(57)【要約】  太陽電池（１００）は、光電変換部（５０）の第一主面上に第一金属シード層（７１）および第一めっき層（７２）を備え、光電変換部（５０）の第二主面上に第二金属シード層（８１）を備え、光電変換部（５０）の第二主面の周縁および側面上に第三金属シード層（９１）および第三めっき層（９２）を備える。第一金属シード層（７１）と第三金属シード層（９１）は導通しており、第二金属シード層（８１）と第三金属シード層（９１）とは導通していない。第一金属シード層（７１）および第三金属シード層（９１）の少なくとも一方に給電を行うことにより、第一めっき層（７２）および第三めっき層（９２）を同時に形成できる。
2016158299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電型単結晶シリコン基板（１）の第一主面上に第一導電型シリコン系薄膜（３ａ）および第一透明電極層（６ａ）をこの順に有し、前記導電型単結晶シリコン基板の第二主面上に第二導電型シリコン系薄膜（３ｂ）および第二透明電極層（６ｂ）をこの順に有する光電変換部を備える太陽電池の製造方法であって、
前記光電変換部の第一主面上に、第一金属シード層（７１）を形成する工程と、
前記光電変換部の第二主面上に、第二金属シード層（８１）を形成する工程と、
前記光電変換部の第二主面の周縁および前記光電変換部の側面上に、第三金属シード層（９１）を形成する工程と、を有し、
前記第一金属シード層、前記第二金属シード層および前記第三金属シード層は、前記第一金属シード層と前記第三金属シード層とが導通し、前記第二金属シード層と前記第三金属シード層とが導通しないように形成され、
前記第一金属シード層および前記第三金属シード層の少なくとも一方に給電を行うことにより、前記第一金属シード層上の第一めっき層（７２）および前記第三金属シード層上の第三めっき層（９２）が同時に形成される、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記光電変換部の第二主面上にマスクが設けられた状態で、前記光電変換部の第二主面側から金属層を製膜することにより、前記第二金属シード層および前記第三金属シード層が同時に形成される、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記第三金属シード層に給電を行うことにより、前記第一めっき層および前記第三めっき層が同時に形成される、請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
さらに、前記第二金属シード層上に、めっき法により第二めっき層（８２）を形成する工程を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記光電変換部は、第三透明電極層（６ｃ）をさらに有し、
前記第三透明電極層は、前記第二導電型シリコン系薄膜の周縁および前記導電型単結晶シリコン基板の側面上に設けられ、前記第二透明電極層と導通しておらず、
前記第三金属シード層は、前記第三透明電極層上に形成され、
前記第一透明電極層および前記第一金属シード層の少なくともいずれか一方と前記第三透明電極層とが、互いに接するように形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
導電型単結晶シリコン基板（１）の第一主面上に第一導電型シリコン系薄膜（３ａ）および第一透明電極層（６ａ）をこの順に有し、前記導電型単結晶シリコン基板の第二主面上に第二導電型シリコン系薄膜（３ｂ）および第二透明電極層（６ｂ）をこの順に有する光電変換部を備える太陽電池であって、
第一導電型用のパターン状の集電極（７）と、
第二導電型用の裏面電極（８）と、
前記集電極と導通し、かつ前記裏面電極と導通していない接続電極（９）とを備え、
前記集電極は、前記光電変換部の第一主面上に設けられた第一金属シード層（７１）と、前記第一金属シード層上に設けられた第一めっき層（７２）とを含み、
前記裏面電極は、前記光電変換部の第二主面上に設けられた第二金属シード層（８１）を含み、
前記接続電極は、前記光電変換部の第二主面の周縁および前記光電変換部の側面上に設けられた第三金属シード層（９１）と、前記第三金属シード層上に設けられた第三めっき層（９２）とを含み、
前記第三金属シード層は、前記第一金属シード層と導通し、かつ前記第二金属シード層と導通しておらず、
前記第二金属シード層と前記第三金属シード層とが同一の材料を主成分とし、
前記第一めっき層と前記第三めっき層とが同一の材料を主成分とする、太陽電池。
【請求項７】
前記裏面電極は、前記第二金属シード層上に設けられた第二めっき層（８２）をさらに含む、請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記光電変換部は、第三透明電極層（６ｃ）をさらに有し、
前記第三透明電極層は、前記第二導電型シリコン系薄膜の周縁および前記導電型単結晶シリコン基板の側面上に設けられ、前記第二透明電極層と導通しておらず、
前記第三金属シード層は、前記第三透明電極層上に設けられている、請求項６または７に記載の太陽電池。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の太陽電池と、配線シート（３００）とを備え、
前記太陽電池が、前記配線シートを介して、他の太陽電池または外部回路と接続されている、太陽電池モジュール。
【請求項１０】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の太陽電池の複数が配線シート（３００）を介して電気的に直列に接続されている太陽電池モジュールであって、前記複数の太陽電池は第一太陽電池（１０１）および第二太陽電池（１０２）を含み、
前記第一太陽電池および前記第二太陽電池は、いずれも、裏面電極（８ａ、８ｂ）が前記配線シートの第一主面に対向するように配置され、
前記配線シートは、第一貫通孔（４１１）および第二貫通孔（４１２）が設けられた絶縁性基材（３３０）と、前記絶縁性基材の第二主面上に設けられた第一裏面配線（３２１）と、前記第一貫通孔内に設けられた第一導通部（４０１）と、前記第二貫通孔内に設けられた第二導通部（４０２）とを備え、
前記第一裏面配線は、前記第一導通部と前記第二導通部とを電気的に接続しており、
前記第一導通部が前記第一太陽電池の接続電極（９ａ）と電気的に接続され、前記第二導通部が前記第二太陽電池の裏面電極（８ｂ）と電気的に接続されることにより、前記第一太陽電池の集電極（７ａ）と前記第二太陽電池の裏面電極（８ｂ）とが、前記第一太陽電池の接続電極（９ａ）、前記第一導通部、前記第一裏面配線および前記第二導通部を介して電気的に接続されている、太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記配線シートは、前記絶縁性基材の第一主面上に、第一表面配線（３１１）および第二表面配線（３１２）を備え、
前記第一表面配線は、前記第一導通部を介して前記第一裏面配線と電気的に接続され、
前記第二表面配線は、前記第二導通部を介して前記第一裏面配線と電気的に接続され、
前記第一太陽電池の接続電極が前記第一表面配線と接続され、前記第二太陽電池の裏面電極が前記第二表面配線と接続されることにより、前記第一太陽電池の集電極と前記第二太陽電池の裏面電極とが電気的に接続されている、請求項１０に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記複数の太陽電池は、前記第一太陽電池（１０１）と電気的に直列に接続された第三太陽電池（１０３）をさらに含み、
前記第三太陽電池は、裏面電極（８ｃ）が前記配線シートの第一主面に対向するように配置され、
前記絶縁性基材には、第三貫通孔（４１３）および第四貫通孔（４１４）がさらに設けられており、
前記配線シートは、前記絶縁性基材の第二主面上に設けられた第二裏面配線（３２２）と、前記第三貫通孔内に設けられた第三導通部（４０３）と、前記第四貫通孔内に設けられた第四導通部（４０４）とをさらに備え、
前記第二裏面配線は、前記第三導通部と前記第四導通部とを電気的に接続しており、
前記第三導通部が前記第一太陽電池の裏面電極（８ａ）と電気的に接続され、前記第四導通部が前記第三太陽電池の接続電極（９ｃ）と電気的に接続されることにより、前記第一太陽電池の裏面電極（８ａ）と前記第三太陽電池の集電極（７ｃ）とが、前記第三導通部、前記第二裏面配線、前記第四導通部および前記第三太陽電池の接続電極を介して電気的に接続されている、請求項１０または１１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記配線シートは、前記絶縁性基材の第一主面上に、第一表面配線（３１１）、第二表面配線（３１２）、第三表面配線（３１３）および第四表面配線（３１４）を備え、
前記第一表面配線は、前記第一導通部を介して前記第一裏面配線と電気的に接続され、
前記第二表面配線は、前記第二導通部を介して前記第一裏面配線と電気的に接続され、
前記第三表面配線は、前記第三導通部を介して前記第二裏面配線と電気的に接続され、
前記第四表面配線は、前記第四導通部を介して前記第二裏面配線と電気的に接続され、
前記第一太陽電池の接続電極（９ａ）が前記第一表面配線と接続され、前記第二太陽電池の裏面電極（８ｂ）が前記第二表面配線と接続されることにより、前記第一太陽電池の集電極（７ａ）と前記第二太陽電池の裏面電極とが電気的に接続され、
前記第一太陽電池の裏面電極（８ａ）が前記第三表面配線と接続され、前記第三太陽電池の接続電極（９ｃ）が前記第四表面配線と接続されることにより、前記第一太陽電池の裏面電極が前記第三太陽電池の集電極（７ｃ）と電気的に接続されている、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】
前記第一表面配線は、前記第三表面配線と間隔を隔てて、前記第三表面配線の周囲に設けられている、請求項１３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１５】
複数の太陽電池（１０１，１０２）を電気的に直列に接続するための配線シート（３００）であって、
第一貫通孔（４１１）および第二貫通孔（４１２）が設けられた絶縁性基材（３３０）と、
前記第一貫通孔内に設けられた第一導通部（４０１）と、
前記第二貫通孔内に設けられた第二導通部（４０２）と、
前記絶縁性基材の第二主面上に設けられ、前記第一導通部と前記第二導通部とを電気的に接続している第一裏面配線（３２１）とを備え、
受光面上に設けられた第一導電型用のパターン状の集電極と、裏面上に設けられた第二導電型用の裏面電極と、前記集電極と導通しかつ前記裏面電極と導通していない接続電極とを備える太陽電池の複数を、太陽電池の裏面と配線シートの第一主面とが対向するように配置した際に、第一導通部が第一太陽電池（１０１）の接続電極（９ａ）と電気的に接続され、第二導通部が第二太陽電池（１０２）の裏面電極（８ｂ）と電気的に接続されることにより、前記第一太陽電池と前記第二太陽電池とが電気的に直列に接続されるように、前記第一導通部および前記第二導通部が設けられている、配線シート。
【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、ならびに太陽電池モジュールに関する。さらに、本発明は太陽電池モジュールの形成に用いられる配線シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池では、半導体接合等からなる光電変換部への光照射により発生したキャリア（電子および正孔）を外部回路に取り出すことにより、発電が行われる。単結晶シリコン基板上にシリコン系薄膜および透明電極層を有するヘテロ接合太陽電池では、透明電極層上に集電極（補助電極としての金属電極）を設け、電流の取り出し効率を高めている。【０００３】
一般的な太陽電池は、受光面に一導電型（例えばｐ型）用の集電極を備え、裏面に逆導電型（例えばｎ型）用の裏面電極を備える両面電極型太陽電池である。両面電極型太陽電池の受光面側の集電極は、光入射により生成された光キャリアを収集するための複数のフィンガー電極と、フィンガー電極で収集された光キャリアを外部へ取り出すための相対的に太いバスバー電極とにより構成されているのが一般的である。【０００４】
複数の太陽電池を電気的に接続することにより、太陽電池がモジュール化される。両面電極型太陽電池のモジュール化においては、受光面側に設けられたバスバー電極と、隣接する太陽電池の裏面電極とをタブ線等のインターコネクタを介して接続することにより、直列接続が行われる。【０００５】
太陽電池モジュールの更なる高効率化が期待されており、光学損失の低減や、モジュール信頼性の向上等が求められている。太陽電池の受光面側にフィンガー電極やバスバー電極等の集電極が形成された領域は、遮光により光電変換部に光が入射せず、発電に寄与しない領域である。そのため、これらの電極、特にバスバー電極による遮光損の低減が求められている。【０００６】
受光面に設けられた電極による遮光損を低減するために、裏面にｐ型電極およびｎ型電極の双方が形成された、いわゆる裏面電極型太陽電池が開発されており、特許文献１では配線シートを用いた裏面電極型太陽電池のモジュール化が提案されている。しかし、裏面電極型太陽電池は、両面電極型太陽電池に比べて作製が困難であり、生産コストが高い。【０００７】
特許文献２では、受光面上にバスバー電極（メイングリッド電極）を形成せずにフィンガー電極（サブグリッド電極）のみを形成し、受光面上以外の場所（例えば、側面および裏面上）に金属ワイヤー等の接続電極を形成した太陽電池が開示されている。この接続電極にフィンガー電極を接続することにより、受光面側の遮光面積を低減できる。特許文献２と同様の技術として、特許文献３および４では、ペーストを用いて、太陽電池の一端部に端面電極を形成することにより、互いに隣接する太陽電池同士を同じ裏面側で接続する技術が提案されている。特許文献２〜４の太陽電池では、受光面側のフィンガー電極で収集した光キャリアが、接続電極や端面電極から外部へ取りされる。そのため、遮光面積の大きいバスバー電極を受光面上に設ける必要がなく、受光面側の集電極による遮光損を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１７９４０６号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１６４５１号公報
【特許文献３】特開平６−１３６３４号公報
【特許文献４】特開平８−７８７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２には、受光面側および裏面側の電極を形成した後、接続電極となる金属ワイヤーを用いて集電極と配線シートとを接続することが記載されている。特許文献３および４には、受光面側および裏面側の電極を形成した後、端面に銀ペーストを塗布することにより端面電極を形成することが記載されている。特許文献２〜４の太陽電池を製造するためには、接続電極や端面電極を形成する工程が別途必要となるため、通常の太陽電池に比べて製造効率が低下する。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、接続電極の形成を簡素化可能な太陽電池、および該太陽電池を用いた太陽電池モジュールの提供を目的とする。さらに、本発明は太陽電池のモジュール化に用いられる配線シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の太陽電池は光電変換部を備える。光電変換部は、導電型単結晶シリコン基板の第一主面上に第一導電型シリコン系薄膜および第一透明電極層をこの順に有し、導電型単結晶シリコン基板の第二主面上に第二導電型シリコン系薄膜および第二透明電極層をこの順に備える。【００１２】
本発明の太陽電池は、光電変換部の第一主面上に第一導電型用のパターン状の集電極を備え、光電変換部の第二主面上に第二導電型用の裏面電極を備え、さらに、集電極に導通し裏面電極とは導通していない接続電極を備える。集電極は、光電変換部の第一主面上に設けられた第一金属シード層と、第一金属シード層上に設けられた第一めっき層とを含む。裏面電極は、光電変換部の第二主面上に設けられた第二金属シード層を含む。接続電極は、光電変換部の第二主面の周縁および光電変換部の側面上に設けられた第三金属シード層と、第三金属シード層上に設けられた第三めっき層とを含む。第三金属シード層は、第一金属シード層と導通し、かつ第二金属シード層と導通していない。裏面電極は、第二金属シード層上に設けられた第二めっき層をさらに含んでもよい。第二金属シード層と第三金属シード層とは同一の材料を主成分とすることが好ましい、第一めっき層と第三めっき層とは同一の材料を主成分とすることが好ましい。【００１３】
本発明の製造方法は、光電変換部の第一主面上に第一金属シード層を形成する工程と、光電変換部の第二主面上に第二金属シード層を形成する工程と、光電変換部の第二主面の周縁および光電変換部の側面上に第三金属シード層を形成する工程とを有する。【００１４】
第一金属シード層と第三金属シード層とは、互いに導通するように形成される。第一金属シード層と第三金属シード層とが互いに接するように形成されてもよく、第一透明電極層と第三金属シード層とが互いに接するように形成されることにより、第一透明電極層を介して第一金属シード層と第三金属シード層とが電気的に接続されてもよい。【００１５】
第二金属シード層と第三金属シード層とは、互いに導通しないように形成される。すなわち、第二金属シード層と第三金属シード層とは絶縁されている。光電変換部の第二主面上にマスクが設けられた状態で、光電変換部の第二主面側から金属層を製膜することにより、第二金属シード層と第三金属シード層とを、同時にかつ互いに導通しないように形成できる。このようにすれば、同一の材料を主成分とする第二金属シード層および第三金属シード層が形成される。第一金属シード層は、樹脂を含むペーストを用いて形成されることが好ましい。【００１６】
本発明の製造方法は、さらに、第一金属シード上にめっき法により第一めっき層を形成する工程と、第三金属シード層上にめっき法により第三めっき層を形成する工程とを有する。第一金属シード層および第三金属シード層の少なくとも一方に給電を行うことにより、第一めっき層および第三めっき層が同時に形成される。好ましくは、第三金属シード層に給電を行うことにより、第一めっき層および第三めっき層が同時に形成される。このようにすれば、同一の材料を主成分とする第一めっき層および第三めっき層が形成される。本発明の製造方法は、第二金属シード層上に、めっき法により第二めっき層を形成する工程を有してもよい。【００１７】
一実施形態において、光電変換部は、第三透明電極層をさらに有する。第三透明電極層は、第二導電型シリコン系薄膜の周縁および導電型単結晶シリコン基板の側面上に設けられ、第二透明電極層と導通していない。この場合、第三金属シード層は第三透明電極層上に形成される。この実施形態では、第一金属シード層と第三透明電極層とが互いに接するように形成されてもよく、第一透明電極層と第三透明電極層とが互いに接するように形成されてもよい。【００１８】
本発明は、上記太陽電池が、配線シートを介して、他の太陽電池または外部回路と接続された太陽電池モジュールに関する。さらに、本発明は側面に接続電極が設けられた太陽電池のモジュール化に用いられる配線シートに関する。【００１９】
本発明の太陽電池モジュールの一形態は、電気的に直列に接続された第一太陽電池および第二太陽電池と、配線シートとを備える。第一太陽電池は、受光面上に設けられた集電極と、裏面上に設けられた裏面電極と、接続電極とを備える。第二太陽電池は、受光面上に設けられた集電極と、裏面上に設けられた裏面電極とを備える。第一太陽電池の集電極および第二太陽電池の集電極は、パターン状に形成されている。第一太陽電池の接続電極は、集電極と導通しており、かつ裏面電極とは導通していない。【００２０】
第一太陽電池の集電極および第二太陽電池の集電極は、いずれも第一導電型用の電極であり、第一太陽電池の裏面電極および第二太陽電池の裏面電極は、いずれも第二導電型用の電極である。第一太陽電池および第二太陽電池は、いずれも、裏面電極が配線シートの第一主面に対向するように配置されている。【００２１】
本発明の配線シートは、絶縁性基材と、第一裏面配線と、第一導通部と、第二導通部とを備える。絶縁性基材には、第一貫通孔および第二貫通孔が設けられている。第一裏面配線は、絶縁性基材の第二主面上に設けられている。第一導通部は第一貫通孔内に設けられており、第二導通部は第二貫通孔内に設けられている。第一裏面配線は、第一導通部と第二導通部とを電気的に接続している。【００２２】
本発明の太陽電池モジュールにおいては、第一導通部が第一太陽電池の接続電極と電気的に接続され、第二導通部が第二太陽電池の裏面電極と電気的に接続される。これにより、第一太陽電池の集電極と第二太陽電池の裏面電極とが、第一太陽電池の接続電極、第一導通部、第一裏面配線および第二導通部を介して電気的に接続されている。【００２３】
配線シートは、絶縁性基材の第一主面上に、第一表面配線および第二表面配線を備えることが好ましい。第一表面配線は第一導通部を介して第一裏面配線と電気的に接続され、第二表面配線は第二導通部を介して第一裏面配線と電気的に接続される。この場合、第一太陽電池の接続電極が第一表面配線と接続され、第二太陽電池の裏面電極が第二表面配線と接続される。これにより、第一太陽電池の集電極と第二太陽電池の裏面電極とが電気的に接続される。【００２４】
一実施形態の太陽電池モジュールは、さらに、第一太陽電池と電気的に直列に接続された第三太陽電池を備える。第三太陽電池は、第一太陽電池と同様、第一導電型の集電極と、第二導電型用の裏面電極と、接続電極とを備える。第三太陽電池は、裏面電極が配線シートの第一主面に対向するように配置されている。絶縁性基材には、第三貫通孔および第四貫通孔がさらに設けられている。配線シートは、絶縁性基材の第二主面上に設けられた第二裏面配線と、第三貫通孔内に設けられた第三導通部と、第四貫通孔内に設けられた第四導通部とをさらに備える。第二裏面配線は、第三導通部と第四導通部とを電気的に接続している。【００２５】
上記実施形態においては、第三導通部が第一太陽電池の裏面電極と電気的に接続され、第四導通部が第三太陽電池の接続電極と電気的に接続される。これにより、第一太陽電池の裏面電極と第三太陽電池の集電極とが、第三導通部、第二裏面配線、第四導通部および第三太陽電池の接続電極を介して電気的に接続される。【００２６】
上記実施形態では、配線シートは、絶縁性基材の第一主面上に、第一表面配線、第二表面配線、第三表面配線および第四表面配線を備えることが好ましい。第一表面配線は、第一導通部を介して第一裏面配線と電気的に接続され、第二表面配線は、第二導通部を介して第一裏面配線と電気的に接続され、第三表面配線は、第三導通部を介して第二裏面配線と電気的に接続され、第四表面配線は、第四導通部を介して第二裏面配線と電気的に接続される。この場合、第一太陽電池の接続電極が第一表面配線と接続され、第二太陽電池の裏面電極が第二表面配線と接続される。これにより、第一太陽電池の集電極と第二太陽電池の裏面電極とが電気的に接続される。さらに、第一太陽電池の裏面電極が第三表面配線と接続され、第三太陽電池の接続電極が第四表面配線と接続される。これにより、第一太陽電池の裏面電極が第三太陽電池の集電極と電気的に接続される。【００２７】
第一表面配線は、第三表面配線と間隔を隔てて、第三表面配線の周囲に設けられていることが好ましい。一実施形態において、第一太陽電池の接続電極は、第一太陽電池の裏面の周縁および第一太陽電池の側面上に設けられており、裏面側の周縁に設けられた接続電極が配線シートと接している。
【発明の効果】
【００２８】
接続電極を設けることにより、遮光面積の大きいバスバー電極を受光面上に設ける必要がなくなるため、集電極による遮光損を低減できる。本発明の太陽電池は、めっき法により接続電極および集電極を同時に形成できるため、接続電極の形成工程を簡素化できる。集電極および接続電極をめっき法により形成することにより、集電極および接続電極を低抵抗化できる。その結果、太陽電池の変換効率を向上できる。また、接続電極を介して集電極と配線シートとを電気的に接続することにより、タブ線等による接続が不要となり、両面電極型太陽電池のモジュール化を容易に行い得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池の模式的断面図である。
【図２】Ａは太陽電池の第一主面側の模式的平面図であり、Ｂは太陽電池の模式的側面図、Ｃは太陽電池の第二主面側の模式的平面図である。
【図３】太陽電池の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図４】太陽電池の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図５】太陽電池の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図６】太陽電池の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図７】太陽電池の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図８】太陽電池の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図９】太陽電池の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図１０】電解めっき法に用いられるカセットに基板を設置した状態の模式的平面図である。
【図１１】一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図１２】太陽電池と配線シートとの電気的接続を説明するための概略図である。
【図１３】太陽電池と配線シートとの電気的接続の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図１４】太陽電池と配線シートとの電気的接続の他の実施形態を説明するための分解斜視図である。
【図１５】太陽電池と配線シートとの電気的接続の他の実施形態を説明するための分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［太陽電池］
本発明の太陽電池は、ヘテロ接合太陽電池とよばれるものであり、導電型単結晶シリコン基板の表面に、単結晶シリコンとはバンドギャップの異なるシリコン系薄膜を有することにより、拡散電位が形成された結晶シリコン太陽電池である。シリコン系薄膜としては、非晶質のものが好ましい。中でも、拡散電位を形成するための導電型非晶質シリコン系薄膜と単結晶シリコン基板の間に、薄い真性の非晶質シリコン層を介在させたものは、変換効率の最も高い結晶シリコン太陽電池の形態の一つとして知られている。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池の模式的断面図である。太陽電池１００は、光電変換部５０として、基板１の第一主面（光入射側の面、受光面）上に、第一導電型シリコン系薄膜３ａおよび第一透明電極層６ａをこの順に有し、基板１の第二主面（第一主面と反対側の面、裏面）上に、第二導電型シリコン系薄膜３ｂおよび第二透明電極層６ｂをこの順に有する。太陽電池１００は、基板１と導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂとの間に、真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂを有することが好ましい。
【００３２】
図１に示す太陽電池１００では、第一導電型シリコン系薄膜３ａの周縁から基板１の側面を経て、第二導電型シリコン系薄膜３ｂの周縁に至る領域に、第三透明電極層６ｃが設けられている。第三透明電極層６ｃは、第一透明電極層６ａと導通しており、第二透明電極層６ｂとは導通していない。本明細書において、「周縁」とは、周端および周端から所定距離（例えば、数十μｍ〜数ｍｍ程度）の領域を指す。「周端」とは、主面の端縁を指し、ここでは主面上のシリコン系薄膜の端縁を指す。第一導電型シリコン系薄膜３ａ上に形成されている第三透明電極層６ｃの面積（周端からの距離）は、第二導電型シリコン系薄膜３ｂ上に形成されている第三透明電極層６ｃの面積と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３３】
第一透明電極層６ａ上には集電極７が設けられており、第二透明電極層６ｂ上には裏面電極８が設けられており、第三透明電極層６ｃ上には接続電極９が設けられている。接続電極９は、集電極７と導通しており、かつ裏面電極８とは導通していない。
【００３４】
太陽電池１００において、集電極７は第一導電型用の電極であり、裏面電極８は第二導電型用の電極である。「第一導電型」とは、ｎ型またはｐ型のどちらか一方である。つまり、集電極７は、ｎ型用電極またはｐ型用電極のどちらか一方であることを意味する。第一導電型用の電極とは、光電変換部の半導体接合の第一導電型層側のキャリアを収集するための電極である。「第二導電型」は、「第一導電型」と異なる導電型である。例えば、「第一導電型」がｐ型である場合には、「第二導電型」はｎ型である。
【００３５】
集電極７は、光電変換部５０側から順に、第一金属シード層７１および第一めっき層７２を含む。裏面電極８は、光電変換部５０側から順に、第二金属シード層８１および第二めっき層８２を含む。裏面電極８は、金属シード層８１のみを含んでもよい。接続電極９は、光電変換部５０側から順に、第三金属シード層９１および第三めっき層９２を含む。
【００３６】
後述するように、第二金属シード層８１と第三金属シード層９１とは同一の材料を主成分とすることが好ましい。さらに、第一めっき層７２と第三めっき層９２とは同一の材料を主成分とすることが好ましい。第二めっき層８２は、第一めっき層７２および第三めっき層９２と同一の材料を主成分としてもよいし、異なる材料を主成分としてもよい。本明細書において、「主成分とする」とは、含有量が５０重量％よりも多いことを意味し、７０重量％以上が好ましく、８５重量％以上がより好ましい。
【００３７】
図２Ａは太陽電池１００の第一主面側の模式的平面図であり、図２Ｂは太陽電池１００の模式的側面図、図２Ｃは太陽電池１００の第二主面側の模式的平面図である。図２Ａ〜Ｃに示す例では、接続電極９は、太陽電池１００の第一主面の周縁から側面を経て、第二主面の周縁に至る領域に設けられている。上述のとおり、「周縁」とは、周端および周端から所定距離の領域を指す。第一主面に形成されている接続電極の面積（周端からの距離）は、第二主面に形成されている接続電極の面積と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３８】
集電極７は、第一主面上に所定のパターン状に形成されている。図２Ａに示す例では、集電極７が、一定間隔を隔てて互いに平行に延びるように形成された複数のフィンガー電極７ｘと、フィンガー電極７ｘと略垂直になるように形成された複数のフィンガー電極７ｙとからなる格子状パターンを有する。フィンガー電極７ｘおよび７ｙの両端が第一主面の周縁に設けられた接続電極９と接続されることにより、集電極７と接続電極９とが電気的に接続されている。
【００３９】
裏面電極８は、接続電極９と導通していない。図２Ｃに示す例では、裏面電極８が、接続電極９と間隔を隔てて、第二主面の周縁以外の領域に形成されている。裏面電極８は、面状に形成されることが好ましいが、接続電極９と絶縁されていれば、裏面電極がパターン状に形成されていてもよい。
【００４０】
第一透明電極層６ａは、第一導電型シリコン系薄膜３ａ上の略全面に形成されていることが好ましい。本明細書において、「略全面」とは、主面の９０％以上の領域を意味し、ここでは主面上のシリコン系薄膜の面積の９０％以上の領域を意味する。図１では、第一透明電極層６ａの側面と第三透明電極層６ｃの側面とが接するように示されているが、導電型シリコン系薄膜３ａ上の略全面に透明電極層６ａが形成され、透明電極層６ａと重なるように透明電極層６ｃが形成されていることが好ましい。第一透明電極層６ａと第三透明電極層６ｃとが重なる場合、どちらが上部に形成されていてもよい。
【００４１】
第二主面上の第二透明電極層６ｂおよび第三透明電極層６ｃは、それぞれ裏面電極８および接続電極９の形状と対応するように形成されていることが好ましい。すなわち、透明電極層６ｂは透明電極層６ｃと導通しないように設けられており、透明電極層６ｂが、透明電極層６ｃと間隔を隔てて、裏面の周縁以外の領域に設けられていることが好ましい。
【００４２】
図１に示す太陽電池１００では、第一主面側のフィンガー電極で収集された光キャリアが接続電極から外部へ取り出される。そのため、第一主面上を横断するバスバー電極を設ける必要がなく、第一主面側の集電極による遮光損を低減できる。
【００４３】
［太陽電池の製造方法］
太陽電池１００の製造方法は、光電変換部５０を作製する工程と、光電変換部５０の第一主面上にパターン状の集電極７を形成する工程と、光電変換部５０の第二主面上に裏面電極８を形成する工程と、光電変換部５０の第二主面の周縁および光電変換部５０の側面上に接続電極９を形成する工程とを有する。集電極７を形成する工程は、光電変換部５０の第一主面上に第一金属シード層７１を形成する工程と、第一金属シード層７１上に、めっき法により第一めっき層７２を形成する工程とを有する。裏面電極８を形成する工程は、光電変換部５０の第二主面上に第二金属シード層８１を形成する工程を有する。裏面電極８を形成する工程は、第二金属シード層８１上に、めっき法により第二めっき層８２を形成する工程を含んでいてもよい。接続電極９を形成する工程は、光電変換部５０の第二主面の周縁および光電変換部５０の側面上に第三金属シード層９１を形成する工程と、第三金属シード層９１上に、めっき法により第三めっき層９２を形成する工程とを有する。
【００４４】
以下、図３〜図９を参照しながら、図１に示す太陽電池１００の製造方法の好ましい実施形態について説明する。図３〜図９において、Ａは第一主面側の模式的平面図、Ｂは模式的側面図、Ｃは第二主面側の模式的平面図である。
【００４５】
（光電変換部５０の作製）
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、単結晶シリコン基板１の第一主面上に第一導電型シリコン系薄膜３ａを形成し、第二主面上に第二導電型シリコン系薄膜３ｂを形成する。これらの導電型シリコン系薄膜は、いずれか一方がｐ型であり、他方がｎ型である。
【００４６】
単結晶シリコン基板１の導電型は、ｎ型でもｐ型でもよい。正孔と電子とを比較した場合、電子の方が移動度が大きいため、シリコン基板１がｎ型単結晶シリコン基板である場合は、特に変換特性が高い。シリコン基板１は、少なくとも第一主面側、好ましくは両面にテクスチャを有する。テクスチャは、例えば、異方性エッチング技術を用いて形成される。異方性エッチングにより形成されたテクスチャは、四角錘状の凹凸構造を有する。
【００４７】
シリコン基板１の厚みは特に限定されないが、好ましくは１０μｍ〜１５０μｍ、より好ましくは３０μｍ〜１２０μｍである。シリコン基板の厚みを１５０μｍ以下とすることで、シリコンの使用量が減少するため、低コスト化を図ることができる。また、シリコン基板の厚みが小さいほど、シリコン基板内での光生成キャリアの再結合が低減するため、太陽電池の開放端電圧（Ｖｏｃ）が向上する傾向がある。シリコン基板の厚みは、表面側のテクスチャの凸部側頂点と第二主面側の凸部頂点との距離で定義される。
【００４８】
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、単結晶シリコン基板１と導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂとの間に、真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂを形成することが好ましい。単結晶シリコン基板の表面に真性シリコン系薄膜が設けられることにより、単結晶シリコン基板への不純物の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。単結晶シリコン基板１の表面パッシベーションを有効に行うために、真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂは、真性非晶質シリコン薄膜が好ましい。
【００４９】
上記真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂ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法による真性シリコン系薄膜の製膜条件としては、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とＨ２との混合ガスが好ましく用いられる。
【００５０】
ｐ型またはｎ型の導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂとしては、非晶質シリコン、微結晶シリコン（非晶質シリコンと結晶質シリコンを含む材料）や、非晶質シリコン合金、微結晶シリコン合金等が用いられる。シリコン合金としては、シリコンオキサイド、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、シリコンゲルマニウム等が挙げられる。これらの中でも、導電型シリコン系薄膜は、非晶質シリコン薄膜であることが好ましい。
【００５１】
導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂも、真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂと同様に、プラズマＣＶＤ法により製膜されることが好ましい。導電型シリコン系薄膜の製膜時には、導電型（ｎ型またはｐ型）を調整するためのドーパントガスとして、ＰＨ３やＢ２Ｈ６等が用いられる。導電型決定不純物の添加量は微量でよいため、予めＳｉＨ４やＨ２で希釈されたドーパントガスを用いることが好ましい。導電型シリコン系薄膜の製膜時に、ＣＯ２、ＣＨ４、ＮＨ３、ＧｅＨ４等の異種元素を含むガスを添加すれすることにより、シリコン系薄膜を合金化して、エネルギーギャップを変更することもできる。
【００５２】
第一導電型シリコン系薄膜３ａ上には、透明電極層６ａが形成される（図４Ａ〜図４Ｃ）。透明電極層６ａは、第一導電型シリコン系薄膜３ａ上の略全面に形成されることが好ましい。
【００５３】
第二導電型シリコン系薄膜３ｂ上には透明電極層６ｂが形成され、第二導電型シリコン系薄膜３ｂの周縁および基板１の側面には透明電極層６ｃが形成される（図５Ａ〜図５Ｃ）。以上により、光電変換部５０が作製される。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、透明電極層６ｃは、第一導電型シリコン系薄膜３ａの周縁にも形成されてもよい。透明電極層６ｂは、透明電極層６ｃと導通しないように設けられる。具体的には、透明電極層６ｂは、透明電極層６ｃと間隔を隔てて、第二導電型シリコン系薄膜３ｂの周縁以外の領域に設けられることが好ましい。
【００５４】
透明電極層６ａ，６ｂ，６ｃは、導電性酸化物を主成分とすることが好ましい。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、酸化錫等を単独で、あるいは複合酸化物と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、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。透明電極層６ａ，６ｂ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。
【００５５】
これらの透明電極層は、ドライプロセス（ＣＶＤ法や、スパッタ法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法）により製膜される。インジウム系酸化物を主成分とする透明電極層の製膜には、スパッタ法やイオンプレーティング法等のＰＶＤ法が好ましい。
【００５６】
透明電極層６ｂおよび６ｃは、マスクを用いて製膜することが好ましい。具体的には、光電変換部５０の第二主面上にマスクを設け、透明電極層６ｂと６ｃとの間の絶縁領域がマスクにより遮蔽された状態で第二主面側から製膜を行うことが好ましい。この場合、透明電極層６ｂ，６ｃを同時に形成できるとともに、透明電極層６ｂと６ｃとの間に、電極層が形成されない領域を設けることができる。
【００５７】
図５Ａ〜図５Ｃに示す例では、透明電極層６ｃは、第二主面側の周縁に形成されるだけでなく、製膜時の回り込みによって、基板の側面および第一主面側の周縁にも形成される。これにより、透明電極層６ｃは、透明電極層６ａと接続される。
【００５８】
生産性の観点からは、上記のとおり、マスクを用いて透明電極層６ｂおよび６ｃを同時に形成することが好ましいが、透明電極層６ｂおよび６ｃを別の工程で形成してもよい。透明電極層６ａの製膜には、マスクを用いないことが好ましいが、マスクを用いてもよい。いずれの場合も、透明電極層６ａと透明電極層６ｂとは、互いに接しないように形成される。
【００５９】
（金属シード層の形成）
図６Ａ〜図６Ｃに示すように、透明電極層６ｂ上に金属シード層８１を形成し、透明電極層６ｃ上に金属シード層９１を形成する。金属シード層８１および９１は、それぞれ透明電極層６ｂおよび６ｃ上の略全面に形成される。
【００６０】
透明電極層６ｂ，６ｃ上の略全面に金属シード層８１，９１を形成する方法としては、各種ＰＶＤ法やＣＶＤ法等のドライプロセス、ペーストの塗布、めっき法等が挙げられる。金属シード層８１，９１の材料としては、近赤外から赤外域の波長領域の光の反射率が高く、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、銅、アルミニウム等が挙げられる。
【００６１】
透明電極層６ｂおよび６ｃと同様、金属シード層８１および９１は、マスクを用いて製膜することが好ましい。具体的には、透明電極層６ｂおよび６ｃを形成する際と同一のマスクを使用し、金属シード層８１と金属シード層９１との間の絶縁領域がマスクにより遮蔽された状態で第二主面側から金属層の製膜を行うことが好ましい。この場合、同一の材料を主成分とする金属シード層８１および９１を同時に形成できる。マスクを使用することにより、金属シード層８１と９１との間に、金属層が形成されない領域が設けられる。  
【００６２】
図６Ａ〜図６Ｃに示す例では、金属シード層９１は、第二主面側の周縁に形成されるだけでなく、製膜時の回り込みによって、光電変換部の側面および第一主面側の周縁にも形成される。これにより、金属シード層９１は、透明電極層６ａと接続される。
【００６３】
生産性の観点からは、上記のとおり、マスクを用いて金属シード層８１および９１を同時に形成することが好ましいが、金属シード層８１および９１を別の工程で形成してもよい。
【００６４】
図７Ａ〜図７Ｃに示すように、透明電極層６ａ上にパターン状の金属シード層７１を形成する。パターン状の金属シードは、例えば、導電性ペーストを、インクジェット、スクリーン印刷、スプレー等により印刷することにより形成される。生産性の観点からはスクリーン印刷が好ましい。スクリーン印刷においては、金属粒子と樹脂バインダーからなる導電性ペーストをスクリーン印刷によって印刷する工程が好ましく用いられる。
【００６５】
（めっき層の形成）
図８Ａ〜図８Ｃに示すように、金属シード層７１を起点として、めっき法によりめっき層７２を形成する。これにより、金属シード層７１およびめっき層７２を含む集電極７が形成される。透明電極層６ａ上への金属の析出を抑制するために、透明電極層６ａ上に絶縁層が形成されることが好ましい。
【００６６】
めっき層７２は、生産性の観点から、電解めっき法により形成されることが好ましい。電解めっき法では、金属の析出速度を大きくできるため、めっき層７２を短時間で形成できる。電解めっき法では、金属シード層が形成された基板と陽極（めっき用電極）とをめっき液に浸し、基板と陽極との間に電圧を印加することにより、金属シード層上に金属が析出する。
【００６７】
本発明では、金属シード層７１と導通している金属シード層９１に給電を行うことが好ましい。金属シード層９１に給電を行うことにより、金属シード層９１および金属シード層７１上に、めっき層９２および７２を同時に形成できる。つまり、めっき層７２とめっき層９２とは同一の材料を主成分とする。その結果、金属シード層７１およびめっき層７２を含む集電極７、ならびに、金属シード層９１およびめっき層９２を含む接続電極９が同時に形成される。
【００６８】
フィンガー電極のみを含む集電極をめっき法により形成する場合、バスバー電極に比べフィンガー電極は細いため、フィンガー電極の金属シード層上に給電点を設けることは困難である。また、第一主面側の遮光損を低減する観点からは、集電極の電極パターンをできるだけ細線化することが好ましいが、集電極が細くなるほど第一主面（金属シード層７１）に給電を行うことが困難になる。これに対し、側面（金属シード層９１）に給電を行うことにより、金属シード層９１上にめっき層９２を形成できるだけでなく、金属シード層７１上にめっき層７２を形成できる。さらに、側面（金属シード層９１）に給電を行うことにより、第一主面側の金属シード層７１を細線化した場合であっても、金属シード層７１に安定的に電気が流れるため、めっき層７２の膜厚を均一にできる。その結果、均一な膜厚を有する集電極７を形成できる。
【００６９】
一般に、透明電極層を構成する金属酸化物はめっき液に溶解されやすい性質を有する。上記の方法では、金属シード層または絶縁層により透明電極層が被覆されているため、めっき時における透明電極層の溶解を抑制できる。
【００７０】
電解めっき法により集電極を形成する場合、例えば、図１０に示すようなカセット１０を用いることもできる。カセット１０は、複数の基板１２を収容可能であり、基板１２の両側面（金属シード層９１）と接する領域に給電部材１１が設けられている。図１０に示すように、金属シード層が形成された複数の基板１２が、主面同士が対向するように略等間隔かつ略平行にカセット１０内に配置された後、カセット１０がめっき液中に浸される。給電部材１１を介して、複数の基板の金属シード層９１に均一に給電できるため、金属シード層９１，７１上に形成されるめっき層９２，７２の膜厚を均一化できる。
【００７１】
金属シード層９１に給電を行うことに加えて、金属シード層７１に給電を行ってもよい。例えば、上記のカセット１０を用いる場合、基板１２の第一主面（金属シード層７１）と接する領域に給電部材がさらに設けられていてもよい。また、金属シード層７１にのみ給電を行ってもよい。
【００７２】
金属シード層７１上に、めっき法によりめっき層７２を形成するためには、金属シード層とめっき液とを導通させる必要がある。そのため、金属シード層７１上の絶縁層には、開口を設ける必要がある。絶縁層に開口を形成する方法としては、レジストを用いて絶縁層をパターニングする方法が挙げられる。また、レーザー照射、機械的な孔あけ、化学エッチング等の方法により、絶縁層に開口を形成してもよい。
【００７３】
上記の他に、絶縁層の開口を介してめっき層を形成する方法として、例えば、下記の技術を採用できる。
透明電極上に絶縁層を形成後、絶縁層を貫通する溝を設けて透明電極層の表面または側面を露出させ、透明電極層の露出面に光めっき等により金属シード層を析出させた後、この金属シードを起点としてめっきによりめっき層を形成する（特開２０１１−１９９０４５号参照）。
凹凸を有する金属シード層上に、絶縁層を形成することにより、絶縁層が不連続となるため、開口が形成される。この開口を起点としてめっきによりめっき層を形成する（ＷＯ２０１１／０４５２８７号）。
低融点材料を含有する金属シード層上に絶縁層を形成後、または絶縁層形成時に、加熱により低融点材料を熱流動させて、金属シード層上の絶縁層に開口を形成し、この開口を起点としてめっきによりめっき層を形成する（ＷＯ２０１３／０７７０３８号）。
絶縁層として自己組織化単分子膜を形成後、金属シード層上の自己組織化単分子膜が剥離除去されることにより、絶縁層に開口が形成される（金属シード層が露出した状態となる）。露出した金属シード層を起点としてめっきによりめっき層を形成する（ＷＯ２０１４／０９７８２９号）。この方法では、透明電極層上には自己組織化単分子膜が形成されているため、透明電極層上へのめっき層の析出が抑制される。
【００７４】
これらの方法によれば、レジストを用いる必要がないため、材料コストおよびプロセスコスト面でより有利である。また、低抵抗の金属シード層を設けることにより、透明電極層と集電極との間の接触抵抗を低減できる。
【００７５】
図９Ａ〜図９Ｃに示すように、金属シード層８１を起点として、めっき法によりめっき層８２を形成してもよい。これにより、金属シード層８１およびめっき層８２を含む裏面電極８が形成される。
【００７６】
裏面電極をめっき法により形成する場合、集電極７を形成するための給電（金属シード層９１および／または金属シード層７１への給電）が完了した後、金属シード層８１に給電を行うことが好ましいが、集電極７を形成するための給電と金属シード層８１への給電が同時であってもよいし、集電極７を形成するための給電の前に金属シード層８１に給電を行ってもよい。
【００７７】
以上の工程により、太陽電池１００を製造できる。なお、太陽電池１００の製造方法は、図３〜図９の順序に限定されるものではない。例えば、第二主面側から透明電極層６ｂおよび透明電極層６ｃを形成した後、第一主面側の透明電極層６ａを形成してもよいし、第二主面側から金属シード層８１および金属シード層９１を形成した後、第一主面側の透明電極層６ａを形成してもよい。
【００７８】
上記の例では、裏面電極８として金属シード層８１およびめっき層８２を含む例について説明したが、金属シード層８１のみでも裏面電極８として機能し得る。そのため、図９Ａ〜図９Ｃに示すめっき層８２形成は省略してもよい。
【００７９】
上記では、金属シード層７１と金属シード層９１とが互いに接し、かつ、透明電極層６ａと透明電極層６ｃとが互いに接するように設けられた例について説明したが、金属シード層７１と金属シード層９１とが導通していればめっき層７２および９２を同時に形成できる。つまり、金属シード層７１および透明電極層６ａの少なくとも一方が、金属シード層９１および透明電極層６ｃの少なくとも一方と接するように形成されていればよい。金属シード層７１と金属シード層９１とが導通していれば、基板１の側面に透明電極層６ｃが形成されていなくてもよく、透明電極層６ｃそのものが形成されていなくてもよい。その場合、金属シード層７１および透明電極層６ａの少なくとも一方が金属シード層９１と接するように形成されていればよい。
【００８０】
パターン状の集電極７を形成する方法は、上記のように透明電極層６ａ上にパターン状の金属シード層７１を形成し、その上にめっき層７２を形成する方法に限定されず、レジストを用いて集電極を形成してもよい。レジストを用いる場合、例えば以下の方法により金属シード層７１上にめっき層を形成できる。まず、透明電極層６ａ上の略全面に金属シード層７１を形成した後、集電極の形状に対応する開口を有するレジスト層を形成する。金属シード層７１が露出したレジスト開口にめっき層７２を形成する。その後、レジスト層を除去し、めっき層７２が形成されていない金属シード層７１を除去する。以上により、パターン状の集電極７が形成される。
【００８１】
［太陽電池モジュール］
本発明の太陽電池は、実用に際して、封止材により封止して、モジュール化されることが好ましい。太陽電池のモジュール化は、適宜の方法により行われる。太陽電池モジュールの構成は特に限定されないが、上記の太陽電池が、配線シートを介して、他の太陽電池または外部回路と接続されることが好ましい。
【００８２】
図１１は、一実施形態に係る太陽電池モジュールの模式的断面図である。図１１に示す太陽電池モジュール２００は、第一太陽電池１０１および第二太陽電池１０２を備える。第一太陽電池および第二太陽電池の裏面側に接して設けられた配線シート３００によって、太陽電池１０１，１０２が直列に接続されている。
【００８３】
太陽電池１０１，１０２の受光面側および裏面側には、それぞれ保護材２０１および２０２が配置されている。受光面側保護材２０１と裏面側保護材２０２との間には封止材２０３が設けられており、封止材２０３により、太陽電池１０１，１０２が封止されている。
【００８４】
太陽電池モジュールの作製においては、まず、複数の太陽電池が配線シート３００を介して互いに接続された配線シート付き太陽電池を作製する。この配線シート付き太陽電池が、封止材２０３を介して、受光面側保護材２０１および裏面側保護材２０２に挟持され、太陽電池モジュールが形成される。この際、図１１に示すように、受光面側保護材２０１上に、封止材２０３、配線シート付き太陽電池、封止材２０３および裏面側保護材２０２を順次積層して積層体とすることが好ましい。その後、上記積層体を所定条件で加熱することにより、封止材２０３を硬化させることが好ましい。そして、アルミニウムフレーム（不図示）等を取り付けることにより太陽電池モジュール２００を作製できる。
【００８５】
受光面側保護材２０１は、太陽電池１０１，１０２のそれぞれの受光面側（光入射面側）に配置され、太陽電池モジュールの表面を保護することが好ましい。受光面側保護材としては、透光性および遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。裏面側保護材２０２は、太陽電池１０１，１０２のそれぞれの裏面側に配置され、太陽電池モジュールの裏面を保護することが好ましい。裏面側保護材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルム、アルミニウム箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルム等を用いることができる。
【００８６】
封止材２０３は、受光面側保護材２０１と裏面側保護材２０２との間で配線シート付き太陽電池を封止する。受光面側保護材と太陽電池との間の封止材は、裏面側保護材と太陽電池との間の封止材と同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。封止材としては、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂（ＥＥＡ）、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性の樹脂を用いることができる。封止材２０３としては、オレフィン系封止材を用いることもできる。オレフィン系封止材は、ＥＶＡ等からなる封止材に比べて水蒸気透過率が低いため、モジュール内への水の侵入を抑制できる。オレフィン系封止材の材料としては、非架橋オレフィンおよび架橋オレフィンのいずれも用いることができる。
【００８７】
以上のようにして太陽電池モジュール２００を作製できるが、太陽電池モジュールの基本的な構成および作製方法は、上記に限定されるものではない。
【００８８】
［太陽電池と配線シートの電気的接続］
図１２は、太陽電池と配線シートとの電気的接続を説明するための概略図である。図１２では、図１１に示す構成のうち、太陽電池と配線シートとの電気的接続に必要な構成を抜粋して図示している。
【００８９】
図１に示す太陽電池１００と同様、図１２に示す太陽電池１０１，１０２は、それぞれ、受光面上に設けられた集電極７ａ，７ｂと、裏面上に設けられた裏面電極８ａ，８ｂとを備える。太陽電池１０１，１０２は、裏面電極８ａ，８ｂが配線シート３００の第一主面に対向するように配置されている。第一太陽電池１０１は接続電極９ａをさらに備える。接続電極９ａは、集電極７ａと接続され、かつ裏面電極８ａとは絶縁されている。
【００９０】
太陽電池１０１，１０２において、集電極７ａ，７ｂはいずれも第一導電型用の電極であり、裏面電極８ａ，８ｂはいずれも第二導電型用の電極である。太陽電池１０１の第一導電型と太陽電池１０２の第一導電型は同一の導電型である。すなわち、太陽電池１０１の受光面側がｐ型であれば太陽電池１０２の受光面側もｐ型である。
【００９１】
配線シート３００は、第一貫通孔４１１および第二貫通孔４１２が設けられた絶縁性基材３３０を備えている。第一貫通孔４１１内および第二貫通孔４１２内には、導電性材料が充填される等により、それぞれ第一導通部４０１および第二導通部４０２が形成されている。絶縁性基材３３０の第二主面上には、第一裏面配線３２１が設けられている。
【００９２】
図１２に示すように、第一裏面配線３２１は、第一導通部４０１と第二導通部４０２とを導通させるように形成されている。第一導通部４０１は、第一太陽電池１０１の接続電極９ａと導通しており、第二導通部４０２は第二太陽電池１０２の裏面電極８ｂと導通している。その結果、第一太陽電池１０１の集電極７ａと第二太陽電池１０２の裏面電極８ｂとが、接続電極９ａ、第一導通部４０１、第一裏面配線３２１および第二導通部４０２を介して導通され、第一太陽電池１０１と第二太陽電池１０２とが直列に接続される。
【００９３】
図１３は、太陽電池モジュールを構成する太陽電池と配線シートとの電気的接続の一実施形態を示す分解斜視図である。図１３では、太陽電池１０１，１０２に加えて第三太陽電池１０３が示されている。さらに、図１３に示す形態では、配線シート３００は、絶縁性基材３３０および第一裏面配線３２１に加えて、第二裏面配線３２２、第三裏面配線３２３および表面配線３１１〜３１６を備える。
【００９４】
第一太陽電池１０１と同様、第三太陽電池１０３は、受光面上に設けられた集電極７ｃと、裏面上に設けられた裏面電極８ｃと、接続電極９ｃとを備えている。第三太陽電池１０３の集電極７ｃは第一導電型用の電極であり、裏面電極８ｃは第二導電型用の電極である。太陽電池１０１〜１０３の第一導電型はいずれも同一の導電型である。太陽電池１０１，１０２，１０３は、裏面電極８ａ，８ｂ，８ｃが配線シート３００の第一主面に対向するように配置されている。
【００９５】
図１２に示す形態と同様、図１３においても、配線シート３００の絶縁性基材３３０は、複数の貫通孔４１１〜４１５を有している。第一貫通孔４１１内、第二貫通孔４１２内、第三貫通孔４１３内、第四貫通孔４１４内および第五貫通孔４１５内には、導電性部材が充填される等により、それぞれ第一導通部４０１、第二導通部４０２、第三導通部４０３、第四導通部４０４および第五導通部４０５が形成されている。絶縁性基材３３０の第二主面上には裏面配線３２１〜３２３が設けられており、絶縁性基材３３０の第一主面上には表面配線３１１〜３１６が設けられている。裏面配線３２１〜３２３は、互いに絶縁されるように（導通しないように）形成されている。
【００９６】
図１３では、第一表面配線３１１は、配線シート３００の第一導通部４０１を介して第一裏面配線３２１と導通されており（Ａ−Ａ線）、第二表面配線３１２は、配線シート３００の第二導通部４０２を介して第一裏面配線３２１と導通されている（Ｂ−Ｂ線）。第一太陽電池１０１の接続電極９ａは第一表面配線３１１と接続され、第二太陽電池１０２の裏面電極８ｂは第二表面配線３１２と接続されている。その結果、第一太陽電池１０１の集電極７ａと第二太陽電池１０２の裏面電極８ｂとが、接続電極９ａ、第一表面配線３１１、第一導通部４０１、第一裏面配線３２１、第二導通部４０２および第二表面配線３１２を介して導通される。
【００９７】
第三表面配線３１３は、配線シート３００の第三導通部４０３を介して第二裏面配線３２２と導通されており（Ｂ−Ｂ線）、第四表面配線３１４は、配線シート３００の第四導通部４０４を介して第二裏面配線３２２と導通されている（Ａ−Ａ線）。第一太陽電池１０１の裏面電極８ａは第三表面配線３１３と接続され、第三太陽電池１０３の接続電極９ｃは第四表面配線３１４と接続されている。その結果、第一太陽電池１０１の裏面電極８ａと第三太陽電池１０３の集電極７ｃとが、第三表面配線３１３、第三導通部４０３、第二裏面配線３２２、第四導通部４０４、第四表面配線３１４および接続電極９ｃを介して導通される。
【００９８】
以上より、第一太陽電池１０１の集電極７ａが第二太陽電池１０２の裏面電極８ｂと導通され、第一太陽電池１０１の裏面電極８ａが第三太陽電池１０３の集電極７ｃと導通される。これにより、太陽電池１０１，１０２，１０３が直列に接続される。
【００９９】
図１３では、第五表面配線３１５は、配線シート３００の第五導通部４０５を介して第三裏面配線３２３と導通されている（Ａ−Ａ線）。図１３には示していないが、第二太陽電池１０２の接続電極９ｂが第五表面配線３１５と接続されることにより、第二太陽電池１０２の集電極７ｂは、他の太陽電池または外部回路と導通される。同様に、第三太陽電池１０３の裏面電極８ｃが第六表面配線３１６と接続されることにより、第三太陽電池１０３の裏面電極８ｃは、他の太陽電池または外部回路と導通される。
【０１００】
図１３に示すように、配線シート３００が、太陽電池の接続電極および裏面電極の直下の第一主面上に表面配線を備えることにより、表面配線を介して、接続電極および裏面電極を、配線シートの導通部と電気的に接続できる。そのため、太陽電池と配線シートとの接続を容易に行い得る。配線シート３００の表面配線のパターン形状は、太陽電池の裏面電極および接続電極のパターン形状と対応するように形成されていることが好ましい。表面配線３１１は、表面配線３１３と絶縁されるように設けられている。表面配線３１１は、表面配線３１３と間隔を隔てて、表面配線３１３の周囲を囲むように連続して形成されていることが好ましい。表面配線３１２と３１５との関係、表面配線３１４と３１６との関係も同様である。
【０１０１】
図１３に示す配線シート３００を用いることにより、配線シートに設けられた貫通孔内の導通部と、配線シートの表面配線や裏面配線とを介して、太陽電池の受光面側の集電極と、隣接する太陽電池の裏面電極とを電気的に接続し、複数の太陽電池を直列に接続できる。
【０１０２】
［配線シート］
本発明の太陽電池モジュールを構成する配線シートは、例えば以下のように製造できる。まず、絶縁性基材を準備する。絶縁性基材としては、電気絶縁性のものであれば特に限定されず、例えば、ガラス板やエポキシ樹脂板等の硬質材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂フィルム等を用いることができる。絶縁性基材の厚みは特に限定されず、例えば、１０μｍ〜５ｍｍ程度の範囲で、材料の特性等に応じて選択すればよい。
【０１０３】
絶縁性基材の所定の位置に貫通孔を形成し、導通部を形成する。貫通孔を形成する方法としては特に限定されず、レーザー照射、機械的な孔あけ等の方法が挙げられる。導通部を形成する方法としては、例えば、貫通孔内に導電性ペーストを充填する方法や、スル―ホールめっき等が挙げられる。
【０１０４】
裏面側の主面上に裏面配線を形成し、必要に応じて絶縁性基材の受光面側の主面上に表面配線を形成する。表面配線および裏面配線の配線材料は、導電性のものであれば特に限定されず、例えば、銅、アルミニウム、銀等を用いることができる。また、表面配線および裏面配線は、それぞれ１層でもよく、２層以上でもよい。基材上に配線パターンを形成する方法は特に限定されず、プリント配線板を作製する際に用いられるサブトラクティブ法やセミアディティブ法等の方法が挙げられる。
【０１０５】
［その他の実施形態］
以上、本発明の好ましい実施形態に係る太陽電池、および該太陽電池を備える太陽電池モジュールについて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の効果が得られる限り、太陽電池の構成（集電極、裏面電極および裏面電極の形状等）は任意の構成を採用できる。また、太陽電池モジュールの構成（太陽電池の電気的接続、配線シートの構成等）についても、任意の構成を採用できる。
【０１０６】
本発明の配線シートは、ヘテロ接合太陽電池以外の太陽電池のモジュール化にも適用できる。結晶シリコン太陽電池や、ＧａＡｓ等のシリコン以外の半導体基板が用いられる太陽電池等、複数の太陽電池間を配線によりインターコネクトするタイプのものであれば、どのような太陽電池にも適用可能である。
【０１０７】
太陽電池モジュールの構造として、図１３では、太陽電池１０１，１０２，１０３の四辺に接続電極が設けられている構造について説明したが、例えば、図１４，１５に示すように、太陽電池１１１，１１２，１１３の三辺に設けられた接続電極が、配線シート３５０，３６０と接続される構造であってもよい。低抵抗化の観点からは、図１３に示すような太陽電池の四辺を用いて配線シートと接続する構造が好ましい。めっき法により集電極を形成する場合、太陽電池の四辺に接続電極が設けられている方が、めっき層の膜厚を均一にしやすい。一方、例えば、太陽電池の平面形状が略長方形の場合は、短辺方向に延在する集電極を短くできるため、太陽電池の三辺を用いて配線シートと接続しても太陽電池モジュールが十分に機能し、また、めっき層の膜厚も均一にすることが可能である。なお、「略長方形」には、完全な長方形のほか、少なくとも１つの頂点が欠けた形状等も含まれる。
【０１０８】
接続電極は、太陽電池の第一主面の全周縁、および、第二主面の全周縁に設けられていることが好ましいが、各主面の周縁の一部に設けられていてもよい。また、接続電極は、集電極と接続される限り、太陽電池の第一主面の周縁に設けられていなくてもよい。接続電極は、太陽電池の側面に連続して設けられていることが好ましいが、太陽電池の側面に不連続に設けられていてもよい。
【０１０９】
太陽電池の集電極は、パターン状に形成される限り、その形状は特に限定されない。本発明では、接続電極によって電流を収集できるため、第一主面側にバスバー電極を含まないことが好ましい。集電極は、図２Ａに示すように、複数のフィンガー電極を含むことが好ましい。集電極が複数のフィンガー電極を含む場合、複数のフィンガー電極が一方向にのみ延在していてもよいが、複数のフィンガー電極が交差していることが好ましい。複数のフィンガー電極が交差し、交点を有していると、フィンガー電極の一部が断線している場合であっても、モジュール特性の低下を抑制できる。中でも、図２Ａに示すように、複数のフィンガー電極が格子状に設けられていることが好ましい。
【０１１０】
配線シートを用いて本発明の太陽電池をモジュール化する際、配線シートの構成（絶縁性基材、表面配線および裏面配線の形状等）は、上記に限定されるものではなく、任意の構成を採用できる。
【０１１１】
図１３に示すように、表面配線３１１は、表面配線３１３を囲むように連続して形成されていることが好ましい。太陽電池の接続電極に接する表面配線は、複数の貫通孔に設けられた導通部を連結するように連続して設けられていることが好ましいが、ミシン目状等の不連続形状でもよい。表面配線は、絶縁性基材の導通部を介して裏面配線と導通されればよいため、導通部上のみに設けられていてもよい。
【０１１２】
図１３に示すように、表面配線３１３は、面状に形成されていることが好ましい。太陽電池の裏面電極に接する表面配線の形状は、裏面電極の形状と対応していることが好ましいが、異なっていてもよい。例えば、太陽電池の裏面電極がパターン状に形成されており、表面配線が面状に形成されていてもよいし、太陽電池の裏面電極が面状に形成されており、表面配線がパターン状に形成されていてもよい。また、太陽電池の接続電極に接する表面配線と同様、裏面電極に接する表面配線は、導通部上のみに設けられていてもよい。太陽電池の接続電極または裏面電極が絶縁性基材の導通部を介して裏面配線と導通される限り、配線シートは表面配線を備えていなくてもよい。
【０１１３】
本発明の太陽電池をモジュール化する際、図１１〜図１５に示すように、配線シートを介して他の太陽電池等と接続することが好ましいが、配線シートに代えて、タブ線等のインターコネクトを介して他の太陽電池等と接続してもよい。
【０１１４】
太陽電池をモジュール化する際、本発明の太陽電池を複数接続することが好ましいが、本発明の太陽電池と異なる構成を有する太陽電池が混在していてもよい。また、太陽電池モジュールが３つ以上の太陽電池を備える場合、すべての太陽電池が直列に接続されていてもよく、部分的に並列に接続されていてもよい。例えば、太陽電池モジュールが３つの太陽電池を備える場合、図１３に示したように、３つの太陽電池が直列に接続されていてもよいし、直列接続と並列接続とが組み合わされていてもよい。その場合、並列に接続される太陽電池は、配線シートの表面配線のみを介して接続されていてもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１  導電型単結晶シリコン基板
２ａ，２ｂ  真性シリコン系薄膜
３ａ，３ｂ  導電型シリコン系薄膜
６ａ，６ｂ，６ｃ  透明電極層
７，７ａ，７ｂ，７ｃ  集電極
８，８ａ，８ｂ，８ｃ  裏面電極
９，９ａ，９ｂ，９ｃ  接続電極
５０  光電変換部
７１，８１，９１  金属シード層
７２，８２，９２  めっき層
１００，１０１，１０２，１０３，１１１，１１２，１１３  太陽電池
２００  太陽電池モジュール
２０１  受光面側保護材
２０２  裏面側保護材
２０３  封止材
３００，３５０，３６０  配線シート
３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６  表面配線
３２１，３２２，３２３  裏面配線
３３０  絶縁性基材
４０１，４０２，４０３，４０４，４０５  導通部
４１１，４１２，４１３，４１４，４１５  貫通孔
【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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【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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【国際調査報告】
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