(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の裏面に、電流を集電する集電極と、該集電極で集めた電流を取り出す取り出し電極を有する太陽電池セルであって、
前記集電極と前記取り出し電極は、重複部分を有し、
前記太陽電池セルの周辺部ほど、前記重複部分の面積が大きく、
前記取り出し電極は、略長方形の形状の電極本体部と該電極本体部より小さい略長方形の形状の突出部とからなり、前記電極本体部がその長辺において複数の前記突出部の一辺と接しており、少なくとも前記突出部が前記重複部分となっている
太陽電池セル。
【請求項２】
前記突出部は、前記太陽電池セルの周辺部ほど前記一辺が長い請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記集電極は、アルミニウムを主成分とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記取り出し電極は、銀を主成分とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池セルを複数個用いて構成された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、太陽電池セル、特に銀ペースト焼成電極を備える太陽電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急速に高まっている。太陽電池としては、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。
【０００３】
図１０は、引用文献１に記載の、従来の太陽電池セル２００の構造を示した断面図である。Ｐ型半導体基板２０１の表面近傍全面に、一定の深さまでＮ型不純物を拡散させてＮ型を呈する拡散層２０２を設け、半導体基板２０１の表面に窒化シリコン膜などから成る反射防止膜２０３を設け、表面に表面電極２０４を設ける。裏面にはアルミニウムなどから成る集電部２０５と銀などから成る出力取出部２０６とで構成される裏面電極を設けている。また半導体基板２０１の裏面には高濃度のＰ型拡散層２０７が形成される。このように、裏面電極の出力取り出し部２０６は、集電部２０５と一部重なるように形成されている。集電部２０５と出力取り出し部２０６は、その重なり部分で電気的に接続されている。
【０００４】
図１１は、太陽電池セル２００の表面電極の構造を示した図である。表面電極２０４は、縦方向に延在するメイン電極２０８と、横方向に延在するサブグリッド電極２０９が交差して形成されている。
【０００５】
図１２は、太陽電池セル２００の裏面電極の構造を示した図である。裏面の全体に集電部２０５が形成されている。また、集電部２０５には開口部があり、出力取出部２０６が露出している。
【０００６】
図１０に示すように、裏面電極の出力取り出し部２０６は、Ｐ型半導体基板２０１と集電部２０５に挟まれる構造である。集電部２０５と出力取り出し部２０６は、その重なり部分で電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７９３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、太陽電池のより一層の高効率化が求められている。高効率化には、変換効率を上げることのみならず、太陽電池の各部の、抵抗による損失を低減させることも有効である。
【０００９】
そこで、特許文献１に記載の太陽電池セルにおける、裏面の電極部の抵抗値に関して詳細な検討を行ったところ、太陽電池セルの周辺部の電極部の方が中央部の電極部より抵抗値が高いことがわかった。従って、太陽電池セルの周辺部の方が、電極部の抵抗による損失が大きいという問題があることが明らかになった。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルの裏面の周辺部における電極部の抵抗による損失を減らし、太陽電池セルからより多くの電力を取り出せるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、本発明にかかる太陽電池セルは、シリコン基板の裏面に、電流を集電する集電極と、集電極で集めた電流を取り出す取り出し電極を有する太陽電池セルであって、集電極と取り出し電極は、重複部分を有し、太陽電池セルの周辺部ほど、重複部分の面積が大きく、取り出し電極は、略長方形の形状の電極本体部と電極本体部より小さい略長方形の形状の突出部とからなり、電極本体部がその長辺において複数の突出部の一辺と接しており、少なくとも突出部が重複部分となっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の一態様によれば、突出部は、太陽電池セルの周辺部ほど一辺が長くても良い。
【００１３】
本発明の別の一態様によれば、前記集電極が、アルミニウムを主成分としても良い。
【００１４】
本発明の別の一態様によれば、取り出し電極が、銀を主成分としても良い。
【００１５】
本発明の別の一態様によれば、本発明にかかる太陽電池モジュールは、上記のいずれかの太陽電池セルを複数個用いて構成されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、太陽電池セルの裏面の周辺部における電極部の抵抗による損失を減らし、太陽電池セルからより多くの電力を取り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１にかかる太陽電池セルの製造方法および断面構造を示した図である。
【図２】本発明の実施形態１にかかる太陽電池セルの裏面のアルミニウム電極と裏面銀電極を模式的に示したものである。
【図３】本発明の実施形態１にかかる太陽電池セルの裏面銀電極の形状とアルミニウム電極との重なりを模式的に示したものである。
【図４】本発明の実施形態１にかかる太陽電池セルの受光面銀電極の形状の一例を模式的に示したものである。
【図５】本発明の実施形態１にかかる太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールの模式的な断面図を示したものである。
【図６】本発明の実施形態１における裏面銀電極の形状を模式的に示したものである。
【図７】本発明の実施形態２にかかる太陽電池セルの裏面のアルミニウム電極と裏面銀電極を模式的に示したものである。
【図８】本発明の実施形態２における裏面銀電極の形状とアルミニウム電極との重なりを模式的に示したものである。
【図９】本発明の実施形態２における各実施例および比較例の裏面銀電極の形状を模式的に示したものである。
【図１０】従来の太陽電池セルの構造を示した断面図である。
【図１１】従来の太陽電池セルの表面電極の構造を示した図である。
【図１２】従来の太陽電池セルの裏面電極の構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００１９】
＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１にかかる太陽電池セルの製造方法および断面構造を示したものである。
【００２０】
まず、図１（ａ）に示すように、単結晶または多結晶のｐ型のシリコンインゴットを、たとえばワイヤソーなどでスライスすることによってｐ型シリコン基板１を得る。ここで、ｐ型シリコン基板１の表面全面には上記のシリコンインゴットのスライス時に生じたダメージ層１ａが形成される。
【００２１】
次に、図１（ｂ）に示すように、ｐ型シリコン基板１の表面全面をエッチングすることによって、ｐ型シリコン基板１の表面全面に形成されたダメージ層１ａを除去する。本実施形態では、１辺が１５６ｍｍの正方形状で厚さ１８０μｍの多結晶のｐ型シリコン基板をエッチングし、厚さ１７０μｍのｐ型シリコン基板を作製した。ここで、エッチング条件を調整することによって、ｐ型シリコン基板１の表面にたとえばテクスチャ構造などの微小な凹凸を形成することもできる。このように、ｐ型シリコン基板１の表面に微小な凹凸を形成した場合には、ｐ型シリコン基板１の微小な凹凸を有する表面に入射する太陽光の反射を低減することができるため、太陽電池セルの変換効率を高めることができる。
【００２２】
次に、図１（ｃ）に示すように、ｐ型シリコン基板１の表面のうち最も大きな面積を有する２つの主面のうち一方の主面にｎ型ドーパント拡散層２を形成する。この面に太陽光を入射させるので、以下、この面を受光面という。ここで、ｎ型ドーパント拡散層２は、たとえばＰＯＣ１３などのｎ型ドーパントであるリンを含むガスを用いた気相拡散またはリンの化合物を含むドーパント液を用いた塗布拡散などの方法により形成することができる。なお、リンの拡散によってｐ型シリコン基板１の受光面にリンシリケートガラス層が形成された場合には、リンシリケートガラス層はたとえば酸処理などによって除去する。本実施形態では、ｐ型多結晶シリコン基板の一方の面にリンシリケートガラス液（ＰＳＧ液）を塗布した後にｐ型多結晶シリコン基板を約９００℃の温度雰囲気中に設置することによって、ｐ型多結晶シリコン基板の一方の面にリンの拡散によるｎ型ドーパント拡散層を形成した。ここで、ｎ型ドーパント拡散層の面抵抗は約５０Ω／□であった。
【００２３】
次に、図１（ｄ）に示すように、ｐ型シリコン基板１の受光面のｎ型ドーパント拡散層２上に反射防止膜３を形成する。ここで、反射防止膜３は、たとえば、プラズマＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜を形成する方法または常圧ＣＶＤ法を用いて酸化チタン膜を形成する方法などによって形成することができる。本実施形態では、プラズマＣＶＤ法によって厚さ８０ｎｍの窒化シリコン膜を形成した。
【００２４】
次に、図１（ｅ）に示すように、ｐ型シリコン基板１の受光面とは反対側の面（以下この面を、裏面という）に銀ペースト７を塗布し、その後乾燥させる。ここで、銀ペースト７としては、たとえば銀粉末、ガラスフリット、樹脂、添加剤および有機溶剤などを含む従来から公知のものを用いることができる。また、銀ペースト７の塗布方法としては、たとえばスクリーン印刷法を用いることができる。本実施形態では、スクリーン印刷法を用いて銀ペースト７を印刷し、２００℃程度で乾燥させた。
【００２５】
次に、図１（ｆ）に示すように、ｐ型シリコン基板１の裏面にアルミニウムペースト６を塗布し、その後乾燥させる。この時、アルミニウムペースト６は、銀ペースト７の一部と重なるように、かつ銀ペースト７の中央部分は露出するように塗布する。アルミニウムペースト６としては、たとえば、アルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂、添加剤および有機溶剤などを含む従来から公知のものを用いることができる。また、アルミニウムペースト６の塗布方法としては、たとえばスクリーン印刷法を用いることができる。本実施形態では、スクリーン印刷法を用いてアルミニウムペースト６を印刷し、２００℃程度で乾燥させた。
【００２６】
次に、図１（ｇ）に示すように、ｐ型シリコン基板１の受光面上の反射防止膜３上に銀ペースト８を塗布し、その後乾燥させる。ここで、銀ペースト８としては、上記銀ペースト７と同様、たとえば銀粉末、ガラスフリット、樹脂、添加剤および有機溶剤などを含む従来から公知のものを用いることができる。また、銀ペースト８の塗布方法としては、たとえばスクリーン印刷法などを用いることができる。本実施形態では、スクリーン印刷法を用いて銀ペースト８を印刷し、２００℃程度で乾燥させた。
【００２７】
その後、アルミニウムペースト６、銀ペースト７および銀ペースト８を、８００℃程度の酸化性雰囲気中で焼成することによって、図１（ｈ）に示すように、ｐ型シリコン基板１の裏面上にアルミニウム電極６１（引用文献１の集電部２０５に相当）および裏面銀電極７１（引用文献１の出力取出部２０６に相当）を形成するとともに、ｐ型シリコン基板１の受光面上に受光面銀電極８１を形成する。本実施形態では、ｐ型シリコン基板１を、赤外線加熱方式の焼成炉中を移動手段によりゆっくりと通過させることにより焼成を行った。ここで、アルミニウム電極６１は、太陽電池セルで発生した電流を集電するものであり、裏面銀電極７１は、インターコネクタと接続し、アルミニウム電極６１が集電した電流を太陽電池セルから取り出すものである。
【００２８】
なお、上記の焼成の際に銀ペースト８が焼成貫通することによって、反射防止膜３を貫通してｎ型ドーパント拡散層２に電気的に接続する受光面銀電極８１が形成される。また、上記の焼成の際にアルミニウムペースト６中のアルミニウムがｐ型シリコン基板１の裏面に拡散することによって、ｐ型シリコン基板１の裏面にｐ型ドーパント拡散層４が形成される。これはいわゆるＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）層として働く。
【００２９】
以上のようにして、本発明に係る太陽電池セル１０を製造することができる。
【００３０】
ここで、アルミニウム電極６１は、太陽電池セル１０の裏面全体に形成されており、各部分で発生した電流を集める役割を果たす。一方、アルミニウム電極６１は半田濡れ性が悪く、インターコネクタを半田付けするのが困難である。このため、半田濡れ性の良い裏面銀電極７１を設け、ここにインターコネクタを半田付けする。
【００３１】
図２は、太陽電池セル１０の裏面のアルミニウム電極６１と裏面銀電極７１を模式的に示したものである。裏面銀電極７１は縦長形状で、横方向に（１）、（２）、（３）の３列、縦方向に（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）の３行の、合計９か所に形成されている。アルミニウム電極６１は、裏面銀電極７１と一部重なって、裏面銀電極７１形成領域以外の裏面全体に形成されている。以下では、（１）〜（３）の各列をそれぞれ領域（１）〜（３）、（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の各行をそれぞれ領域（Ｉ）〜（ＩＩＩ）と呼ぶ。ここで、領域（Ｉ）、（ＩＩ）より、領域（ＩＩＩ）の方が、裏面銀電極７１の抵抗値が高いことが明らかになった。これは、以下の理由によるものと思われる。
【００３２】
図２の右側の矢印Ｄ１は、上記の電極の焼成工程における、ｐ型シリコン基板１の焼成炉中の移動方向を示したものである。裏面銀電極７１は、領域（３）、領域（２）、領域（１）の順に加熱される。すなわち、移動方向Ｄ１と水平な方向においては、裏面銀電極７１は均一に加熱される。一方、移動方向Ｄ１と垂直な方向における中央部分である領域（Ｉ）および（ＩＩ）と、周辺部分である領域（ＩＩＩ）とでは、焼成炉内の環境の影響を受け、焼成中の熱の加わり方が異なる場合がある。このような加熱の不均一さが、抵抗値の違いを引き起こしているものと思われる。
【００３３】
図３は、裏面銀電極７１の形状とアルミニウム電極６１との重なりを模式的に示したものである。裏面銀電極７１は、縦長形状の裏面銀電極本体部７１Ａから突出部７１Ｂが左右に６本ずつ突き出した形状を有している。図３に示すように、突出部７１Ｂの幅をＷ１、長さをＬ１とする。突出部７１Ｂは、アルミニウム電極６１の下側に形成されており、表面からは見えないので、図では点線で示している。６１Ｈは、アルミニウム電極６１における開口部である。開口部６１Ｈの内側には裏面銀電極本体部７１Ａが露出している。開口部６１Ｈの外側では、突出部７１Ｂがアルミニウム電極６１と重なり、電気的に接続されている。裏面銀電極本体部７１Ａにインターコネクタを取り付けた際には、主にこの突出部７１Ｂを通って電流が取り出される。
【００３４】
図４は、受光面銀電極８１の形状の一例を模式的に示したものである。受光面銀電極８１は、メイン電極８２とサブグリッド電極８３からなる。サブグリッド電極８３は、太陽電池セルで発生したキャリアを収集する電極であり、図４に示すように、太陽電池の受光面側の全体に張り巡らされている。サブグリッド電極８３は、できるだけ太陽電池への入射光を遮らないように、細く形成される。一方、メイン電極８２は、サブグリッド電極８３で収集したキャリアをさらに集め、それを外部に取り出すためのインターコネクタ（図示せず）を接続するための電極である。メイン電極８２にはサブグリッド電極８３より多くの電流が流れるため、より太く形成される。
【００３５】
図５に、太陽電池セル１０を用いた太陽電池モジュール３０の模式的な断面図を示す。太陽電池モジュール３０においては、透明基板３１と裏面保護シート３２との間の封止材３３中に太陽電池セル１０が封止されている。太陽電池セル１０の受光面銀電極８１にインターコネクタ３４の一端が電気的に接続され、太陽電池セル１０の裏面の裏面電極７１にインターコネクタ３４の他端が電気的に接続されている。
【００３６】
本実施形態では、図２、図３に示した形状の裏面銀電極７１を有する太陽電池セルにおいて、セルの周辺部の裏面銀電極７１の突出部７１Ｂの面積や本数を増やし、裏面銀電極７１とアルミニウム電極６１の接触抵抗を低減させる検討を行った。ここで、裏面銀電極７１の面積を増やすと、それだけ銀ペーストの使用量が増える。銀ペーストの増加はコスト増加を招く。従って、裏面銀電極７１の面積をあまり増加させること無しに、効果的に裏面銀電極７１とアルミニウム電極６１の接触抵抗を低減させる条件を見出す必要がある。
【００３７】
以上のような観点から、実施例１〜４と、比較例１を作製し、その効果を検証した。以下、実施例１〜４および比較例１にかかる太陽電池セル１０に関して説明する。
【００３８】
実施例１〜４および比較例１として、裏面銀電極７１の突出部７１Ｂの幅Ｗ１や長さＬ１、あるいは突出部７１Ｂの本数を変更して、裏面銀電極７１とアルミニウム電極６１の重なりを変えた太陽電池セル１０を作製した。
【００３９】
図６は、本実施形態における裏面銀電極７１の形状を模式的に示したものである。突出部の本数の違いにより２種類の裏面銀電極の形状があるため、（ａ）と（ｂ）に分けて示している。図６における裏面銀電極は、アルミニウム電極６１の下側に形成されて通常は見えない部分も含めて図示している。
【００４０】
図６（ａ）の裏面銀電極７２は、図３で示した電極形状と同一であり、裏面銀電極本体部７２Ａと突出部７２Ｂからなる。突出部７２Ｂは、左右に６本ずつ、合計１２本ある。図６（ｂ）の裏面銀電極７３は、裏面銀電極本体部７３Ａと突出部７３Ｂからなる。突出部７３Ｂは、左右に１２本ずつ、合計２４本ある。実施例１〜４および比較例１の裏面銀電極７１は、このいずれかの形状を有する。以下では、図６（ａ）または（ｂ）の形状に限らず裏面銀電極を指す場合には、裏面銀電極７１等の符号を用い、特に図６（ａ）または（ｂ）の裏面銀電極を区別して指す必要がある場合には、裏面銀電極７２、裏面銀電極７３等の符号を用いる。
【００４１】
表１は、実施例１〜４および比較例１における、裏面銀電極７１の条件を示したものである。
【００４２】
【表１】
0005868755.tif 000002
まず、各欄の内容に関して説明する。
【００４３】
電極個数の欄は、太陽電池セル１枚当たりの裏面銀電極７１の個数である。実施例１〜４および比較例１のいずれも、電極個数は図２のように９個である。
【００４４】
本体部の欄は、裏面銀電極本体部７１Ａの寸法および本体部総面積を示している。本体部総面積は、電極個数分の合計である。
【００４５】
突出部の欄は、まず領域ごとに、突出部７１Ｂの寸法である長さＬ１および幅Ｗ１、１個の裏面銀電極７１当たりの突出部７１Ｂの本数ｎ、突出部７１Ｂの面積を示している。突出部７１Ｂの面積は、１個の裏面銀電極７１当たりの面積である。実施例１〜４および比較例１のいずれも、領域（Ｉ）および（ＩＩ）と、領域（ＩＩＩ）で、Ｌ１、Ｗ１、ｎを異ならしめているため、分けて記載している。さらに、全ての領域の裏面銀電極７１の突出部の面積を合計した値である、突出部総面積を示している。この突出部７１Ｂの面積はすなわち、裏面銀電極７１とアルミニウム電極６１の重なりの面積である。
【００４６】
全面積の欄は、本体部総面積と突出部総面積の合計を記載している。全面積増加率の欄は、比較例１の全面積を基準とした、各実施例の全面積の増加率を、パーセント表示している。
【００４７】
次に、実施例１〜４および比較例１に関する裏面銀電極７１の条件について具体的に説明する。
【００４８】
裏面銀電極本体部７１Ａの寸法は、実施例１〜４および比較例１のいずれも同一であり、本体部総面積も同一である。また、突出部７１Ｂの領域（Ｉ）および（ＩＩ）も、実施例１〜４および比較例１のいずれも同一である。
【００４９】
一方、突出部７１Ｂの領域（ＩＩＩ）の条件は、以下のように、実施例１〜４および比較例１の間で異なる。
【００５０】
実施例１の条件では、領域（ＩＩＩ）は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）より、Ｌ１が１．０ｍｍ長い。電極形状は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）と、領域（ＩＩＩ）のいずれにおいても、図６（ａ）である。
【００５１】
実施例２の条件では、領域（ＩＩＩ）は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）より、Ｗ１が０．２ｍｍ大きい。電極形状は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）と、領域（ＩＩＩ）のいずれにおいても、図６（ａ）である。
【００５２】
実施例３の条件では、領域（ＩＩＩ）は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）より、Ｌ１が１．０ｍｍ長く、Ｗ１が０．２ｍｍ大きい。電極形状は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）と、領域（ＩＩＩ）のいずれにおいても、図６（ａ）である。
【００５３】
実施例４の条件では、領域（ＩＩＩ）は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）より、Ｌ１が１．０ｍｍ長く、Ｗ１が０．２ｍｍ大きく、ｎは１２本増加している。電極形状は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）においては、図６（ａ）、領域（ＩＩＩ）においては、図６（ｂ）である。
【００５４】
比較例１の条件では、領域（Ｉ）および（ＩＩ）と、領域（ＩＩＩ）は、突出部７１の寸法が同一である。電極形状は、領域（Ｉ）および（ＩＩ）と、領域（ＩＩＩ）のいずれにおいても、図６（ａ）である。すなわち、全ての裏面銀電極７１が、同一形状、同一寸法を有する。
【００５５】
上記の結果、突出部７１Ｂの面積は、比較例１に対し、実施例１は２倍、実施例２は１．６７倍、実施例３は３．３３倍、実施例４は６．６７倍になっている。また、裏面銀電極７１の全面積は、比較例に対し、実施例１は２．１％増、実施例２は１．４％増、実施例３は４．９％増、実施例４は１１．８％増となった。
【００５６】
表２は、実施例１〜４および比較例１の結果を示したものである。
【００５７】
【表２】
0005868755.tif 000003
まず、各欄の内容に関して説明する。
【００５８】
電極間平均抵抗値の欄は、領域（Ｉ）〜（ＩＩＩ）ごとの、電極間の抵抗値の平均を示している。抵抗は、図２における領域（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のそれぞれにおいて、（１）部分と（２）部分の電極間の抵抗および（２）部分と（３）部分の電極間の抵抗を、ＨＩＯＫＩ製ミリオームテスタを使用して測定した。また、実施例１〜４および比較例１について、それぞれ複数枚のセルを作製し、それら全てについて上記抵抗を測定し、平均した。
【００５９】
モジュールＦＦの欄は、実施例１〜４および比較例１の太陽電池セルをそれぞれ用いて、図５の構造により４２枚の直列配線を行って太陽電池モジュールを作製し、標準条件にてソーラーシミュレータにより曲線因子（ＦＦ：Ｆｉｌｌ  Ｆａｃｔｏｒ）の測定を行った結果を示している。
【００６０】
モジュールＦＦ改善率の欄は、比較例１を基準とした、モジュールＦＦの改善率を示している。
【００６１】
次に、実施例１〜４および比較例１に関する結果について具体的に説明する。
【００６２】
表２によれば、領域（Ｉ）と領域（ＩＩ）の電極間平均抵抗値は、実施例１〜４および比較例１のいずれも、１４．４ｍΩ〜１４．６ｍΩの間であり、大きな差は無い。一方、領域（ＩＩＩ）の電極間平均抵抗値は、実施例１〜４および比較例１の間で差が生じている。そこで、領域（ＩＩＩ）の電極間平均抵抗値に着目して説明する。
【００６３】
比較例１では、領域（ＩＩＩ）の電極間平均抵抗値は１５．３ｍΩと、領域（Ｉ）や領域（ＩＩ）の電極間平均抵抗値より０．８ｍΩ高い。すなわち、太陽電池セル１０の周辺部分の電極間平均抵抗値が高いことがわかる。モジュールＦＦは、０．７２９であった。
【００６４】
実施例１は、領域（ＩＩＩ）の電極間平均抵抗値は１４．７ｍΩと、比較例１より０．６ｍΩ下がり、領域（Ｉ）や領域（ＩＩ）の電極間平均抵抗値との差は０．２〜０．３ｍΩへと縮小している。モジュールＦＦは０．７３１となり、０．２７％改善された。すなわち、２．１％というわずかな裏面銀電極の面積の増加のみで、特性を改善することができた。
【００６５】
実施例２は、領域（ＩＩＩ）の電極間平均抵抗値は１４．５ｍΩと、比較例１より０．８ｍΩ下がり、領域（Ｉ）や領域（ＩＩ）の電極間平均抵抗値との差はほぼ０である。モジュールＦＦは０．７３２となり、０．４１％改善された。すなわち、１．４％というわずかな裏面銀電極の面積の増加のみで、特性を改善することができた。ここで、実施例２は実施例１より裏面銀電極の面積の増加が少ないにもかかわらず、モジュールＦＦの改善量はより大きい。これは、領域（ＩＩＩ）の突出部７１Ｂの形状の違いによるものとも考えられる。上記の通り、領域（ＩＩＩ）の突出部７１Ｂの面積を増加させる手段として、実施例１は突出部７１Ｂの長さＬ１を大きくしたのに対し、実施例２は突出部７１Ｂの幅Ｗ１を大きくした。このことから、突出部７１Ｂの長さＬ１を長くするより幅Ｗ１を大きくするほうが、裏面銀電極７１の抵抗値の低減に効果があるものと思われる。
【００６６】
実施例３は、領域（ＩＩＩ）の電極間平均抵抗値は１３．９ｍΩと、比較例１より１．３ｍΩ下がり、領域（Ｉ）や領域（ＩＩ）の電極間平均抵抗値よりむしろ０．６〜０．７ｍΩ低い値となった。モジュールＦＦは０．７３２となり、０．４１％改善された。すなわち、４．９％というわずかな裏面銀電極の面積の増加のみで、特性を改善することができた。
【００６７】
実施例４は、領域（ＩＩＩ）の電極間平均抵抗値は１３．５ｍΩと、比較例１より１．８ｍΩ下がり、領域（Ｉ）や領域（ＩＩ）の電極間平均抵抗値よりむしろ０．９〜１．０ｍΩ低い値となった。モジュールＦＦは０．７３３となり、０．５５％改善された。すなわち、１１．８％という裏面銀電極の面積の増加で、特性を改善することができた。
【００６８】
以上のように、太陽電池セルの周辺部である領域（ＩＩＩ）に位置する裏面銀電極７１において、突出部７１Ｂの面積をわずかに大きくしてアルミニウム電極６１との接触面積を増やすことで、太陽電池セルの周辺部に位置する裏面銀電極７１の抵抗値を低下させ、他の部分の裏面銀電極７１の抵抗値と同等あるいはそれ以下にすることができた。すなわち、裏面銀電極７１の面積をあまり増加させること無しに、効果的に裏面銀電極７１とアルミニウム電極６１の接触抵抗を低減させることができた。これにより、太陽電池セルの特性を向上させ、より多くの電力を取り出すことが可能となった。特に実施例２においては、領域（ＩＩＩ）の突出部７１Ｂの幅Ｗ１を大きくして面積を増加させることにより、わずかな裏面銀電極の面積の増加のみで、特性を改善することができた。
【００６９】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２では、前記の実施形態１とは裏面銀電極の形状が異なる太陽電池セルにおいて、同様の検討を行った。本実施形態の太陽電池セルを太陽電池セル１１０とする。太陽電池セル１１０の製造方法および断面構造は、前記の実施形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００７０】
図７は、太陽電池セル１１０の裏面のアルミニウム電極１６１と裏面銀電極１７１を模式的に示したものである。裏面銀電極１７１は、太陽電池セル１１０の上部から下部に渡る長い縦長形状で、横方向に（１）、（２）、（３）の３か所に形成されている。アルミニウム電極１６１は、裏面銀電極１７１と一部重なって、裏面銀電極１７１形成領域以外の裏面全体に形成されている。ここで便宜上、裏面銀電極１７１を縦方向に（Ｉ）〜（ＩＶ）の４つの部分に分割して考える。以下では、（１）〜（３）の各列をそれぞれ領域（１）〜（３）、（Ｉ）〜（ＩＶ）の各行をそれぞれ領域（Ｉ）〜（ＩＶ）と呼ぶ。なお、図７においては、裏面銀電極１７１における領域（Ｉ）〜（ＩＶ）の境界部分を点線で示しているが、実際には裏面銀電極１７１に切れ目は無く、連続している。ここで、領域（ＩＩ）、（ＩＩＩ）より、領域（Ｉ）、（ＩＶ）の方が、裏面銀電極１７１の抵抗値が高いことが明らかになった。これは、前記の実施形態１と同様、電極の焼成工程における、加熱の不均一さが原因と思われる。なお、図７の右側の矢印Ｄ２は、電極の焼成工程における、ｐ型シリコン基板１の焼成炉中の移動方向を示したものである。移動方向Ｄ２と垂直な方向における中央部分である領域（ＩＩ）および（ＩＩＩ）と、周辺部分である領域（Ｉ）および（ＩＶ）とでは、焼成炉内の環境の影響を受け、焼成中の熱の加わり方が異なる場合があり、このような加熱の不均一さが、抵抗値の違いを引き起こしているものと思われる。
【００７１】
図８は、裏面銀電極１７１の形状とアルミニウム電極との重なりを模式的に示したものである。裏面銀電極１７１は、縦長形状の裏面銀電極中央部１７１Ａと、その両側の裏面銀電極端部１７１Ｂからなる。裏面銀電極端部１７１Ｂは、アルミニウム電極１６１の下側に形成されており、表面からは見えないので、図では点線で示している。１６１Ｈは、アルミニウム電極１６１における開口部である。開口部１６１Ｈの内側には裏面銀電極中央部１７１Ａが露出している。開口部１６１Ｈの外側では、裏面銀電極端部１７１Ｂがアルミニウム電極１６１と重なり、電気的に接続されている。裏面銀電極中央部１７１Ａにインターコネクタを取り付けた際には、主にこの裏面銀電極端部１７１Ｂを通って電流が取り出される。裏面銀電極端部１７１Ｂの幅は、裏面銀電極中央部１７１Ａの右側も左側も同一である。この幅をそれぞれＷ２とする。
【００７２】
本実施形態においても、前記の実施形態１と同様に、太陽電池セルの周辺部に該当する領域（Ｉ）や領域（ＩＶ）の部分において、裏面銀電極１７１とアルミニウム電極１６１との重なり面積を大きくして、接触抵抗を低減させる検討を行った。ここで、裏面銀電極１７１の面積を増やすと、それだけ銀ペーストの使用量が増える。銀ペーストの増加はコスト増加を招く。従って、裏面銀電極１７１の面積をあまり増加させること無しに、効果的に接触抵抗を低減させる条件を見出す必要がある。
【００７３】
以上のような観点から、実施例５〜７と、比較例２を作製し、その効果を検証した。以下、実施例５〜７および比較例２にかかる太陽電池セル１１０に関して説明する。
【００７４】
実施例５〜７および比較例２として、裏面銀電極端部１７１Ｂの幅Ｗ２を部分的に変更して、裏面銀電極１７１とアルミニウム電極１６１の重なりを変えた太陽電池セル１１０を作製した。
【００７５】
図９は、本実施形態の実施例５〜７および比較例２における裏面銀電極１７１の形状を模式的に示したものである。横幅を誇張して広く描いてある。４種類の形状があるため、それぞれ（ａ）〜（ｄ）に分けて示している。図９における裏面銀電極は、アルミニウム電極１６１の下側に形成されて通常は見えない部分も含めて図示している。また、図９においては、裏面銀電極１７１を縦方向に（Ｉ）〜（ＩＶ）の４つの領域にわけ、各領域の境界部分を点線で示しているが、実際には裏面銀電極１７１に切れ目は無く、連続している。
【００７６】
図９（ａ）の裏面銀電極１７２は、領域（Ｉ）の部分の電極の幅が、他の部分より広い。図９（ｂ）の裏面銀電極１７３は、領域（ＩＶ）の部分の電極の幅が、他の部分より広い。図９（ｃ）の裏面銀電極１７４は、領域（Ｉ）および領域（ＩＶ）の部分の電極の幅が、他の部分より広い。図９（ｄ）の裏面銀電極１７５は、図７で示した電極形状と同一であり、単純な縦長長方形形状である。裏面銀電極１７２〜１７５はそれぞれ、裏面銀電極中央部１７２Ａ〜１７５Ａと、裏面銀電極端部１７２Ｂ〜１７５Ｂからなる。裏面銀電極中央部１７２Ａ〜１７５Ａは、全て同じ形状であり、裏面銀電極端部１７２Ｂ〜１７５Ｂはそれぞれ形状が異なる。電極の幅を広くした領域では、その分アルミニウム電極１６１との接触面積が増加する。裏面銀電極１７２〜１７４において、電極の幅を広くしたのは、領域（Ｉ）および／または領域（ＩＶ）であり、これらはいずれも、太陽電池セルの周辺部に位置する領域である。実施例５〜７および比較例２の裏面銀電極１７１は、図９（ａ）〜（ｄ）のいずれかの形状を有する。以下では、図９（ａ）〜（ｄ）の形状に限らず裏面銀電極を指す場合には、裏面銀電極１７１等の符合を用い、特に図９（ａ）〜（ｄ）の裏面銀電極を区別して指す必要がある場合には、裏面銀電極１７２、裏面銀電極１７３等の符号を用いる。
【００７７】
表３は、実施例５〜７および比較例２における、裏面銀電極１７１の条件を示したものである。
【００７８】
【表３】
0005868755.tif 000004
まず、各欄の内容に関して説明する。
【００７９】
電極本数の欄は、太陽電池セル１枚当たりの裏面銀電極１７１の本数である。実施例５〜７および比較例２のいずれも、電極本数は３本である。
【００８０】
中央部の欄は、裏面銀電極中央部１７１Ａの寸法および中央部総面積を示している。中央部総面積は、電極本数分の合計である。
【００８１】
端部の欄は、裏面銀電極端部１７１Ｂの領域（Ｉ）〜（ＩＶ）ごとの幅Ｗ２と、裏面銀電極端部１７１Ｂの合計面積である端部総面積を示している。端部総面積は、電極本数分の合計である。この裏面銀電極端部１７１Ｂの面積はすなわち、裏面銀電極１７１とアルミニウム電極１６１の重なりの面積である。
【００８２】
全面積の欄は、中央部総面積と端部総面積の合計を記載している。全面積増加率の欄は、比較例２の全面積を基準とした、各実施例の全面積の増加率を、パーセント表示している。  次に、実施例５〜７および比較例２に関する裏面銀電極１７１の条件について具体的に説明する。
【００８３】
裏面銀電極中央部１７１Ａの寸法は、実施例５〜７および比較例２のいずれも同一であり、中央部総面積も同一である。
【００８４】
裏面銀電極端部１７１Ｂの条件は以下のように、実施例５〜７および比較例２の間で異なる。なお、領域（ＩＩ）および領域（ＩＩＩ）の裏面銀電極端部１７１Ｂは、実施例５〜７及び比較例２のいずれも同じ幅である。
【００８５】
実施例５の条件では、領域（Ｉ）のＷ２が、領域（ＩＩ）〜（ＩＶ）の倍の幅である。すなわち実施例５は、太陽電池セル１１０の上端部分の裏面銀電極端部１７１Ｂの面積を、他の領域の２倍としたものである。全面積は８．０％増加した。電極形状は、図９（ａ）である。
【００８６】
実施例６の条件では、領域（ＩＶ）のＷ２が、領域（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の倍の幅である。すなわち実施例６は、太陽電池セル１１０の下端部分の裏面銀電極端部１７１Ｂの面積を、他の領域の２倍としたものである。全面積は８．０％増加した。電極形状は、図９（ｂ）である。
【００８７】
実施例７の条件では、領域（Ｉ）および（ＩＶ）のＷ２が、領域（ＩＩ）および領域（ＩＩＩ）の倍の幅である。すなわち実施例７は、太陽電池セル１１０の上端部分と下端部分の両方の裏面銀電極端部１７１Ｂの面積を、他の領域の２倍としたものである。全面積は１６．０％増加した。電極形状は、図９（ｃ）である。
【００８８】
比較例２の条件では、領域（Ｉ）〜（ＩＶ）の全てでＷ２は同一である。電極形状は、図９（ｄ）である。
【００８９】
表４は、実施例５〜７および比較例２の結果を示したものである。
【００９０】
【表４】
0005868755.tif 000005
まず、各欄の内容に関して説明する。
【００９１】
電極間平均抵抗値の欄は、領域（Ｉ）〜（ＩＶ）ごとの、電極間の抵抗値の平均を示している。抵抗は、領域（Ｉ）〜（ＩＶ）のそれぞれにおいて、（１）部分と（２）部分の電極間の抵抗および（２）部分と（３）部分の電極間の抵抗を、ＨＩＯＫＩ製ミリオームテスタを使用して測定した。ここで、「領域（Ｉ）〜（ＩＶ）ごとの」とは、長さ１５３ｍｍの裏面銀電極１７１を４等分（３８．２５ｍｍずつ）し、それぞれの領域の中央（１９．１２５ｍｍ）の部分にテスタを当てて抵抗を計測したものである。また、実施例５〜７および比較例２について、それぞれ複数枚のセルを作製し、それら全てについて上記抵抗を測定し、平均した。
【００９２】
モジュールＦＦの欄は、実施例５〜７および比較例２の太陽電池セルをそれぞれ用いて、図５の構造により４２枚の直列配線を行って太陽電池モジュールを作製し、標準条件にてソーラーシミュレータによりＦＦの測定を行った結果を示している。
【００９３】
モジュールＦＦ改善率の欄は、比較例２を基準とした、モジュールＦＦの改善率を示している。
【００９４】
次に、実施例５〜７および比較例２に関する結果について具体的に説明する。
【００９５】
比較例２では、領域（ＩＩ）および領域（ＩＩＩ）に比べて、領域（Ｉ）および領域（ＩＶ）の電極間平均抵抗値が高い。すなわち、太陽電池セル１１０の上端部分と下端部分の電極間平均抵抗値が高いことがわかる。モジュールＦＦは、０．７３１であった。
【００９６】
実施例５は、比較例２と比較して、領域（Ｉ）の電極間平均抵抗値が領域（ＩＩ）および領域（ＩＩＩ）と同程度にまで下がっている。すなわち、領域（Ｉ）のＷ２を比較例２の倍の幅とした効果が現れている。領域（ＩＶ）の電極間平均抵抗値は、比較例２と同程度のままである。モジュールＦＦは０．７３３となり、０．２７％改善された。すなわち、８．０％というわずかな裏面銀電極の面積の増加のみで、特性を改善することができた。
【００９７】
実施例６は、比較例２と比較して、領域（ＩＶ）の電極間平均抵抗値が領域（ＩＩ）および領域（ＩＩＩ）と同程度にまで下がっている。すなわち、領域（ＩＶ）のＷ２を比較例２の倍の幅とした効果が現れている。領域（Ｉ）の電極間平均抵抗値は、比較例２と同程度のままである。モジュールＦＦは０．７３３となり、０．２７％改善された。すなわち、８．０％というわずかな裏面銀電極の面積の増加のみで、特性を改善することができた。
【００９８】
実施例７は、比較例２と比較して、領域（Ｉ）および（ＩＶ）の電極間平均抵抗値が領域（ＩＩ）および領域（ＩＩＩ）と同程度にまで下がり、全領域で電極間平均抵抗値がほぼ同程度になった。すなわち、領域（Ｉ）および領域（ＩＶ）のＷ２を比較例２の倍の幅とした効果が現れている。モジュールＦＦは０．７３４となり、０．４１％改善された。すなわち、１６．０％という裏面銀電極の面積の増加で、特性を改善することができた。
【００９９】
以上のように、太陽電池セルの周辺部である領域（Ｉ）や領域（ＩＶ）において、裏面銀電極端部１７１Ｂの面積をわずかに大きくしてアルミニウム電極１６１との接触面積を増やすことで、太陽電池セルの周辺部における裏面銀電極１７１の抵抗値を低下させ、他の部分の裏面銀電極１７１の抵抗値と同等にすることができた。すなわち、裏面銀電極１７１の面積をあまり増加させること無しに、効果的に裏面銀電極１７１とアルミニウム電極１６１の接触抵抗を低減させることができた。これにより、太陽電池セルの特性を向上させ、より多くの電力を取り出すことが可能となった。
【０１００】
上記の実施形態１および２では、多結晶のシリコン基板を用いて太陽電池セルを作製した。しかし本発明は、単結晶のシリコン基板を用いた太陽電池セルにも適用可能である。
【０１０１】
上記の実施形態１および２では、図２および図７に示したように、電極の焼成工程においてＤ１あるいはＤ２の方向にｐ型シリコン基板１を移動させている。これにより、実施形態１では領域（ＩＩＩ）が、実施形態２では領域（Ｉ）と（ＩＶ）が、焼成工程における周辺部分であった。しかし、電極の焼成工程における移動方向を９０°変更した場合、実施形態１および２共に、領域（１）と（３）が、焼成工程における周辺部分となる。この場合は、領域（１）と（３）における裏面銀電極とアルミニウム電極との重なり面積を増やすことが有効と考えられる。
【０１０２】
上記の実施形態２においては、図９（ａ）〜（ｃ）のように、裏面銀電極の幅が階段状に変化する形状とした。しかし、より滑らかに幅が変化する形状であっても良い。例えば、図９（ｃ）の裏面銀電極の形状の代わりに、裏面銀電極の中央から上端および下端に向かって徐々に幅が広くなる形状としても良い。
【０１０３】
上記の実施形態１および２にかかる太陽電池セルは、裏面銀電極の上に重なるようにアルミニウム電極を形成していた。しかしこれとは逆に、アルミニウム電極の上に重なるように裏面銀電極を形成した太陽電池セルに対しても、本発明を適用可能である。
【０１０４】
上記の実施形態１および２における裏面銀電極の形状や、裏面銀電極とアルミニウム電極との重なり面積を増やす手段は、組み合わせて用いることも可能である。例えば、実施形態２のように太陽電池セルの上部から下部に渡る長い縦長形状の裏面銀電極に、実施形態１のような突出部を設け、太陽電池セルの周辺部において突出部の面積を大きくしても良い。
【０１０５】
さらに本発明は、上記の実施形態１および実施形態２で述べた裏面銀電極の形状に限らず、それ以外の形状の裏面銀電極に対しても適用可能である。また、上記の実施形態１および実施形態２で述べた裏面銀電極とアルミニウム電極との重なり面積を増やす手段以外の手段を用いても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１  ｐ型シリコン基板
２  ｎ型ドーパント拡散層
３  反射防止膜
４  ｐ型ドーパント拡散層
６  アルミニウムペースト
７、８  銀ペースト
１０  太陽電池セル
３０  太陽電池モジュール
３１  透明基板
３２  裏面保護シート
３３  封止材
３４  インターコネクタ
６１  アルミニウム電極
６１Ｈ  開口部
７１、７２、７３  裏面銀電極
７１Ａ、７２Ａ、７３Ａ  裏面銀電極本体部
７１Ｂ、７２Ｂ、７３Ｂ  突出部
８１  受光面銀電極
８２  メイン電極
８３  サブグリッド電極
１１０  太陽電池セル
１６１  アルミニウム電極
１６１Ｈ  開口部
１７１、１７２、１７３，１７４、１７５  裏面銀電極
１７１Ａ、１７２Ａ、１７３Ａ，１７４Ａ、１７５Ａ  裏面銀電極中央部
１７１Ｂ、１７２Ｂ、１７３Ｂ，１７４Ｂ、１７５Ｂ  裏面銀電極端部
【図１】
0005868755.tif 000006
【図２】
0005868755.tif 000007
【図３】
0005868755.tif 000008
【図４】
0005868755.tif 000009
【図５】
0005868755.tif 000010
【図６】
0005868755.tif 000011
【図７】
0005868755.tif 000012
【図８】
0005868755.tif 000013
【図９】
0005868755.tif 000014
【図１０】
0005868755.tif 000015
【図１１】
0005868755.tif 000016
【図１２】
0005868755.tif 000017