(57)【要約】  太陽電池素子１は、シリコン基板２の上に配置された第１酸化シリコン層９ａと、第１酸化シリコン層９ａの上に配置され、第１酸化シリコン層９ａよりも酸素に対するシリコンの含有量が多い第２酸化シリコン層９ｂと、を備えている。また、太陽電池素子１は、シリコン基板２の表面を酸化して第１酸化シリコン層９ａを形成して、モノシランガスおよび亜酸化窒素ガスを用いたＣＶＤ法によって、第１酸化シリコン層９ａの上に第２酸化シリコン層９ｂを形成する。また、太陽電池モジュール３０は太陽電池素子１を備えている。
2017057618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の上に配置された第１酸化シリコン層と、
該第１酸化シリコン層の上に配置され、該第１酸化シリコン層よりも酸素に対するシリコンの含有量が多い第２酸化シリコン層と、を備えている太陽電池素子。
【請求項２】
前記第２酸化シリコン層は窒素を含有している、請求項１に記載の太陽電池素子。
【請求項３】
前記第２酸化シリコン層の厚みは前記第１酸化シリコン層の厚みよりも厚い、請求項１または２に記載の太陽電池素子。
【請求項４】
前記第２酸化シリコン層の上に配置され、該第２酸化シリコン層よりも高い屈折率を有する反射防止層をさらに備えている、請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項５】
前記反射防止層は窒化シリコンを含有している、請求項４に記載の太陽電池素子。
【請求項６】
前記反射防止層の厚みは前記第２酸化シリコン層の厚みよりも厚い、請求項４または５に記載の太陽電池素子。
【請求項７】
前記第２酸化シリコン層は、窒素を含有しており、この窒素の含有量は酸素の含有量よりも少ない、請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項８】
前記第１酸化シリコン層と前記第２酸化シリコン層との間に位置する酸化アルミニウム層をさらに備えている、請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の太陽電池素子の製造方法であって、
前記シリコン基板の表面を酸化して前記第１酸化シリコン層を形成して、
モノシランガスおよび亜酸化窒素ガスを用いたＣＶＤ法によって前記第１酸化シリコン層の上に前記第２酸化シリコン層を形成する、太陽電池素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第１酸化シリコン層は、前記シリコン基板の表面をオゾンが入った水中に浸漬して形成する、請求項９に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれかに記載の太陽電池素子を備えている太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本国際出願は、日本国特許出願２０１５−１９０９５８号（２０１５年９月２９日出願）の優先権を主張するものである。本国際出願に上記日本国特許出願の開示内容を取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、太陽電池素子およびその製造方法並びに太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
太陽電池素子の半導体基板中に拡散したナトリウムイオンが光発生キャリアの動きを妨げて、太陽電池素子で構成された太陽電池モジュールの出力が低下するというＰＩＤ（Potential Induced Degradation）現象が知られている。このＰＩＤ現象の発生を減少させるために、太陽電池素子を構成するシリコン基板の上にイオン拡散阻止層を設けることが提案されている（例えば下記の特許文献１を参照）。【０００４】
現在、さらにＰＩＤ現象の発生を減少し得る太陽電池素子が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１１０４３２号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示の太陽電池素子の一態様は、シリコン基板の上に配置された第１酸化シリコン層と、該第１酸化シリコン層の上に配置され、該第１酸化シリコン層よりも酸素に対するシリコンの含有量が多い第２酸化シリコン層とを備えている。
【０００７】
また、太陽電池素子の製造方法の一態様は、シリコン基板の表面を酸化して前記第１酸化シリコン層を形成して、モノシランガスおよび亜酸化窒素ガスを用いたＣＶＤ法によって、前記第１酸化シリコン層の上に前記第２酸化シリコン層を形成する。
【０００８】
さらに、本開示の太陽電池モジュールの一態様は、上記太陽電池素子を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る太陽電池素子の一例を説明するための図であり、図１（ａ）は太陽電池素子を表面側から見た平面図、図１（ｂ）は太陽電池素子を裏面側から見た平面図である。
【図２】図２は、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図３は、図２のＡ部を拡大した拡大断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る太陽電池素子の製造方法の一例を説明する図であり、図４（ａ）から図４（ｇ）は、それぞれ太陽電池素子の断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係る太陽電池素子の一例を構成する第１酸化シリコン層の形成方法を示す一部断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係る太陽電池素子の一例を説明する図であり、図２のＡ部に相当する部位の拡大断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を説明する図であり、図７（ａ）は太陽電池モジュールの第１面側を示す平面図、図７（ｂ）は太陽電池モジュールの第２面側を示す平面図である。
【図８】図８は、図７に示す太陽電池モジュールを構成する太陽電池素子の一例を説明する図であり、図８（ａ）は太陽電池素子に接続部材を接続した状態を示す平面図、図８（ｂ）は２つの太陽電池素子同士の接続状態を示す断面図である。
【図９】図９は、図７に示す太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルの一例を示す分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
太陽電池素子および太陽電池モジュールの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的に示したものである。
【００１１】
＜太陽電池素子＞
図１および図２に示すように、太陽電池素子１はシリコン基板２を備えている。太陽電池素子１は、主として光を受ける第１面である表面１ａと、表面１ａと対向する第２面である裏面１ｂとを有している。
【００１２】
また、シリコン基板２も、太陽電池素子１の表面１ａに相当する第１面である表面２ａと、太陽電池素子１の裏面１ｂに相当する第２面である裏面２ｂとを有している。シリコン基板２は、例えば単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板が用いられる。シリコン基板２は、ボロンまたはガリウムなどのドーパント元素を含有させて一導電型（例えばｐ型）領域を有する。シリコン基板２の平面形状は、例えば、一辺が１００ｍｍから１８０ｍｍ程度の正方形状または矩形状であるが、特に限定されない。シリコン基板２の厚みは例えば１５０μｍから２５０μｍ程度である。また、シリコン基板２の表面２ａ側には、光の反射率を低減させる微小な凹凸を設けてもよい。なお、以下では、シリコン基板２としてｐ型多結晶シリコン基板を用いる例について説明する。
【００１３】
図２に示すように、シリコン基板２は、その表面２ａ側に逆導電型層８を有している。逆導電型層８は、シリコン基板２の一導電型領域７に対する逆導電型（ｎ型）領域であり、一導電型領域７とｐｎ接合部を形成する。この逆導電型層８は、シリコン基板２の表面２ａ側にリン等のドーパント元素を拡散させることによって形成できる。また、逆導電型層８の上には、酸化シリコン層９（第１酸化シリコン層９ａ，第２酸化シリコン層９ｂ）および反射防止層１１がこの順で配置されている。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、太陽電池素子１の表面１ａ側には、表面電極としてバスバー電極３およびフィンガー電極４が配置されている。また、図１（ｂ）に示すように、裏面１ｂ側には、裏面電極として集電電極５および接続電極６が配置されている。
【００１５】
太陽電池素子１の表面１ａ（シリコン基板２の表面２ａ）側に設けられるバスバー電極３は、フィンガー電極４によって集められた光生成キャリア（以下、キャリアという）をさらに集める役割を有する。バスバー電極３は、図１（ａ）に図示したＹ軸方向に沿って、幅が１ｍｍから３ｍｍ程度の細長い形状で、一定間隔をあけて平行に２本から５本程度配置される。
【００１６】
フィンガー電極４は、シリコン基板２からキャリアを集める役割を有し、例えば図１（ａ）に図示したＸ軸方向に延びてバスバー電極３に対してほぼ直交するように接続される。また、フィンガー電極４の幅は５０μｍから２００μｍ程度であり、１ｍｍから８ｍｍ程度の間隔を空けて複数本形成される。なお、バスバー電極３およびフィンガー電極４は、例えば銀を主成分とした導電性ペーストを、所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成される。この焼成後のバスバー電極３およびフィンガー電極４の厚みは、例えば１０μｍから３０μｍ程度である。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、太陽電池素子１の裏面１ｂ側には接続電極６が設けられている。接続電極６は幅が１ｍｍから５ｍｍ程度であり、図１（ｂ）に図示したＹ軸方向に、表面１ａに設けられたバスバー電極３とほぼ対向する位置に２本から５本程度配置される。また、接続電極６は、例えば銀を主成分とした導電性ペーストを、所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成される。この焼成後の接続電極６の厚みは１０μｍから３０μｍ程度である。
【００１８】
集電電極５は、太陽電池素子１の裏面１ｂにおいてキャリアを集めて接続電極６に伝えるものである。集電電極５は、シリコン基板２の裏面２ｂの外周部における０．５ｍｍから３ｍｍ幅の部分、および接続電極６の配置部分を除いた裏面２ｂの略全面に形成される。この集電電極５は、例えばアルミニウムを主成分とする導電性ペーストを所望の形状に塗布した後に焼成して形成できる。集電電極５の厚みは例えば１５μｍから５０μｍ程度である。
【００１９】
図２に示すＢＳＦ（Back-Surface-Field）領域１０は、シリコン基板２の裏面２ｂ側に内部電界を形成し、裏面２ｂの近傍での少数キャリアの再結合による光電変換効率の低下をしにくくさせる役割を有している。また、ＢＳＦ領域１０は、シリコン基板２の一導電型領域７と同一の導電型を有していて、一導電型領域７にドープされているドーパント元素の濃度よりも高い濃度でドーパント元素が存在する。また、ＢＳＦ領域１０は、シリコン基板２がｐ型を有する場合は、例えば、裏面２ｂ側にボロンまたはアルミニウムなどのドーパント元素を拡散させる。ＢＳＦ領域１０は、ドーパント元素の濃度が１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３から５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度となるように形成されるとよい。
【００２０】
図３に図２のＡ部を拡大して示すように、シリコン基板２の逆導電型層８上には酸化シリコン層９が配置されている。酸化シリコン層９は、ＳｉＯｘから成る第１酸化シリコン層９ａと、第１酸化シリコン層９ａの上に配置され、第１酸化シリコン層９ａの酸化シリコンよりも酸素に対するシリコンの含有量が多いＳｉＯｙから成る第２酸化シリコン層９ｂとを備えている。ここで、ｘ＞ｙである
ＳｉＯｘにおけるｘの値は１．８から３程度として、ＳｉＯｙにおけるｙの値は１から１．７程度とすると、後述するように、第２酸化シリコン層９ｂでは、シリコンリッチな状態となり、導電率が上がる。これにより、第１酸化シリコン層９ａと第２酸化シリコン層９ｂ及び第２酸化シリコン層９ｂと反射防止層１１の界面では、ナトリウムイオンが移動しやすくなる。その結果、上記界面でのナトリウムイオンの蓄積が低減される。このため、本実施形態では、シリコン表面に達するナトリウムイオンの量をさらに低減できる。これにより、本実施形態では、ＰＩＤ現象の発生を低減できる。また、第１酸化シリコン層９ａの膜厚は０．３ｎｍから６ｎｍ程度とし、０．５ｎｍから３ｎｍ程度とすることもできる。さらに、第２酸化シリコン層９ｂの膜厚は８ｎｍから５０ｎｍ程度とし、１０ｎｍから２０ｎｍ程度とすることができる。この場合には、第２酸化シリコン層９ｂ中にトラップされるナトリウムイオンの量を多くすることができる。これにより、第２酸化シリコン層９ｂがより強い正電荷を帯びるようになるため、ナトリウムイオンをブロックする効果をより高めることができる。さらに、第１酸化シリコン層９ａの屈折率は１．４から１．５程度、第２酸化シリコン層９ｂの屈折率は１．６から１．７程度とすることによって、所望の導電率になることも分かった。
【００２１】
ＰＩＤ現象は、太陽電池モジュールのガラス基板から遊離したナトリウムイオンが、シリコン基板２の表面および内部へ移動することに起因して発生するものといわれている。ナトリウムイオンの物質の内部への移動は、それが存在している物質の密度および結晶構造の影響を受ける。例えば、ナトリウムイオンは、窒化シリコンの内部へは移動しやすく、酸化シリコンの内部へは移動しにくい。したがって、窒化シリコンを含む反射防止層１１に比べて、第１酸化シリコン層９ａおよび第２酸化シリコン層９ｂを備えている酸化シリコン層９の内部は、ナトリウムイオンが移動しにくい。このため、第１酸化シリコン層９中にはナトリウムイオンが入りにくくなるので、ナトリウムイオンがシリコン基板２に入りにくくなって、ＰＩＤ現象の発生が低減する。
【００２２】
さらに、酸化シリコン層９が第１酸化シリコン層９ａおよび第２酸化シリコン層９ｂの２層を含むことによって、以下の作用効果が期待できる。ナトリウムイオンは、第２酸化シリコン層９ｂに発生する微細な欠陥もしくはピンホールまたは膜厚の薄い部分などを通して移動する。しかし、第１酸化シリコン層９ａでナトリウムイオンをブロックできる。さらに、第１酸化シリコン層９ａの酸化シリコン（ＳｉＯｘ）よりも、第２酸化シリコン層９ｂでは酸素に対するシリコンの含有率が多い酸化シリコン（ＳｉＯｙ）を含有している。つまり、第２酸化シリコン層９ｂでは、第１酸化シリコン層９ａよりもシリコンリッチな状態にある。このため、第２酸化シリコン層９ｂでは導電率が上がり、第１酸化シリコン層９ａと第２酸化シリコン層９ｂとの界面、および第２酸化シリコン層９ｂと反射防止層１１との界面で、ナトリウムイオンが移動しやすくなる。そして、これらの界面でのナトリウムイオンの蓄積が無くなり、シリコン基板２の表面に達するナトリウムイオンの量をさらに低減できる。これにより、ＰＩＤ現象が生じにくい太陽電池素子にすることができる。
【００２３】
また、第２酸化シリコン層９ｂは、第１酸化シリコン層９ａよりも厚いとよい。第２酸化シリコン層９ｂの膜厚を第１酸化シリコン層９ａの膜厚よりも厚くすることによって、第２酸化シリコン層９ｂ中にトラップされるナトリウムイオンの量を多くすることができる。さらに、第２酸化シリコン層９ｂがより強い正電荷を帯びるようになるため、ナトリウムイオンの正電荷と反発することになり、ナトリウムイオンのシリコン基板２への移動をブロックする作用をより高めることができる。
【００２４】
なお、第１酸化シリコン層９ａおよび第２酸化シリコン層９ｂの酸素に対するシリコンの含有率は、例えば二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ；Secondary Ion Mass Spectrometry）やＸ線光電子分光法（ＸＰＳ；X-ray Photoelectron Spectroscopy）などで測定できる。
【００２５】
また、太陽電池素子１は、図３に示すように、第２酸化シリコン層９ｂの上に配置され、第２酸化シリコン層９ｂよりも屈折率が高い反射防止層１１を備えるとよい。反射防止層１１は、太陽電池素子１の表面１ａにおける光の反射率を低減し、光吸収によって生成する電子正孔対を増大させる役割を果たすことで、キャリアを増加させ太陽電池素子１の光電変換効率の向上に寄与する。反射防止層１１は、窒化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの単層膜、またはこれらの積層膜を用いることができる。
【００２６】
第２酸化シリコン層９ｂよりも反射防止層１１の屈折率を大きくしたことで、第１酸化シリコン層９ａ、第２酸化シリコン層９ｂおよび反射防止層１１を合わせた全体の屈折率および膜厚をより最適にすることができる。これにより、太陽電池素子１に入射する光の反射防止の効果を向上させ得る。ＰＩＤ現象の発生を低減するために、反射防止層１１の屈折率および厚みを一定の範囲に収まるようにした場合、充分な反射防止効果が得られない場合がある。本実施形態の反射防止層１１では、第１酸化シリコン層９ａと第２酸化シリコン層９ｂによってＰＩＤ現象の発生の低減が期待できるため、反射防止層１１の屈折率を第２酸化シリコン層９ｂよりも大きく設定でき、厚みも自由に設定できる。このため、反射防止層の効果的に機能させ得る。なお、第１酸化シリコン層９ａ、第２酸化シリコン層９ｂおよび反射防止層１１の、それぞれの屈折率と厚みとは、いずれもエリプソメーターで測定可能である。
【００２７】
太陽電池素子１では、ｎ型の逆導電型層８の表面に正の固定電荷を有する酸化シリコン層および窒化シリコンを有する反射防止層１１を配置している。これにより、以下に述べる効果を期待できる。酸化シリコン層および窒化シリコンを有する反射防止層１１の電界効果によって、逆導電型層８との界面（シリコン基板２の表面）から少数キャリアが遠ざけられる。これにより、シリコン基板２の表面での少数キャリアの再結合が低減され、光電変換効率の向上を図るパッシベーション効果を得ることができる。特に、反射防止層１１が窒化シリコンを含有していることで、窒化シリコンの正の固定電荷が酸化シリコンよりも強いため、太陽電池素子１の光電変換効率をさらに向上させ得る。反射防止層１１には、窒化シリコン膜（ＳｉＮｚ膜（Ｓｉ３Ｎ４のストイキオメトリを中心にして、Ｎの組成比ｚには幅がある））を用いることができる。この窒化シリコン膜は、ＣＶＤ法でモノシランガスやアンモニアガスなどを使用して作製することができる。
【００２８】
反射防止層１１は、第２酸化シリコン層９ｂよりも膜厚が厚いとよい。これにより、より強い正の電荷となるので、上述のパッシベーション効果をより大きくすることができる。例えば、第２酸化シリコン層９ｂの膜厚を１０ｎｍから３０ｎｍ程度とした場合、窒化シリコンから成る反射防止層１１の膜厚は、４０ｎｍから１００ｎｍ程度（屈折率は、１．７から２．３程度）とすることができる。
【００２９】
＜太陽電池素子の製造方法＞
次に、太陽電池素子１の製造方法について説明する。
【００３０】
まず、図４（ａ）に示すようにシリコン基板２を準備する。シリコン基板２としては、例えば比抵抗は０．２Ω・ｃｍから２Ω・ｃｍ程度の一導電型領域７を有する単結晶または多結晶のシリコン基板である。シリコン基板２が単結晶シリコン基板の場合は、例えばＦＺ（フローティングゾーン）法またはＣＺ（チョクラルスキー）法などによって作製する。シリコン基板２が多結晶シリコン基板の場合は、例えば鋳造法などによって作製する。以下では、ｐ型の多結晶シリコン基板をシリコン基板２として用いる例について説明する。
【００３１】
シリコン基板２の製法について説明する。まず、鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを作製する。次いで、そのインゴットをマルチワイヤーソー等を用いて、例えば１５０μｍから２５０μｍ程度の厚みにスライスして、ｐ型のシリコン基板２を作製する。その後、シリコン基板２の切断面の機械的ダメージ層および汚染層を除去するために、表面を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）または水酸化カリウム（ＫＯＨ）などを含むアルカリ溶液、またはフッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）との混合溶液で数μｍ程度エッチングして、洗浄し乾燥する。
【００３２】
その後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置を用いて、シリコン基板２の表面２ａの略全面に、微細な凹凸を持つテクスチャ構造を形成してもよい。本実施形態では、例えば、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）を２０ｓｃｃｍ、塩素（Ｃｌ２）を５０ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ２）を１０ｓｃｃｍ、および六フッ化イオウ（ＳＦ６）を８０ｓｃｃｍの流量で流しながら、反応圧力７Ｐａ、プラズマを発生させるＲＦパワーを５００Ｗの条件で、３分間程度ドライエッチングする。その後、シリコン基板２の表面２ａ上のシリコン残渣を洗浄し除去する。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン基板２の表面２ａ側の表層内にｎ型の逆導電型層８を形成する。この逆導電型層８は、ペースト状態にした五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）をシリコン基板２の表面２ａに塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、または、ガス状態にしたオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を拡散源とした気相熱拡散法などによって形成する。この逆導電型層８は、０．１μｍから１μｍ程度の厚みがあり、４０Ω／□から１５０Ω／□程度のシート抵抗を有するように形成される。
【００３４】
その後、シリコン基板２の表面に形成されたリンガラス層および不要な酸化膜を除去するために、シリコン基板２をフッ酸水溶液に浸漬し、その後純水にて洗浄する。この純水による洗浄の最後に、オゾンを用いてシリコン基板２の表面を酸化して、図４（ｃ）に示すように、シリコン基板２の表面に第１酸化シリコン層９ａを形成する。
【００３５】
詳細には、まず、フッ素系樹脂またはポリプロピレンなどで作製された槽２０の内側に、オゾン含有ガスを導入するための配管２１を配置する。配管２１の第１端部は、酸素ガス中にオゾンを含有するオゾン含有ガスを生成するオゾン発生機に繋がれて、配管２１の第２端部である排出口２２は槽２０の底部に配置される。この槽２０に純水を入れた後、排出口２２からオゾン含有ガスを吐出させ、純水中でバブリングする。これにより、オゾンを含有させたオゾン含有水２３を作製する。
【００３６】
次に、図５に示すように、上記洗浄の際に、オゾン含有水２３にシリコン基板２を浸漬する。そして、配管２１の排出口２２からオゾン含有ガス２４がシリコン基板２表面に当たるようにして、オゾン含有水２３中でオゾン含有ガスの泡を発生させる。これにより形成される第１酸化シリコン層９ａの膜厚は、０．３ｎｍから６ｎｍ程度である。このとき、第１酸化シリコン層９ａは、シリコン基板２のテクスチャ構造にほとんど影響されることなくほぼ均一に形成される。このため、第１酸化シリコン層９ａ上に形成される第２酸化シリコン層９ｂに、微細な欠陥、ピンホールまたは薄い箇所などが生じていても、ナトリウムイオンをより確実にブロックし得る。さらに、形成された第１酸化シリコン層９ａでは、不純物のコンタミネーションが少ない酸化シリコンの層である。このため、第１酸化シリコン層９ａの酸素原子による逆導電型層８のシリコン原子の未結合手の終端を行うことができて、太陽電池素子１のさらなる光電変換効率の向上を図ることができる。
【００３７】
なお、第１酸化シリコン層９ａの形成は、上述のオゾン含有水２３にシリコン基板２を浸漬する方法に限定されない。例えば、紫外線ランプの直下にシリコン基板２を配置して、シリコン基板２に紫外線を照射して第１酸化シリコン層９ａを形成してもよい。この場合、紫外線の働きで空気中の酸素がオゾンに変化する。このオゾンによって、シリコン基板２の表面を酸化させて、第１酸化シリコン層９ａが形成される。ただし、この紫外線照射による形成方法では、形成された第１酸化シリコン層９ａに空気中の不純物が含まれる場合が考えられる。
【００３８】
また、気相熱拡散法などで逆導電型層８を形成時に、裏面２ｂ側にも逆導電型層８が形成された場合、さらには裏面２ｂ側にも第１酸化シリコン層９ａが形成された場合には、フッ酸と硝酸との混合液に、シリコン基板２の裏面２ｂ側のみを浸す。これにより、裏面２ｂ側の逆導電型層８や第１酸化シリコン層９ａをエッチング除去して、裏面２ｂ側にｐ型の一導電型領域７を露出させる。以上によって、シリコン基板２の内部に、ｐ型の一導電型領域７とｎ型の逆導電型層８とによるｐｎ接合を形成されると共に逆導電型層８上には第１酸化シリコン層９ａを形成することができる。
【００３９】
次に、図４（ｄ）に示すように、シリコン基板２の表面２ａ側の第１酸化シリコン層９ａ上に、第２酸化シリコン層９ｂを形成する。第２酸化シリコン層９ｂの形成には、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を用いることができる。この場合には、原料ガスとして、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，テトラエチルシランジアミン（Ｈ２Ｓｉ[Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２]２）ガスと、酸化剤としてオゾンガスとを用いることができる。これにより形成された第２酸化シリコン層９ｂは、実質的にシリコンおよび酸素から形成されたものとなる。これにより、ナトリウムイオンのシリコン基板２への移動を第２酸化シリコン層９ｂでブロックすることができる。
【００４０】
また、第２酸化シリコン層９ｂは、例えば、モノシランガス（ＳｉＨ４）および亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガスを用いたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法など用いて形成することもできる。モノシランガスおよび亜酸化窒素ガスの流量、成膜時間を各々制御することによって、所望の屈折率および厚さの第２酸化シリコン層９ｂを得ることができる。
【００４１】
この場合、形成された第２酸化シリコン層９ｂは、窒素を含有することになるが、この含有された窒素の含有量は酸素の含有量より少ない。例えば、第２酸化シリコン層９ｂ中の窒素と酸素との原子数の比は、窒素は酸素の０．３倍から０．５倍程度である。ここで、窒素と酸素との原子数の比は、ＳＩＭＳまたはＸＰＳによって測定可能である。
【００４２】
第１酸化シリコン層９ａの屈折率は１．４から１．６程度になり、反射防止層１１の屈折率が１．９から２．1程度になる。この場合、第２酸化シリコン層９ｂの屈折率をそのほぼ中間の値である１．７から１．８程度にすることができる。これにより、太陽電池素子１最外面にある反射防止層１１からシリコン基板２に当接する第１酸化シリコン層９ａまでの屈折率をほぼ等間隔で徐々に下げることができるため、光反射をより低減することができる。
【００４３】
次に、図４（ｅ）に示すように、第２酸化シリコン層９ｂ上に反射防止層１１を形成する。例えば、窒化シリコンからなる反射防止層１１をＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）装置で形成する場合であれば、反応室内を４００℃から５００℃程度として、シラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを窒素（Ｎ２）で希釈しながら、反応室内の電極間に高周波電圧を印加する。そして、これらのガスをグロー放電分解でプラズマ化させて堆積させることで、第２酸化シリコン層９ｂ上に反射防止層１１が形成される。このときに、モノシランガス、アンモニアガス、窒素ガスの各ガスの流量、成膜時間などを調整して、反射防止層１１が所定の屈折率および厚さになるようにすればよい。
【００４４】
また、本実施形態では、第２酸化シリコン層９ｂおよび反射防止層１１は、両者とも上述のようにＣＶＤ法で形成できる。このため、インライン型ＰＥＣＶＤ装置で２つの成膜室（第１成膜室および第２成膜室）を準備して、第１成膜室で第２酸化シリコン層９ｂを成膜し、第２成膜室で反射防止層１１を成膜するようにしてもよい。これにより、第２酸化シリコン層９ｂと反射防止層１１との界面において酸化膜が形成しにくくなると共に、量産時には装置間の移動、装置特有の搬送トレイへの移し替えの時間等の工数が削減できる。
【００４５】
次に、図４（ｆ）に示すように、シリコン基板２の表面２ａに、バスバー電極３およびフィンガー電極４となる表面側導電性ペースト１３を塗布し配置する。表面側導電性ペースト１３としては、銀を主成分として導電性ペースト中に７０質量％から８５質量％程度含有し、さらにガラスフリットおよび有機ビヒクル等を混練したものを用いる。有機ビヒクルは、例えばバインダーとして使用される樹脂成分を有機溶媒に添加して得られる。バインダーとしては、エチルセルロース等のセルロース系樹脂の他、アクリル樹脂またはアルキッド樹脂等が使用可能である。また、有機溶媒としては、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ターピネオールまたはジエチレングリコールモノブチルエーテル等が使用される。有機ビヒクルの含有質量は、導電性ペースト中に５質量％から２０質量％程度含有していればよい。また、ガラスフリットの成分は、ガラス材料として例えばＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−ＰｂＯ系またはＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＰｂＯ系などの鉛系ガラスを用いることができる。また、他のガラス材料としては、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系またはＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＺｎＯ系などの非鉛系ガラスも用いることができる。ガラスフリットは、導電性ペースト中に２質量％から１５質量％程度であればよい。表面側導電性ペースト１３を配置する方法としては、スクリーン製版を用いたプリント印刷法を用いて、第１テクスチャ構造領域１１上にフィンガー電極４となる表面側導電性ペースト１３が配置されるように塗布する。この塗布後、所定の温度で乾燥し、溶剤を蒸発させる。
【００４６】
同様に、シリコン基板２の裏面２ｂに、接続電極６用の裏面側第１導電性ペースト１４を配置する。裏面側第１導電性ペースト１４は、上述の表面側導電性ペースト１３と同様の導電性ペーストが使用可能である。裏面側第１導電性ペースト１４を配置後、所定の温度で乾燥させて溶剤を蒸散させる。
【００４７】
次いで、図４（ｇ）に示すように、裏面集電電極５用の裏面側第２導電性ペースト１５を配置する。第２導電性ペースト１５としては、例えばアルミニウムを主成分とする金属粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有するアルミニウムペーストを用いる。塗布法としては、プリント印刷法などを用いることができる。このように導電性ペーストを塗布した後、所定の温度で乾燥させて溶剤を蒸散させる。
【００４８】
次に、表面側導電性ペースト１３、裏面側第１導電性ペースト１４および裏面側第２導電性ペースト１５を配置したシリコン基板２を焼成炉に投入し、これらを同時に焼成炉内にて最高温度が約７５０℃から９００℃、最高温度で０．１秒間から数十秒間程度維持して焼成を行う。これによって、焼成中に溶融したガラスフリットがシリコン基板２の最表面と反応した後に固着して、各電極とシリコン基板２との電気的コンタクトを形成するとともに、機械的な接着強度を高めることができる。このとき、表面側導電性ペースト１３は、反射防止層１１をファイアースルーして、シリコン基板２と直に接するバスバー電極３およびフィンガー電極４が形成される。また、この焼成によって、裏面側第１導電性ペースト１４は接続電極６となり、裏面側第２導電性ペースト１５は集電電極５となる。このとき、集電電極５の形成と同時に、アルミニウムがシリコン基板２に拡散することによって、ＢＳＦ領域１０が形成される。以上の工程によって、図１および図２に示した太陽電池素子１が完成する。
【００４９】
なお、本実施形態に係る太陽電池素子１の製造方法は、上記のものに限定されるものではない。例えば、焼成工程は、表面側導電性ペースト１３、裏面側第１導電性ペースト１４および裏面側第２導電性ペースト１５をそれぞれ配置した後に順次行なってもよい。また、表面側導電性ペースト１３および裏面側第１導電性ペースト１４を同時に行ない、裏面側第２導電性ペースト１５配置後にさらに焼成してもよい。また、他の方法としては、表面側導電性ペースト１３を焼成した後、裏面側第１導電性ペースト１４および裏面側第２導電性ペースト１５を同時に焼成してもよい。また、バスバー電極３および接続電極６は、上述の銀を主成分とした導電性ペーストの他に、銀および銅を主成分とした導電性ペーストで形成してもよい
【００５０】
＜太陽電池素子の他の実施形態＞
本実施形態に係る太陽電池素子１では、図６に示すように第１酸化シリコン層９ａと第２酸化シリコン層９ｂとの間に配置された酸化アルミニウム層１２をさらに備えている。酸化アルミニウム層１２をさらに備えることによって、第２酸化シリコン層９ｂに微細な欠陥、ピンホールまたは薄い部分などが発生した場合でも、ナトリウムイオンをさらに確実にブロックできる。この酸化アルミニウム層１２の形成方法としては、例えば、シリコン基板２表面の微細な凹凸のカバーレッジに優れたＡＬＤ法を用いるとよい。
【００５１】
ＡＬＤ法による酸化アルミニウム層１２の形成では、まず、成膜装置のチャンバー内に図４（ｃ）で示された第１酸化シリコン層９ａを形成したシリコン基板２を載置する。そして、シリコン基板１を１００℃から２５０℃の温度域で加熱した状態で、以下に示す工程Ａから工程Ｄまでを複数回繰り返す。これにより、所望の厚さの酸化アルミニウム層１２を形成する。工程Ａから工程Ｄまでの各工程の内容は次の通りである。
【００５２】
［工程Ａ］酸化アルミニウムを形成するためのトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）等のアルミニウム原料が、Ａｒガスまたは窒素ガス等のキャリアガスとともに、成膜装置のチャンバー内のシリコン基板１上に供給される。これにより、シリコン基板１の全周囲にアルミニウム原料が吸着される。ＴＭＡが供給される時間は、例えば１５ｍ秒から３０００ｍ秒程度であればよい。
【００５３】
なお、工程Ａの開始時には、シリコン基板１の表面はＯＨ基で終端されているとよい。シリコン基板１の表面をＳｉ−Ｏ−Ｈの構造にすることによって、シリコン基板１の表面と、形成された酸化アルミニウム膜との界面に共有結合が形成されやすくなる。これにより、シリコン基板１の表面と、酸化アルミニウム膜との接合強度を向上させて、太陽電池素子１０の信頼性をより向上させ得る。Ｓｉ−Ｏ−Ｈの構造は、例えば、シリコン基板１を希フッ酸で処理した後に、純水で洗浄することによって形成できる。
【００５４】
［工程Ｂ］窒素ガスによって成膜装置のチャンバー内の浄化が行われ、チャンバー内のアルミニウム原料が除去される。さらに、シリコン基板１に物理吸着および化学吸着したアルミニウム原料のうち、原子層レベルで化学吸着した成分以外のアルミニウム原料が除去される。窒素ガスによってチャンバー内が浄化される時間は、例えば１秒から数十秒程度であればよい。
【００５５】
［工程Ｃ］水またはオゾンガス等の酸化剤が、成膜装置のチャンバー内に供給されることで、ＴＭＡに含まれるアルキル基が除去されてＯＨ基で置換される。これにより、シリコン基板１の上に酸化アルミニウムの原子層が形成される。なお、酸化剤がチャンバー内に供給される時間は、５００ｍ秒から１５００ｍ秒程度であればよい。また、チャンバー内に酸化剤ととともに水素が供給されることで、形成された酸化アルミニウム膜中に水素原子がより含有され易くなる。
【００５６】
［工程Ｄ］窒素ガスによって成膜装置のチャンバー内の浄化が行われ、チャンバー内の酸化剤が除去される。このとき、例えば、シリコン基板１上における原子層レベルの酸化アルミニウムの形成時において反応に寄与しなかった酸化剤等が除去される。なお、窒素ガスによってチャンバー内が浄化される時間は、例えば１秒から数十秒程度であればよい。
【００５７】
以後、工程Ａから工程Ｄまでの一連の工程を複数回繰り返すことで、所望の膜厚（例えば１０ｎｍから２００ｎｍ程度）の酸化アルミニウム膜が形成される。
【００５８】
ここでは、アルミニウム原料としてＴＭＡを用いて酸化アルミニウムを形成する場合を示したが、アルミニウム原料として他の原料を用いても構わないことはいうまでもない。例えば、原料供給温度（−２０℃から１２０℃までの範囲内）において、ガス供給減として適当な蒸気圧（例えば１００Ｐａ以上）を有し、チャンバー内に気体状態で供給できる材料であればよい。アルミニウム原料としては、例えばトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）等を用いることができる。また、気体状態で供給できる材料は、窒素ガス、炭酸ガス等をキャリアガスとして希釈して供給してもよい。原料ガスおよびキャリアガスのガス種並びにそれらの混合比を調整することによって、形成される膜中の構成元素の含有量を最適に調整することもできる。
【００５９】
なお、酸化アルミニウム層は、シリコン基板２の裏面２ｂ上にも形成されてもよい。酸化アルミニウム層は負の固定電荷を持つため、これにより、酸化アルミニウム層は裏面２ｂに対し負の固定電荷を有するパッシベーション膜となる。そして、電界効果によって、少数キャリアである電子が裏面２ｂとパッシベーション膜４との界面から遠ざかる。その結果、太陽電池素子１では、少数キャリアの再結合が低減することになり、光電変換効率を向上させることができる。
【００６０】
＜太陽電池モジュール＞
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール３０は、複数の太陽電池素子１を有する太陽電池パネル３３と、太陽電池パネル３３の外周部に配置されたフレーム３４を有する。太陽電池モジュール３０は、主として光を受ける面である第１面３０ａ（図７（ａ）を参照）、および、第１面３０ａの裏面に相当する第２面３０ｂを有する（図７（ｂ）を参照）。そして、太陽電池モジュール３０は、図７（ｂ）に示すように、第２面３０ｂに端子箱３５を有している。また、端子箱３５には、太陽電池モジュール３０の発生した電力を外部回路に供給するための出力ケーブル３６が配線されている。
【００６１】
太陽電池モジュール３０を構成する太陽電池素子１は、上述の実施形態のものであればよい。また、隣り合う太陽電池素子１同士は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、接続導体３２で電気的に接続される。この接続導体３２は、例えば、厚さが０．１ｍｍから０．３ｍｍ程度の銅またはアルミニウムの金属箔であればよい。この金属箔には、表面にハンダがコーティングされている。このハンダは、メッキまたはディピング等によって、例えば、５μｍから３０μｍ程度の平均厚さになるように設けられる。この接続導体３２の幅は、太陽電池素子のバスバー電極３の幅と同等もしくはバスバー電極３の幅よりも小さくすればよい。これにより、接続導体３２によって太陽電池素子１の受光を妨げにくくできる。また接続導体３２は、バスバー電極３および接続電極６の略全表面に接続してもよい。これによって、太陽電池素子１の抵抗成分を小さくできる。ここで、接続導体３２を１５６ｍｍ角程度のシリコン基板２を使用する場合、接続導体３２の幅は１ｍｍから３ｍｍ程度、その長さは２６０ｍｍから３１０ｍｍ程度であればよい。
【００６２】
図８（ａ）に示すように、１つの太陽電池素子１に接続される接続導体３２において、一方の接続導体３２ａは、太陽電池素子１の表面１ａのバスバー電極３にハンダ付けされている。また、他方の接続導体３２ｂは、太陽電池素子１の裏面の接続電極６にハンダ付けされている。
【００６３】
また、図８（ｂ）に示すように、隣り合う太陽電池素子１（太陽電池素子１Ｓ、１Ｔ）は、太陽電池素子１Ｓの表面１ａのバスバー電極３に接続した接続導体３２の他端部を太陽電池素子１Ｔの裏面１ｂの接続電極６にハンダ付けされることによって接続される。このような接続を複数（例えば５個から１０個程度）の太陽電池素子１に繰り返すことによって、複数の太陽電池素子１が直線状に直列接続されてなる太陽電池ストリングが形成される。
【００６４】
次に、この太陽電池ストリングを複数（例えば２本から１０本程度）用意して、１ｍｍから１０ｍｍ程度の所定間隔をあけて略平行に整列させる。そして、太陽電池ストリングの各端部の太陽電池素子１同士を横方向配線３７にてハンダ付けなどで接続する。また、両端側の太陽電池ストリングの横方向配線３７を接続していない太陽電池素子１には、外部導出配線４２を接続する。
【００６５】
次に、透光性基板３８、表面側充填材３９、裏面側充填材４０および裏面材４１を準備する。透光性基板３８としては、ガラスが用いられる。ここでガラスは、例えば、厚さ３ｍｍから５ｍｍ程度の白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラスまたは熱線反射ガラスなどが用いられる。
【００６６】
表面側充填材３９および裏面側充填材４０は、それぞれエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略す）またはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）から成り、押し出し機などによって、厚さ０．４ｍｍから１ｍｍ程度のシート状に成形されたものが用いられる。これらはラミネート装置によって減圧下にて加熱加圧を行うことで、軟化、融着して他の部材と一体化させる。
【００６７】
裏面材４１は、外部からの水分の浸入を低減する役割を有する。裏面材４１は、例えば、アルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シート、アルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）シート等が用いられる。裏面材４１は、太陽電池モジュール３０の第２面３０ｂ側からの光に入射を光発電に用いる場合は、ガラスまたはポリカーボネート樹脂を用いてもよい。
【００６８】
次いで、図９に示すように、透光性基板３８上に表面側充填材３９を配置した後、上記のように接続した太陽電池素子１、裏面側充填材４０および裏面材４１を順次積層して積層体を作製する。
【００６９】
次いで、この積層体をラミネート装置にセットする。そして、減圧下にて加圧しながら１００℃から２００℃で例えば１５分から１時間程度加熱することによって、太陽電池パネル３３を作製できる。
【００７０】
最後に、図７（ａ）（ｂ）に示すように、太陽電池パネル３３の外周部にフレーム３４や第２面３０ｂ側に端子箱３５を必要に応じて取り付けることで、太陽電池モジュール３０が完成する。このように、上述の太陽電池素子１を備えることによって、ＰＩＤ現象の発生が低減された太陽電池モジュール３０を提供できる。
【実施例】
【００７１】
以下に、実施例および比較例について説明する。【００７２】
＜実施例の太陽電池素子の作製＞
図４（ａ）に示すように、半導体基板２として、鋳造法により作製された、比抵抗値が約１Ω・ｃｍ、一辺約１５６ｍｍの正方形状の平面形状を有し、厚みが２００μｍ程度のボロンがドープされたｐ型の多結晶のシリコン基板２を用意した。【００７３】
シリコン基板２は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液を用いて表面から８μｍから１３μｍ程度の深さをエッチングした後に、ＲＩＥ装置を用いて表面２ａ側に微細なテクスチャを形成した。【００７４】
その後、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を拡散源とした気相熱拡散法によって、シリコン基板２の表面全面にｎ型領域を形成した。このｎ型領域は、５０Ω／□から１００Ω／□程度のシート抵抗になるように形成した。その後、フッ酸溶液にシリコン基板２全体を浸漬することによって、リンガラスおよび表面の酸化層を除去し、純水にて洗浄した。【００７５】
次に、シリコン基板２の表面に第１酸化シリコン層９ａを以下のようにして形成した。まず、ポリプロピレン製で幅３０ｃｍ、高さ３５ｃｍ、奥行き４０ｃｍ程度の槽２０の内側に、オゾン含有ガスを導入するためのポリプロピレン製の配管２１を配置した。配管２１の第１端部は、オゾン発生機に繋ぎ、第２端部である排出口２２は槽２０の底部に配置した。オゾン発生機は、酸素ガス中に１７０ｇ／ｍ３から２３０ｇ／ｍ３程度のオゾンを含むオゾン含有ガスを発生させるものを用いた。この槽２０に約２５リットルの純水を入れた後、排出口２２からオゾン含有ガスを毎分１リットルから３リットル程度吐出させ、純水中で７分から１０分程度バブリングすることで、オゾン含有水２３を作製した。その後、上述のリンガラスおよび表面の酸化層を除去した後の純水での洗浄作業に連続して、オゾン含有水２３にシリコン基板２全体を浸漬した。この浸漬中、配管２１の排出口２２からオゾン含有ガス２４がシリコン基板２の表面に当たるように、オゾン含有ガスを毎分１リットルから３リットル程度吐出させた。オゾン含有水２３中でオゾン含有ガスをバブリングさせた状態で、シリコン基板２を１分程度保持した後、オゾン含有水２３中から引き上げ、乾燥させた。これにより、シリコン基板２の表面に第１酸化シリコン層９ａが形成された。【００７６】
その後、シリコン基板２の裏面２ｂ側のみをフッ酸と硝酸との混合液に浸して、裏面２ｂ側の第１酸化シリコン層９ａとｎ型領域とを除去した後、シリコン基板２を洗浄して、乾燥した。これにより、図４（ｃ）に示すように、シリコン基板２の表面２ａ側の逆導電型層８上に第１酸化シリコン層９ａを形成した。形成された第１酸化シリコン層９ａの組成は、ＳｉＯｘ（ｘの値は２．２から２．５程度）であり、その膜厚は、1ｎｍから２ｎｍ程度、屈折率は１．４から１．６程度であった。膜厚および屈折率の測定は、エリプソメーターによって行なった。以下に述べる、膜厚および屈折率も同様に測定した。【００７７】
次に、図４（ｄ）に示すように、シリコン基板２の表面２ａ側の第１酸化シリコン層９ａ上に第２酸化シリコン層９ｂを形成した。第２酸化シリコン層９ｂは、モノシランガス（ＳｉＨ４）および亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガスを用いたＰＥＣＶＤ装置を用いて形成した。形成された第２酸化シリコン層９ｂの組成は、ＳｉＯｙ（ｙの値は１．０から１．２程度）であり、その膜厚は、１０ｎｍから１８ｎｍ程度、屈折率は１．７から１．８程度であった。また、形成された第２酸化シリコン層９ｂは、窒素を含有しており、第２酸化シリコン層９ｂ中の窒素と酸素との原子数の比は、窒素は酸素の０．４倍から０．４５倍程度であった。ここで、窒素と酸素との原子数の比はＳＩＭＳで測定した。【００７８】
次に図４（ｅ）に示すように、シリコン基板２の表面２ａ側の第２酸化シリコン層９ｂ上に、窒化シリコンから成る反射防止層１１を、モノシランガス（ＳｉＨ４）とアンモニアガス（ＮＨ３）を用いたＰＥＣＶＤ装置を用いて形成した。形成された反射防止層１１は、屈折率が２．１から２．２程度であり、厚みを５０ｎｍから８０ｎｍ程度であった。【００７９】
次に、図４（ｆ）に示すように、表面２ａ側の電極であるバスバー電極３およびフィンガー電極４を形成するための表面側導電性ペースト１３を塗布し配置した。表面側導電性ペースト１３としては、銀を主成分として、ガラスフリットおよび有機ビヒクル等を含有するものを用いた。そして、図１（ａ）に示すような形状にスクリーン印刷法を用いて表面側導電性ペースト１３を、約２０μｍから３０μｍの厚さに塗布し、その後乾燥を行った。【００８０】
さらに、シリコン基板２の裏面２ｂに、接続電極６形成のための裏面側第１導電性ペースト１４を以下のようにして配置した。裏面側第１導電性ペースト１４は、上述の表面側導電性ペースト１３と同様の導電性ペーストを使用した。そして、図１（ｂ）に示すような形状に、スクリーン印刷法を用いて、シリコン基板２の裏面２ｂに、約２０μｍから３０μｍの厚さに裏面側第１導電性ペースト１４を塗布し、その後乾燥を行った。【００８１】
次いで、図４（ｇ）に示すように、裏面集電電極５形成のための裏面側第２導電性ペースト１５を以下のようにして配置した。第２導電性ペースト１５としては、例えばアルミニウムを主成分とする金属粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有するアルミニウムペーストを用いた。そして、スクリーン印刷法を用いて、第２導電性ペースト１５を、約４０μｍから５０μｍの厚さに塗布し、その後乾燥を行った。【００８２】
次に、表面側導電性ペースト１３、裏面側第１導電性ペースト１４および裏面側第２導電性ペースト１５を配置したシリコン基板２を焼成炉に投入した。これらの導電性ペーストに対して、焼成炉内にて最高温度が約７３０℃から７６０℃、最高温度で数秒間程度維持して同時に焼成を行なった。以上の工程によって、実施例の太陽電池素子１が完成した。【００８３】
＜比較用太陽電池素子の作製＞
比較用太陽電池素子の作製においては、上記実施例の太陽電池素子の作製において、図４（ｃ）に示す第１酸化シリコン層９ａの形成、および図４（ｄ）に示す第２酸化シリコン層９ｂの形成を無くして（とばして）、シリコン基板２の表面２ａ側の逆導電型層８上に直接窒化シリコンから成る反射防止層１１を形成した。なお、反射防止層１１の形成方法は実施例と同じである。形成された反射防止層１１の屈折率も２．１から２．２程度で実施例と同等であった。ただし、比較例では第１酸化シリコン層９ａおよび第２酸化シリコン層９ｂが無いので、成膜時間を延ばして、反射防止層１１の厚みを７０ｎｍから９０ｎｍ程度とした。その他の工程は、上記実施例の太陽電池素子の作製と同じ材料および工程条件にて作製した。【００８４】
＜太陽電池モジュールの作製＞
次に、実施例および比較例の太陽電池素子を用いた２種類の太陽電池モジュールを作製した。まず、太陽電池モジュールを構成する太陽電池ストリングを次のように作製した。実施例および比較例の太陽電池素子を各７枚用意した。そして、図８（ｂ）に示すように、接続導体３２を用いて太陽電池素子同士をハンダ付けにより直列に接続して、実施例および比較例の太陽電池素子を用いた２種類の太陽電池ストリングを作製した。【００８５】
さらに、このようにして作製した太陽電池ストリングを、実施例用および比較例用の太陽電池モジュールを作製するために各６本用意した。６本の太陽電池ストリングは、互いに略平行に整列させて、各々の太陽電池ストリングの端部にある太陽電池素子に対して、図８に示すような横方向配線３７および外部導出配線４２をハンダ付けにより接続した。【００８６】
その後、図９に示すように、透光性基板３８上に表面側充填材３９を配置した後、互いに接続された６本の太陽電池ストリング、裏面側充填材４０および裏面材４１を順次積層して積層体を作製した。そして、この積層体をラミネート装置にセットし、減圧下にて加圧しながら１００℃から１６０℃程度で約２０分加熱、押圧することによって、太陽電池パネル３３を作製した。【００８７】
次に、太陽電池パネル３３の外周部にアルミニウムから成るフレーム３４を取り付け、第２面３０ｂ側に端子箱３５を配置して、実施例の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュール２１と比較例の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールとを完成させた。【００８８】
＜ＰＩＤ耐性の試験＞
次に、これらの太陽電池モジュールに対して、ＰＩＤ耐性の試験を行った。各太陽電池モジュールにおいて、端子箱２４内のプラス側の電極端子とマイナス側の電極端子とを短絡させた状態で、電極端子と太陽電池パネル２２の外周部に取り付けたフレーム２３との間に約１０００Ｖの電圧を印加した。そして、各太陽電池モジュールの出力特性を測定して、時間経過による出力（Ｐｍａｘ）での劣化率の変化（初期の特性を１００％とした場合に、時間の経過とともに何％劣化したか（何％維持しているか）について）測定した。この出力特性の測定は、日本工業規格JIS C 8914に準拠して行なった。【００８９】
その結果、実施例の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールの出力値は３００時間経過後も、初期の出力値に対し０．２％程度の低下（初期の出力値からの維持率が９９．８％）にすぎなかった。一方、比較例の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールでは、３００時間の経過後では約２％の出力低下（初期の出力値からの維持率が約９８％）が認められた。【００９０】
以上により、実施例の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールでは、比較例の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールに対して、対ＰＩＤ耐性が向上したことを確認できた。
【符号の説明】
【００９１】
１    ：太陽電池素子
１ａ：表面
１ｂ：裏面
２    ：シリコン基板
２ａ：表面
２ｂ：裏面
３    ：バスバー電極
４    ：フィンガー電極
５    ：集電電極
６    ：接続電極
７    ：一導電型領域
８    ：逆導電型領域（逆導電型層）
９    ：酸化シリコン層
９ａ  ：第１酸化シリコン層
９ｂ  ：第２酸化シリコン層
１０  ：ＢＳＦ領域
１１  ：反射防止層
１２  ：酸化アルミニウム層
１３：表面側導電性ペースト
１４：裏面側第１導電性ペースト
１５：裏面側第２導電性ペースト
２０：槽
２１：配管
２２：排出口
２３：オゾン含有水
２４：オゾン含有ガス
３０  ：太陽電池モジュール
３０ａ：第１面
３０ｂ：第２面
３２  ：接続導体
３３  ：太陽電池パネル
３４  ：フレーム
３５  ：端子箱
３６  ：出力ケーブル
３７   :横方向配線
３８  ：透光性基板
３９  ：表面側充填材
４０  ：裏面側充填材
４１  ：裏面材
４２  ：外部導出配線
【図１】
2017057618.tif 000003
【図２】
2017057618.tif 000004
【図３】
2017057618.tif 000005
【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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【国際調査報告】
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2017057618.tif 000013
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