(57)【要約】【課題】太陽電池基板の裏面側の電極と配線基板の配線との接続を信頼性の高いものとし、しかも太陽電池基板の裏面側の隣接する電極間での短絡を回避しつつ、太陽電池基板の裏面側に配置される電極の狭ピッチ化を図ることができる太陽電池を実現する。【解決手段】ｎ型シリコン基板１の受光面とは反対側の裏面に、帯状ｐ型半導体領域（櫛歯部）１０ｂと帯状ｎ型半導体領域（櫛歯部）２０ｂとを交互に配置した構造の太陽電池において、帯状ｐ型半導体領域１０ｂにこの領域に沿って延びるよう形成されたｐ型電極１１と、帯状ｎ型半導体領域２０ｂ上にこの領域に沿って延びるよう形成されたｎ型電極１２とを備え、ｎ型電極１２を、ｎ型半導体領域２０ｂと接触するよう形成した電極層１２ａと、該電極層を覆うよう形成されたメッキ層１２ｂとを含み、該メッキ層１２ｂを、そのｎ型電極１２の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜１５により被覆した構造とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体基板を備え、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置した太陽電池であって、
該第１導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第１の電極と、
該第２導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第２の電極とを備え、
該第１の電極は、該第１導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層と、該電極層を覆うよう形成されたメッキ層とを含み、該メッキ層を、その該第１の電極の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆した構造としたものである、太陽電池。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池において、
前記第１の電極は、前記メッキ層の、該第１の電極の一端側部分を、導電性接着材と絶縁性接着材とを含む接着材により被覆した構造としたものである、太陽電池。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池において、
前記第２の電極は、前記第２導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層を含み、
該第２の電極を構成する電極層を、導電性接着材と絶縁性接着材とを含む接着材により被覆した構造としたものである、太陽電池。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池において、
前記第１の電極および該第２の電極を構成する電極層は、金属粉末を含有する導電性ペーストを焼成してなる焼成電極層である、太陽電池。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池において、
前記導電性ペーストは、銀を金属粉末として含むものであり、
前記焼成電極層は銀電極層である、太陽電池。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池において、
前記第１の電極のメッキ層を覆う絶縁性樹脂膜は、未硬化の状態にエネルギが供給されることにより、該未硬化の状態から粘度が上昇して第１の硬化状態となった後に、該第１の硬化状態から粘度が一旦低下して軟化状態となり、その後粘度が再度上昇して該第１の硬化状態よりも粘度が高い状態である第２の硬化状態となる性質を有しており、
前記接着材を構成する絶縁性接着材は、未硬化の状態にエネルギが供給されることにより、前記未硬化の状態から粘度が上昇して硬化状態となる性質を有している、太陽電池。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池において、
前記第１の硬化状態は、常温における未硬化状態と比べて粘度が高く、かつ接着性が低く、形状保持性を有する状態である、太陽電池。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の太陽電池において、
前記帯状の第２導電型半導体領域は、その幅が前記帯状の第１導電型半導体領域の幅より広いものである、太陽電池。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の太陽電池において、
前記第１導電型半導体基板は、ｎ型シリコン基板であり、
前記第２導電型半導体領域は、ボロンを拡散したｐ型拡散領域であり、
前記第１導電型半導体領域は、リンを拡散したｎ型拡散領域である、太陽電池。
【請求項１０】
第１導電型半導体基板を備え、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置した太陽電池を製造する方法であって、
該第１導電型半導体領域および該第２導電型半導体領域上にそれぞれ、これらの領域に沿って延びるよう電極層を形成する工程と、
該第１導電型半導体領域上の電極層にのみ選択的にメッキ層を形成する工程と、
該第１導電型半導体領域上の電極層に形成したメッキ層を、その該第１導電型半導体領域上の電極層の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆する工程とを含む、太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の太陽電池の製造方法において、
該第１導電型半導体領域の電極層に形成したメッキ層の、前記絶縁性樹脂膜に覆われていない部分、および前記第２導電型半導体領域上の電極層を、絶縁性接着材と導電性接着材とを含む接着材により被覆する工程を有する、太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
１以上の太陽電池を配線基板に実装してなる太陽電池モジュールであって、
該太陽電池は、
第１導電型半導体基板を備え、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置したものであって、
該第１導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第１の電極と、
該第２導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第２の電極とを備え、
該第１の電極は、該第１導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層と、該電極層を覆うよう形成されたメッキ層とを含み、該メッキ層を、その該第１の電極の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆した構造としたものであり、
該配線基板は、
該太陽電池を実装する各実装領域に、該配線基板に実装した太陽電池の第１の電極と対向するよう配置され、該第１の電極に接続された第１の配線と、
該太陽電池を実装する各実装領域に、該配線基板に実装した太陽電池の第２の電極と対向するよう配置され、該第２の電極に接続された第２の配線とを備え、
該第１の電極は、その一端側部分で、該第１の配線と電気的に接続されている、太陽電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１２に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記第１の電極と前記第１の配線とは、該第１の電極の一端側部分における前記メッキ層の表面に塗布した半田樹脂の溶融により得られる、該半田樹脂を構成する導電性接着材により接続されている、太陽電池モジュール。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記第２の電極と前記第２の配線とは、該第２の電極を構成する電極層の表面に塗布した半田樹脂の溶融により得られる、該半田樹脂を構成する導電性接着材により接続されている、太陽電池モジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記第２の電極と前記第２の配線との接続部分は、前記第１の電極に対して、該第２の電極を構成する電極層の表面に塗布した半田樹脂を構成する絶縁性接着材と、該第１の電極のメッキ層を被覆する絶縁性樹脂膜とにより電気的に絶縁されている、太陽電池モジュール。
【請求項１６】
１以上の太陽電池を配線基板に実装して太陽電池モジュールを製造する方法であって、
該太陽電池は、
第１導電型半導体基板を備え、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置したものであって、
該第１導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第１の電極と、
該第２導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第２の電極とを備え、
該第１の電極は、該第１導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層と、該電極層を覆うよう形成されたメッキ層とを含み、該メッキ層を、その該第１の電極の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆した構造となっており、
該第２の電極は、該第２導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層を含み、
該配線基板は、
該太陽電池を実装する各実装領域に、該太陽電池を該配線基板に実装したとき、該太陽電池の第１の電極と対向するよう配置された第１の配線と、
該太陽電池を実装する各実装領域に、該太陽電池を該配線基板に実装したとき、該太陽電池の第２の電極と対向するよう配置された第２の配線とを備えたものであり、
該方法は、該第１導電型半導体領域の電極層に形成したメッキ層の、該絶縁性樹脂膜により覆われていない部分、および該第２導電型半導体領域上の電極層を、絶縁性接着材と導電性接着材とを含む接着材により被覆する工程と、
該太陽電池を該配線基板上に、該太陽電池の第１および第２の電極が該配線基板の第１および第２の配線に対向するよう重ね合わせて配置する工程と、
該絶縁性樹脂膜および該接着材の熱処理により、該第１の電極の電極層に形成したメッキ層の、該絶縁性樹脂膜で覆われていない部分と該第１の配線とを該接着材に含まれる導電性接着材により接続し、該第２の電極の電極層と該第２の配線とを、該接着材に含まれる導電性接着材により接続する工程とを含む、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、太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池モジュールおよびその製造方法に関し、特に、半導体基板の受光面と反対側の面である裏面に集電電極を形成した構造の太陽電池及びその製造方法、並びにこのような構造の太陽電池を太陽電池セルとして用いた太陽電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池としては、
化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類のものがあるが、現在、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。
【０００３】
現在、最も多く製造および販売されている太陽電池は、太陽電池を構成する半導体基板（以下、太陽電池基板あるいは単に基板ともいう。）の、太陽光が入射する側の面である受光面と、受光面の反対側である裏面とにそれぞれ電極が形成された構造のものである。
【０００４】
しかしながら、太陽電池基板の受光面に電極を形成した場合、電極で光が反射したり吸収されたりすることから、この受光面に形成した電極の面積分だけ、太陽電池基板に入射する太陽光が減少することとなる。
【０００５】
そこで、太陽電池基板の裏面にのみ電極を形成した裏面電極型太陽電池が開発されている。
【０００６】
この裏面電極型太陽電池では、電極を裏面に配置することにより、受光面上で電極の影になる領域をなくし、ｐｎ接合も基板の裏面側に位置することとなり、通常の太陽電池のように基板の表面に太陽光を効率よく取り込むための凹凸構造（テクスチャ構造）を設けた場合でも、良好なｐｎ接合を形成することができる。
【０００７】
図１５は従来の裏面電極型太陽電池を説明する平面図であり、その裏面側の構造を模式的に示している。
【０００８】
この太陽電池２００は、例えばｎ型シリコン基板からなる略正方形形状の太陽電池基板２１０と、このｎ型シリコン基板２１０の裏面に形成された櫛型平面パターンを有するｐ＋型半導体領域（拡散領域）２０１と、該基板２１０の裏面に形成された櫛型平面パターンを有するｎ＋型半導体領域（拡散領域）２０２とを有している。ここで、ｐ＋型半導体領域（拡散領域）２０１とｎ＋型半導体領域（拡散領域）２０２とは、それぞれの櫛型平面パターンが相互に入り込むよう配置されている。つまり、この太陽電池基板２１０の裏面上では、ｐ＋型半導体領域２０１の櫛歯部（櫛型の歯に相等する部分）２０１ｂおよびｎ＋型半導体領域２０２の櫛歯部（櫛型の歯に相等する部分）２０２ｂとが交互に配列されており、ｐ＋型半導体領域２０１の櫛歯部２０１ｂは、その一端側で、ｐ＋型半導体領域２０１の櫛背部（櫛型の背に相等する部分）２０１ａに一体となってつながっており、また、ｎ＋型半導体領域２０２の櫛歯部２０２ｂは、その他端側で、ｎ＋型半導体領域２０２の櫛背部（櫛型の背に相等する部分）２０２ａに一体となってつながっている。
【０００９】
そして、ｐ＋型半導体領域２０１上には、この櫛型平面パターンに対応する平面パターンを有するｐ型電極（櫛型ｐ型電極）２１１が設けられており、また、ｎ＋型半導体領域２０２上には、この櫛型平面パターンに対応する平面パターンを有するｎ型電極（櫛型ｎ型電極）２１２が設けられている。
【００１０】
つまり、櫛型ｐ型電極２１１は、ｐ＋型半導体領域２０１の櫛背部２０１ａおよび櫛歯部２０１ｂ上に配置された背部２１１ａおよび歯部２１１ｂから構成されており、櫛型ｎ型電極２１２は、ｎ＋型半導体領域２０２の櫛背部２０２ａおよび櫛歯部２０２ｂ上に配置された背部２１２ａおよび歯部２１２ｂから構成されている。
【００１１】
図１６は、このような太陽電池を用いた太陽電池モジュールを説明する平面図である。
【００１２】
この太陽電池モジュール２２０は、図１５に示す太陽電池２００を直列に接続してなるものであり、図１６に示す太陽電池モジュール２２０は、図１５に示す太陽電池２００と同じ構造の３つの太陽電池２００ａ〜２００ｃを直列に接続したものである。
【００１３】
つまり、この太陽電池モジュール２２０は、中央の太陽電池２００ｂのｐ型電極２１１の背部２１１ａを電極接続部材２２１によりその一方側の太陽電池２００ａのｎ型電極２１２の背部２１２ａに接続し、中央の太陽電池２００ｂのｎ型電極２１２の背部２１２ａを電極接続部材２２１によりその他方側の太陽電池２００ｃのｐ型電極２１１の背部２１１ａに接続したものである。
【００１４】
ところが、このような櫛型電極を用いた太陽電池では、電極を低抵抗化するため、櫛型電極の歯部を太くする必要があり、しかも、隣接する極性の異なる電極がショートしないよう、極性の異なる櫛型電極の歯部の配置間隔にマージンを持たせる必要があり、このため、ｐ＋型半導体領域２０１の櫛歯部２０１ｂとｎ＋型半導体領域２０２の櫛歯部２０２ｂの配置間隔（ピッチ）も広くなり、その結果、１つの太陽電池基板に確保できるｐｎ接合面の広さが制限されることとなって、集電効率を高められないという問題がある。
【００１５】
そこで、このような太陽電池の電極の低抵抗化および配置間隔のマージンに起因する集電効率の頭打ちを解消したものとして、太陽電池の電極をその実装基板（配線基板）側に形成した、該電極と同じ平面パターンを含む配線に接続する方式（以下、配線シート方式という。）の太陽電池がある。
【００１６】
図１７および図１８は、配線シート方式の従来の太陽電池を説明する図であり、図１７はその基板の裏面側での半導体領域の配置を示し、図１８は、太陽電池基板の裏面側での電極の配置を示している。
【００１７】
例えば、この太陽電池３００では、その基板３１０の裏面には帯状のｐ＋型半導体領域３０１と帯状のｎ＋型半導体領域３０２とが交互に配置されている。また、この帯状のｐ＋型半導体領域３０１上には、図１８に示すように、この領域に沿って延びるｐ型電極３１１がこの領域３０１と電気的に接続されるよう設けられ、また、帯状のｎ＋型半導体領域３０２上には、図１８に示すように、この領域に沿って延びるｎ型電極３１２がこの領域３０２と電気的に接続されるよう設けられている。
【００１８】
図１９は、このような配線シート方式の太陽電池を実装する配線基板の構造を説明する図である。
【００１９】
図１９に示す配線基板３５０は、図１７および図１８に示す太陽電池３００を実装する実装領域Ｒを複数有している。ここでは、配線基板３５０は１６個の実装領域Ｒを有する構造となっており、この配線基板３５０を構成する絶縁性シート材３５０ａには、実装領域Ｒ毎にｐ型配線３５１およびｎ型配線３５２が設けられており、これらの配線３５１および３５２は、実装領域Ｒに太陽電池３００を配置したとき、太陽電池の各ｐ型電極３１１および各ｎ型電極３１２が配線基板の対応するｐ型配線３５１およびｎ型配線３５２に対向するよう配置されている。
【００２０】
ここで、各配線の延びる方向（紙面縦方向）に並んで隣接する２つの実装領域の一方のｐ型配線３５１とその他方のｎ型配線３５２とは、第１の接続用配線３５４ａにより接続されており、また、この配線基板３５０の、各配線の延びる方向と直交する側辺に沿って隣接する２つの実装領域の一方のｐ型配線３５１とその他方のｎ型配線３５２とは、第２の接続用配線３５４ｂにより接続されている。さらに、ここでは、各実装領域Ｒに配置される太陽電池は直列接続となるよう配線基板３５０の配線のパターンが形成されており、直列接続の先頭に位置する実装領域のｐ型電極３５１は共通配線３５４ｃに接続され、直列接続の最後尾に位置する実装領域のｎ型電極３５２は共通配線３５４ｄに接続されている。
【００２１】
このような配線基板３５０の各実装領域Ｒに、上述した配線シート方式の太陽電池３００を実装することにより、図２０に示す太陽電池モジュール５００が得られる。
【００２２】
このような配線シート方式の太陽電池３００では、配線基板３５０に低抵抗な配線が形成されているので、太陽電池基板３１０に配置されたｐ型電極３１１およびｎ型電極３１２は、太陽電池基板の帯状ｐ型半導体領域３０１および帯状ｎ型半導体領域３０２で発生した電荷を集電して配線基板３５０のｐ型配線３５１およびｎ型配線３５２に受け渡すものであればよく、電荷を電極の内部でその長手方向に移動させる必要のないものとなり、低抵抗化を考慮せずに幅の狭い構造とすることができる。
【００２３】
このように太陽電池として配線シート方式を採用することで、太陽電池基板の裏面に形成される帯状ｎ＋型半導体領域と帯状ｐ＋型半導体領域の配置ピッチは必然的に短くなり、太陽電池の発電効率を高めることが可能となる。
【００２４】
なお、裏面電極型の太陽電池としては特許文献１〜３に開示のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】国際公開第２００５／０１３３２１号パンフレット
【特許文献２】特開２００９−８８１４５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
ところで、太陽電池のｐ型電極およびｎ型電極を所定のパターンに形成するためには、高価なレジストを用いたり、複雑なエッチング処理を行ったりする必要があることから、簡易な電極の形成方法として、例えば、銀などの金属粉末を含有する導電性ペーストを太陽電池基板の裏面に直接パターン印刷して焼成することで焼成電極をｐ型電極およびｎ型電極として形成する方法が検討されているが、銀ペーストの焼成により形成した焼成電極だけでは、表面積が狭く厚みが薄いことなどから、焼成電極と配線基板のｎ型配線およびｐ型配線との接続の信頼性を確保できないという問題がある。
【００２７】
そこで、焼成電極をメッキにより太らせた構造としたり、あるいは焼成電極を導電性樹脂により被覆して太らせた構造としたりすることにより、太陽電池の電極として用いる電極層の表面積と厚みを増大させて、太陽電池の電極と配線基板の配線との接続の信頼性を確保する方法が考えられている。
【００２８】
ところが、焼成電極をメッキにより太らせた構造や焼成電極を導電性樹脂で被覆して太らせた構造では、太陽電池基板の裏面でのｐ型電極とｎ型電極との間隔が狭くなり、ゴミなどの付着に起因して、隣接する極性の異なる電極間で短絡が発生しやすくなってしまい、太陽電池基板の電極の狭ピッチ化は困難となってしまう。
【００２９】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、太陽電池基板の裏面側の電極と配線基板の配線との接続を信頼性の高いものとすることができ、しかも太陽電池基板の裏面側の隣接する電極間での短絡を回避しつつ、太陽電池基板の裏面側に配置される電極の狭ピッチ化を図ることができる太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池モジュールおよびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明に係る太陽電池は、第１導電型半導体基板を備え、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置した太陽電池であって、該第１導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第１の電極と、該第２導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第２の電極とを備え、該第１の電極は、該第１導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層と、該電極層を覆うよう形成されたメッキ層とを含み、該メッキ層を、その該第１の電極の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆した構造としたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３１】
本発明は、上記太陽電池において、前記第１の電極は、前記メッキ層の、該第１の電極の一端側部分を、導電性接着材と絶縁性接着材とを含む接着材により被覆した構造としたものであることが好ましい。
【００３２】
本発明は、上記太陽電池において、前記第２の電極は、前記第２導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層を含み、該第２の電極を構成する電極層を、導電性接着材と絶縁性接着材とを含む接着材により被覆した構造としたものであることが好ましい。
【００３３】
本発明は、上記太陽電池において、前記第１の電極および該第２の電極を構成する電極層は、金属粉末を含有する導電性ペーストを焼成してなる焼成電極層であることが好ましい。
【００３４】
本発明は、上記太陽電池において、前記導電性ペーストは、銀を金属粉末として含むものであり、前記焼成電極層は銀電極層であることが好ましい。
【００３５】
本発明は、上記太陽電池において、前記第１の電極のメッキ層を覆う絶縁性樹脂膜は、未硬化の状態にエネルギが供給されることにより、該未硬化の状態から粘度が上昇して第１の硬化状態となった後に、該第１の硬化状態から粘度が一旦低下して軟化状態となり、その後粘度が再度上昇して該第１の硬化状態よりも粘度が高い状態である第２の硬化状態となる性質を有しており、前記接着材を構成する絶縁性接着材は、未硬化の状態にエネルギが供給されることにより、前記未硬化の状態から粘度が上昇して硬化状態となる性質を有していることが好ましい。
【００３６】
本発明は、上記太陽電池において、前記第１の硬化状態は、常温における未硬化状態と比べて粘度が高く、かつ接着性が低く、形状保持性を有する状態であることが好ましい。
【００３７】
本発明は、上記太陽電池において、前記帯状の第２導電型半導体領域は、その幅が前記帯状の第１導電型半導体領域の幅より広いものであることが好ましい。
【００３８】
本発明は、上記太陽電池において、前記第１導電型半導体基板は、ｎ型シリコン基板であり、前記第２導電型半導体領域は、ボロンを拡散したｐ型拡散領域であり、前記第１導電型半導体領域は、リンを拡散したｎ型拡散領域であることが好ましい。
【００３９】
本発明に係る太陽電池の製造方法は、第１導電型半導体基板を備え、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置した太陽電池を製造する方法であって、該第１導電型半導体領域および該第２導電型半導体領域上にそれぞれ、これらの領域に沿って延びるよう電極層を形成する工程と、該第１導電型半導体領域上の電極層にのみ選択的にメッキ層を形成する工程と、該第１導電型半導体領域上の電極層に形成したメッキ層を、その該第１導電型半導体領域上の電極層の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆する工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４０】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、該第１導電型半導体領域の電極層に形成したメッキ層の、前記絶縁性樹脂膜に覆われていない部分、および前記第２導電型半導体領域上の電極層を、絶縁性接着材と導電性接着材とを含む接着材により被覆する工程を有することが好ましい。
【００４１】
本発明に係る太陽電池モジュールは、１以上の太陽電池を配線基板に実装してなる太陽電池モジュールであって、該太陽電池は、第１導電型半導体基板を備え、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置したものであって、該第１導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第１の電極と、該第２導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第２の電極とを備え、該第１の電極は、該第１導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層と、該電極層を覆うよう形成されたメッキ層とを含み、該メッキ層を、その該第１の電極の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆した構造としたものであり、該配線基板は、該太陽電池を実装する各実装領域に、該配線基板に実装した太陽電池の第１の電極と対向するよう配置され、該第１の電極に接続された第１の配線と、該太陽電池を実装する各実装領域に、該配線基板に実装した太陽電池の第２の電極と対向するよう配置され、該第２の電極に接続された第２の配線とを備え、該第１の電極は、その一端側部分で、該第１の配線と電気的に接続されており、そのことにより上記目的が達成される。
【００４２】
本発明は、上記太陽電池モジュールにおいて、前記第１の電極と前記第１の配線とは、該第１の電極の一端側部分における前記メッキ層の表面に塗布した半田樹脂の溶融により得られる、該半田樹脂を構成する導電性接着材により接続されていることが好ましい。
【００４３】
本発明は、上記太陽電池モジュールにおいて、前記第２の電極と前記第２の配線とは、該第２の電極を構成する電極層の表面に塗布した半田樹脂の溶融により得られる、該半田樹脂を構成する導電性接着材により接続されていることが好ましい。
【００４４】
本発明は、上記太陽電池モジュールにおいて、前記第２の電極と前記第２の配線との接続部分は、前記第１の電極に対して、該第２の電極を構成する電極層の表面に塗布した半田樹脂を構成する絶縁性接着材と、該第１の電極のメッキ層を被覆する絶縁性樹脂膜とにより電気的に絶縁されていることが好ましい。
【００４５】
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、１以上の太陽電池を配線基板に実装して太陽電池モジュールを製造する方法であって、該太陽電池は、第１導電型半導体基板を備え、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置したものであって、該第１導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第１の電極と、該第２導電型半導体領域上にこの領域に沿って延びるよう形成された第２の電極とを備え、該第１の電極は、該第１導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層と、該電極層を覆うよう形成されたメッキ層とを含み、該メッキ層を、その該第１の電極の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆した構造となっており、該第２の電極は、該第２導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層を含み、該配線基板は、該太陽電池を実装する各実装領域に、該太陽電池を該配線基板に実装したとき、該太陽電池の第１の電極と対向するよう配置された第１の配線と、該太陽電池を実装する各実装領域に、該太陽電池を該配線基板に実装したとき、該太陽電池の第２の電極と対向するよう配置された第２の配線とを備えたものであり、該方法は、該第１導電型半導体領域の電極層に形成したメッキ層の、該絶縁性樹脂膜により覆われていない部分、および該第２導電型半導体領域上の電極層を、絶縁性接着材と導電性接着材とを含む接着材により被覆する工程と、該太陽電池を該配線基板上に、該太陽電池の第１および第２の電極が該配線基板の第１および第２の配線に対向するよう重ね合わせて配置する工程と、該絶縁性樹脂膜および該接着材の熱処理により、該第１の電極の電極層に形成したメッキ層の、該絶縁性樹脂膜で覆われていない部分と該第１の配線とを該接着材に含まれる導電性接着材により接続し、該第２の電極の電極層と該第２の配線とを、該接着材に含まれる導電性接着材により接続する工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４６】
次に作用について説明する。
【００４７】
この発明においては、第１導電型半導体基板の受光面である第１主面とは反対側の第２主面に、帯状の第１導電型半導体領域と帯状の第２導電型半導体領域とを交互に配置した太陽電池において、第１導電型半導体領域上の第１の電極と第２導電型半導体領域上の第２の電極とのうちの第１の電極を、第１導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層と、該電極層を覆うよう形成されたメッキ層とを含み、該メッキ層を、その該第１の電極の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜により被覆した構造としたので、隣接する第１の電極と第２の電極とは、第１の電極を被覆する絶縁性樹脂膜により絶縁分離されることとなり、これらの電極間での短絡を回避しつつ電極の狭ピッチ化を図ることができる。
【００４８】
また、第１の電極は、第１導電型半導体領域と接触するよう形成した電極層を、この電極層を覆うよう形成されたメッキ層により太らせた構造としているので、この第１の電極と、太陽電池を実装する配線基板の配線との接続を信頼性の高いものとすることができ、しかも、この第１の電極の電極層を太らせるのに高価な導電性樹脂を用いる必要もない。
【００４９】
また、太陽電池の第１の電極および第２の電極のうちの一方のみをメッキで太らせているので、両方の電極をメッキで太らせた場合に比べて、電極間のピッチを狭くすることができる。
【００５０】
その結果、太陽電池基板の裏面側の電極と配線基板の配線との接続を信頼性の高いものとすることができ、しかも、ゴミなどの付着に起因する短絡を回避しつつ電極の狭ピッチ化を図ることができ、また、太陽電池の製造コストの大幅な増大も回避できる。
【発明の効果】
【００５１】
以上のように、本発明によれば、太陽電池基板の裏面側の電極と配線基板の配線との接続を信頼性の高いものとすることができ、しかも太陽電池基板の裏面側の隣接する電極間での短絡を回避しつつ、太陽電池基板の裏面側に配置される電極の狭ピッチ化を図ることができる太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池モジュールおよびその製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、図１（ａ）は太陽電池の裏面の構造を示し、図１（ｄ）および図１（ｅ）は、図１（ａ）のＧ１部分およびＧ２部分を拡大して示し、図１（ｂ）は、図１（ｄ）のＥ１−Ｅ１’線部分の断面構造を示し、図１（ｃ）は、図１（ｅ）のＦ１−Ｆ１’線部分の断面構造を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、および図２（ｄ）はそれぞれ、図１（ａ）のＡ１−Ａ１’線断面、Ｂ１−Ｂ１’線断面、Ｃ１−Ｃ１’線断面、およびＤ１−Ｄ１’線断面の構造を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１による太陽電池の製造方法を、主要工程での断面構造（図３（ａ）〜図３（ｉ））により工程順に説明する図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１による太陽電池の製造方法を説明する図であり、この太陽電池におけるｎ型電極の電極層をメッキする処理を説明する図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、この太陽電池から電力を取り出すための配線基板における配線の構造を示している。
【図６】図６は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、図６（ａ）は、図５におけるＡ５部分の構造を拡大して模式的に示しており、図６（ｂ）および図６（ｃ）はそれぞれ、図６（ａ）のＡ６−Ａ６’線部分およびＢ６−Ｂ６’線部分の断面構造を示している。
【図７】図７は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、図１に示す太陽電池を配線基板に取り付けてなる太陽電池モジュールを示している。
【図８】図８は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する平面図であり、図７に示す太陽電池モジュールの１つの太陽電池に対応する部分（図７のＡ７部分）における、太陽電池のｐ型電極およびｎ型電極と、配線基板のｐ型配線およびｎ型配線との位置関係を示している。
【図９】図９は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）、および図９（ｄ）はそれぞれ、図８に示す太陽電池モジュールの断面構造、つまり、図８（ａ）のＡ８−Ａ８’線断面、Ｂ８−Ｂ８’線断面、Ｃ８−Ｃ８’線断面、およびＤ８−Ｄ８’線断面の構造を示している。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、図１に示す太陽電池を図５に示す配線基板に取り付ける前の処理を、図１（ａ）のＡ１−Ａ１’線断面図（図１０（ａ））、Ｂ１−Ｂ１’線断面図（図１０（ｂ））、Ｃ１−Ｃ１’線断面図（図１０（ｃ））、Ｄ１−Ｄ１’線断面図（図１０（ｄ））により示している。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する断面図であり、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）、および図１１（ｄ）はそれぞれ、図１に示す太陽電池を図５に示す配線基板に重ね合わせて実装領域に配置した状態における、図８（ａ）のＡ８−Ａ８’線断面、Ｂ８−Ｂ８’線断面、Ｃ８−Ｃ８’線断面、Ｄ８−Ｄ８’線断面の構造を示している。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する断面図であり、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）、および図１２（ｄ）はそれぞれ、図１に示す太陽電池を図５に示す配線基板に重ね合わせて樹脂を軟化させた状態における、図８（ａ）のＡ８−Ａ８’線断面、Ｂ８−Ｂ８’線断面、Ｃ８−Ｃ８’線断面、およびＤ８−Ｄ８’線断面の構造を示している。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、この太陽電池から電力を取り出すための配線基板における配線の構造の他の例を示している。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する平面図であり、図１に示す太陽電池を図１３に示す配線基板に取り付けてなる太陽電池モジュールを示している。
【図１５】図１５は、従来の太陽電池を説明する平面図であり、この太陽電池における裏面の構造を模式的に示している。
【図１６】図１６は、従来の太陽電池を説明する平面図であり、図１５に示す太陽電池を複数接続してなる太陽電池モジュールを示している。
【図１７】図１７は、配線シート方式の従来の太陽電池を説明する図であり、その基板の裏面側での半導体領域の配置を示している。
【図１８】図１８は、配線シート方式の従来の太陽電池を説明する図であり、その基板の裏面側での電極の配置を示している。
【図１９】図１９は、配線シート方式の従来の太陽電池を実装する配線基板の構造を説明する図である。
【図２０】図２０は、配線シート方式の従来の太陽電池を配線基板に取り付けてなる太陽電池モジュールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、図１（ａ）は太陽電池の裏面の構造を示している。
【００５５】
この太陽電池１００は、例えばｎ型シリコン基板からなる略正方形形状の太陽電池基板１と、このｎ型シリコン基板１の裏面に形成された櫛型平面パターンを有するｐ＋型半導体領域（拡散領域）１０と、ｎ型シリコン基板１の裏面に形成された櫛型平面パターンを有するｎ＋型半導体領域（拡散領域）２０とを有している。
【００５６】
ここで、ｐ＋型半導体領域（拡散領域）１０とｎ＋型半導体領域（拡散領域）２０とは、それぞれの櫛型平面パターンが相互に入り込むよう配置されている。つまり、この太陽電池基板１の裏面上では、ｐ＋型半導体領域１０の櫛歯部（櫛型の歯に相等する部分）１０ｂとｎ型半導体領域２０の櫛歯部（櫛型の歯に相等する部分）２０ｂとが交互に配列されている。ｐ＋型半導体領域１０の櫛歯部１０ｂは、その一端側で、ｐ＋型半導体領域１０の櫛背部（櫛型の背に相等する部分）１０ａに一体となってつながっている。また、ｎ＋型半導体領域２０の櫛歯部２０ｂは、ｎ＋型半導体領域２０の他端側で、ｎ＋型半導体領域２０の櫛背部（櫛型の背に相等する部分）２０ａに一体となってつながっている。ここでは、ｐ＋型半導体領域１０の櫛歯部１０ｂの幅がｎ＋型半導体領域２０の櫛歯部２０ｂの幅より広くなっている。
【００５７】
そして、ｐ＋型半導体領域１０の櫛歯部１０ｂ上には、この櫛歯部１０ｂの平面パターンに対応する帯状パターンを有するｐ型電極（帯状ｐ型電極）１１が設けられており、また、ｎ＋型半導体領域２０の櫛歯部２０ｂ上には、この櫛歯部２０ｂの平面パターンに対応する帯状パターンを有するｎ型電極（帯状ｎ型電極）１２が設けられている。
【００５８】
また、この実施形態１の太陽電池１００は配線シート方式であるので、個々の帯状ｎ型電極１２および個々の帯状ｐ型電極１１は太陽電池基板１上では電気的につながっておらず、この太陽電池を実装する配線基板１１０（図５参照）に、太陽電池の個々の帯状ｎ型電極１２を電気的に接続するためのｎ型配線１１２が形成され、太陽電池の個々の帯状ｐ型電極１１を電気的に接続するためのｐ型配線１１１が形成されている。
【００５９】
なお、上記ｐ＋型半導体領域１０およびｎ＋型半導体領域２０の平面パターンは、上記櫛型平面パターンに限定されるものではなく、該櫛型平面パターンの櫛歯部のみからなるストライプ状パターンであってよい。この場合、太陽電池基板の裏面側に形成されるｐ＋型半導体領域およびｎ＋型半導体領域の平面パターンは、帯状ｐ＋型半導体領域と帯状ｎ＋型半導体領域とが交互に配列された平面パターンを含むものであればよい。
【００６０】
図１（ｄ）および図１（ｅ）は、図１（ａ）のＧ１部分およびＧ２部分を拡大して示し、図１（ｂ）は、図１（ｄ）のＥ１−Ｅ１’線部分の断面構造を示し、図１（ｃ）は、図１（ｅ）のＦ１−Ｆ１’線部分の断面構造を示している。
【００６１】
図１（ｂ）に示すように、上記ｎ型シリコン基板１の表面（受光面）はテクスチャ構造４が形成されており、受光面は微細な凸凹状態となっている。なお、図１（ｂ）ではテクスチャ構造４は直線で示している。また、このテクスチャ構造の表面には反射防止膜（例えばシリコン窒化膜）２が形成されている。
【００６２】
そして、ｎ型シリコン基板１の裏面に形成されたｐ＋型半導体領域１０ｂ上には、パッシベーション膜（例えば、シリコン酸化膜）３に形成されたコンタクトホール３１を介してｐ型電極１１としての焼成電極が形成されている。また、ｎ型シリコン基板１の裏面に形成されたｎ＋型半導体領域２０ｂ上には、パッシベーション膜３に形成されたコンタクトホール３２を介して焼成電極（電極層）１２ａが形成されており、この焼成電極１２ａはメッキ層１２ｂにより覆われている。この焼成電極１２ａとその周囲のメッキ層１２ｂとにより帯状ｎ型電極１２が構成されており、さらに、この帯状ｎ型電極１２の、一方側の端部以外の部分では、メッキ層１２ｂを覆うよう絶縁性樹脂膜１５が形成されており（図１（ｂ）参照）、帯状ｎ型電極１２の一方側の端部では、メッキ層１２ｂは露出している（図１（ｃ）参照）。
【００６３】
図２は、本発明の実施形態１による太陽電池の電極の断面構造を説明する図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、および図２（ｄ）はそれぞれ、図１（ａ）のＡ１−Ａ１’線断面、Ｂ１−Ｂ１’線断面、Ｃ１−Ｃ１’線断面、およびＤ１−Ｄ１’線断面の構造を示している。なお、図２では、太陽電池基板の具体的な断面構造は省略している。
【００６４】
つまり、太陽電池基板１上には、帯状ｐ型電極１１と帯状ｎ型電極１２とが交互に配列されており、帯状ｎ型電極１２は、焼成電極１２ａとこれを覆うよう形成されたメッキ層１２ｂとを有し、このメッキ層１２ｂの表面は、図２（ｄ）に示すように、一端側端部Ａ２を除いて絶縁性樹脂膜１５で被覆され、その一端側端部Ａ２では、メッキ層１２ｂが露出した構造となっている。
【００６５】
この絶縁性樹脂膜１５は、未硬化の状態にエネルギが供給されることにより、該未硬化の状態から粘度が上昇して第１の硬化状態となった後に、該第１の硬化状態から粘度が一旦低下して軟化状態となり、その後粘度が再度上昇して該第１の硬化状態よりも粘度が高い状態である第２の硬化状態となる性質を有している。この第１の硬化状態は、常温における未硬化状態と比べて粘度が高く、かつ接着性が低く、形状保持性を有する状態である。
【００６６】
次にこの実施形態１の太陽電池の製造方法について説明する。
【００６７】
図３は、本発明の実施形態１による太陽電池の製造方法の一例を、主要工程での断面構造（図３（ａ）〜図３（ｉ））により工程順に説明する図である。
【００６８】
まず、図３（ａ）に示すように、太陽電池の基板１としてｎ型シリコン基板を用意する。なお、ここでは、太陽電池の基板１としてｎ型半導体基板を用いる場合について説明するが、太陽電池の基板はｐ型半導体基板でもよい。ただし、ｐ型半導体基板を用いた場合は、以下に説明する各半導体領域および電極は、その導電型を逆の導電型にしたものとなる。
【００６９】
このｎ型シリコン基板１としては、たとえばシリコンインゴットをスライスして得られるシリコンウェハが用いられる。なお、このようなシリコンインゴットのスライスにより作成したシリコン基板に対するスライスダメージの除去は、たとえば、スライス後のシリコン基板の表面をフッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングすることなどによって行うことができる。
【００７０】
また、ｎ型シリコン基板１の大きさおよび形状は特に限定されず、たとえば実用面からは厚さを１００μｍ以上３００μｍ以下とし、１辺の長さを１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とした概略四角形状の表面を有するものであればよい。
【００７１】
次に、ｎ型シリコン基板１の裏面に酸化シリコン膜からなるテクスチャマスク７を常圧ＣＶＤ法により形成した後、ｎ型シリコン基板１にエッチング処理を施してｎ型シリコン基板１の受光面を微小な凹凸に加工してテクスチャ構造４を形成する（図３（ｂ））。なお、図３では、テクスチャ構造４を便宜上直線で示している。
【００７２】
このエッチング処理には、例えば、エッチング液としては、水酸化ナトリウムや、水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した溶液を用い、エッチング処理の際、エッチング液はたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱される。なお、このようなテクスチャ構造４は必ずしも形成する必要はない。
【００７３】
次に、テクスチャマスク７を、フッ化水素水溶液などを用いて除去した後、ｎ型シリコン基板１の受光面および裏面に酸化シリコン膜からなる拡散マスク８ａおよび８ｂを常圧ＣＶＤ法により形成し、裏面の拡散マスク８ｂに、選択的に塗布したエッチングペーストを用いたエッチングにより開口部を形成する（図３（ｃ））。
【００７４】
次に、拡散マスク８ｂの開口部を介してｐ型不純物（ボロン）を拡散して、ｎ型シリコン基板１の裏面にｐ＋型半導体領域１０を形成し、その後、拡散マスク８ａおよび８ｂをフッ化水素（ＨＦ）水溶液などを用いて除去する（図３（ｄ））。図３（ｄ）では、ｐ＋型半導体領域１０の櫛歯部１０ｂを示している。
【００７５】
次に、ｎ型シリコン基板１の受光面および裏面に拡散マスク９ａおよび９ｂを、拡散マスク８ａおよび８ｂと同様に形成し、裏面の拡散マスク９ｂに開口部を形成し（図３（ｅ））、ＰＯＣｌ３を原料とする気相拡散により、ｎ型シリコン基板１の裏面にｎ＋型半導体領域２０を形成し、その後、拡散マスク９ａおよび９ｂをフッ化水素水溶液などで除去する（図３（ｆ））。図３（ｆ）では、ｎ＋型半導体領域２０の櫛歯部２０ｂを示している。
【００７６】
次に、ｎ型シリコン基板１の裏面に熱酸化により、酸化シリコン膜からなるパッシベーション膜３を形成し、ｎ型シリコン基板１の受光面にたとえばプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜からなる反射防止膜２を形成する（図３（ｇ））。
【００７７】
続いて、パッシベーション膜３を、エッチングペーストを用いたエッチングにより選択的に除去して、ｐ＋型半導体領域１０の櫛歯部１０ｂおよびｎ＋型半導体領域２０の櫛歯部２０ｂに対応する部分にコンタクトホール３１および３２を形成する（図３（ｈ））。
【００７８】
次に、ｎ型シリコン基板１の裏面に所望のパターンで導電性ペーストを塗布した後、この導電性ペーストを焼成して、帯状ｐ型電極としての焼成電極１１および帯状ｎ型電極を構成する焼成電極（電極層）１２ａを形成する（図３（ｉ））。
【００７９】
ここで、焼成電極の形成に用いる導電性ペーストとしては、太陽電池の電極として用いられるものであれば特に限定されないが、たとえば、アルミニウム、銀、銅、ニッケルなどの金属粉末を主成分とし、ガラスフリットと、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを含む導電性ペーストを用いることができる。なお、導電性ペーストの好ましい組成としては、たとえば金属粉末が全体の６０〜８０質量％、ガラスフリットが全体の１〜１０質量％、有機質ビヒクルが全体の１〜１５質量％、これら以外の部分を有機溶媒とするものである。このような組成とすることによって、焼成電極に対するメッキ層の形成を良好に行なうことができる。導電性ペーストの塗布は、スクリーン印刷、インクジェット方式など公知の印刷により行うことができる。
【００８０】
また、導電性ペーストの焼成工程では、上記金属粉末を主成分とするペースト材料は、酸化雰囲気炉中で４００℃以上の温度で焼成すると、樹脂成分である有機質ビヒクルは燃焼し、粉末の金属粒子は金属粒子同士の接点部分から固相金属拡散が生じて一体化した金属の塊となるので、導電性のある状態になる。またフリットは、ペースト材料に分散された状態で存在しているので、金属粒子同士の接点以外に３次元的に分布して残存することになり、その結果、ｎ型シリコン基板１の表面と焼結金属との接着性を得ることができる。
【００８１】
図４は、本発明の実施形態１による太陽電池の製造方法を説明する図であり、この太陽電池におけるｎ型電極をメッキする処理を説明する図である。
【００８２】
図３に示す処理工程により得られた太陽電池基板を活性剤に浸漬する。例えばフッ化アンモニウムを含有した水溶液に室温で１分間浸漬させることが好ましい。活性剤で処理後水洗し、図４に示すように、メッキ液５を満たした容器６に浸漬させてメッキを行う。
【００８３】
ここでは、太陽電池基板１を容器６内で水平に保持し、その受光面側に光Ｌを照射する。ただし、光の照射方法はこのような方法に限らず太陽電池基板１の受光面に光があたっていればよい。太陽電池基板１に光があたることで内部起電力が発生し、負側の電極（ｎ型電極）１２ａにメッキ液中で陽イオンとして存在している金属イオンが析出して、メッキ層１２ｂが成長する。
【００８４】
この方法では、太陽電池の光起電力を利用しているので、太陽電池基板にあたる光の強度が高くなれば、メッキの成長速度も速くなる。メッキ液としては例えば、塩化ニッケル、塩化アンモニウム、ホルムアルデヒド、水酸化カリウムを含む既存のニッケルメッキ液を用いることができる。
【００８５】
例えば、太陽電池２０に１ＳＵＮ相当（通常１００ｍＷ／ｃｍ２）の光を照射した状態で、上記ニッケルめっき液をｐＨ１０、温度を２５℃に調整して、５分間浸漬させることにより、１０μｍの厚さのニッケルの析出が得られた。
【００８６】
このように太陽電池の起電力を用いることにより、太陽電池基板１のｎ型電極１２を構成する焼成電極１２ａのみを非常に簡便に選択的にメッキすることができ、ｎ型電極の断面積および表面積を大きくすることができる。
【００８７】
その後、焼成電極１２ａに形成したメッキ層１２ｂを、該焼成電極の一端側部分を除いて絶縁性樹脂膜１５により被覆する。
【００８８】
この絶縁性樹脂膜１５の形成には、たとえば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法を用いることができる。
【００８９】
この絶縁性樹脂膜１５としては、未硬化の液体状態で加熱したときに、粘度が上昇して硬化状態（第１の硬化状態）となった後に粘度が低下して軟化し、その後に再度粘度が上昇して硬化状態（第２の硬化状態）となる特性を有するこのが好ましい。
【００９０】
このような樹脂は、また、第２の硬化状態において、太陽電池１００の裏面の電極間および配線基板１１０の配線間の短絡を防止することができる程度の絶縁性を有するとともに、太陽電池および太陽電池モジュールの長期信頼性を保つために太陽電池基板１と配線基板１０との間の機械的な接続強度を保持することができる程度の接着力を有するものであることが好ましい。
【００９１】
さらに、この絶縁性樹脂１５としては、膨潤タイプの樹脂を用いることも好ましい。膨潤タイプの樹脂は、未硬化で液体状態の樹脂と、微粒子状態の樹脂と、の混合物である。膨潤タイプの樹脂の熱挙動はたとえば以下のようである。膨潤タイプの樹脂を微粒子状態の樹脂のガラス転移温度以上に加熱すると、微粒子状態の樹脂の分子間に液体状態の樹脂が入り込む。これにより、見かけ上、微粒子状態の樹脂の体積が膨張した状態（膨潤状態）となって粘度が上昇するため、見かけ上硬化状態（第１の硬化状態）となる。しかしながら、液体状態の樹脂は未硬化であるため、再度加熱すると、微粒子状態の樹脂の分子間に入り込んだ液体状態の樹脂が流動可能な状態となり、粘度が低下して軟化状態となる。そして、さらに加熱を続けると、液体状態の樹脂が硬化して硬化状態（第２の硬化状態）となる。
【００９２】
次に、太陽電池を実装する配線基板について説明する。
【００９３】
図５および図６は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する図であり、図５は、この太陽電池から電力を取り出すための配線基板における配線の構造を示し、図６（ａ）は、図５におけるＡ５部分の構造を拡大して模式的に示しており、図６（ｂ）および図６（ｃ）はそれぞれ、図６（ａ）のＡ６−Ａ６’線部分、Ｂ６−Ｂ６’線部分の断面構造を示している。
【００９４】
図５に示す配線基板１１０は、図１に示す太陽電池を実装する実装領域Ｒ５を複数有している。ここでは、配線基板１１０は１６個の実装領域Ｒ５を有する構造となっており、この配線基板１１０を構成する絶縁性シート材１１０ａには、実装領域Ｒ５毎に、ｐ型配線１１１およびｎ型配線１１２が設けられており、実装領域Ｒ５に太陽電池１００を配置したとき、太陽電池の各ｐ型電極１１および各ｎ型電極１２が配線基板のｐ型配線１１１およびｎ型配線１１２に対向するようになっている。
【００９５】
ここで、各配線の延びる方向に隣接する２つの実装領域の一方のｐ型配線１１１とその他方のｎ型配線１１２とは、第１の接続用配線１１４ａにより接続されており、また、この配線基板１１０の、各配線の延びる方向とは直交する側辺に沿って隣接する２つの実装領域の一方のｐ型配線１１１とその他方のｎ型配線１１２とは、第２の接続用配線１１４ｂにより接続されている。さらに、ここでは、各実装領域Ｒ５に配置される太陽電池１００は直列接続となるよう配線基板１１０の配線パターンが形成されており、直列接続の先頭に位置する実装領域のｐ型配線１１１は共通配線１１４ｃに接続され、直列接続の最後尾に位置する実装領域のｎ型配線１１２は共通配線１１４ｄに接続されている。
【００９６】
図５に示す配線基板１１０に図１で説明した配線シート方式の太陽電池１００を実装して太陽電池モジュール１０００（図７参照）を作成することができる。
【００９７】
なお、図７は、この太陽電池モジュール１０００を示しており、また、図８は、図７に示す太陽電池モジュールの１つの太陽電池に対応する部分（図７のＡ７部分）での、太陽電池のｐ型電極およびｎ型電極と、配線基板のｐ型配線とｎ型配線との位置関係を示している。さらに、図９は、図８に示す太陽電池モジュールの断面構造、つまり、図８（ａ）のＡ８−Ａ８’線断面（図９（ａ））、Ｂ８−Ｂ８’線断面（図９（ｂ））、Ｃ８−Ｃ８’線断面（図９（ｃ））、Ｄ８−Ｄ８’線断面（図９（ｄ））の構造を示している。
【００９８】
これらの図から分かるように、太陽電池基板１のｐ型電極１１は、その全長に渡って配線基板１１０のｐ型配線１１１と重なるよう配置されており、また、太陽電池基板１のｎ型電極１２はその一端側端部でのみ配線基板１１０のｎ型配線１１２と重なるよう配置されている。
【００９９】
太陽電池基板１のｐ型電極１１は、図９（ａ）および（ｃ）に示すように、導電性部材１６ｂにより電気的に配線基板１１０のｐ型配線１１１に接続されており、太陽電池基板１のｎ型電極１２は、図９（ｂ）および（ｄ）に示すように、その一端側で、導電性部材１６ｂにより電気的に配線基板１１０のｎ型配線１１２に接続されている。
【０１００】
そして、ｐ型電極１１とｎ型電極１２とが隣接する部分では、これらの電極は絶縁性樹脂膜１５および絶縁性接着材１６ａにより電気的に絶縁されている。
【０１０１】
次に、太陽電池モジュールの作成方法について図１０〜図１２を用いて説明する。
【０１０２】
図１０は、図１に示す太陽電池を図５に示す配線基板に取り付ける前の処理を、図１（ａ）のＡ１−Ａ１’線断面図（図１０（ａ））、Ｂ１−Ｂ１’線断面図（図１０（ｂ））、Ｃ１−Ｃ１’線断面図（図１０（ｃ））、Ｄ１−Ｄ１’線断面図（図１０（ｄ））により示している。
【０１０３】
図１１は、図１に示す太陽電池を図５に示す配線基板に重ね合わせた状態における、図８（ａ）のＡ８−Ａ８’線断面（図１１（ａ））、Ｂ８−Ｂ８’線断面（図１１（ｂ））、Ｃ８−Ｃ８’線断面（図１１（ｃ））、Ｄ８−Ｄ８’線断面（図１１（ｄ））の構造を示している。
【０１０４】
図１２は、図１に示す太陽電池を図５に示す配線基板に重ね合わせて樹脂を軟化させた状態における、図８（ａ）のＡ８−Ａ８’線断面（図１２（ａ））、Ｂ８−Ｂ８’線断面（図１２（ｂ））、Ｃ８−Ｃ８’線断面（図１２（ｃ））、Ｄ８−Ｄ８’線断面（図１２（ｄ））の構造を示している。
【０１０５】
まず、図１および図２に示す太陽電池１００の基板１上に、絶縁性接着材１６ａに導電性接着材１６ｂを混入した接着材（例えばエポキシ系接着剤にＳｎ−Ｂｉ系はんだ粒子を分散した半田樹脂）１６を選択的に塗布する（図１０）。このとき、半田樹脂１６の選択的な塗布は、スクリーン印刷マスクにより半田樹脂を塗布すべき領域のみ露出させた状態で、太陽電池基板１に半田樹脂をスクリーン印刷により塗布する。また、このスクリーン印刷を行う際には、すでに太陽電池基板１に形成した絶縁性樹脂膜１５は半硬化状態としてある。
【０１０６】
具体的には、この半田樹脂の選択的な塗布により、半田樹脂１６は、太陽電池基板１上のｐ型電極１１を覆い、かつ、ｎ型電極１２の一端側の、メッキ層１２ｂが露出した部分を覆うよう塗布される。
【０１０７】
次に、図１１に示すように、図１および図２に示す太陽電池１００を、図５および図６に示す配線基板１１０の実装領域Ｒ５に配置する。このとき、太陽電池の裏面側のｐ型電極１１が配線基板１１０の絶縁性シート材１１０ａのｐ型配線１１１に対向し、ｎ型電極１２の一端側部分が配線基板１１０の絶縁性シート材１１０ａのｎ型配線１１２に対向するよう、太陽電池１００を配線基板１１０上に配置する。
【０１０８】
次に、図１２に示すように、絶縁性樹脂膜１５を軟化させて両基板を加圧し、これにより、隣接するｐ型電極１１およびｎ型電極１２の間の、太陽電池基板１と配線基板の絶縁性シート材１１０ａとにより囲まれた領域に、この軟化させた絶縁性樹脂膜１５を充填する。
【０１０９】
その後、半田樹脂１６の絶縁性接着材１６ａおよび導電性接着材１６ｂを溶融させ、導電性接着材１６ｂをｐ型電極１１とｐ型配線１１１との間、およびｎ型電極１２の一端側部分とｎ型配線１１２との間の凝集させて、図９に示すように、ｐ型電極１１とｐ型配線１１１とを導電性接着材１６ｂにより電気的に接続し、ｎ型電極１２の一端側部分とｎ型配線１１２とを導電性接着材１６ｂにより電気的に接続する。その後、絶縁性接着材１６ａおよび絶縁性樹脂膜１５を硬化させて太陽電池基板１と配線基板１１０ａとを固着する。これにより図７に示す太陽電池モジュール１０００を完成する。
【０１１０】
このように本実施形態１の太陽電池１００では、ｐ型電極１１を銀などの金属粉末を含有する導電性ペースト（例えば、銀ペースト）の焼成により形成し、ｎ型電極１２を、この導電性ペーストの焼成と、その後のメッキにより形成しているので、ｎ型電極およびｐ型電極のパターン形成は、導電性ペーストのスクリーン印刷のためのマスクにより、高価なレジストを用いたり、複雑なエッチング工程を行ったりすることなく簡単に行うことができる。
【０１１１】
また、ｎ型電極１２を、その焼成電極１２ａをメッキ層１２ｂで被覆することで太らせた構造とし、さらに、ｐ型電極１１を、半田樹脂（接着材）１６により被覆することで太らせた構造としているので、太陽電池基板の裏面側の電極と配線基板の配線との接続を信頼性の高いものとすることができ、しかも高価な導電性樹脂の使用を抑えて、太陽電池の製造コストの大幅な増大を回避できる。
【０１１２】
また、このｎ型電極１２の一方側端部以外の部分を絶縁性樹脂膜１５により被覆しているので、隣接するｎ型電極とｐ型電極に跨ってゴミなどが付着してもこれらの極性の異なる電極間でショートが発生することはなく、太陽電池基板の裏面側の隣接する電極間での短絡を回避しつつ、太陽電池基板の裏面側に配置される電極の狭ピッチ化を図ることができる。
【０１１３】
さらに、この実施形態１の太陽電池１００を配線基板に実装する際には、太陽電池基板１の裏面のｎ型電極１２の一端側の露出部分およびｐ型電極１１を覆うよう、絶縁性接着材１６ａと導電性接着材１６ｂとを含む半田樹脂１６を選択的に塗布し、太陽電池基板１を、配線基板１１０上に、ｐ型電極１１およびｎ型電極１２が配線基板１１０のｐ型配線１１１およびｎ型配線１１２に対向するよう配置した後、半田樹脂１６の溶融により導電性接着材１６ｂをｐ型電極１１とｐ型配線１１１との間、およびｎ型電極１２の一端側部分とｎ型配線１１２との間に凝集させて、これらの電極と配線とを電気的に接続するので、特にメッキ層を形成していないｐ型電極１１としての焼成電極と配線基板のｐ型配線１１１との接続も信頼性の高いものとすることができる。
【０１１４】
その結果、太陽電池基板の裏面側の電極と配線基板の配線との接続を信頼性の高いものとすることができ、しかも、ゴミなどの付着に起因する短絡を回避しつつ電極の狭ピッチ化を図ることができ、また、太陽電池の製造コストの大幅な増大も回避できる。
【０１１５】
なお、上記実施形態１では、太陽電池を配線基板に実装する前に、半田樹脂１６を太陽電池基板の裏面に塗布するようにしており、太陽電池１００は、半田樹脂１６を有していない構造としているが、太陽電池は、上記実施形態１の太陽電池１００において半田樹脂１６により太陽電池基板１上のｐ型電極１１を覆い、かつ、ｎ型電極１２の一端側の、メッキ層１２ｂが露出した部分を覆った構造としてもよい。
【０１１６】
また、上記実施形態１では、太陽電池を実装する配線基板として、ｐ型配線およびｎ型配線の配線パターンを各実装領域に配置した太陽電池がすべて直列に接続されるよう形成したものを示したが、本実施形態１の太陽電池を実装する配線基板の配線パターンはこれに限定されるものではない。
【０１１７】
例えば、図１３は、本発明の実施形態１による太陽電池から電力を取り出すための配線基板における配線の構造の他の例を示している。
【０１１８】
図１４は、図１に示す太陽電池を図１３に示す配線基板に取り付けてなる太陽電池モジュールを示している
図１３に示す配線基板１２０は、図１に示す太陽電池を実装する実装領域Ｒ１３を複数有している。ここでは、配線基板１２０は１６個の実装領域Ｒ１３を有する構造となっており、この配線基板１２０を構成する絶縁性シート材１２０ａには、実装領域Ｒ１３毎に、ｐ型配線１２１およびｎ型配線１２２が設けられており、実装領域Ｒ１３に太陽電池１００を配置したとき、太陽電池の各ｐ型電極１１が配線基板のｐ型配線１２１に対向し、太陽電池の各ｎ型電極１２の一端側部分が配線基板のｎ型配線１２２に対向するようになっている。
【０１１９】
ここで、配線基板１２０のｐ型配線１２１およびｎ型配線１２２は、図５に示す配線基板１１０のｐ型配線１１１およびｎ型配線１１２と同一のものであり、各配線の延びる方向に隣接する２つの実装領域の一方のｐ型配線１２１とその他方のｎ型配線１２２とは、第１の接続用配線１２４ａにより接続されており、また、この配線基板１２０の、各配線の延びる方向と直交する一方の側辺に沿って隣接する４つの実装領域のｐ型配線１２１は、共通配線１２４ｂにより共通接続されている。この配線基板１２０の、各配線の延びる方向と直交する他方の側辺に沿って隣接する４つの実装領域のｎ型配線１２２は、共通配線１２４ｂにより共通接続されている。
【０１２０】
図１３に示す配線基板１２０に、上述した図１の配線シート方式の太陽電池１００を実装して、図１４に示す太陽電池モジュール２０００を作成することができる。
【０１２１】
この太陽電池モジュール２０００は、太陽電池を４つ直列に接続してなる直列接続体を４つ含み、これらの４つの直列接続体を並列に接続した構成となっている。
【０１２２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池モジュールおよびその製造方法の分野において、太陽電池基板の裏面側の電極と配線基板の配線との接続を信頼性の高いものとすることができ、しかも太陽電池基板の裏面側の隣接する電極間での短絡を回避しつつ、太陽電池基板の裏面側に配置される電極の狭ピッチ化を図ることができる太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池モジュールおよびその製造方法を実現することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  太陽電池基板（ｎ型シリコン基板）
２  反射防止膜（シリコン窒化膜）
３  パッシベーション膜（シリコン酸化膜）
４  テクスチャ構造
１０  ｐ＋型半導体領域（拡散領域）
１０ａ、２０ａ  櫛背部
１０ｂ、２０ｂ  櫛歯部
１１  ｐ型電極（帯状ｐ型電極）
１２  ｎ型電極（帯状ｎ型電極）
１２ａ  焼成電極
１２ｂ  メッキ電極
１５  絶縁性樹脂膜
１６  半田樹脂（導電性樹脂膜）
１６ａ  絶縁性接着材
１６ｂ  導電性接着材
２０  ｎ＋型半導体領域（拡散領域）
３１、３２  コンタクトホール
１００  太陽電池
１１０、１２０  配線基板
１１０ａ、１２０ａ  絶縁性シート材
１１１、１２１  ｐ型配線
１１２、１２２  ｎ型配線
１１４ａ  第１の接続用配線
１１４ｂ  第２の接続用配線
１２４ａ  接続用配線
１１４ｃ、１１４ｄ、１２４ｂ  共通配線
１０００、２０００  太陽電池モジュール
Ｒ５、Ｒ１３  実装領域
【図１】
2014045124.tif 000003
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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