立ち、前記透光性絶縁膜を剥離する工程を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、太陽電池モジュールおよびその製造方法に係り、特に、細線化が可能なめっき電極を用いた結晶系太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、結晶系シリコン太陽電池としては、最も一般的な受光面側に拡散による不純物ドープ層を形成した拡散型太陽電池、アモルファスシリコンなどの薄膜により不純物ドープ層を形成したヘテロ接合太陽電池、裏面側に基板と同じ導電型および異なる導電型の不純物ドープ層をくし型に配置した裏面接合型太陽電池があり、いずれの型の太陽電池も量産レベルで製造されている。
【０００３】
拡散型の太陽電池には、光吸収率を高めるべく表面にテクスチャーが形成された、厚さ２００μｍ程度のｐ型単結晶シリコン基板などの結晶系シリコン基板が用いられる。そして、当該基板の受光面側に、ｎ型拡散層、反射防止膜および表面電極（例えば、櫛型銀（Ａｇ）電極）を順次形成し、また、裏面電極（例えば、アルミニウム（Ａｌ）電極）をスクリーン印刷によって当該基板の非受光面側に形成した後、８００℃程度の高温で焼成することによって一般に製造されている。かかる焼成では、表面電極および裏面電極の溶媒分が揮発すると共に、当該基板の受光面側において櫛型Ａｇ電極が反射防止膜を突き破ってｎ型拡散層に接続され、また、当該基板の非受光面側においてＡｌ電極の一部のＡｌが当該基板に拡散して裏面電界層（ＢＳＦ：Back Surface Field）を形成する。
【０００４】
また、より変換効率を向上させるためのセル構造として、特許文献１〜３には結晶シリコン基板に薄い真性半導体薄膜を介して不純物ドープ層からなる接合或いはＢＳＦ層を形成するヘテロ接合太陽電池技術が開示されている。この構造では不純物ドープ層を薄膜で形成することにより不純物ドープ層の濃度分布を自由に設定でき、また不純物ドープ層が薄いため膜中でのキャリアの再結合や光吸収を抑制することができる。また、間に挿入した真性半導体層は接合間の不純物拡散を抑制し、急峻な不純物プロファイルをもつ接合を形成することができるため、良好な接合界面形成により高い開放電圧を得ることができる。さらに真性半導体層、不純物ドープ層は２００℃程度の低温で形成できるため、基板の厚みが薄くても熱により基板に生じるストレスや、基板の反りを低減することができる。また、熱により劣化しやすい結晶系シリコン基板に対しても基板品質の低下を抑制することが期待できる。この方式の太陽電池における電極は、ヘテロ接合部の特性低下を防ぐため、低温焼結型Ａｇ電極を用いて２００℃以下で形成される。
【０００５】
上述したように、これらの太陽電池のグリッド電極とバス電極からなる集電電極は主としてスクリーン印刷法による銀やアルミニウムを用いているが、このスクリーン印刷法による電極の線幅は８０μｍ程度以上あり、受光面の電極の存在による光損失は大きい。また、印刷用のペーストを焼成させて形成した配線は小粒子の集合体であり、ガラス成分や樹脂成分を含むため、比抵抗が純金属の銀に対し数倍程度である。このため、細線化すると配線抵抗、接触抵抗の増大を招くという問題があった。
【０００６】
また、スクリーン印刷以外の電極として、めっきによる電極形成方法も多く検討されている。拡散接合上に窒化シリコン（ＳｉＮ）などの反射防止膜が形成された従来の拡散型太陽電池ではこのＳｉＮ膜にレーザーを照射する方法等を用いて電極形成部が開口され、露出した拡散層に無電解めっき、電解めっき等を行うことによりめっき電極が形成される。また、ヘテロ接合型太陽電池では透光性導電膜上にＳｉＮや酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの絶縁膜等が形成され、この絶縁膜をパターニングにより開口し、露出した透光性導電膜にめっき電極が形成される（特許文献４、５）。これらの太陽電池で絶縁膜を介してめっきを行うとめっきが等方的に成長するため、横方向に広がり開口部よりも線幅の太い電極となる。特許文献６ではＭＯＣＶＤで形成されたコンタクト部に掘り込みを入れてその中でめっき電極を成長させることにより、横への広がりをなくして細線化させるという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平７−９５６０３号公報（特許第２１３２５２７号）
【特許文献２】特許第２６１４５６１号公報
【特許文献３】特許第３４６９７２９号公報
【特許文献４】特開２０００-０５８８８５号公報
【特許文献５】特開２０１１-１９９０４５号公報
【特許文献６】特開２０１２-０２３２３２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、上述したように、上記特許文献４，５に示した技術では、以下のような問題があった。すなわち、薄いパターニングマスクである絶縁体膜の開口部にめっきを施すと、めっき厚がパターニングマスク厚より厚くなる領域で、下地の開口部に対し縦方向に加えて横方向にも成長する。このため、実際に下地と接触する面積に比べて光をさえぎる電極幅が大きくなるという欠点があった。一方、特許文献６ではＭＯＣＶＤで形成されたコンタクト部に掘り込みを入れてその中でめっき電極を成長させることにより、横への広がりをなくして細線化させるという発明がなされている。しかしながら、グリッド電極として有効な１０μｍ以上の厚みのＭＯＣＶＤ膜を形成するにはプロセス時間が非常に長くかかる上、このＭＯＣＶＤ膜は光透過性がないために電極部周辺以外の部分を再度エッチング除去する必要もあり工程が複雑になる。このため、この方法は、量産には不向きであるという課題があった。
【０００９】
また、電解めっきを行う下地として無電解めっきによるシード層を用いることがあるが、この無電解めっきによりシード層を形成する工程はめっき前処理として開口部に選択的に触媒を塗布してめっきを成長させるものである。しかしながら、テクスチャー構造を持つ表面にＳｉＮやＳｉＯなどの絶縁膜を形成し、開口部にめっきを行おうとするとテクスチャーの凹凸により触媒が開口部以外の絶縁膜上にも残るため絶縁膜上にも無電解めっきが成長してしまうなどの不良が生じることがあった。また電解めっきを行う際にもテクスチャー頂点やテクスチャー底部、膜の欠陥部分などを介してめっきが成長してしまうなどの課題があり、開口部のみにめっき成長させるのは困難であった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、受光領域を確保しながら電極のコンタクト性を高め、光電変換効率の高い太陽電池を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ｐｎ接合を有する半導体基板の第１又は第２の面に第１および第２の電極を備えた太陽電池であって、前記半導体基板の第１および第２の面の少なくとも一方はテクスチャー面を構成し、前記第１および第２の電極の少なくとも一方は、前記テクスチャー面に形成された、めっき層からなる集電電極を含み、前記集電電極は、透光性絶縁膜に開口された開口部に形成され、前記透光性絶縁膜は、膜厚が前記テクスチャー面を構成する凹凸部の高さよりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもち、前記開口部に形成された集電電極の厚みが前記透光性絶縁膜の厚みと同程度以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、厚い絶縁体フィルムと開口部にめっき層からなる電極をもつことにより電極を細線化することができ、基板中への光の透過量を増やすことができるために太陽電池特性を向上させることができるという効果を奏する。さらに、基板の厚さが薄い場合にも、透光性絶縁膜による補強効果によって、基板強度を高めることができる。また基板にわれや欠けが発生した場合でも透光性絶縁膜により基板が分断される事は無い。また、めっき層を含む電極は粘性があり、さらには、テクスチャー面を構成する凹凸部にめっき層が形成されているため、接触面積が大きく電極と基板との密着性が良好である。従って、簡単には分断されないため、割れや欠けが発生しても太陽電池特性が大きく低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１−１】図１−１は、本発明の実施の形態１のヘテロ接合型太陽電池のセル構造の断面を示す図である。
【図１−２】図１−２は、本発明の実施の形態１のヘテロ接合型太陽電池のセル構造の受光面を示す図である。
【図１−３】図１−３は、本発明の実施の形態１のヘテロ接合型太陽電池のセル構造の受光面とは反対側の裏面を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１のヘテロ接合型の太陽電池のセル構造を示す要部拡大断面図である。
【図３−１】図３−１は、実施の形態１の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図３−２】図３−２は、実施の形態１の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図３−３】図３−３は、実施の形態１の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図３−４】図３−４は、実施の形態１の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図３−５】図３−５は、実施の形態１の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図３−６】図３−６は、実施の形態１の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図３−７】図３−７は、実施の形態１の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１の太陽電池の形成プロセスのフローチャートを示す図である。
【図５−１】図５−１は、本発明にかかる実施の形態１のヘテロ接合型の太陽電池モジュールの実装工程を示す図である。
【図５−２】図５−２は、本発明にかかる実施の形態１のヘテロ接合型の太陽電池モジュールの実装工程を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施の形態１のヘテロ接合型の太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図７−１】図７−１は、本発明にかかるヘテロ接合型の太陽電池モジュールの実装工程の変形例を示す図である。
【図７−２】図７−２は、本発明にかかるヘテロ接合型の太陽電池モジュールの実装工程の変形例を示す図である。
【図８−１】図８−１は、本発明の実施の形態２の拡散型太陽電池のセル構造の断面を示す図である。
【図８−２】図８−２は、本発明の実施の形態２の拡散型太陽電池のセル構造の受光面を示す図である。
【図８−３】図８−３は、本発明の実施の形態２の拡散型太陽電池のセル構造の受光面とは反対側の裏面を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２の拡散型の太陽電池のセル構造を示す要部拡大断面図である。
【図１０−１】図１０−１は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図１０−２】図１０−２は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図１０−３】図１０−３は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図１０−４】図１０−４は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図１０−５】図１０−５は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図１０−６】図１０−６は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図１０−７】図１０−７は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図１０−８】図１０−８は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスの工程断面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２の太陽電池の形成プロセスのフローチャートを示す図である。
【図１２】図１２は、比較例１の太陽電池のセル構造を示す要部拡大断面図である。
【図１３】図１３は、比較例２の太陽電池のセル構造を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる太陽電池、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１５】
実施の形態１．
図１−１〜図１−３は、本発明にかかるヘテロ接合型の太陽電池の実施の形態１のセル構造を示す図、図２は当該太陽電池の要部拡大断面図である。図１−１は、断面を示す図、図１−２は、受光面を示す図、図１−３は、受光面とは反対側の裏面を示す図である。太陽電池を構成するｎ型単結晶シリコン基板１の受光面１Ａには、互いに直交するように配置されたグリッド電極８ａＧおよび表バス電極８ａＢからなる集電電極８ａが設けられている。太陽電池を構成するｎ型単結晶シリコン基板１の裏面１Ｂには互いに直交するように配置されたグリッド電極８ｂＧ及び裏バス電極８ｂＢからなる集電電極８ｂが設けられている。
【００１６】
本実施の形態では、透光性絶縁膜７ａ，７ｂに開口された開口部９ａ，９ｂに形成され集電電極８ａ、８ｂが、テクスチャー面に形成された、めっき層からなる。そしてこの透光性絶縁膜は、膜厚ｔ1がテクスチャー面を構成する凹凸部１Ｔの高さｈ0よりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもつ。またこの集電電極８ａ、８ｂは、厚みｔ2が透光性絶縁膜７ａ，７ｂの厚みｔ1と同程度以下である。
【００１７】
本実施の形態において形成したセル構造は図１−１〜図１−３および図２に示すとおりであるが、ｎ型単結晶シリコン基板１両面に、ＣＶＤ法などにより形成された、ｉ型の非晶質シリコン層２，３と、さらにその上層に形成されたｐ型非晶質シリコン層４（受光面）、ｎ型非晶質シリコン層５（裏面）が成膜されている。これらｐ型非晶質シリコン層４およびｎ型非晶質シリコン層５上に透光性導電膜６ａ，６ｂ、透光性絶縁膜７ａ，７ｂが形成されている。そして透光性絶縁膜７ａ，７ｂに形成された開口部９ａ，９ｂに露呈する透光性導電膜６ａ，６ｂからめっき層が形成され、集電電極８ａ、８ｂを構成する。めっき層は下地めっき層としてのＮｉ無電解めっき層Ｕｍと、Ｃｕ電解めっき層Ｍｍとの２層構造で構成される。
【００１８】
このようにして形成された太陽電池では、太陽電池の受光面側から、ｐｎ接合面（ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質シリコン層４との接合面）をもつｎ型単結晶シリコン基板１に光が照射されると、ホールと自由電子とが生成される。ここで短波長の光は基板の受光面に近い位置で吸収され、長波長の光は基板の裏面近くあるいは裏面で反射して再度基板内で吸収される。ｐｎ接合部の電界の作用により、生成された自由電子はｎ型単結晶シリコン基板１に向かって移動し、ホールはｐ型非晶質シリコン層４に向かって移動する。これにより、ｎ型単結晶シリコン基板１は電子が過剰となり、ｐ型非晶質シリコン層４はホールが過剰となって光起電力が発生する。この光起電力は、ｐｎ接合を順方向にバイアスする向きに生じ、ｎ型単結晶シリコン基板１に接続した裏面側の集電電極８ｂがマイナス極となり、ｐ型非晶質シリコン層４に接続した受光面側の集電電極８ａがプラス極となって、不図示の外部回路に電流が流れる。
【００１９】
以上のように、本実施の形態の太陽電池においては、パターンめっきを行う際の保護膜として、光透過率が大きく、テクスチャー高さより十分に厚い透光性絶縁膜を用いる。その際、めっき厚を開口部の表面凹凸高さより大きく、且つ透光性絶縁膜の厚みより薄くなるように形成する。かかる構成により、電極を構成するめっき層の膜厚がパターニングされた透光性絶縁膜の厚さより薄いことにより、開口部から横へのはみ出しが無く細い電極を形成できる。従って、光の取り込み量の増大をはかることができ、変換効率の高い太陽電池を得ることができる。また、基板表面のテクスチャー面を構成する凹凸部の高さよりも透光性絶縁膜の膜厚が厚くなるように形成することにより、透光性絶縁膜の表面を平滑に保つことができる。このため、無電解めっきによるシード層を形成する際には電極形成領域である開口部のみに触媒を付着させることができ、透光性絶縁膜上の電極パターン以外の領域へのめっき層の形成を抑制することができる。
【００２０】
また、めっきにより形成された電極は、テクスチャー面のような凹凸部があっても凹凸部の表面全面からめっき層が成長し、凹凸部表面全体でめっき層に接触している。このため基板と電極を構成するめっき層との密着性が向上し、接触抵抗を低く保つことができる。さらに、基板の厚さが薄い場合にも補強膜となり、基板強度を高めることができるだけでなく、太陽電池モジュールの製造工程において基板にわれや欠けが発生した場合でも透光性絶縁膜により基板が分断されない。また、この透光性絶縁膜を形成した太陽電池は、透光性絶縁膜の光透過率が大きいため、透光性絶縁膜を除去することなくそのまま太陽電池モジュールに組み込むことが可能である。
【００２１】
この太陽電池の形成プロセスの工程断面図を図３−１〜図３−７に、フローチャートを図４に示す。まず、図３−１に示すように、１００ｍｍ□で比抵抗１Ωｃｍの（１００）ｎ型単結晶シリコン基板１に対し、アルカリ溶液中でスライス時のワイヤーソーダメージを除去した（Ｓ１０１）。その後、図３−２に示すように、イソプロピルアルコールを添加したアルカリ溶液中に浸漬し、異方性エッチングを施すことにより、このｎ型単結晶シリコン基板１の第１および第２の面（受光面１Ａ，裏面１Ｂ）両面にテクスチャー面を構成する凹凸部１Ｔを形成した（Ｓ１０２）。この凹凸部１Ｔは、ピラミッド状の凹凸部１Ｔがランダムに配置するテクスチャー面を形成構成している。この際、ピラミッド底部からピラミッド頂点までの高さが最大１０μｍ程度となるようにテクスチャー条件を調整した。
【００２２】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板１をＲＣＡ洗浄によりクリーニングするとともに、希フッ酸で表面酸化膜除去を施し、１３．５６〜６０ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤチャンバで約２〜３ｎｍの酸素ドープｉ型非晶質シリコン層２を形成した。その際成膜条件はＲＦ出力２０〜１００ｍＷ/ｃｍ２、基板温度１００〜２００℃、ガス圧４００〜６００Ｐａの雰囲気下で、反応ガスの流量をシランＳＨ4１０〜１００ｓｃｃｍ、水素Ｈ2５００〜１０００ｓｃｃｍ、炭酸ガスＣＯ2５〜２０ｓｃｃｍとした。
【００２３】
続いて、１３．５６〜６０ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤチャンバで、膜厚約２０ｎｍのｐ型非晶質シリコン層４をｉ型非晶質シリコン層２上に形成した（Ｓ１０３）。その際成膜条件はＲＦ出力２０〜１００ｍＷ/ｃｍ２、基板温度１００〜２００℃、ガス圧４００〜６００Ｐａの雰囲気下で、反応ガスの流量をシラン５〜５０ｓｃｃｍ、水素５００〜２０００ｓｃｃｍ、１％に水素希釈したジボランＢ2Ｈ6１０〜５０ｓｃｃｍとした。
【００２４】
つぎに、１３．５６〜６０ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤチャンバで、膜厚約２ｎｍ〜３ｎｍのｉ型非晶質シリコン層３をｎ型単結晶シリコン基板１の裏面である第２の面１Ｂに形成した。ＲＦ出力２０〜１００ｍＷ/ｃｍ２、基板温度１００〜２００℃、ガス圧４００〜６００Ｐａの雰囲気下で、反応ガスの流量をシラン１０〜１００ｓｃｃｍ、水素５００〜１０００ｓｃｃｍとした。
【００２５】
さらに、１３．５６〜６０ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤチャンバで、膜厚約２０ｎｍの高濃度不純物ドープ層であるｎ型非晶質シリコン層５をｉ型非晶質シリコン層３上に形成してｎ型単結晶シリコン基板１の第２の面１Ｂ側にＢＳＦ構造を形成した（Ｓ１０４）。成膜条件はＲＦ出力２０〜１００ｍＷ／ｃｍ２、基板温度１００〜２００℃、ガス圧４００〜６００Ｐａの雰囲気下で、反応ガスの流量をシラン５〜５０ｓｃｃｍ、水素５０〜２００ｓｃｃｍ、１％に水素希釈したホスフィンＰＨ3１０〜５０ｓｃｃｍとした。
【００２６】
その後、フォーミングガス(水素５％含有の不活性ガス雰囲気)中で２００℃１０分間の熱処理を行った。
【００２７】
次に、表面の透光性導電膜６ａとして、ｐ型非晶質シリコン層４上に約７０〜９０ｎｍの厚みを有するＩＴＯ(酸化インジウム錫)をスパッタリング法により形成した（Ｓ１０５）。また裏面である第２の面１Ｂの透光性導電膜６ｂとして、ｎ型非晶質シリコン層５上にも約７０〜９０ｎｍの厚みを有するＩＴＯ(酸化インジウム錫)をスパッタリング法により形成した（図３−３：Ｓ１０６）。
【００２８】
その後、受光面１Ａ側、裏面１Ｂ側すなわち第１および第２の面の両方の表面にフィルムラミネータにより透光性絶縁膜７ａ，７ｂとして厚さ２０μｍのフィルム状の感光性樹脂を貼り付けた（図３−４：Ｓ１０７）。感光性樹脂はフォトレジストと同様にフォトリソグラフィ（写真製版）によりパターニングが可能なフィルムであり、液晶デバイスのプロセスに用いられている。この透光性絶縁膜の透過率は全光線透過率が９５％以上、望ましくは９８％以上であることが望ましい。このような透光性絶縁膜としては例えば日立化成工業製のＭＢシリーズなどを用いることができる。この感光性樹脂に露光して幅３０μｍのグリッド電極８ａＧと幅１ｍｍのバス電極８ａＢに相当する開口部をもつ露光マスクを受光面１Ａ側に転写し、現像液で現像することにより感光性樹脂上にパターンを形成した。そして裏面１Ｂ側にも同様にしてグリッド電極８ｂＧとバス電極８ｂＢに相当する開口部をもつパターンを形成した。（図３−５：Ｓ１０８）。パターニングフィルム厚は最初にｎ型単結晶シリコン基板１上に形成したピラミッド状テクスチャーを構成する凹凸部１Ｔの高さより厚くなるように選択される。本実施の形態ではピラミッド状テクスチャーを構成する凹凸部１Ｔの最大高さ１０μｍに対し、フィルム厚を２０μｍとした。フィルム厚をピラミッド状テクスチャーを構成する凹凸部１Ｔより厚くすることによりピラミッド状テクスチャー上に貼り付けてもフィルム表面は平滑となっていた。また、３０μｍ幅のグリッドパターンにより形成された開口部９ａ，９ｂは若干設計寸法よりも広がり、３５μｍとなっていた。
【００２９】
その後、透光性絶縁膜７ａ，７ｂの開口部９ａ，９ｂに露呈した透光性導電膜６ａ，６ｂに無電解めっきにより下地めっき層としてのＮｉ無電解めっき層Ｕｍを施した。Ｎｉめっき層はパラジウムを触媒として成長するため、Ｎｉめっき前処理として開口した基板の表裏全面をそのままパラジウム触媒液に浸漬した（Ｓ１０９）。パラジウム触媒は正イオンとして触媒液に分散しているため、酸化物である透光性導電膜６ａ，６ｂに吸着しやすいとともに、物理的に掘り込み状となっている上に凹凸構造となっている開口部９ａ，９ｂに選択的に吸着され下地めっき層としてのＮｉ無電解めっき層Ｕｍが形成される（図３−６：Ｓ１１０）。一方、開口部９ａ，９ｂ以外の透光性絶縁膜７ａ，７ｂの表面は平滑になっているため、パラジウム触媒が付着しない構造となっている。その後、同じく表裏全面を無電解Ｎｉめっき液に浸したところ、開口部９ａ，９ｂのみに選択的にＮｉ無電解めっき層Ｕｍが成長した。Ｎｉめっきは温度７０℃で行い、約１μｍの厚みとなるように浸漬時間を調整した。
【００３０】
その後、このｎ型単結晶シリコン基板１を硫酸銅系の電解Ｃｕめっき浴に浸漬し、Ｎｉ無電解めっき層Ｕｍからなる下地めっき層が形成されたバス電極８ａＢ、及び８ｂＢの各々にマイナス、アノード電極にプラスの電圧を印加して両面同時に電解Ｃｕめっきを行い、Ｃｕ電解めっき層Ｍｍを形成した（図３−７：Ｓ１１１）。Ｃｕめっきは１Ａ／ｄｍ2の電流下で行い、Ｃｕめっき厚がフィルムの表面より若干薄く、透光性絶縁膜７ａ，７ｂからの電極のはみ出しが無いような厚みに調整された。さらに、Ｃｕ電解めっき層表面の酸化を防ぐため、Ｓｎの置換めっきを行った。これらの工程により形成された集電電極８ａ，８ｂの電極幅は透光性絶縁膜７ａ，７ｂの開口幅と同じ３５μｍであった。
【００３１】
比較例１として、図１２に要部拡大断面図を示すように、透光性導電膜形成後めっき電極形成前までは本実施の形態と同様のプロセスでサンプルを形成し、その上に電極幅が８０μｍ、高さが４０μｍで本実施の形態と同じ本数をもつＡｇのグリッド電極を集電電極８ａ、８ｂとしてスクリーン印刷により形成した。Ａｇペーストは低温焼結型のものを用い、印刷後２００℃で焼結した。集電電極１０８ａ、１０８ｂ以外は前記実施の形態１と同様である。
【００３２】
このようにして形成された本実施の形態のＣｕ／Ｎｉめっき層からなる集電電極８ａ，８ｂを形成したサンプルと、印刷Ａｇによるサンプルは各々はんだをコーティングした銅リボンのタブ線８０を貼り付けた後、さらに６０μｍのＥＶＡ樹脂フィルムなどの透光性樹脂５０を介して受光面は太陽電池用カバーガラス（第１の基板６０）に、裏面は裏面反射シート（第２の基板７０）で挟み（図５−１）に貼り付けることにより（図５−２）、図６に断面図を示すように、太陽電池モジュール１００を作製した。
【００３３】
まず、透光性のガラス基板からなる第１の基板６０の上に透光性樹脂５０を設置する。その透光性樹脂５０には、タブ線８０を貼り付けた配線付き太陽電池１０を設置する。配線付き太陽電池１０は、所定の枚数の太陽電池１０を並列させて、隣り合う太陽電池１０同士をはんだ付き銅リボンなどのタブ線８０により接続することにより作製する。配線付き太陽電池１０は、各太陽電池１０の裏面を上にして、透光性樹脂５０を介して第１の基板６０上に設置する。
【００３４】
配線付き太陽電池１０の上には、さらに透光性樹脂５０および裏面反射シート（第２の基板７０）を設置する。図５−１には、図の上部から順に、第１の基板６０、透光性樹脂５０、配線付き太陽電池１０、透光性樹脂５０および裏面反射シート（第２の基板７０）を重ね合わせた状態を示している。
【００３５】
これらの部材を圧着させた状態で加熱処理を施すことにより、図５−２に示すように、配線付き太陽電池１０が封止された透光性樹脂５０と、第１の基板６０と、第２の基板７０とが一体化された太陽電池モジュール１００が作製される。上記のめっき法を用いた電極形成方法により形成された集電電極を備える太陽電池１０を用いることで、高い発電効率を持つ太陽電池モジュールを得ることができる。
【００３６】
太陽電池モジュールの作製における加熱および圧着の処理には、ラミネータと称される真空加熱圧着装置を使用することが望ましい。ラミネータは、第１の基板６０や裏面側の裏面反射シート（第２の基板７０）を加熱変形させ、さらにこれらを熱硬化させることにより一体化させるとともに透光性樹脂５０に太陽電池１０を封止する。このとき、太陽電池の裏面に形成した透光性絶縁膜７ａ、７ｂが密着性を高めるのに極めて有効である。
【００３７】
真空加熱圧着装置は、減圧環境下において、各部材を加熱および圧着させる。これにより、第１の基板６０および透光性樹脂５０間、透光性樹脂５０および配線付き太陽電池１０間、配線付き太陽電池１０および透光性樹脂５０間、透光性樹脂５０および裏面側の裏面反射シート（第２の基板７０）間のいずれについても、空隙や気泡の残留を防ぎ、各部材を均一な圧力で圧着させることができる。
【００３８】
真空加熱圧着装置での加熱および圧着の処理は、２００℃以下、望ましくは１５０℃から２００℃の温度下で実施する。加熱および圧着の処理における温度は、透光性樹脂５０および透光性絶縁膜７ａ、７ｂの材質等により適宜変更可能であるものとする。
【００３９】
第１の基板６０としては、例えばガラス基板を使用している。第１の基板６０は、太陽光を透過可能であれば良く、ガラス以外の材質からなるものとしても良い。透光性樹脂５０は、エチレンビニルアセテート系、ポリビニルブチラール系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、オレフィン系、ポリエステル系、シリコン系、ポリスチレン系、ポリカーボネート系およびゴム系等の樹脂のうちの一つあるいは複数を含む。透光性樹脂５０は、太陽光を透過可能であれば、ここで挙げる以外のいずれの材質を使用するものであっても良いものとする。
【００４０】
裏面側の第２の基板７０としては、ポリエステル系、ポリビニル系、ポリカーボネート系およびポリイミド系等の樹脂のうちの一つあるいは複数からなるシートを使用する。第２の基板は、太陽電池モジュール１００の保護に十分な強度、耐湿性および耐候性を有するものであれば、ここで挙げる以外のいずれの材質からなるものであっても良い。この裏面側の第２の基板７０は、必ずしも透光性でなくてもよく、強度、耐湿性および耐候性を向上させるために、樹脂材料のみならず、金属箔材料を貼り合わせた複合材料からなるものとしても良い。また、第２の基板７０は、裏面反射シートとして、高い反射率を持つ金属材料（金属基板）や、高い屈折率を持つ透光性部材を、蒸着等により樹脂材料に貼り合わせたもの等、剛性基板としても良い。
【００４１】
太陽電池モジュールの端面は、ラミネート加工の密着性を向上させ、外部からの水分等の浸入を防ぐために、ゴム系樹脂部材等からなるテープにより保護することとしても良い。ゴム系樹脂部材としては、例えば、ブチルゴム等を使用する。さらに、太陽電池モジュールは、構造体としての取り扱い易さに鑑み、外周を囲うフレーム（図示せず）を設けることとしても良い。フレームは、例えば、アルミニウムや、アルミニウム合金等の金属部材を用いて構成する。
【００４２】
各々の太陽電池モジュールの電流―電圧特性を評価した。その結果、本実施の形態におけるＣｕ／Ｎｉめっき層を電極とした太陽電池モジュールと、図１２に示した比較例１の印刷Ａｇを電極とした太陽電池モジュールの開放電圧、フィルファクターは同等の値であった。そして、短絡電流については、めっきを電極とした本実施の形態における太陽電池モジュールの方が、約０.６ｍＡ／ｃｍ2高いことを確認した。これはグリッド電極幅が８０μｍのＡｇ電極に比べて３５μｍに細くなったことによりシャドーロスが低減したことに起因している。
【００４３】
以上のように本実施の形態１の太陽電池を用いることで、基板の厚さが薄い場合にも透光性絶縁膜が開口部を除く全面に形成されているため、太陽電池モジュールの製造工程において基板にわれや欠けが発生した場合でも透光性絶縁膜により基板が分断される事は無い。まためっきによる電極は粘性があり、簡単には分断されないため、割れや欠けが発生しても太陽電池特性が大きく低下しない。
【００４４】
なお、透光性絶縁膜は若干の短波長光吸収をもつため、モジュール化する前の単体セルの状態ではフィルムを貼り付けることにより若干の短絡電流の低下があるが、透光性絶縁膜を剥離した場合はモジュール化しなくても電極幅が低減した分の短絡電流の増加が得られる。しかしながら、透光性絶縁膜の短波長の光吸収はモジュール化した場合のＥＶＡフィルムの吸収に対し大きくはないため、モジュール化した場合には電極幅およびシャドーロスが低減した分の短絡電流差が得られる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態１は、透光性絶縁膜を用いた受光面構造をもつ太陽電池セルをヘテロ接合型の太陽電池セルに用いた構造であり、透光性絶縁膜、透光性導電膜、半導体ドープ層がこの順で屈折率が大きくなることにより、光閉じ込め効果が向上する。
【００４６】
変形例．
なお、本実施の形態では透光性絶縁膜を貼り付けたままモジュールを作製したが、この透光性絶縁膜はアルカリ溶液や有機溶媒によって剥離してもよい。この例を図７−１および図７−２に示す。透光性絶縁膜を剥離しているだけで、他は図５−１および図５−２に示した実装工程と同様であるため、ここでは説明を省略するが、同一部位には同一符号を付した。
【００４７】
この例によれば、透光性絶縁膜は若干の短波長光吸収をもつため、モジュール化する前の単体セルの状態ではフィルムを貼り付けることにより若干の短絡電流の低下があるが、透光性絶縁膜を剥離した場合はモジュール化しなくても電極幅が低減した分の短絡電流の増加が得られる。しかしながら、透光性絶縁膜の短波長の光吸収はモジュール化した場合のＥＶＡフィルムの吸収に対し大きくはないため、モジュール化した場合には電極幅およびシャドーロスが低減した分の短絡電流差を得ることができる。
【００４８】
実施の形態２．
次に本発明の実施の形態２として、拡散型の太陽電池について説明する。図８−１〜図８−３は、本発明にかかるヘテロ接合型の太陽電池の実施の形態１のセル構造を示す図、
図９は当該太陽電池の要部拡大断面図である。図８−１は、断面を示す図、図８−２は、受光面を示す図、図８−３は、受光面とは反対側の裏面を示す図である。図１０−１〜図１０−８は本実施の形態のセル構造の形成プロセスを示す工程断面図であり、図１１はフローチャートである。受光面側および裏面側は図１−２、図１−３に示した、実施の形態１のヘテロ接合型の太陽電池の受光面（第１の面２１Ａ）および裏面（第２の面２１Ｂ）と同様であるのでここでは説明を量略する。太陽電池を構成するｐ型単結晶シリコン基板２１の受光面である第１の面２１Ａには、互いに直交するように配置されたグリッド電極２８ａＧおよび表バス電極２８ａＢからなる集電電極２８ａが設けられている。太陽電池を構成するｐ型単結晶シリコン基板２１の裏面である第２の面２１Ｂには、グリッド電極２８ｂＧおよび裏バス電極２８ｂＢからなる集電電極２８ｂが設けられている。
【００４９】
本実施の形態では、透光性絶縁膜２７ａ，２７ｂに開口された開口部２９ａ，２９ｂに形成され集電電極２８ａ，２８ｂが、テクスチャー面に形成された、めっき層からなる。ここでも集電電極２８ａ，２８ｂは、下地めっき層としてのＮｉ無電解めっき層Ｕｍと、Ａｕ電解めっき層Ｍｍとの２層構造で構成される。そしてこの透光性絶縁膜は、膜厚がテクスチャー面を構成する凹凸部２１Ｔの高さよりも大きく、凹凸がなく平滑な表面をもつ。またこの集電電極２８ａ，２８ｂは、厚みが透光性絶縁膜２７ａ，２７ｂの厚みと同程度以下である。
【００５０】
この太陽電池の製造方法について説明する。まず、１５６ｍｍ□で比抵抗１Ωｃｍの（１００）のｐ型単結晶シリコン基板（ウエハ）２１に対し、アルカリ溶液中でスライス時のワイヤーソーダメージを除去した（図１０−１：Ｓ２０１）。その後、イソプロピルアルコールを添加したアルカリ溶液中に浸漬し、ｐ型単結晶シリコン基板２１の両面にピラミッド状のテクスチャーを形成した（図１０−２：Ｓ２０２）。この際、ピラミッド底部からピラミッド頂点までの高さが最大１０μｍ程度となるようにテクスチャー条件を調整した。
【００５１】
その後、ＰＯＣｌ３ガス雰囲気下９００℃で熱処理することにより基板と逆導電型の接合層としてリン拡散層からなるｎ型拡散層を形成し、表面に形成されたリンガラスを除去した。その後ｐ型単結晶シリコン基板２１の裏面のｎ型拡散層を弗酸と硝酸の混合液により除去した。この際、受光面側のリン拡散層は保護することによりｎ型拡散層２２ａとして残した（Ｓ２０３）。さらに裏面側をＲＣＡ洗浄により洗浄し、ボロンの拡散ペーストを塗布するとともに９００℃で熱処理することにより裏面にｐ型拡散層２２ｂを形成した（図１０−３：Ｓ２０４）。その後、受光面側および裏面の両方に反射防止膜、兼パッシベーション膜としてシランとアンモニアを原料とするプラズマＣＶＤでシリコン窒化膜２４ａ，２４ｂを形成した（図１０−４：Ｓ２０５）（Ｓ２０６）。受光面側および裏面側のシリコン窒化膜２４ａ，２４ｂは各々８０ｎｍの膜厚となるように形成した。
【００５２】
その後、実施の形態１と同様に受光面側、裏面側の両方の表面にフィルムラミネータにより透光性絶縁膜２７ａ，２７ｂとして厚さ２０μｍのフィルム状の感光性樹脂（感光性フィルム）を貼り付けた（Ｓ２０７）。この感光性樹脂に露光して幅３０μｍのグリッド電極と幅１ｍｍのバス電極をもつ露光マスクを転写し、現像液で現像することにより感光性樹脂上に電極パターンを形成した（図１０−５：Ｓ２０８）。パターニングフィルム厚は最初にｐ型単結晶シリコン基板２１上に形成したピラミッド状テクスチャーの高さより厚くなるように選ばれる。本実施の形態ではピラミッド状テクスチャーの最大高さ１０μｍに対し、フィルム厚を２０μｍとした。フィルム厚をピラミッド状テクスチャーより厚くすることにより、ピラミッド状テクスチャー上に貼り付けてもフィルム表面は平滑となっていた。また、３０μｍ幅のグリッドパターンにより形成された開口部は若干設計寸法よりも広がり、３５μｍとなっていた。その後、ｐ型単結晶シリコン基板２１両面を１０％フッ酸に浸してフィルム開口部のシリコン窒化膜を除去した（図１０−６：Ｓ２０９）。
【００５３】
その後、開口したｐ型単結晶シリコン基板２１にＮｉ無電解めっきを施した。Ｎｉ無電解めっきはパラジウムを触媒として成長するため、Ｎｉめっき前処理としてフィルム開口したｐ型単結晶シリコン基板２１の表裏全面をそのままパラジウム触媒液に浸漬した（Ｓ２１０）。パラジウム触媒は正イオンとして触媒液に分散しているため、酸化物である透光性導電膜に吸着しやすいとともに、物理的に掘り込み状となっている上に凹凸構造となっているフィルム開口部に選択的に吸着する（図１０−７：Ｓ２１１）。逆に開口部以外のフィルム表面は平滑になっているためパラジウム触媒が付着しない構造となっている。その後同じく表裏全面を無電解Ｎｉめっき液に浸したところ、開口部のみに選択的にＮｉめっきが成長した。Ｎｉめっきは温度７０℃で行い、約１μｍの厚みとなるように浸漬時間を調整した。
【００５４】
その後、ｐ型単結晶シリコン基板２１を硫酸銅系の電解Ｃｕめっき浴に浸漬し、無電解Ｎｉめっきが形成されたバス電極２８ａＢ、及び２８ｂＢの各々にマイナス、アノード電極にプラスの電圧を印加して両面同時に電解Ｃｕめっきを行った（図１０−８：Ｓ２１２）。Ｃｕめっきは１Ａ／ｄｍ2の電流下で行い、Ｃｕめっき厚がフィルムの表面より若干薄くフィルムからの電極のはみ出しが無いような厚みに調整された。さらに、Ｃｕ電解めっき層表面の酸化を防ぐため、Ｓｎの置換めっきを行った。これらの工程により形成された集電電極２８ａ，２８ｂの電極幅はフィルム開口幅と同じ３５μｍであった。
【００５５】
比較例２として、図１３に要部拡大断面図を示すように、ｐ型単結晶シリコン基板２１両面にシリコン窒化膜を形成した後、シリコン窒化膜用のエッチングペーストにより上記のメッキパターンと同様の受光面および裏面側開口部を形成し、受光面には高温焼結型のＡｇペースト、裏面にはアルミペーストを塗布するとともに焼成炉にて８００℃で焼成し、集電電極２８ａ、２８ｂを形成し、サンプルを形成した。集電電極２８ａ、２８ｂ以外は前記実施の形態２と同様である。
【００５６】
本実施の形態のＣｕ／Ｎｉ集電電極を形成したサンプルと、比較例の印刷Ａｇ／印刷アルミによるサンプルは各々はんだをコーティングした銅リボンのタブ線を貼り付けた後、さらに６０μｍのＥＶＡ樹脂フィルムを介して受光面は太陽電池用カバーガラスに、裏面はバックシートに貼り付けることにより太陽電池モジュールを作製した。
【００５７】
各々の太陽電池モジュールの電流―電圧特性を評価した。その結果、本実施の形態におけるＣｕ／Ｎｉめっきを電極とした太陽電池モジュールと印刷Ａｇを電極とした比較例２の太陽電池モジュールの開放電圧、フィルファクターは同等の値であった。そして、短絡電流については、めっきを電極とした本実施の形態におけるモジュールの方が、約０.６mＡ／ｃｍ2高いことを確認した。これはグリッド電極幅が８０μｍのＡｇ電極に比べて３５μｍに細くなったことによりシャドーロスが低減したことに起因している。
【００５８】
以上のように、透光性絶縁膜を用いた受光面構造をもつ太陽電池セルを拡散型の太陽電池セルに用いても有効であることがわかる。透光性絶縁膜、反射防止膜、半導体不純物ドープ層がこの順で屈折率が大きくなることにより、光閉じ込め効果が向上する。
【００５９】
また、拡散型の太陽電池セルについても第１及び第２の基板間に挟んで太陽電池モジュールを製造することができる。この場合の太陽電池モジュールの構造および実装方法については、前記実施の形態１で説明したヘテロ接合型の太陽電池モジュールの構造および実装方法と同様であるためここでは説明を省略する。
【００６０】
なお、前記実施の形態１，２ではいずれも透光性絶縁膜としてフィルム状の感光性樹脂を用いたが、フィルムではなく塗布膜を用いてもよいことは言うまでもなく、感光性を持たない透光性絶縁膜を用い、フォトリソグラフィによりパターニングしてもよい。
【００６１】
また、前記実施の形態１，２ではいずれも、Ｎｉ無電解めっき層などからなる下地めっき層を形成した後にＣｕなどのめっき層を形成したが、単層のめっき層でもよい。さらにまた、透光性絶縁膜の開口にめっき層を形成する集電電極構造は、めっき層を形成する集電電極構造は、受光面側電極となる８ａ、２８ａ、或いは裏面電極となる８ｂ、２８ｂのいずれか一方にのみ用いても良い。
【００６２】
実施の形態１，２では集電電極８ａ，８ｂ、２８ａ，２８ｂとしてＮｉ無電解めっき層ＵｍとＣｕ電解めっき層Ｍｍとを用いたが、Ｃｕ電解めっき層の代わりにＡｇ電解めっき層を用いても良い。めっき電極は印刷電極に比べて結晶性が良く密度が高いため、電極の断面積が小さくても配線抵抗を保つ事ができる。
【００６３】
また実施の形態１，２ではフィルム開口幅および電極幅を３５μｍ、透光性絶縁膜の膜厚を２０μｍ、電極厚を２０μｍとしたが、めっき厚ｔ2が透光性絶縁膜の膜厚ｔ1以下、且つ配線の平均断面積が４００μｍ２以上となる範囲で電極幅が２０〜８０μm、めっき厚が１０〜５０μｍの範囲で選ぶことができる。この範囲であれば電気めっきにより現実的な時間で電極形成が可能となるとともに、グリッド電極として接触抵抗および配線抵抗を小さく抑えることができる。また、電極幅が８０μｍ以下であることにより銀ペーストなどを用いた従来のグリッド電極よりも細線のため、光の取り込み量を従来の太陽電池よりも増やす事ができる。
【００６４】
また、透光性絶縁膜の厚みｔ1はテクスチャーの高さｈ1より大きい必要があるが、表面の平滑性を得るためには透光性絶縁膜の厚みｔ1をテクスチャーの高さｈ1よりも１０μｍ以上大きくすることが望ましい。本実施の形態の太陽電池は電極幅が小さくてもフィルファクターが得られるのは、めっきにより形成された電極はテクスチャーのような凹凸があっても凹凸の表面全面にめっき膜が接触しているため、接触抵抗を低く保つことができるためである。
【００６５】
なお、実施の形態１，２では、透光性絶縁膜として、それ自体に光硬化性、或いは光軟化性の機能を持つものを選択することにより、太陽電池上に形成した後、他のレジストを用いることなく写真製版によりパターニングすることが可能となる。
【００６６】
また、実施の形態１，２では、電気めっきのシード層として無電解めっき層からなるめっき下地層を用いることにより、電気めっきと下地である透光性導電膜、或いは不純物ドープ半導体層などの下地の抵抗率に依存せず、配線パターンのすべてにおいて電気めっきの際の膜厚分布を小さく押さえることができる。
【００６７】
さらにまた、実施の形態１，２では、無電解めっきによる下地めっき層を、Ｎｉを主成分とする金属とすることにより、太陽電池セルの不純物ドープ層や透光性導電膜などの電極の下地となる材料との密着性を保つ事ができる。
【００６８】
また、太陽電池を構成する半導体基板としては、異方性エッチングによりテクスチャが形成される結晶系半導体基板が望ましいが、他の方法でテクスチャ面を形成した半導体基板を用いた太陽電池についても適用可能である。つまり、集電電極形成面に凹凸部が存在する電池構造の場合一般に適用可能な方法である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる太陽電池、太陽電池モジュールおよびその製造方法は、太陽電池の高効率化に有用であり、特に、薄型基板を用いた太陽電池に適している。
【符号の説明】
【００７０】
１  ｎ型単結晶シリコン基板、２，３  i型非晶質シリコン層、４  ｐ型非晶質シリコン層、５  ｎ型非晶質シリコン層、６ａ，６ｂ  透光性導電膜、７ａ，７ｂ  透光性絶縁膜、８ａ，８ｂ  集電電極、８ａＧ，２８ａＧ  グリッド電極、８ａＢ，２８ａＢ  表バス電極、８ｂＧ，２８ｂＧ  グリッド電極、８ｂＢ，２８ｂＢ  裏バス電極、９ａ，９ｂ  開口部、Ｕｍ  無電解Ｎｉめっき層（下地めっき層）、Ｍｍ  Ｃｕ電解めっき層、１０  太陽電池、２１  ｐ型単結晶シリコン基板、２２  ｎ型拡散層、２２ｂ  ｐ型拡散層、２４ａ，２４ｂ  シリコン窒化膜、２７ａ，２７ｂ  透光性絶縁膜、２８ａ，２８ｂ  集電電極、５０  樹脂フィルム、６０  第１の基板、７０  裏面反射シート、８０  タブ線、１００  太陽電池モジュール、１０８ａ，１０８ｂ  集電電極、１２８ａ，１２８ｂ  集電電極。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図３−５】
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【図３−６】
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【図３−７】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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【図１０−５】
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【図１０−６】
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【図１０−７】
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【図１０−８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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