(57)【要約】  アルカリ成分に起因する性能低下を抑制する太陽電池を提供する。太陽電池１は、半導体基板１１と、半導体基板１１の裏面側の一部に順に積層されたｐ型半導体層２５およびそれに対応する第１電極層２７と、半導体基板１１の裏面側の他の一部に順に積層されたｎ型半導体層３５およびそれに対応する第２電極層３７とを備える裏面電極型の太陽電池であって、ｎ型半導体層３５の一部は、隣接するｐ型半導体層２５の一部の上に直接に重なっており、第１電極層２７は、ｎ型半導体層３５から乖離して、ｐ型半導体層２５を被覆し、第２電極層３７は、ｐ型半導体層２５に重なるｎ型半導体層３５の重畳部分Ｒ１の全てを被覆する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、前記半導体基板の裏面側の一部に順に積層されたｐ型半導体層およびそれに対応する第１電極層と、前記半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層されたｎ型半導体層およびそれに対応する第２電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、
前記ｎ型半導体層の一部は、隣接する前記ｐ型半導体層の一部の上に、直接または間接的に重なっており、
前記第１電極層は、前記ｎ型半導体層から乖離して、前記ｐ型半導体層を被覆し、
前記第２電極層は、前記ｐ型半導体層に重なる前記ｎ型半導体層の重畳部分の全てを被覆する、
太陽電池。
【請求項２】
前記第２電極層は、前記ｎ型半導体層の前記重畳部分の側端を越えて、前記第１電極層側に向かって延在している、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記重畳部分において前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層との間に設けられた絶縁層を更に備える、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記絶縁層は、前記ｎ型半導体層の前記重畳部分の側端を越えて、前記第１電極層側に向かって延在している、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第１電極層は、前記絶縁層と隣接している、請求項４に記載の太陽電池。
【請求項６】
半導体基板と、前記半導体基板の裏面側の一部に順に積層されたｐ型半導体層およびそれに対応する第１電極層と、前記半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層されたｎ型半導体層およびそれに対応する第２電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の裏面側の一部に、前記ｐ型半導体層を形成する第１半導体層形成工程と、
前記半導体基板の裏面側の他の一部に、前記ｎ型半導体層の前駆体を形成する第２半導体層形成工程であって、前記ｎ型半導体層の前駆体の一部が、隣接する前記ｐ型半導体層の一部の上に、直接または間接的に重なるように、前記ｎ型半導体層の前駆体を形成する前記第２半導体層形成工程と、
前記ｐ型半導体層上に第１電極層を形成し、前記ｎ型半導体層の前駆体上に第２電極層を形成する電極層形成工程であって、前記第１電極層が、前記ｎ型半導体層の前駆体から乖離して、前記ｐ型半導体層を被覆するように、前記第１電極層を形成し、前記第２電極層が、前記ｐ型半導体層に重なる前記ｎ型半導体層の前駆体の重畳部分の一部を被覆するように、前記第２電極層を形成する前記電極層形成工程と、
前記第２電極層で被覆されていない前記ｎ型半導体層の前駆体の重畳部分の他部を除去し、前記第２電極層が前記ｎ型半導体層の重畳部分の全てを被覆するように、前記ｎ型半導体層を形成する除去工程と、
を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記第２半導体層形成工程では、エッチング法を用いて前記ｎ型半導体層の前駆体を形成し、
前記除去工程では、エッチング法を用いて前記ｎ型半導体層を形成する、
請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記第１半導体層形成工程および前記第２半導体層形成工程の少なくとも一方において、前記ｐ型半導体層上に絶縁層を形成し、
前記第２半導体層形成工程において、前記ｎ型半導体層の前駆体の一部が、隣接する前記ｐ型半導体層の一部の上に、前記絶縁層を介して間接的に重なるように、前記ｎ型半導体層の前駆体を形成する、
請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池を備える、太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面電極型（バックコンタクト型）の太陽電池、および、その太陽電池の製造方法、並びにその太陽電池を備えた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板を用いた太陽電池として、受光面側および裏面側の両面に電極が形成された両面電極型の太陽電池と、裏面側のみに電極が形成された裏面電極型の太陽電池とがある。両面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極により太陽光が遮蔽されてしまう。一方、裏面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、両面電極型の太陽電池と比較して太陽光の受光率が高い。特許文献１には、裏面電極型の太陽電池が開示されている。【０００３】
特許文献１に記載の太陽電池は、半導体基板の裏面側の一部に順に積層された第１導電型（ｎ型）半導体層および第１電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層された第２導電型（ｐ型）半導体層および第２電極層とを備える。【０００４】
ここで、半導体基板の裏面側において半導体層が形成されない領域が存在すると、この領域においてキャリア（電子および正孔）の再結合が生じ、光電変換効率が低下してしまう。この点に関し、特許文献１に記載の太陽電池では、第２導電型（ｐ型）半導体層の一部が、隣接する第１導電型（ｎ型）半導体層の一部の上に重なっている。これにより、製造誤差を考慮しても半導体層が形成されない領域が存在することがなく、光電変換効率の低下が抑制される。【０００５】
また、第１導電型（ｎ型）半導体層の一部上に重なった第２導電型（ｐ型）半導体層から、第１導電型（ｎ型）半導体層を介して、第１導電型（ｎ型）半導体層上に形成された第１電極層へのリーク電流が生じ、光電変換効率が低下することがある。この点に関し、特許文献１に記載の太陽電池では、第１電極層は第２導電型（ｐ型）半導体層から乖離している。これにより、第２導電型（ｐ型）半導体層から第１導電型（ｎ型）半導体層を介して第１電極層へのリーク電流が低減され、光電変換効率の低下が抑制される。【０００６】
また、第２導電型（ｐ型）半導体層上に形成される第２電極層が、第１導電型（ｎ型）半導体層と第２導電型（ｐ型）半導体層との重畳領域にも形成されると、第１導電型（ｎ型）半導体層から第２導電型（ｐ型）半導体層を介して第２電極層へのリーク電流が生じ、光電変換効率が低下してしまう。この点に関し、特許文献１に記載の太陽電池では、第２導電型（ｐ型）半導体層上に形成された第２電極層は、第２導電型（ｐ型）半導体層よりも短い。これにより、第１導電型（ｎ型）半導体層から第２導電型（ｐ型）半導体層を介して第２電極層へのリーク電流が低減され、光電変換効率の低下が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１３１５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の太陽電池において、ｐ型半導体層とｎ型半導体層との積層関係が反対になることがある。すなわち、第２導電型（ｎ型）半導体層の一部が、隣接する第１導電型（ｐ型）半導体層の一部の上に重なることがある。
この場合、上述したように、リーク電流の低減のために、第１導電型（ｐ型）半導体層と第２導電型（ｎ型）半導体層との重畳領域において、第２導電型（ｎ型）半導体層上に形成された第２電極層は、第２導電型（ｎ型）半導体層よりも短い。すなわち、第１導電型（ｐ型）半導体層と第２導電型（ｎ型）半導体層との重畳領域において、第２導電型（ｎ型）半導体層が第２電極層で覆われていない露出部分が存在する。【０００９】
ｎ型半導体層は、電極層（透明電極層および／または金属電極層）およびｐ型半導体層と比較して、アルカリ耐性が低い。そのため、モジュール化後、モジュール内にアルカリ成分が侵入すると、第２導電型（ｎ型）半導体層の露出部分がアルカリ成分によって溶け、溶けた第２導電型（ｎ型）半導体層の残渣は、水素およびシランを含むこととなる。
水素およびシランは、第１導電型（ｐ型）半導体層、第１電極層および第２電極層を侵食したり、還元させたりする。これにより、太陽電池の性能が低下する。例えば、半導体層が侵食されたり、還元されたりすると、キャリアのライフタイムが低下し、光電変換効率が低下する。また、電極層（特に、透明電極層）が侵食されたり、還元されたりすると、光学特性（反射特性、吸収特性）が低下したり、導電性が低下（抵抗値が増加）したりし、光電変換効率が低下する。【００１０】
本発明は、アルカリ成分に起因する性能低下を抑制する太陽電池、および、太陽電池の製造方法、並びに太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部に順に積層されたｐ型半導体層およびそれに対応する第１電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層されたｎ型半導体層およびそれに対応する第２電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、ｎ型半導体層の一部は、隣接するｐ型半導体層の一部の上に、直接または間接的に重なっており、第１電極層は、ｎ型半導体層から乖離して、ｐ型半導体層を被覆し、第２電極層は、ｐ型半導体層に重なるｎ型半導体層の重畳部分の全てを被覆する。【００１２】
本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部に順に積層されたｐ型半導体層およびそれに対応する第１電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層されたｎ型半導体層およびそれに対応する第２電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、半導体基板の裏面側の一部に、ｐ型半導体層を形成する第１半導体層形成工程と、半導体基板の裏面側の他の一部に、ｎ型半導体層の前駆体を形成する第２半導体層形成工程であって、ｎ型半導体層の前駆体の一部が、隣接するｐ型半導体層の一部の上に、直接または間接的に重なるように、ｎ型半導体層の前駆体を形成する第２半導体層形成工程と、ｐ型半導体層上に第１電極層を形成し、ｎ型半導体層の前駆体上に第２電極層を形成する電極層形成工程であって、第１電極層が、ｎ型半導体層の前駆体から乖離して、ｐ型半導体層を被覆するように、第１電極層を形成し、第２電極層が、ｐ型半導体層に重なるｎ型半導体層の前駆体の重畳部分の一部を被覆するように、第２電極層を形成する電極層形成工程と、第２電極層で被覆されていないｎ型半導体層の前駆体の重畳部分の他部を除去し、第２電極層がｎ型半導体層の重畳部分の全てを被覆するように、ｎ型半導体層を形成する除去工程とを含む。【００１３】
本発明に係る太陽電池モジュールは、上記した太陽電池を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アルカリ成分に起因する性能低下を抑制する太陽電池、および、太陽電池の製造方法、並びに太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。
【図２】本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。
【図３】図２の太陽電池におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４Ａ】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。
【図４Ｂ】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。
【図４Ｃ】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における電極層形成工程を示す図である。
【図４Ｄ】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における除去工程を示す図である。
【図５Ａ】従来例の太陽電池における一部断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図相当）である。
【図５Ｂ】従来例の太陽電池の問題点を説明するための図である。
【図５Ｃ】従来例の太陽電池の問題点を説明するための図である。
【図６Ａ】本実施形態の変形例に係る太陽電池における一部断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図相当）である。
【図６Ｂ】本実施形態の変形例に係る太陽電池における一部断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図相当）である。
【図７Ａ】本実施形態の変形例に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。
【図７Ｂ】本実施形態の変形例に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。
【図７Ｃ】本実施形態の変形例に係る太陽電池の製造方法における電極層形成工程を示す図である。
【図７Ｄ】本実施形態の変形例に係る太陽電池の製造方法における除去工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。
【００１７】
（太陽電池モジュール）
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、二次元状に配列された複数の太陽電池セル１を備える。
【００１８】
太陽電池セル１は、配線部材２によって直列および／または並列に接続される。具体的には、配線部材２は、太陽電池セル１の電極層におけるバスバー部（後述）に接続される。配線部材２は、例えば、タブ等の公知のインターコネクタである。
【００１９】
太陽電池セル１および配線部材２は、受光面保護部材３と裏面保護部材４とによって挟み込まれている。受光面保護部材３と裏面保護部材４との間には、液体状または固体状の封止材５が充填されており、これにより、太陽電池セル１および配線部材２は封止される。受光面保護部材３は、例えばガラス基板であり、裏面保護部材４はガラス基板または金属板である。封止材５は、例えば透明樹脂である。
以下、太陽電池セル（以下、太陽電池という。）１について詳細に説明する。
【００２０】
（太陽電池）
図２は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図２に示す太陽電池１は、裏面電極型の太陽電池である。太陽電池１は、２つの主面を備えるｎ型（第２導電型）半導体基板１１を備え、半導体基板１１の主面においてｐ型（第１導電型）領域７とｎ型（第２導電型）領域８とを有する。
【００２１】
ｐ型領域７は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部７ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部７ｂとを有する。バスバー部７ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部７ｆは、バスバー部７ｂから、第１方向（Ｘ方向）に交差する第２方向（Ｙ方向）に延在する。
同様に、ｎ型領域８は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部８ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部８ｂとを有する。バスバー部８ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部８ｆは、バスバー部８ｂから、第２方向（Ｙ方向）に延在する。
フィンガー部７ｆとフィンガー部８ｆとは、第１方向（Ｘ方向）に交互に設けられている。
なお、ｐ型領域７およびｎ型領域８は、ストライプ状に形成されてもよい。
【００２２】
ｐ型領域７とｎ型領域８とは、境界領域Ｒを介して分離されている。境界領域Ｒは、後述するｐ型半導体層とｎ型半導体層とが重なり合う重畳領域Ｒ１と、第１電極層２７と第２電極層３７との乖離領域Ｒ２とを含む。
【００２３】
図３は、図２の太陽電池におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３に示すように、太陽電池１は、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の一方の主面である受光面側に積層されたパッシベーション層１３を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の他方の主面である裏面側の一部（主に、ｐ型領域７）に順に積層されたパッシベーション層２３、ｐ型（第１導電型）半導体層２５、および第１電極層２７を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の他の一部（主に、ｎ型領域８）に順に積層されたパッシベーション層３３、ｎ型（第２導電型）半導体層３５、および第２電極層３７を備える。
【００２４】
半導体基板１１は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｎ型ドーパントがドープされたｎ型の半導体基板である。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。
半導体基板１１は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。
半導体基板１１の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。
【００２５】
パッシベーション層１３は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。パッシベーション層２３は、半導体基板１１の裏面側のｐ型領域７および境界領域Ｒに形成されている。パッシベーション層３３は、半導体基板１１の裏面側のｎ型領域８および境界領域Ｒの一部に形成されている。パッシベーション層１３，２３，３３は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコン材料で形成される。
パッシベーション層１３，２３，３３は、半導体基板１１で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。
【００２６】
半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３上には、例えばＳｉＯ、ＳｉＮ、またはＳｉＯＮ等の材料で形成される反射防止層が設けられていてもよい。
【００２７】
ｐ型半導体層２５は、パッシベーション層２３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側のｐ型領域７および境界領域Ｒに形成されている。ｐ型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。ｐ型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料にｐ型ドーパントがドープされたｐ型の半導体層である。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられる。
【００２８】
ｎ型半導体層３５は、パッシベーション層３３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側のｎ型領域８および境界領域Ｒの一部に形成されている。ｎ型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。ｎ型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料にｎ型ドーパント（例えば、上述したリン（Ｐ））がドープされたｎ型半導体層である。
【００２９】
このように、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の一部は、境界領域Ｒにおける重畳領域Ｒ１において、隣接するｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３の一部の上に直接に重なっている。
【００３０】
第１電極層２７は、ｐ型半導体層２５上に、より詳細には半導体基板１１の裏面側のｐ型領域７に形成されている。第２電極層３７は、ｎ型半導体層３５上に、より詳細には半導体基板１１の裏面側のｎ型領域８および境界領域Ｒの一部に形成されている。
第１電極層２７および第２電極層３７は、透明電極層と金属電極層とから構成されていてもよいし、金属電極層のみから構成されていてもよい。透明電極層は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物）等が挙げられる。金属電極層は、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成される。
【００３１】
このように、第１電極層２７は、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３から乖離して、ｐ型半導体層２５を被覆している。
第２電極層３７は、ｐ型半導体層２５を被覆している。すなわち、第２電極層３７は、ｐ型半導体層２５に重なるｎ型半導体層３５の重畳部分Ｒ１の全てを被覆している。
本実施形態では、第２電極層３７は、ｎ型半導体層３５の重畳部分Ｒ１の側端を越えて、第１電極層２７側に向かって延在している。換言すれば、第１電極層２７と第２電極層３７との乖離領域Ｒ２は、ｐ型半導体層２５とｎ型半導体層３５との重畳領域Ｒ１に重なっていない。
【００３２】
次に、図４Ａ〜図４Ｄを参照して、本実施形態の太陽電池１の製造方法について、特に裏面側の各層の形成方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、それぞれ、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程、第２半導体層形成工程、電極層形成工程、および除去工程を示す図である。
【００３３】
まず、図４Ａに示すように、半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的にはｐ型領域７および境界領域Ｒに、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５を形成する（第１半導体層形成工程）。
例えば、ＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション層の前駆体およびｐ型半導体層の前駆体を積層した後、エッチング法を用いて、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５を形成してもよい。なお、ｐ型半導体層の前駆体に対するエッチング溶液としては、例えば、フッ酸のような酸性溶液が挙げられる。
または、ＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層およびｐ型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５を形成してもよい。
【００３４】
次に、図４Ｂに示すように、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的にはｎ型領域８および境界領域Ｒの一部に、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘを形成する（第２半導体層形成工程）。
このとき、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘの一部が、隣接するパッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５の一部の上に直接に重なるように、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘを形成する。
例えば、ＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション層の前駆体およびｎ型半導体層の前駆体を積層した後、エッチング法（第１エッチング処理）を用いて、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘを形成してもよい。なお、ｎ型半導体層の前駆体に対するエッチング溶液としては、例えば、水酸化カリウムのようなアルカリ性溶液が挙げられる。
または、ＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層およびｎ型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘを形成してもよい。
【００３５】
次に、図４Ｃに示すように、ｐ型半導体層２５上に第１電極層２７を形成し、ｎ型半導体層の前駆体３５Ｘ上に第２電極層３７を形成する（電極層形成工程）。
このとき、第１電極層２７が、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘから乖離して、ｐ型半導体層２５を被覆するように、第１電極層２７を形成する。また、第２電極層３７が、ｐ型半導体層２５に重なるｎ型半導体層の前駆体３５Ｘの重畳部分Ｒ１１の一部Ｒ１２を被覆するように、第２電極層３７を形成する。
例えば、半導体基板１１の裏面側の全てに電極層を積層した後に、エッチング法を用いて、第１電極層２７および第２電極層３７を形成してもよい。
または、半導体基板１１の裏面側に電極層を積層する際に、マスクを用いて、第１電極層２７および第２電極層３７を形成してもよい。
第１電極層２７および第２電極層３７における透明電極層の積層は、スパッタリング法を用いてもよい。また、第１電極層２７および第２電極層３７における金属電極層の積層は、印刷法または蒸着法を用いてもよい。
【００３６】
次に、図４Ｄに示すように、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘの重畳部分Ｒ１１において第２電極層３７で被覆されていない他部Ｒ１３を除去し、パッシベーション層３３およびｎ型半導体層３５を形成する（除去工程）。
これにより、第２電極層３７は、パッシベーション層３３およびｎ型半導体層３５の重畳部分Ｒ１の全てを被覆する。
例えば、第２電極層３７をマスクとして用いたエッチング法（第２エッチング処理）により、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘの重畳部分Ｒ１１の他部Ｒ１３を除去してもよい。なお、図４Ｄに示すエッチングでは、他部Ｒ１３の厚み方向だけでなく、この厚み方向に対する交差方向（すなわち幅方向）への溶解、いわゆるアンダーエッチングが生じている例を挙げて説明しているが、これに限定されるものではない。
または、レーザ法を用いて、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘの重畳部分Ｒ１１の他部Ｒ１３を除去してもよい。
【００３７】
ここで、図５Ａを参照して、従来例の太陽電池（上述した特許文献１に記載の太陽電池に相当）を説明する。図５Ａは、従来例の太陽電池の一部断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図相当）である。図５Ａに示す従来例の太陽電池１Ｘは、上述した本実施形態の太陽電池１の製造方法における除去工程が行われずに製造された太陽電池である。
そのため、太陽電池１Ｘは、上述したように、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３と、ｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘとの重畳領域Ｒ１において、ｎ型半導体層３５Ｘ上に形成された第２電極層３７は、ｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘよりも短い。すなわち、重畳領域Ｒ１において、ｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘが第２電極層３７で覆われていない露出部分が存在する。
換言すれば、第１電極層２７と第２電極層３７との乖離領域Ｒ２は、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３とｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘとの重畳領域Ｒ１に重なっている。
【００３８】
上述したように、半導体基板１１の裏面側において半導体層が形成されない領域が存在すると、この領域においてキャリア（電子および正孔）の再結合が生じ、光電変換効率が低下してしまう。
この点に関し、変形例の太陽電池１Ｘでも、本実施形態の太陽電池１と同様に、ｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘの一部が、隣接するｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３の一部の上に重なっている。これにより、製造誤差を考慮しても半導体層が形成されない領域が存在することがなく、光電変換効率の低下が抑制される。
【００３９】
また、ｐ型半導体層２５の一部上に重なったｎ型半導体層３５Ｘから、ｐ型半導体層２５を介して、ｐ型半導体層２５上に形成された第１電極層２７へのリーク電流が生じ、光電変換効率が低下することがある。
この点に関し、変形例の太陽電池１Ｘでも、本実施形態の太陽電池１と同様に、第１電極層２７はｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘから乖離している。これにより、ｎ型半導体層３５Ｘからｐ型半導体層２５を介して第１電極層２７へのリーク電流が低減され、光電変換効率の低下が抑制される。
【００４０】
また、ｎ型半導体層３５Ｘ上に形成される第２電極層３７が、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３とｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘとの重畳領域Ｒ１にも形成されると、ｐ型半導体層２５からｎ型半導体層３５Ｘを介して第２電極層３７へのリーク電流が生じ、光電変換効率が低下してしまう。
この点に関し、比較例の太陽電池１Ｘでは、ｎ型半導体層３５Ｘ上に形成された第２電極層３７は、ｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘよりも短い。すなわち、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３とｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘとの重畳領域Ｒ１において、ｎ型半導体層３５Ｘが第２電極層３７で覆われていない露出部分が存在する。これにより、ｐ型半導体層２５からｎ型半導体層３５Ｘを介して第２電極層３７へのリーク電流が低減され、光電変換効率の低下が抑制される。
【００４１】
ここで、ｎ型半導体層は、電極層およびｐ型半導体層と比較して、アルカリ耐性が低い。そのため、モジュール化後、モジュール内にアルカリ成分が侵入すると、図５Ｂに示すように、ｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘの露出部分がアルカリ成分によって溶け、溶けたｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘの残渣３５Ｚは、水素およびシランを含むこととなる。
ｎ型半導体層３５Ｘおよびパッシベーション層３３Ｘの残渣３５Ｚに含まれる水素およびシランは、図５Ｃに示すように、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３の一部２５Ｚ、第１電極層２７の一部２７Ｚおよび第２電極層３７の一部３７Ｚを侵食したり、還元させたりする。これにより、太陽電池１Ｘの性能が低下する。例えば、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３の一部２５Ｚが侵食されたり、還元されたりすると、キャリアのライフタイムが低下し、光電変換効率が低下する。また、第１電極層２７の一部２７Ｚおよび第２電極層３７の一部３７Ｚ（特に、透明電極層）が侵食されたり、還元されたりすると、光学特性（反射特性、吸収特性）が低下したり、導電性が低下（抵抗値が増加）したりし、光電変換効率が低下する。
なお、後述する絶縁層が侵食されたり、還元されたりすると、リーク電流防止機能、および、導電型半導体層等にドーパントされたドープの拡散防止機能が低下する。
【００４２】
これに対して、本実施形態の太陽電池１によれば、第２電極層３７は、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３に重なるｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の重畳部分Ｒ１の全てを被覆するので、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の重畳部分Ｒ１は、第２電極層３７でアルカリ成分から保護される（化学耐性の向上）。これにより、モジュール化後、モジュール内にアルカリ成分が侵入しても、アルカリ成分によってｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３が熔けることがない。その結果、アルカリ成分で溶けた残渣（水素およびシランを含む）が生じることがなく、ｐ型半導体層２５、パッシベーション層２３、第１電極層２７および第２電極層３７が浸食されたり、還元されたりすることがない。これにより、太陽電池１の性能低下が抑制され、太陽電池１の信頼性低下が抑制される。
なお、重畳領域Ｒ１全てにおける第２電極層３７の被覆率は、ｐ型領域７およびｎ型領域８における第２電極層３７の被覆率と同程度であり、重畳領域Ｒ１全てにおいて、意図的な開孔等の空隙を設けるように、第２電極層３７は形成されていない。
【００４３】
更に、本実施形態の太陽電池１によれば、第２電極層３７は、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の重畳部分Ｒ１の側端を越えて、第１電極層２７側に向かって延在しているので、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の重畳部分Ｒ１は、第２電極層３７でアルカリ成分からより保護される（化学耐性の向上）。
【００４４】
また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、第２半導体層形成工程および電極層形成工程において、第１電極層２７がｎ型半導体層の前駆体３５Ｘおよびパッシベーション層の前駆体３３Ｘから乖離するように、ｎ型半導体層の前駆体３５Ｘ、パッシベーション層の前駆体３３Ｘ、および第１電極層２７を形成するので、第１電極層２７の近傍領域Ｒ１４（図４）では、第２半導体層形成工程および電極層形成工程と除去工程とを合わせて、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の除去処理が２回行われることとなる。
具体的には、第１電極層２７の近傍領域Ｒ１４では、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３のエッチング処理が２回行われる（図４Ｂおよび図４Ｄ参照）。
これにより、第１電極層２７の近傍領域Ｒ１４では、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の残渣（溶け残り）が低減され、その結果、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３と第１電極層２７との間に溶け残ったｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の残渣に起因する、ｎ型半導体層３５から第１電極層２７へのリーク電流が低減される。これにより、光電変換効率の低下が抑制され、出力電流が向上する。
【００４５】
（太陽電池の変形例）
上述した実施形態では、パッシベーション層３３およびｎ型半導体層３５の一部が、隣接するパッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５の一部の上に直接に重なっている太陽電池１を例示した。しかし、太陽電池１において、パッシベーション層３３およびｎ型半導体層３５の一部は、隣接するパッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５の一部の上に、絶縁層を介して間接的に重なっていてもよい。
【００４６】
図６Ａは、本実施形態の変形例に係る太陽電池の一部断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図相当）である。図６Ａに示す変形例の太陽電池１Ａは、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５とパッシベーション層３３およびｎ型半導体層３５との重畳部分Ｒ１において、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５とパッシベーション層３３およびｎ型半導体層３５との間に設けられた絶縁層４０を更に備える点で、図３の太陽電池１と異なる。
本変形例では、絶縁層４０は、ｎ型半導体層３５の重畳部分Ｒ１の側端を越えて、第１電極層２７側に向かって延在している。
【００４７】
（製造方法）
次に、図７Ａ〜図７Ｄを参照して、本変形例の太陽電池１Ａの製造方法について、特に裏面側の各層の形成方法について説明する。図７Ａ〜図７Ｄは、それぞれ、本変形例に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程、第２半導体層形成工程、電極層形成工程、および除去工程を示す図である。
【００４８】
まず、図７Ａに示すように、半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的にはｐ型領域７および境界領域Ｒに、パッシベーション層２３、ｐ型半導体層２５、および絶縁層の前駆体４０Ｘを形成する（第１半導体層形成工程）。
【００４９】
次に、図７Ｂに示すように、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的にはｎ型領域８および境界領域Ｒの一部に、パッシベーション層の前駆体３３Ｘ、ｎ型半導体層の前駆体３５Ｘを形成すると共に、境界領域Ｒの一部に絶縁層４０を形成する（第２半導体層形成工程）。
このとき、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘの一部が、隣接するパッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５の一部の上に、絶縁層４０を介して間接的に重なるように、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘを形成する。
【００５０】
次に、図７Ｃに示すように、ｐ型半導体層２５上に第１電極層２７を形成し、ｎ型半導体層３５の前駆体３５Ｘ上に第２電極層３７を形成する（電極層形成工程）。
このとき、第１電極層２７が、パッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘから乖離して、ｐ型半導体層２５を被覆するように、第１電極層２７を形成する。また、第２電極層３７が、ｐ型半導体層２５に重なるｎ型半導体層の前駆体３５Ｘの重畳部分Ｒ１１の一部Ｒ１２を被覆するように、第２電極層３７を形成する。
【００５１】
次に、図７Ｄに示すように、第２電極層３７で被覆されていないパッシベーション層の前駆体３３Ｘおよびｎ型半導体層の前駆体３５Ｘの重畳部分Ｒ１１の他部Ｒ１３を除去し、パッシベーション層３３およびｎ型半導体層３５を形成する（除去工程）。
これにより、第２電極層３７は、パッシベーション層３３およびｎ型半導体層３５の重畳部分Ｒ１の全てを被覆する。
【００５２】
この変形例の太陽電池１Ａおよび太陽電池１Ａの製造方法でも、上述した本実施形態の太陽電池１および太陽電池１の製造方法と同様の利点を得ることができる。
【００５３】
更に、この変形例の太陽電池１Ａによれば、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３とｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３との重畳部分Ｒ１において、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３とｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３との間に絶縁層４０が設けられているので、ｐ型半導体層２５からｎ型半導体層３５を介して第２電極層３７へのリーク電流が低減される。これにより、光電変換効率の低下が抑制され、出力電流の低下が抑制される。
【００５４】
更に、この変形例の太陽電池１Ａによれば、絶縁層４０は、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の重畳部分Ｒ１の側端を越えて、第１電極層２７側に向かって延在しているので、ｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の重畳部分Ｒ１近傍のｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３は、絶縁層４０で保護される。これにより、例えばｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の重畳部分Ｒ１の側端がアルカリ成分で溶け、水素およびシランを含むｎ型半導体層３５およびパッシベーション層３３の残渣が生じても、絶縁層４０で保護され、ｐ型半導体層２５およびパッシベーション層２３が浸食されたり、還元されたりしない。そのため、アルカリ成分に起因するキャリアのライフタイムの低下が低減される。
【００５５】
なお、図６Ｂに示すように、第１電極層２７は、絶縁層４０と隣接していてもよい。このように、第１電極層２７が延びているほど、キャリア（電子および正孔）の再結合が低減され、光電変換効率の低下が抑制される。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、図３に示すようにヘテロ接合型の太陽電池１を例示したが、本発明の特徴は、ヘテロ接合型の太陽電池に限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池に適用可能である。
【００５７】
また、本実施形態では、半導体基板１１としてｎ型半導体基板を例示したが、半導体基板１１は、結晶シリコン材料にｐ型ドーパント（例えば、上述したホウ素（Ｂ））がドープされたｐ型半導体基板であってもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を有していてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  太陽電池
２  配線部材
３  受光面保護部材
４  裏面保護部材
５  封止材
７  ｐ型領域
８  ｎ型領域
７ｂ，８ｂ  バスバー部
７ｆ，８ｆ  フィンガー部
１１  半導体基板
１３，２３，３３  パッシベーション層
３３Ｘ  パッシベーション層の前駆体
２５  ｐ型半導体層（第１導電型半導体層）
２７  第１電極層
３７  第２電極層
３５  ｎ型半導体層（第２導電型半導体層）
３５Ｘ  ｎ型半導体層（第２導電型半導体層）の前駆体
４０  絶縁層
１００  太陽電池モジュール
Ｒ  境界領域
Ｒ１  重畳領域
Ｒ２  乖離領域
【図１】
2019053957.tif 000003
【図２】
2019053957.tif 000004
【図３】
2019053957.tif 000005
【図４Ａ】
2019053957.tif 000006
【図４Ｂ】
2019053957.tif 000007
【図４Ｃ】
2019053957.tif 000008
【図４Ｄ】
2019053957.tif 000009
【図５Ａ】
2019053957.tif 000010
【図５Ｂ】
2019053957.tif 000011
【図５Ｃ】
2019053957.tif 000012
【図６Ａ】
2019053957.tif 000013
【図６Ｂ】
2019053957.tif 000014
【図７Ａ】
2019053957.tif 000015
【図７Ｂ】
2019053957.tif 000016
【図７Ｃ】
2019053957.tif 000017
【図７Ｄ】
2019053957.tif 000018
【国際調査報告】
2019053957.tif 000019
2019053957.tif 000020
2019053957.tif 000021
2019053957.tif 000022