(57)【要約】  光電変換装置は、半導体基板（１）の裏面側に配置されたｐ型拡散層（１１）およびｎ型拡散層（１２）と、電極（４〜６）と、配線基板（８）とを備える。電極（４，６）は、ｐ型拡散層（１１）上に配置され、電極（５）は、ｎ型拡散層（１２）上に配置される。配線基板（８）の配線（８２）は、導電性接着層（７）によって電極（４，６）に接続され、配線（８３）は、導電性接着層（７）によって電極（５）に接続される。電極（６）は、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層（１２）の両端側においてｎ型拡散層（１２）の端部と半導体基板（１）の端部との間に配置される。
2019013167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電型を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面において第１の方向に離間して配置される領域を含み、前記第１の導電型を有する第１の半導体層と、
前記半導体基板の一方の面において前記第１の方向に前記第１の半導体層と交互に配置される領域を含み、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の半導体層と、
前記第１の半導体層上に前記第１の方向に離間して配置され、前記第１の方向に直交する第２の方向を長さ方向とする複数の第１の電極と、
前記第２の半導体層上に前記第１の方向に離間して配置され、前記第２の方向を長さ方向とする複数の第２の電極と、
前記第１の方向において前記複数の第１の電極と電気的に接続された第１の配線と、
前記第１の方向において前記複数の第２の電極と電気的に接続された第２の配線と、
前記第１の方向において隣り合う前記第２の電極間に配置され、前記第１の電極と前記第２の配線との電気的な接続を妨げる第１の非接続領域と、
前記第１の方向において隣り合う前記第１の電極間に配置され、前記第２の電極と前記第１の配線との電気的な接続を妨げる第２の非接続領域と、
前記第２の方向における前記第１の半導体層の両端のうちの少なくとも一方の端と、前記一方の端側の前記半導体基板の端との間に配置され、前記第２の配線に電気的に接続された複数の第３の電極とを備える光電変換装置。
【請求項２】
前記第２の方向において、前記第２の電極の両端のうちの少なくとも一方の端は、前記第１の電極の端よりも前記半導体基板の端側に配置されている、請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記第３の電極は、前記第２の方向における前記第１の電極の延長線上に配置されている、請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第３の電極の幅は、前記第１の電極の幅と実質的に同一である、請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第３の電極は、前記第２の方向における前記半導体基板の端部において、前記第１の方向に離間して配置された前記第２の電極間に配置されている、請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第１および第２の半導体層の少なくとも一方は、非晶質半導体層である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項７】
複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子と電気的に接続された配線基板とを備え、
前記複数の光電変換素子の各々は、
第１の導電型を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面において第１の方向に離間して配置される領域を含み、前記第１の導電型を有する第１の半導体層と、
前記半導体基板の一方の面において前記第１の方向に前記第１の半導体層と交互に配置される領域を含み、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の半導体層と、
前記第１の半導体層上に前記第１の方向に離間して配置され、前記第１の方向に直交する第２の方向を長さ方向とする複数の第１の電極と、
前記第２の半導体層上に前記第１の方向に離間して配置され、前記第２の方向を長さ方向とする複数の第２の電極と、
前記第１の方向において隣り合う前記第２の電極間に配置された第１の非接続領域と、
前記第１の方向において隣り合う前記第１の電極間に配置された第２の非接続領域と、
前記第２の方向における前記第１の半導体層の両端のうちの少なくとも一方の端と、前記一方の端側の前記半導体基板の端との間に配置された複数の第３の電極とを含み、
前記配線基板は、
前記第１の方向において前記複数の第１の電極と電気的に接続された第１の配線と、
前記第１の方向において前記複数の第２の電極および前記複数の第３の電極と電気的に接続された第２の配線とを含み、
前記第１の非接続領域は、前記第１の電極と前記第２の配線との電気的な接続を妨げ、
前記第２の非接続領域は、前記第２の電極と前記第１の配線との電気的な接続を妨げる、太陽電池ストリング。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光電変換装置、または請求項７に記載の太陽電池ストリングを樹脂で封止してな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、光電変換装置、それを備える太陽電池ストリングおよびそれらのいずれかを備える太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１６／１３２９０２号パンフレットには、光電変換装置として裏面接合型太陽電池が開示されている。光電変換装置は、光電変換素子と、配線シートと、半導体基板の第１の面に配置された第１の半導体膜と、半導体基板の第１の面に配置された第２の半導体膜と、第１の半導体膜上に配置された第１の電極と、第２の半導体膜上に配置された第２の電極とを備える。そして、第１の電極は、第２の電極と間隔を空けて第２の電極を取り囲んでいる。配線シートの第１の配線と第１の電極とが電気的に接続され、配線シートの第２の配線が第２の電極と電気的に接続されている。
【発明の概要】
【０００３】
国際公開第２０１６／１３２９０２号パンフレットにおいては、第１の電極が第２の電極を取り囲んでいるので、第１の電極が基板の外縁部で繋がっている構造である。太陽電池用の基板は、コスト削減のため、一般的にウェーハを切り出して作製されており、研磨等がなされていないため、基板の外縁部の端部は、形状が一定ではなく、端部付近に電極を設けることは、短絡等の電気的な特性低下が起こる可能性が高まる。また、これを避けるために、端部の手前まで、電極を配置する場合、取り囲むように連続的に電極を配置し、かつ、連続するようにパターニングすることが難しい。これを避けるために、端部からさらに余裕を持って、内側に電極を設けると、特性が得られにくくなる。
【０００４】
そこで、この発明の実施の形態によれば、特性を向上可能な光電変換装置を提供する。
【０００５】
また、この発明の実施の形態によれば、特性を向上可能な光電変換装置を備える太陽電池ストリングを提供する。
【０００６】
更に、この発明の実施の形態によれば、特性を向上可能な光電変換装置およびそれを備える太陽電池ストリングのいずれかを備える太陽電池モジュールを提供する。
（構成１）
この発明の実施の形態によれば、光電変換装置は、半導体基板と、第１の半導体層と、第２の半導体層と、複数の第１の電極と、複数の第２の電極と、第１の非接続領域と、第２の非接続領域と、第１の配線と、第２の配線と、複数の第３の電極とを備える。半導体基板は、第１の導電型を有する。第１の半導体層は、半導体基板の一方の面において第１の方向に離間して配置される領域を有し、第１の導電型を有する。第２の半導体層は、半導体基板の一方の面において第１の方向に第１の半導体層と交互に配置される領域を有し、第１の導電型と反対の第２の導電型を有する。複数の第１の電極は、第１の半導体層上に配置され、第１の方向に直交する第２の方向を長さ方向とする。複数の第２の電極は、第２の半導体層上に配置され、第２の方向を長さ方向とする。第１の配線は、第１の方向において複数の第１の電極と電気的に接続される。第２の配線は、第１の方向において複数の第２の電極と電気的に接続される。第１の非接続領域は、第１の方向において隣り合う第２の電極間に配置され、第１の電極と第２の配線との電気的な接続を妨げる。第２の非接続領域は、第１の方向において隣り合う第１の電極間に配置され、第２の電極と第１の配線との電気的な接続を妨げる。複数の第３の電極は、第２の方向における第１の半導体層の両端のうちの少なくとも一方の端と、当該一方の端側の半導体基板の端との間に配置され、第２の配線に電気的に接続される。
【０００７】
構成１によれば、第３の電極は、第１の半導体層（第１の電極）よりも半導体基板の端部側に配置され、第２の配線に電気的に接続されている。
【０００８】
また、第２の電極は、第１の電極を取り囲むように連続しておらず、第１の方向において離間して配置された複数の電極からなる。このために、パターニングによって配線の切れ等の影響を受にくい。
【０００９】
更に、第３の電極を設けることで、この部分で発生したキャリアを、より収集することができる。
【００１０】
更に、電極と配線が平行に設けられた場合、第１の電極と接触せずに第３の電極を第２の配線と接続することは、比較的、困難であるが、第１の方向を長手方向として、第２の配線を設けることによって、第３の電極を第２の配線と接続することができる。特に、半導体基板の端部で良好な第３の電極と第２の配線との接続が得られる。
【００１１】
従って、特性を向上可能な光電変換装置を提供できる。
【００１２】
（構成２）
構成１において、第２の電極の両端のうちの少なくとも一方の端は、第２の方向において、第１の電極の端よりも半導体基板の端側に配置されている。
【００１３】
構成２によれば、第２の電極が半導体基板の端部に向かって延長されているので、この部分で発生したキャリアを、より収集することが可能となる。また、半導体基板の端部において、第２の電極が第１の電極を取り囲んで連続している場合に比べ、半導体基板の端部付近の形状変化の影響を受けにくく、パターニングマスクの設計、およびパターニングの位置合わせが容易になり、パターニングの不良を減少できる。
【００１４】
従って、光電変換装置の特性を更に向上できる。
【００１５】
（構成３）
構成１において、第３の電極は、第２の方向における第１の電極の延長線上に配置されている。
【００１６】
構成３によれば、第３の電極が第２の方向における第１の電極の延長線上にあるので、第１および第２の電極と同時のパターニングによって第３の電極を作製可能であり、間便に作製でき、製造コストを低減できる。
【００１７】
（構成４）
構成２において、第３の電極の幅は、第１の電極の幅と実質的に同一である。
【００１８】
第３の構成によれば、第３の電極は、第１の電極と実質的に同一幅であるので、第１および第２の電極と同時のパターニングによって第３の電極を作製可能であり、たとえば、メタルマスクによる製膜で電極を形成する場合も、メタルマスクの強度設計の制限を受けにくく、より、電極幅や電極の形状について、最適な電極設計が可能となる。
【００１９】
（構成５）
構成１において、第３の電極は、第２の方向における半導体基板の端部において、第１の方向に離間して配置された第２の電極間に配置されている。
【００２０】
構成５によれば、第２の電極が配置された領域におけるキャリアの収集に加え、第１の方向に離間して配置された第２の電極間においてもキャリアを収集できる。
【００２１】
従って、光電変換装置の特性を更に向上できる。
【００２２】
（構成６）
構成１から構成５のいずれかにおいて、第１および第２の半導体層の少なくとも一方は、非晶質半導体層である。
【００２３】
半導体層が非晶質である場合、極薄い膜で拡散電位の発現とパッシベーション性を確保していることから、電極のはみ出しや、切れ等のパターニング不良の影響を受けやすい。特に、太陽電池用基板は、コスト削減のため、端部の研磨等が行われておらず、基板の外縁部は、形状が不安定で、導体膜が非晶質である場合、より、影響を受けやすいので、構成４は、好適である。
【００２４】
（構成７）
また、この発明の実施の形態によれば、太陽電池ストリングは、複数の光電変換素子と、複数の光電変換素子と電気的に接続された配線基板とを備える。
【００２５】
複数の光電変換素子の各々は、半導体基板と、第１の半導体層と、第２の半導体層と、複数の第１の電極と、複数の第２の電極と、第１の非接続領域と、第２の非接続領域と、複数の第３の電極とを含む。半導体基板は、第１の導電型を有する。第１の半導体層は、半導体基板の一方の面において第１の方向に離間して配置される領域を有し、第１の導電型を有する。第２の半導体層は、半導体基板の一方の面において第１の方向に第１の半導体層と交互に配置される領域を有し、第１の導電型と反対の第２の導電型を有する。複数の第１の電極は、第１の半導体層上に第１の方向に離間して配置され、第１の方向に直交する第２の方向を長さ方向とする。複数の第２の電極は、第２の半導体層上に第１の方向に離間して配置され、第２の方向を長さ方向とする。第１の非接続領域は、第１の方向において隣り合う第２の電極間に配置される。第２の非接続領域は、第１の方向において隣り合う第１の電極間に配置される。複数の第３の電極は、第２の方向における第１の半導体層の両端のうちの少なくとも一方の端と、当該一方の端側の半導体基板の端との間に配置される。配線基板は、第１の方向において複数の第１の電極と電気的に接続された第１の配線と、第１の方向において複数の第２の電極および複数の第３の電極と電気的に接続された第２の配線とを含む。そして、第１の非接続領域は、第１の電極と第２の配線との電気的な接続を妨げ、第２の非接続領域は、第２の電極と第１の配線との電気的な接続を妨げる。
【００２６】
構成７によれば、上記構成１と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
（構成８）
更に、この発明の実施の形態によれば、太陽電池モジュールは、構成１から構成６のいずれかに記載の光電変換装置、または構成７に記載の太陽電池ストリングを樹脂で封止してなる太陽電池モジュールである。
【００２８】
構成８によれば、太陽電池モジュールとして、良好な特性が安定して得られる。また、長期に使用した場合も、特性の低下が起こりにくく、信頼性の高いモジュールが得られる。
【発明の効果】
【００２９】
特性を向上可能な光電変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】実施の形態１による光電変換装置の第１の平面図である。
【図１Ｂ】実施の形態１による光電変換装置の第２の平面図である。
【図１Ｃ】実施の形態１による光電変換装置の第３の平面図である。
【図２】図１Ａ〜図１Ｃに示す線ＩＩ−ＩＩ間における光電変換装置の断面図である。
【図３】図１Ａ〜図１Ｃに示す線ＩＩＩ−ＩＩＩ間における光電変換装置の断面図である。
【図４】図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３に示す光電変換装置の製造工程を示す第１の工程図である。
【図５】図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３に示す光電変換装置の製造工程を示す第２の工程図である。
【図６】図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３に示す光電変換装置の製造工程を示す第３の工程図である。
【図７Ａ】実施の形態２による光電変換装置の第１の平面図である。
【図７Ｂ】実施の形態２による光電変換装置の第２の平面図である。
【図７Ｃ】実施の形態２による光電変換装置の第３の平面図である。
【図８】図７Ａ〜図７Ｃに示す線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ間における光電変換装置の断面図である。
【図９】図７Ａ〜図７Ｃに示す線ＩＸ−ＩＸ間における光電変換装置の断面図である。
【図１０】図７Ａ〜図７Ｃ、図８および図９に示す光電変換装置の製造工程を示す第１の工程図である。
【図１１】図７Ａ〜図７Ｃ、図８および図９に示す光電変換装置の製造工程を示す第２の工程図である。
【図１２】図７Ａ〜図７Ｃ、図８および図９に示す光電変換装置の製造工程を示す第３の工程図である。
【図１３Ａ】実施の形態３による光電変換装置の第１の平面図である。
【図１３Ｂ】実施の形態３による光電変換装置の第２の平面図である。
【図１３Ｃ】実施の形態３による光電変換装置の第３の平面図である。
【図１４Ａ】実施の形態４による光電変換装置の第１の平面図である。
【図１４Ｂ】実施の形態４による光電変換装置の第２の平面図である。
【図１４Ｃ】実施の形態４による光電変換装置の第３の平面図である。
【図１５】実施の形態５による太陽電池ストリングの平面図である。
【図１６】図１５に示す配線基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３２】
［実施の形態１］
図１Ａ〜図１Ｃは、それぞれ、実施の形態１による光電変換装置の第１から第３の平面図である。図２は、図１Ａ〜図１Ｃに示す線ＩＩ−ＩＩ間における光電変換装置の断面図である。図３は、図１Ａ〜図１Ｃに示す線ＩＩＩ−ＩＩＩ間における光電変換装置の断面図である。なお、図１Ａは、光入射側と反対側から見た光電変換装置のｐ型拡散層、ｎ型拡散層および電極の平面図である。図１Ｂは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の導電接着層および非接続領域の平面図である。図１Ｃは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の配線、絶縁性基板の平面図である。この図では、絶縁性基板８１は、透過しており、配線が見えている。また、図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３においては、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を規定する。
【００３３】
図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３を参照して、実施の形態１による光電変換装置１０は、半導体基板１と、反射防止膜２と、パッシベーション膜３と、電極４〜６と、導電性接着層７と、配線基板８と、非接続領域１５，１６とを備える。
【００３４】
半導体基板１は、例えば、ｎ型単結晶シリコン基板からなり、１００〜２００μｍの厚さを有する。また、半導体基板１は、例えば、（１００）の面方位および１〜１０Ωｃｍの比抵抗を有する。そして、半導体基板１は、光入射側の表面にテクスチャ構造を有する。
【００３５】
半導体基板１は、光入射側の表面と反対側の表面（テクスチャ構造が形成された面と反対側の面）側にｐ型拡散層１１およびｎ型拡散層１２を有する。ｐ型拡散層１１は、ｘ−ｙ平面においてｎ型拡散層１２を取り囲むように配置される。
【００３６】
ｐ型拡散層１１は、ｙ軸方向に離間して配置された複数のｐ型拡散層を含む領域を有する。ｎ型拡散層１２は、ｙ軸方向に複数のｐ型拡散層と交互に配置された複数のｎ型拡散層を含む領域を有する。
【００３７】
ｐ型拡散層１１は、ｘ軸方向において、ｎ型拡散層１２の両端よりも半導体基板１の端側へ延びて配置されている。
【００３８】
ｐ型拡散層１１は、ｐ型不純物として、例えば、ボロン（Ｂ）を含む。ボロンの濃度は、例えば、１×１０１９ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である。また、ｐ型拡散層１１の深さは、例えば、０．１μｍ〜０．５μｍである。
【００３９】
ｎ型拡散層１２は、ｎ型不純物として、例えば、リン（Ｐ）を含む。リンの濃度は、例えば、１×１０１９ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である。また、ｎ型拡散層１２の深さは、例えば、０．１μｍ〜０．５μｍである。
【００４０】
反射防止膜２は、半導体基板１の光入射側の表面に配置される。反射防止膜２は、例えば、酸化シリコンおよびシリコンナイトライドの積層構造からなる。この場合、酸化シリコンが半導体基板１に接して配置され、シリコンナイトライドが酸化シリコンに接して配置される。そして、反射防止膜２は、例えば、１００〜１０００ｎｍの膜厚を有する。
【００４１】
パッシベーション層３は、半導体基板１の光入射側の表面と反対の表面側においてｐ型拡散層１１およびｎ型拡散層１２に接してｐ型拡散層１１およびｎ型拡散層１２上に配置される。なお、図１Ａ〜図１Ｃにおいては、パッシベーション膜３が図示されていないが、実際には、パッシベーション膜３は、ｐ型拡散層１１およびｎ型拡散層１２上に配置されている。
【００４２】
パッシベーション膜３は、酸化シリコン、窒化シリコンおよびアルミナ等からなる。そして、パッシベーション膜３は、例えば、５０ｎｍ〜１００ｎｍの膜厚を有する。
【００４３】
電極４は、パッシベーション膜３に設けられた複数の開口を介してｐ型拡散層１１およびパッシベーション膜３に接して配置される。そして、電極４は、ｙ軸方向に離間して配置され、ｘ軸方向に配置された複数の電極４０を含む。複数の電極４０は、ｘ軸方向において所定の間隔で離間してｐ型拡散層１１上に配列される（図１Ａ，３参照）。なお、電極４は、ｘ軸方向に離間して配列された複数の電極４０からなっていてもよく、ｘ軸方向に繋がった１つの電極からなっていてもよい。
【００４４】
ｘ軸方向において、電極４は、電極５よりも半導体基板１の端部側まで延びて配置されている。そして、電極４は、半導体基板１の端部から１ｍｍ以内まで延びていることが好ましい。
【００４５】
電極５は、パッシベーション膜３に設けられた複数の開口を介してｎ型拡散層１２およびパッシベーション膜３に接して配置される。そして、電極５は、ｙ軸方向に離間して配置され、ｘ軸方向に配置された複数の電極５０を含む。複数の電極５０は、ｘ軸方向において所定の間隔で離間してｎ型拡散層１２上に配列される（図１Ａ，図２参照）。なお、電極５は、ｘ軸方向に離間して配列された複数の電極５０からなっていてもよく、ｘ軸方向に繋がった１つの電極からなっていてもよい。
【００４６】
電極６は、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端側において、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の延長線上であって、ｙ軸方向において隣接する電極４間に配置される（図１Ａ，図２参照）。そして、電極６は、パッシベーション膜３に設けられた開口を介してｐ型拡散層１１およびパッシベーション膜３に接して配置される。電極６の端部は、半導体基板１の端部から１ｍｍ以内に配置されることが好ましい。
【００４７】
電極４〜６の各々は、例えば、銀からなり、１００〜３０００ｎｍの厚さを有する。電極６の幅は、電極５の幅よりも狭い。
【００４８】
導電性接着層７は、ｘ軸方向における電極４，５の両端部上に電極４，５に接して配置され、電極６上に電極６に接して配置される。（図１Ｂ参照）。そして、電極４，６上の導電性接着層７は、配線基板８の配線８２と電気的に接続され、電極５上の導電性接着層７は、配線基板の配線８３と電気的に接続される（図１Ｂ，図２，３参照）。そして、導電性接着層７は、例えば、低融点はんだ、導電性接着剤および導電性ペースト等からなる。
【００４９】
配線基板８は、絶縁性基板８１と、配線８２，８３とを含む。配線８２，８３は、絶縁性基板８１上に配置される。配線８２，８３は、櫛形の平面形状を有する（図１Ｃ参照）。そして、配線８２は、ｙ軸方向に延び、導電性接着層７によって電極４，６に電気的に接続される。また、配線８３は、ｙ軸方向に延び、導電性接着層７によって電極５に電気的に接続される。
【００５０】
配線８２が導電性接着層７によって電極４に電気的に接続される場合、例えば、ｘ軸方向において隣り合う２つの電極４０と２箇所で導電性接着層７によって接続される（図１Ｂ，図１Ｃ参照）。また、配線８３が導電性接着層７によって電極５に電気的に接続される場合、例えば、ｘ軸方向において隣り合う２つの電極５０と２箇所で導電性接着層７によって接続される（図１Ｂ，図１Ｃ参照）。
【００５１】
絶縁性基板８１は、絶縁性材料からなり、例えば、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート、およびポリイミド等のフィルムからなる。
【００５２】
配線８２，８３の各々は、導電性材料からなり、例えば、アルミニウム、銅、銀、スズおよび亜鉛等を積層した導電材料からなる。
【００５３】
非接続領域１５は、ｙ軸方向の隣り合う電極４間において電極５と配線８２との間に配置される（図１Ｂ，図２参照）。非接続領域１５は、ｙ軸方向の隣り合う電極４間において配線８２が電極５と電気的に接続されるのを妨げる。そして、非接続領域１５は、電極５の表面の一部に形成された絶縁層を含んでいることが好ましい。この場合、絶縁層は、絶縁性の樹脂または窒化シリコン等の無機物からなる。
【００５４】
非接続領域１６は、ｙ軸方向の隣り合う電極５間において電極４と配線８３との間に配置される（図１Ｂ，図３参照）。非接続領域１６は、ｙ軸方向の隣り合う電極５間において配線８３が電極４と電気的に接続されるのを妨げる。そして、非接続領域１６は、電極４の表面の一部に形成された絶縁層を含んでいることが好ましい。この場合、絶縁層は、絶縁性の樹脂または窒化シリコン等の無機物からなる。
【００５５】
上述したように、電極４，６は、導電性接着層７によって配線基板８の配線８２に電気的に接続されており、電極５は、導電性接着層７によって配線基板８の配線８３に電気的に接続されているが、電極４，６と配線８２との電気的な接続および電極５と配線８３との電気的な接続は、圧着等の電気的に接続が取れる方法であればよい。
【００５６】
なお、図１Ａにおいては、電極４、電極５およびｎ型拡散層１２は、ｙ軸方向において、複数配置されているが、その数は、限定されない。
【００５７】
また、図１Ａにおいては、電極６は、ｙ軸方向において、複数配置されているが、電極６は、ｙ軸方向において、少なくとも１つ配置されていればよく、その数は、限定されない。
【００５８】
更に、図１Ｃにおいては、配線８２，８３の各々は、ｘ軸方向において、複数配置されているが、配線８２，８３の各々の数は、限定されない。
【００５９】
図４から図６は、それぞれ、図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３に示す光電変換装置１０の製造工程を示す第１から第３の工程図である。なお、図４から図６に示す工程図は、図１Ａ〜図１Ｃに示す線ＩＩ−ＩＩ間における断面図を用いて示されている。
【００６０】
図４を参照して、光電変換装置１０の製造が開始されると、半導体基板１’を準備する（図４の工程（ａ））。なお、半導体基板１’は、半導体基板１と同じ面方位、比抵抗、導電型および厚さを有する。
【００６１】
そして、半導体基板１’の一方の面に保護膜２０を形成する（図４の工程（ｂ））。保護膜２０は、例えば、酸化シリコンおよび窒化シリコンからなり、例えば、スパッタリングによって形成される。
【００６２】
その後、保護膜２０が形成された半導体基板１’をＮａＯＨおよびＫＯＨ等のアルカリ溶液（例えば、ＫＯＨ：１〜５ｗｔ％、イソプロピルアルコール：１〜１０ｗｔ％の水溶液）を用いてエッチングする。これによって、保護膜２０が形成された半導体基板１’の面と反対側の表面が異方性エッチングされ、ピラミッド形状のテクスチャ構造が形成される。そして、保護膜２０を除去することによって半導体基板１が得られる（図４の工程（ｃ）参照）。
【００６３】
引き続いて、半導体基板１のテクスチャ構造が形成された表面に反射防止膜２を形成する（図４の工程（ｄ））。より具体的には、例えば、スパッタリング法によって、酸化シリコンおよびシリコンナイトライドを半導体基板１上に順次堆積することによって反射防止膜２を形成する。
【００６４】
工程（ｄ）の後、半導体基板１のテクスチャ構造が形成された表面と反対側の表面（＝裏面）の一部にＢＳＧ（Boron Silicate Glass）膜２１を形成する（図４の工程（ｅ））。この場合、ＢＳＧ膜２１の膜厚は、例えば、３００〜１０００ｎｍである。
【００６５】
その後、ＢＳＧ膜２１を８５０〜９００℃で熱処理することによって、ＢＳＧ膜２１からボロン（Ｂ）を半導体基板１へ拡散させ、残ったＢＳＧ膜２１をフッ化水素水溶液によって除去する。これによって、ｐ型拡散層１１が半導体基板１の裏面側に形成される（図５の工程（ｆ））。
【００６６】
引き続いて、半導体基板１の裏面の一部にＰＳＧ（Phosphorus Silicate Glass）膜２２を形成する（図５の工程（ｇ））。この場合、ＰＳＧ膜２２の膜厚は、例えば、３００〜１０００ｎｍである。
【００６７】
その後、ＰＳＧ膜２２を８５０〜９００℃で熱処理することによって、ＰＳＧ膜２２からリン（Ｐ）を半導体基板１へ拡散させ、残ったＰＳＧ膜２２をフッ化水素水溶液によって除去する。これによって、ｎ型拡散層１２が半導体基板１の裏面側に形成される（図５の工程（ｈ））。
【００６８】
そして、パッシベーション膜３をｐ型拡散層１１およびｎ型拡散層１２上に形成する（図５の工程（ｉ））。この場合、例えば、スパッタリング法によって酸化シリコンを形成することによってパッシベーション膜３をｐ型拡散層１１およびｎ型拡散層１２上に形成する。
【００６９】
次に、レジストをパッシベーション膜３上に塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、そのパターンニングしたレジストをマスクとしてパッシベーション膜３をエッチングすることによって開口２３をパッシベーション膜３に形成する（図６の工程（ｊ））。
【００７０】
その後、例えば、蒸着法によって金属（例えば、銀）を、開口２３を有するパッシベーション膜３の全面に形成し、その形成した金属（例えば、銀）をレジストとフォトリソグラフィを用いてパターンニングすることによって電極５，６を形成する（図６の工程（ｋ））。なお、図６の工程（ｋ）には、図示されていないが、電極４も、電極５，６と同時に形成される。
【００７１】
工程（ｋ）の後、導電性接着層７として低融点はんだペーストを印刷等により電極５，６上の複数箇所にドット状に形成する（図６の工程（ｌ））。なお、この時、導電性接着層７として低融点はんだペーストが電極４上にもドット状に形成される。
【００７２】
次に、１５０μｍ程度の絶縁性の配線基板８１を用意し、配線８２，８３がそれぞれ電極４，６および電極５と略直交するようにし、所定の位置で電気的接続が取れるように位置を調整して半導体基板１と配線基板８とを貼り合わせる。そして、貼り合わせた半導体基板１および配線基板８に両面から圧力を印加して加熱等することにより、電気的に接合する。これによって、光電変換装置１０が完成する（図６の工程（ｍ））。
【００７３】
なお、配線基板８は、絶縁性基板８１の全面に銅等の金属を形成し、その形成した金属の一部をエッチングなどにより除去してパターニングすることによって形成される。
【００７４】
光電変換装置１０においては、半導体基板１の一方の表面において、ｙ軸方向に離間して配置された複数のｐ型拡散層を含むｐ型拡散層１１がｎ型拡散層１２の周囲を囲むように配置されている。
【００７５】
また、光電変換装置１０においては、複数のｐ型拡散層１１上に配置され、ｘ軸方向を長さ方向とする複数の電極４０と、複数のｎ型拡散層１２上に配置され、ｘ軸方向を長さ方向とする複数の電極５０とが配置されている。
【００７６】
更に、光電変換装置１０においては、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端と、ｘ軸方向における半導体基板１の端との間に配置された複数の電極６が設けられている。
【００７７】
更に、光電変換装置１０においては、ｙ軸方向において隣り合う電極４間に配置され、電極５との電気的な接続を妨げる非接続領域１５と、ｙ軸方向において隣り合う電極５間に配置され、電極４との電気的な接続を妨げる非接続領域１６とが形成されている。
【００７８】
そして、配線基板８は、ｙ軸方向に配置された配線８２，８３を含み、配線８２が電極４，６に電気的に接続され、配線８３が電極５に電気的に接続されている。
【００７９】
また、電極４は、ｘ軸方向において、電極５よりも半導体基板１の端部側へ延伸されて配置されており、電極６は、ｘ軸方向における電極５の延長線上であって、ｙ軸方向において隣り合う電極４間に配置され、配線８２に電気的に接続されている。
【００８０】
更に、電極４は、電極５を取り囲むように連続しておらず、ｘ軸方向において配列された複数の電極５０からなる。このために、パターニングによって配線の切れ等の影響を受にくい。また、電極５０は、単純な形状であるので、パターニングマスクを容易に作製できる。
【００８１】
更に、電極４が半導体基板１の端部に向かって延長されているので、この部分で発生したキャリアを、より収集することが可能となる。また、半導体基板の端部において、電極４が電極５を取り囲んで連続している場合に比べ、半導体基板の端部付近の形状変化の影響を受けにくく、パターニングマスクの設計、およびパターニングの位置合わせが容易になり、パターニングの不良を減少できる。
【００８２】
更に、ｙ軸方向における電極４間に、電極６を設けることで、この部分で発生したキャリアを、より収集することができる。電極６を独立して設けることで、パターニングの形状の安定性が更に増すとともに、位置合わせの容易性が増し、電極６の形状が多少変化しても、キャリアの収集を良好に行うことができる。
【００８３】
更に、電極と配線が平行に設けられた場合、電極５と接触せずに電極６を配線８２と接続することは、比較的、困難であるが、ｙ軸方向を長さ方向として、複数の配線８２を設け、電極４間に独立した電極６を設けることによって、電極６を配線８２と接続することができる。特に、半導体基板１の端部で良好な電極６と配線８２との接続が得られる。その結果、光電変換装置１０において、安定した特性が得られる。また、光電変換装置１０の歩留まりが向上する。更に、光電変換装置１０を長期に使用した時の特性の低下が減少し、信頼性を向上できる。
【００８４】
上記においては、半導体基板１は、ｎ型単結晶シリコン基板からなると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、半導体基板１は、ｎ型多結晶シリコン基板、ｐ型単結晶シリコン基板およびｐ型多結晶シリコン基板のいずれかからなっていてもよい。
【００８５】
半導体基板１がｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板からなる場合、上記の説明におけるｐ型拡散層１１およびｎ型拡散層１２を相互に入れ替えればよい。
【００８６】
また、上記においては、電極６は、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端側においてｎ型拡散層１２と半導体基板１の端部との間に配置されると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、電極６は、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端の少なくとも一方の端部側において、ｎ型拡散層１２の少なくとも一方の端部と半導体基板１の端部との間に配置されていればよい。
【００８７】
更に、光電変換装置１０においては、ｐ型拡散層１１は、ｘ軸方向に離間して配列された複数のｐ型拡散層からなり、ｎ型拡散層１２は、ｘ軸方向に離間して配列された複数のｎ型拡散層からなっていてもよい。
【００８８】
［実施の形態２］
図７Ａから図７Ｃは、それぞれ、実施の形態２による光電変換装置の第１から第３の平面図である。図８は、図７Ａ〜図７Ｃに示す線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ間における光電変換装置の断面図である。図９は、図７Ａ〜図７Ｃに示す線ＩＸ−ＩＸ間における光電変換装置の断面図である。なお、図７Ａは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の第１非晶質半導体層、第２非晶質半導体層および電極の平面図である。図７Ｂは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の導電接着層および非接続領域の平面図である。図７Ｃは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の配線、絶縁性基板の平面図である。この図では、絶縁性基板８１は、透過しており、配線が見えている。また、図７Ａ〜図７Ｃ、図８および図９においては、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を規定する。
【００８９】
図７Ａ〜図７Ｃ、図８および図９を参照して、実施の形態２による光電変換装置１０Ａは、図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３に示す光電変換装置１０の半導体基板１を半導体基板１Ａに代え、パッシベーション膜３を複数の第１非晶質半導体層３１および複数の第２非晶質半導体層３２に代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。
【００９０】
半導体基板１Ａは、例えば、ｎ型単結晶シリコン基板からなり、１００〜２００μｍの厚さを有する。また、半導体基板１Ａは、例えば、（１００）の面方位および１〜１０Ωｃｍの比抵抗を有する。そして、半導体基板１Ａは、光入射側の表面にテクスチャ構造を有する。
【００９１】
複数の第１非晶質半導体層３１は、半導体基板１Ａの光入射側の表面と反対側の表面に離間して配置される。この場合、複数の第１非晶質半導体層３１は、ｘ−ｙ平面において複数の第２非晶質半導体層３２の周囲を囲むように配置される。そして、複数の第１非晶質半導体層３１の各々は、ｉ型非晶質半導体層３１１と、ｐ型非晶質半導体層３１２とを含む。
【００９２】
ｉ型非晶質半導体層３１１は、半導体基板１Ａに接して半導体基板１Ａ上に配置される。ｉ型非晶質半導体層３１１は、例えば、ｉ型非晶質シリコン、ｉ型非晶質シリコンカーバイド、ｉ型非晶質シリコンナイトライド、ｉ型非晶質シリコンオキサイドおよびｉ型非晶質シリコンナイトライドオキサイド等からなる。そして、ｉ型非晶質半導体層３１１は、例えば、５〜３０ｎｍの膜厚を有する。
【００９３】
「ｉ型」とは、完全な真性の状態だけでなく、十分に低濃度（ｎ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３未満、かつｐ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３未満）であればｎ型またはｐ型の不純物が混入された状態のものも含む意味である。
【００９４】
また、この発明の実施の形態において、「非晶質シリコン」には、シリコン原子の未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端されていない非晶質シリコンだけでなく、水素化非晶質シリコンなどのシリコン原子の未結合手が水素等で終端されたものも含まれるものとする。
【００９５】
ｐ型非晶質半導体層３１２は、ｉ型非晶質半導体層３１１に接してｉ型非晶質半導体層３１１上に配置される。ｐ型非晶質半導体層３１２は、例えば、ｐ型非晶質シリコン、ｐ型非晶質シリコンカーバイド、ｐ型非晶質シリコンナイトライド、ｐ型非晶質シリコンオキサイドおよびｐ型非晶質シリコンナイトライドオキサイド等からなる。そして、ｐ型非晶質半導体層３１２は、例えば、５〜３０ｎｍの膜厚を有する。
【００９６】
ｐ型非晶質半導体層３１２に含まれるｐ型不純物としては、例えば、ボロン（Ｂ）を用いることができる。また、この発明の実施の形態において、「ｐ型」とは、ｐ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３以上の状態を意味する。
【００９７】
複数の第２非晶質半導体層３２は、半導体基板１Ａの光入射側の表面と反対側の表面において、第１非晶質半導体層３１の幅方向（ｙ軸方向）に複数の第１非晶質半導体層３１と交互に配置される。そして、複数の第２非晶質半導体層３２の各々は、ｉ型非晶質半導体層３２１と、ｎ型非晶質半導体層３２２とを含む。
【００９８】
ｉ型非晶質半導体層３２１は、半導体基板１Ａに接して半導体基板１Ａ上に配置される。ｉ型非晶質半導体層３２１は、例えば、ｉ型非晶質シリコン、ｉ型非晶質シリコンカーバイド、ｉ型非晶質シリコンナイトライド、ｉ型非晶質シリコンオキサイドおよびｉ型非晶質シリコンナイトライドオキサイド等からなる。そして、ｉ型非晶質半導体層３２１は、例えば、５〜３０ｎｍの膜厚を有する。
【００９９】
ｎ型非晶質半導体層３２２は、ｉ型非晶質半導体層３２１に接してｉ型非晶質半導体層３２１上に配置される。ｎ型非晶質半導体層３２２は、例えば、ｎ型非晶質シリコン、ｎ型非晶質シリコンカーバイド、ｎ型非晶質シリコンナイトライド、ｎ型非晶質シリコンオキサイドおよびｎ型非晶質シリコンナイトライドオキサイド等からなる。そして、ｎ型非晶質半導体層３２２は、例えば、５〜３０ｎｍの膜厚を有する。
【０１００】
なお、ｎ型非晶質半導体層３２２に含まれるｎ型不純物としては、例えば、リン（Ｐ）を用いることができる。また、この発明の実施の形態において、「ｎ型」とは、ｎ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３以上の状態を意味する。
【０１０１】
電極４，５，６の設置、および配線基板８との接続は、実施の形態１と同様に実施することができる。
【０１０２】
図１０から図１２は、それぞれ、図７Ａ〜図７Ｃ、図８および図９に示す光電変換装置１０Ａの製造工程を示す第１から第３の工程図である。なお、図１０から図１２に示す工程図は、図７Ａ〜図７Ｃに示す線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ間における断面図を用いて示されている。
【０１０３】
図１０を参照して、光電変換装置１０Ａの製造が開始されると、図４に示す工程（ａ）〜工程（ｄ）と同じ工程が順次実行される。これによって、半導体基板１Ａが得られ（図１０の工程（ｃ））、反射防止膜２が半導体基板１Ａの光入射側の表面に形成される（図１０の工程（ｄ））。
【０１０４】
工程（ｄ）の後、半導体基板１Ａのテクスチャ構造が形成された表面と反対側の表面にｉ型非晶質半導体層２４およびｐ型非晶質半導体層２５を順次形成する（図１０の工程（ｅ））。ｉ型非晶質半導体層２４およびｐ型非晶質半導体層２５の形成方法は、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が用いられる。
【０１０５】
ｉ型非晶質半導体層２４がｉ型非晶質シリコン、ｉ型非晶質シリコンカーバイド、ｉ型非晶質シリコンナイトライド、ｉ型非晶質シリコンオキサイドおよびｉ型非晶質シリコンナイトライドオキサイド等からなる場合、プラズマＣＶＤ法を用いてｉ型非晶質半導体層２４を形成するときの条件は、公知であるので、その公知の条件を用いてｉ型非晶質半導体層２４を形成できる。
【０１０６】
また、ｐ型非晶質半導体層２５がｐ型非晶質シリコン、ｐ型非晶質シリコンカーバイド、ｐ型非晶質シリコンナイトライド、ｐ型非晶質シリコンオキサイドおよびｐ型非晶質シリコンナイトライドオキサイド等からなる場合、プラズマＣＶＤ法を用いてｐ型非晶質半導体層２５を形成するときの条件は、公知であるので、その公知の条件を用いてｐ型非晶質半導体層２５を形成できる。
【０１０７】
工程（ｅ）の後、ｐ型非晶質半導体層２５上にエッチングペースト２６を塗布する（図１１の工程（ｆ））。ここで、エッチングペースト２６としては、ｉ型非晶質半導体層２４およびｐ型非晶質半導体層２５の積層体をエッチングすることができるものであれば、特に限定されない。
【０１０８】
次に、エッチングペースト２６を加熱することによってｉ型非晶質半導体層２４およびｐ型非晶質半導体層２５の積層体の一部を厚さ方向にエッチングする（図１１の工程（ｇ））。これによって、半導体基板１Ａの裏面（テクスチャ構造が形成された面と反対側の表面）の一部を露出させる。また、ｉ型非晶質半導体層３１１およびｐ型非晶質半導体層３１２を含む複数の第１非晶質半導体層３１が形成される。
【０１０９】
そして、半導体基板１Ａの裏面の露出面およびｐ型非晶質半導体層３１２に接するようにｉ型非晶質半導体層２７を形成し、その後、ｉ型非晶質半導体層２７の全面に接するようにｎ型非晶質半導体層２８を形成する（図１１の工程（ｈ））。ｉ型非晶質半導体層２７およびｎ型非晶質半導体層２８の形成方法は、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤ法が用いられる。
【０１１０】
ｉ型非晶質半導体層２７がｉ型非晶質シリコン、ｉ型非晶質シリコンカーバイド、ｉ型非晶質シリコンナイトライド、ｉ型非晶質シリコンオキサイドおよびｉ型非晶質シリコンナイトライドオキサイド等からなる場合、プラズマＣＶＤ法を用いてｉ型非晶質半導体層２７を形成するときの条件は、公知であるので、その公知の条件を用いてｉ型非晶質半導体層２７を形成できる。
【０１１１】
また、ｎ型非晶質半導体層２８がｎ型非晶質シリコン、ｎ型非晶質シリコンカーバイド、ｎ型非晶質シリコンナイトライド、ｎ型非晶質シリコンオキサイドおよびｎ型非晶質シリコンナイトライドオキサイド等からなる場合、プラズマＣＶＤ法を用いてｎ型非晶質半導体層２８を形成するときの条件は、公知であるので、その公知の条件を用いてｎ型非晶質半導体層２８を形成できる。
【０１１２】
工程（ｈ）の後、ｎ型非晶質半導体層２８上にエッチングマスク２９を塗布する（図１１の工程（ｉ））。エッチングマスク２９としては、ｉ型非晶質半導体層２７およびｎ型非晶質半導体層２８の積層体をエッチングする際にマスクとして機能することができるものであれば、特に限定されない。
【０１１３】
次に、エッチングマスク２９をマスクとして用いてエッチングを行い、ｉ型非晶質半導体層２７およびｎ型非晶質半導体層２８の積層体の一部を厚さ方向にエッチングし、その後、エッチングマスク２９を除去する。これによって、ｐ型非晶質半導体層３１２の表面の一部を露出させる（図１２の工程（ｊ））。また、ｉ型非晶質半導体層３２１およびｎ型非晶質半導体層３２２を含む複数の第２非晶質半導体層３２が形成される。
【０１１４】
そして、ｐ型非晶質半導体層３１２上に電極６を形成し、ｎ型非晶質半導体層３２２上に電極５を形成する（図１２の工程（ｋ））。なお、工程（ｋ）には図示されていないが、電極５，６の形成と同時に、電極４がｐ型非晶質半導体層３１２上に形成される。ここで、電極４〜６は、メタルマスク等によるマスクを用いてスパッタリングまたは蒸着で形成することができる。メタルマスクは、電極を形成したい場所が開口されており、メタルマスクの機械的強度を維持するために、開口と開口していない部分との比率、最小開口幅、および形状等の制限があるので、開口は、矩形等の単純な形が望ましい。また、開口が様々な場所にあるよりも、開口が配列している方が、機械的強度を維持し易い。また、このようにして形成した電極４〜６は、開口幅と形成条件により、膜厚が周辺部から中心部に向かって厚くなる場合がある。
【０１１５】
工程（ｋ）の後、導電性接着層７として低融点はんだペーストを印刷等により電極４〜６上の複数箇所にドット状に形成する（図１２の工程（ｌ））。
【０１１６】
次に、１５０μｍ程度の絶縁性基板８１を用意し、配線８２，８３がそれぞれ電極４，６および電極５と略直交するようにし、所定の位置で電気的接続が取れるように位置を調整して半導体基板１Ａと配線基板８とを貼り合わせる。そして、貼り合わせた半導体基板１Ａおよび配線基板８に両面から圧力を印加して加熱等することにより、電気的に接合する。これによって、光電変換装置１０Ａが完成する（図１２の工程（ｍ））。
【０１１７】
光電変換装置１０Ａにおいても、上述した光電変換装置１０と同じ効果が得られる。
【０１１８】
なお、光電変換装置１０Ａにおいては、第１非晶質半導体層３１は、ｘ軸方向に離間して配列された複数の第１非晶質半導体層からなり、第２非晶質半導体層３２は、ｘ軸方向に離間して配列された複数の第２非晶質半導体層からなっていてもよい。
【０１１９】
実施の形態２におけるその他の説明は、実施の形態１における説明と同じである。
【０１２０】
［実施の形態３］
図１３Ａから図１３Ｃは、それぞれ、実施の形態３による光電変換装置の第１から第３の平面図である。なお、図１３Ａは、光入射側と反対側から見た光電変換装置のｐ型拡散層、ｎ型拡散層および電極の平面図である。図１３Ｂは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の導電接着層および非接続領域の平面図である。図１３Ｃは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の配線、絶縁性基板の平面図である。この図では、絶縁性基板８１は、透過しており、配線が見えている。また、図１３Ａ〜図１３Ｃにおいては、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を規定する。
【０１２１】
図１３Ａ〜図１３Ｃを参照して、実施の形態３による光電変換装置１０Ｂは、図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３に示す光電変換装置１０の電極６を電極６Ａに代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。
【０１２２】
電極６Ａは、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端側においてｎ型拡散層１２と半導体基板１の端部との間に配置される。そして、電極６Ａは、好ましくは、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の延長線上に配置される。
【０１２３】
電極６Ａは、電極６１，６２を含む。電極６１，６２の各々は、上述した電極６と同じサイズおよび厚さを有し、電極６と同じ材料からなる。
【０１２４】
電極６１，６２の各々は、導電性接着層７によって配線８２に接続される。
【０１２５】
光電変換装置１０Ｂにおいては、電極６Ａは、２つの電極６１，６２を含み、ｙ軸方向において隣り合う電極４間に配置されるので、半導体基板１の端部に近い領域において、より多くのキャリアを収集できる。その結果、光電変換装置１０Ｂにおいては、光電変換装置１０よりも特性を向上できる。
【０１２６】
光電変換装置１０Ｂは、図４から図６に示す工程（ａ）〜工程（ｍ）に従って製造される。
【０１２７】
なお、実施の形態３による光電変換装置は、光電変換装置１０から光電変換装置１０Ｂへの変更と同じ変更を図７Ａ〜図７Ｃ、図８および図９に示す光電変換装置１０Ａに適用した光電変換装置であってもよい。
【０１２８】
上記においては、電極６Ａは、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端側においてｎ型拡散層１２と半導体基板１の端部との間に配置されると説明したが、実施の形態３においては、これに限らず、電極６Ａは、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端の少なくとも一方の端部側において、ｎ型拡散層１２の少なくとも一方の端部と半導体基板１の端部との間に配置されていればよい。
【０１２９】
実施の形態３におけるその他の説明は、実施の形態１，２における説明と同じである。
【０１３０】
［実施の形態４］
図１４Ａから図１４Ｃは、それぞれ、実施の形態４による光電変換装置の第１から第３の平面図である。なお、図１４Ａは、光入射側と反対側から見た光電変換装置のｐ型拡散層、ｎ型拡散層および電極の平面図である。図１４Ｂは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の導電接着層および非接続領域の平面図である。図１４Ｃは、光入射側と反対側から見た光電変換装置の配線、絶縁性基板の平面図である。この図では、絶縁性基板８１は、透過しており、配線が見えている。また、図１４Ａ〜図１４Ｃにおいては、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を規定する。
【０１３１】
図１４Ａ〜図１４Ｃを参照して、実施の形態４による光電変換装置１０Ｃは、図１Ａ〜図１Ｃ、図２および図３に示す光電変換装置１０の電極６を電極６Ｂに代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。
【０１３２】
電極６Ｂは、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端側においてｎ型拡散層１２と半導体基板１の端部との間に配置される。そして、電極６Ｂは、好ましくは、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の延長線上に配置される。
【０１３３】
電極６Ｂは、ｙ軸方向における長さ（＝幅）が電極６の幅よりも広く、電極５の幅と実質的に同一である。ここで、電極６Ｂの幅が電極５の幅と実質的に同一であるとは、ｙ軸方向における主要な部分の概略の幅であって、目視により、同一とみなすことができる程度の同一性を言う。こうすることによって、例えば、メタルマスクによる製膜で電極を形成する場合も、メタルマスクの強度設計の制限を受けにくく、より、電極幅や電極の形状について、最適な電極設計が可能となるためである。
【０１３４】
電極６Ｂは、上述した電極６と同じ厚さを有し、電極６と同じ材料からなる。そして、電極６Ｂは、導電性接着層７によって配線８２に接続される。
【０１３５】
光電変換装置１０Ｃにおいては、電極６Ｂは、幅が電極６よりも広く、ｙ軸方向において隣り合う電極４間に配置されるので、半導体基板１の端部に近い領域において、より多くのキャリアを収集できる。その結果、光電変換装置１０Ｃにおいては、光電変換装置１０よりも特性を向上できる。
【０１３６】
光電変換装置１０Ｃは、図４から図６に示す工程（ａ）〜工程（ｍ）に従って製造される。
【０１３７】
なお、実施の形態４による光電変換装置は、光電変換装置１０から光電変換装置１０Ｃへの変更と同じ変更を図７Ａ〜図７Ｃ、図８および図９に示す光電変換装置１０Ａに適用した光電変換装置であってもよい。
【０１３８】
上記においては、電極６Ｂは、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端側においてｎ型拡散層１２と半導体基板１の端部との間に配置されると説明したが、実施の形態４においては、これに限らず、電極６Ｂは、ｘ軸方向におけるｎ型拡散層１２の両端の少なくとも一方の端部側において、ｎ型拡散層１２の少なくとも一方の端部と半導体基板１の端部との間に配置されていればよい。
【０１３９】
実施の形態４におけるその他の説明は、実施の形態１，２における説明と同じである。
【０１４０】
［実施の形態５］
図１５は、実施の形態５による太陽電池ストリングの平面図である。なお、図１５は、光入射側から見た太陽電池ストリングの平面図である。
【０１４１】
図１５を参照して、実施の形態５による太陽電池ストリング１００は、配線基板１１０と、複数の太陽電池１２０とを備える。
【０１４２】
複数の太陽電池１２０は、例えば、４行×６列に配線基板１１０上に配置される。そして、複数の太陽電池１２０は、例えば、電気的に直列に接続される。
【０１４３】
複数の太陽電池１２０の各々は、上述した光電変換装置１０，１０Ｂ，１０Ｃのうち、半導体基板１と、反射防止膜２と、電極４〜６（または６Ａ，６Ｂ）とを備える構成、または上述した光電変換装置１０Ａのうち、半導体基板１Ａと、複数の第１非晶質半導体層３１と、複数の第２非晶質半導体層３２と、電極４〜６（または６Ａ，６Ｂ）とを備える構成からなる。
【０１４４】
図１６は、図１５に示す配線基板１１０の平面図である。図１６を参照して、配線基板１１０は、絶縁性基板１１１と、配線１１２〜１１４とを備える。
【０１４５】
絶縁性基板１１１としては、絶縁性の基材を用いることができ、例えば、ポリエステル、ポリエチレンナフタレートまたはポリイミドなどのフィルムを用いることができる。そして、絶縁性基板１１１は、絶縁性基板８１と同じ厚さを有する。
【０１４６】
配線１１２は、複数の配線１１２１と、配線１１２２とを含む。複数の配線１１２１は、相互に並列に配置され、一方端が配線１１２２に接続されるとともに、配線１１２２から一方方向に突出する。
【０１４７】
配線１１３は、配線１１３１と、複数の配線１１３２と、複数の配線１１３３とを含む。複数の配線１１３２は、相互に並列に配置され、複数の配線１１３３は、相互に並列に配置される。
【０１４８】
複数の配線１１３２は、一方端が配線１１３１に接続され、配線１１３１から一方方向突出する。
【０１４９】
複数の配線１１３３は、一方端が配線１１３１に接続され、配線１１３１から複数の配線１１３２の突出方向と反対方向へ突出する。
【０１５０】
配線１１４は、複数の配線１１４１と、配線１１４２とを含む。複数の配線１１４１は、相互に並列に配置され、一方端が配線１１４２に接続されるとともに、配線１１４２から一方方向に突出する。
【０１５１】
配線基板１１０は、２個の配線１１２と、１８個の配線１１３と、５個の配線１１４とを絶縁性基板１１１上に配置した構成からなる。この場合、配線１１２，１１３間においては、配線１１２の複数の配線１１２１は、配線１１３の複数の配線１１３２と噛み合うように配置される。また、隣接する２つの配線１１３間においては、一方の配線１１３の複数の配線１１３２が他方の配線１１３の複数の配線１１３３と噛み合うように配置される。更に、配線１１３，１１４間においては、配線１１３の複数の配線１１３２または複数の配線１１３３が配線１１４の複数の配線１１４１と噛み合うように配置される。
【０１５２】
その結果、２４個の太陽電池１２０を配線基板１１０上に４行×６列に配置することによって、２４個の太陽電池１２０は、電気的に直列に接続される。
【０１５３】
配線１１２〜１１４の各々は、導電性材料からなり、例えば、銅、銀メッキ銅、錫メッキ銅等からなる。
【０１５４】
なお、配線１１３１、および複数の配線１１３２，１１３３，１１４１は、例えば、絶縁性基板１１１の表面の全面に金属膜などの導電膜を形成した後に、その一部をエッチングなどにより除去してパターニングすることによって形成することができる。
【０１５５】
こうして得られた、配線基板付き裏面接合型太陽電池ストリング１００を、例えば、従来から公知の方法により樹脂等によって封止することによって、太陽電池モジュールを作製することができる。
【０１５６】
このように接続した太陽電池ストリング１００を封止材であるＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）フィルムで挟み込み、更に、このＥＶＡフィルムを表面保護層であるガラス板とアクリル樹脂等で形成された裏面フィルムとで挟む。ＥＶＡフィルム間に入った気泡を減圧して抜き（ラミネート）、加熱（キュア）すると、ＥＶＡが硬化して裏面接合型太陽電池が封止される。その後、その外周にフレームであるアルミニウム枠を嵌め込み、外部に伸びる一対の外部端子に端子ボックスを接続して、太陽電池モジュールが完成する。
【０１５７】
このような構成の太陽電池モジュールについても、太陽電池モジュールを構成する個々の裏面接合型太陽電池（太陽電池１２０）において、特性向上効果が発現するため、太陽電池モジュールの特性は、相乗的に向上し、また、太陽電池モジュールを構成する裏面接合型太陽電池（太陽電池１２０）同士の接続もそれぞれ容易となるため、太陽電池モジュールの作製も容易となるとともに、信頼性が向上する。
【０１５８】
以下、実施例について説明する。
【０１５９】
（実施例１）
実施例１は、実施の形態２に従って、光電変換装置を作製し、その特性の評価を行った。作製について以下に具体的に説明する。
【０１６０】
まず、１５６ｍｍのｎ型のバルクシリコンから１５０μｍの厚さのウェーハを切り出し、ウェーハ表面のダメージ層を除去するためのエッチングと、厚さを調整するためのエッチングとを行った。これらのエッチングされたウェーハの片面に保護膜を形成する。保護膜としてシリコン窒化膜を形成した。保護膜が形成されたウェーハを、ＫＯＨ：１〜５ｗｔ％、イソプロピルアルコール：１〜１０ｗｔ％の水溶液を用いてウェットエッチングを行った。エッチング後に保護膜を除去した。
【０１６１】
引き続いて、半導体基板１Ａの受光面に、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とからなる反射防止膜２を形成した。まず、半導体基板１Ａの表面を熱酸化して半導体基板１Ａの受光面に酸化膜を形成し、その後、受光面の酸化膜上にシリコン窒化膜を形成することにより反射防止膜２を形成した。
【０１６２】
次に、ｉ型非晶質半導体層３１１として、実質的に真性で、水素を含有する非晶質シリコン膜をプラズマＣＶＤ装置によって５ｎｍ形成した。プラズマＣＶＤ装置が備える反応室に導入される反応ガスは、シランガス、水素ガスを用いた。そして、半導体基板１Ａの温度を２００℃、水素ガス流量を１００ｓｃｃｍ、シランガス（ＳｉＨ４）流量を４０ｓｃｃｍ、反応室内の圧力を１００Ｐａ、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力の密度を１０ｍＷ／ｃｍ２に設定して成膜した。
【０１６３】
続いて、ｉ型非晶質半導体層３１１上に、ｐ型非晶質半導体層３１２を１０ｎｍ形成した。
【０１６４】
ｐ型非晶質半導体層３１２は、プラズマＣＶＤ法を用いて形成した。プラズマＣＶＤ装置が備える反応室に導入される反応ガスは、シランガス、水素ガス、及び水素希釈されたジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガス（ジボラン濃度は、２％）を用いた。そして、水素ガス流量を１００ｓｃｃｍ、シランガス流量を４０ｓｃｃｍ、ジボランガス流量を４０ｓｃｃｍ、半導体基板１Ａの温度を２００℃、反応室内の圧力を１００Ｐａ、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力の密度を１０ｍＷ／ｃｍ２に設定して成膜した。
【０１６５】
ｐ型非晶質半導体層３１２上に市販のエッチングペースト２６をスクリーン印刷にて塗布する。次に、エッチングペースト２６を２００℃に１０分間、加熱することによって、ｉ型非晶質半導体層２４およびｐ型非晶質半導体層２５の積層体の一部を厚さ方向にエッチングした。エッチングされたシリコン膜、およびエッチングペースト２６の固溶物は、超音波洗浄槽に１０分間、浸漬することで除去した。これにより、図１１の工程（ｇ）に示すように、半導体基板１Ａの裏面の一部を露出させた。
【０１６６】
次に、ｉ型非晶質半導体層２７として、実質的に真性で、水素を含有する非晶質シリコン膜をプラズマＣＶＤ装置によって５ｎｍ形成した。プラズマＣＶＤ装置が備える反応室に導入される反応ガスは、シランガス、水素ガスを用いた。そして、半導体基板１Ａの温度を２００℃、水素ガス流量を１００ｓｃｃｍ、シランガス（ＳｉＨ４）流量を４０ｓｃｃｍ、反応室内の圧力を１００Ｐａ、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力の密度を１０ｍＷ／ｃｍ２に設定して成膜した。
【０１６７】
続いて、ｉ型非晶質半導体層２７上に、ｎ型非晶質半導体層２８を１０ｎｍ形成した。
【０１６８】
ｎ型非晶質半導体層２８は、プラズマＣＶＤを用いて形成した。プラズマＣＶＤ装置が備える反応室に導入される反応ガスは、シランガス、水素ガス、及び水素で希釈されたホスフィン（ＰＨ３）ガス（ホスフィン濃度は、例えば、１％）を用いた。そして、半導体基板１Ａの温度を１７０℃、水素ガス流量を１００ｓｃｃｍ、シランガス流量を４０ｓｃｃｍ、ホスフィンガス流量を４０ｓｃｃｍ、反応室内の圧力を４０Ｐａ、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力の密度を８．３３ｍＷ／ｃｍ２に設定して成膜した。
【０１６９】
次に、図１１の工程（ｉ）に示すように、ｎ型非晶質半導体層２８上に市販のレジスト剤からなるエッチングマスク２９をスクリーン印刷にて塗布し、十分乾燥させた。次に、エッチングマスク２９をマスクとして、１％のＫＯＨ液に浸漬した。エッチングを行うことによって、ｉ型非晶質半導体層２７およびｎ型非晶質半導体層２８の積層体の一部を厚さ方向にエッチングし、ｐ型非晶質半導体層３１２を一部露出させた。その後、エッチングマスク２９をＳＰＭ洗浄液にて除去した。
【０１７０】
次に、ｎ型非晶質半導体層３２２の形成後、ｎ型非晶質半導体層３２２およびｐ型非晶質半導体層３１２上に、それぞれ、電極５および電極４，６を形成した。
【０１７１】
このようなパターンを作製するために、電極５と電極６のメタルマスクと電極４のメタルマスクを作製した。
【０１７２】
まず、電極５および電極６として、メタルマスクを半導体基板１Ａ上に配置し、スパッタリング法によって銀電極を２００ｎｍの厚さで形成した。その後、電極４として、スパッタリング法によって銀電極を２００ｎｍの厚さで形成した。
【０１７３】
メタルマスクのパターンは、以下の通りとした。
【０１７４】
電極５の幅を３００μｍとし、電極４の幅を８００μｍとし、繰り返しピッチを１．５ｍｍとした。電極５の外縁部の端部は、半導体基板１Ａの端部より、１０００μｍ、電極４の外縁部の端部は、半導体基板１Ａの端部より、５００μｍ、内側とした。電極６の位置は、電極４の端から２００μｍを空けて設置し、幅を２００μｍとし、長さを３００μｍとした。非開口部の幅は、かねがね、２００μｍとなった。メタルマスクの厚さは、機械的強度を鑑みて、２００μｍとした。また、機械的強度を鑑みて、開口は、長手方向に約１０ｍｍごとに分割し、２００μｍの非開口部を設けた。
【０１７５】
引き続き、図１２の工程（ｌ）に示すように、電極５の一部に非接続領域１５を形成するために、スクリーン印刷にて、市販の絶縁性の樹脂を塗布した。次に、電極４の一部に非接続領域１６を同様に形成した。
【０１７６】
次に、電極５、電極４および電極６上に導電性接着剤７として、市販の主成分がビスマス、および、スズよりなる低融点半田を印刷によって形成した。
【０１７７】
次に、図１２の工程（ｍ）に示すように、配線基板８を用意し、電極４および電極５がそれぞれ配線８２，８３と略直交するようにし、所定の位置で電気的接続が取れるように、位置を調整し、半導体基板１Ａと配線基板８と貼り合わせた。
【０１７８】
次に、貼り合わせた半導体基板１Ａと配線基板８とに両面から圧力をかけて、２００度、１０分間、加熱することにより、電気的に接合を行った。このようにして、配線基板付き裏面接合太陽電池を２０枚作製した。
【０１７９】
以上のように作製した裏面接合型太陽電池の外縁部を目視、および光学顕微鏡で観察した。その結果、基板の端部において、電極４および電極６が奇麗にパターニングされていた。
【０１８０】
その後、半導体基板１Ａを市販のガラス、ＰＥＴ樹脂よりなるバックシート、ＥＶＡに挟んで、ラミネートし、モジュールを作製した。
【０１８１】
（実施例２）
図１３Ａに示すパターンにて、電極６Ａを作製した以外は、実施例１と同等とした。このようなパターンを作製するために、電極５と電極６Ａの一部のメタルマスクと電極４と
電極６Ａの一部のメタルマスクを作製した。
【０１８２】
まず、電極５および電極６Ａの一部は、メタルマスクを半導体基板１Ａ上に配置し、スパッタ法によって銀電極を２００ｎｍの厚さで形成した。その後、電極４および電極６Ａの一部をスパッタ法によって銀電極を２００ｎｍの厚さで形成した。このようにして、配線基板付き裏面接合太陽電池を２０枚作製した。その他は、実施例１と同様に作製した。
【０１８３】
以上のように作製した裏面接合型太陽電池の外縁部を目視、および光学顕微鏡で観察した。その結果、基板の端部において、電極４および電極６Ａが奇麗にパターニングされていた。
【０１８４】
（実施例３）
図１４Ａに示すパターンにて、電極６Ｂを作製した以外は、実施例１と同等とした。電極５および電極４，６Ｂとして、一括のメタルマスクを半導体基板１Ａ上に配置し、スパッタリング法によって銀電極を２００ｎｍの厚さで形成した。
【０１８５】
このようにして、配線基板付き裏面接合太陽電池１００を２０枚作製した。その他は、実施例１と同様に作製した。
【０１８６】
以上のように作製した裏面接合型太陽電池の外縁部を目視、および光学顕微鏡で観察した。その結果、基板の端部において、電極４および電極６Ｂが奇麗にパターニングされていた。
【０１８７】
（比較例１）
比較例１として、電極６（または６Ａまたは６Ｂ）および非接続領域１５，１６を設けず、電極４が電極５を取り囲むように、半導体基板１Ａの外縁部５００μｍ以内になるように電極４，５を作製した。
【０１８８】
次に、配線基板８を用意し、電極４，５がそれぞれ配線８２，８３と略並行になるようにし、所定の位置で電気的接続が取れるように位置を調整し、半導体基板１Ａと配線基板８とを貼り合わせた。
【０１８９】
次に、貼り合わせた半導体基板１Ａと配線基板８とに両面から圧力をかけて、２００度に１０分間、加熱する等により、電気的に接合を行った。このようにして、配線基板付き裏面接合太陽電池を２０枚作製した。その他は、実施例１と同様に作製した。
【０１９０】
以上のように作製した裏面接合型太陽電池の外縁部を目視、および光学顕微鏡で観察した。その結果、基板の端部において、一部、電極のはみ出しが見られた。また、パターニング不良により、電極が切れている箇所がある基板が見られた。
【０１９１】
ソーラーシュミレータを用いて、作製した光電変換装置の変換効率を測定し、平均値を算出したところ、実施例１の変換効率に対して、実施例２の変換効率は、１．０１であり、実施例３の変換効率は、１．０１であり、比較例１の変換効率は、０．９３であった。実施例１，２，３は、比較例１よりも、優れた特性を有していることが分かった。
【０１９２】
比較例は、明らかに、１枚、電極の形成不良とみられる絶縁不良による特性低下が発生したが、実施例１〜３は、全数、良好な接続が得られた。
【０１９３】
また、作製した光電変換装置を温度８５℃、湿度８５％の高温高湿槽に１か月放置した後に、再度、ソーラーシュミレータを用いて、変換効率を測定したところ、実施例１の変換効率に対して、実施例２の変換効率は、０．９９であり、実施例２の変換効率は、１．０１であり、比較例１の変換効率は、０．９１であった。実施例１〜３は、比較例１よりも、優れた特性を有していることが分かった。
【０１９４】
この発明の実施の形態においては、ｙ軸方向は、「第１の方向」を構成し、ｘ軸方向は、「第２の方向」を構成する。
【０１９５】
また、この発明の実施の形態においては、ｙ軸方向に配置された複数のｎ型拡散層１２または複数の第２非晶質半導体層３２は、「複数の第１の半導体層」を構成し、ｙ軸方向に配置された複数のｐ型拡散層１１または複数の第１非晶質半導体層３１は、「複数の第２の半導体層」を構成する。
【０１９６】
更に、この発明の実施の形態においては、ｘ軸方向に配置された複数の電極５０は、「複数の第１の電極」を構成し、ｘ軸方向に配置された複数の電極４０は、「複数の第２の電極」を構成する。
【０１９７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えれるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
この発明は、光電変換装置、それを備える太陽電池ストリングおよびそれらのいずれかを備える太陽電池モジュールに適用される。  
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
2019013167.tif 000027
2019013167.tif 000028
2019013167.tif 000029