(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面側である一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、
前記一面側に電極材料ペーストの印刷により形成されて前記不純物拡散層に電気的に接続するペースト電極であって前記半導体基板の面方向における特定方向に平行に延在して線状形状を有する複数本の受光面側電極と、
前記半導体基板の他面側に形成された裏面側電極と、
を備え、
前記不純物拡散層は、前記半導体基板の面方向において、前記特定方向に平行に延在して前記受光面側電極の下部領域および該下部領域から広がった周辺領域であって前記不純物元素を第１の濃度で含んで線状形状を有する複数本の第１不純物拡散層と、前記不純物元素を前記第１の濃度よりも低い第２の濃度で含む第２不純物拡散層とを有し、
前記複数本の第１不純物拡散層において、前記第１不純物拡散層の幅方向において特定の基準位置に近づくにしたがってそれぞれの前記第１不純物拡散層の幅が細くなること、
を特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記複数本の受光面側電極は、幅が同一であり、それぞれの下部領域に配置された前記第１不純物拡散層の幅よりも細いこと、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記特定の基準位置は、前記第１不純物拡散層における前記第１不純物拡散層と前記受光面側電極との位置合わせ精度が最も高い位置であること、
を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
第１導電型の半導体基板の受光面側となる一面側に第２導電型の不純物元素を拡散して、前記半導体基板の面方向において特定方向に平行に延在して前記不純物元素を第１の濃度で含み線状形状を有する複数本の第１不純物拡散層と、前記不純物元素を前記第１の濃度よりも低い第２の濃度で含む第２不純物拡散層とからなる不純物拡散層を前記半導体基板の一面側に形成する第１工程と、
前記特定方向に平行に延在して前記第１不純物拡散層に電気的に接続する線状形状の複数本の受光面側電極をスクリーン印刷による電極材料ペーストの印刷により前記第１不純物拡散層上に形成する第２工程と、
前記半導体基板の他面側に電気的に接続する裏面側電極を前記半導体基板の他面側に形成する第３工程と、
を含み、
前記第１工程では、
前記第１不純物拡散層の幅方向において特定の基準位置に近づくにしたがってそれぞれ幅が細くなるパターンで前記第１不純物拡散層を複数本形成し、
前記第２工程では、
前記電極材料ペーストを、前記第１不純物拡散層の幅方向において前記特定の基準位置に最も近い前記第１不純物拡散層の幅よりも細い同一幅の複数の開口パターンを同一間隔で並列に有する印刷マスクを用いて、前記第１不純物拡散層の幅方向において前記特定の基準位置に最も近い前記第１不純物拡散層と該第１不純物拡散層の位置に対応する前記開口パターンとの位置を合わせて、前記複数本の第１不純物拡散層上に印刷すること、
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第１工程では、
前記第１不純物拡散層のパターンにおける既定の複数箇所に位置合わせ用の第１アライメントマーク部を形成し、
前記第２工程では、
前記電極材料ペーストの印刷パターンにおいて前記第１アライメントマーク部の位置に対応する既定の複数箇所に設けられる位置合わせ用の第２アライメントマーク部を、対応する位置の前記第１アライメントマーク部に位置合わせして前記第１不純物拡散層上に前記電極材料ペーストを印刷し、
前記特定の基準位置が、前記第１アライメントマーク部と前記第２アライメントマーク部との位置合わせによる、前記第１不純物拡散層のパターンと前記開口パターンとの前記第１不純物拡散層の幅方向における位置合わせ精度が最も高い位置であること、
を特徴とする請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１つに記載の太陽電池の少なくとも２つ以上が電気的に直列または並列に接続されてなること、
を特徴とす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、太陽電池およびその製造方法、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体結晶基板を用いたバルク型太陽電池の電極の形成には、コストメリットの大きいスクリーン印刷法が用いられている。スクリーン印刷法においては、たとえば銀粒子、樹脂、ガラスフリットおよび溶剤等からなる電極ペーストが使用される。スクリーン印刷法は、所定のパターンが形成された印刷マスク上に電極ペーストが供給され、印刷マスク上における印刷スキージの移動により印刷マスクを通して被印刷物（半導体基板）に電極ペーストが転写されることにより印刷される。そして、半導体基板に印刷された電極ペーストが、該電極ペーストの材料に応じた所定の温度で焼成されることによって、所望のパターンを有する電極が得られる。【０００３】
太陽電池の電極形成においては、受光面に太陽光を多く取り入れるために、半導体基板の受光面側の面積に占める電極面積の割合を小さくすることが求められる。さらに、低抵抗率の電極を形成するためには、電極の断面積を大きくする必要がある。このため、太陽電池の電極形成においては、電極幅が細く、電極高さの高い、高アスペクト比の電極を形成することが要求される。【０００４】
スクリーン印刷法を用いて高アスペクト比の電極を得るために、電極ペーストを複数回印刷して多層電極を形成する方法がある。この方法では、まず第１層目となる電極ペーストを基板上に印刷して所定の温度で焼成または乾燥させる。その後、第２層目となる電極ペーストを第１層目の電極ペースト上に重ね合わせ印刷を行い、再度所定の温度で焼成または乾燥を行う。以降、所望の電極高さが得られるまで重ね合わせ印刷を繰り返し、多層電極を形成する。【０００５】
一方、重ね合わせ印刷を用いて電極部分を形成する太陽電池構造にセレクティブエミッタ構造がある。この構造においては、太陽電池の光電変換効率を上げるために、半導体基板の受光面側の電極よりも広い領域に高濃度のドーピング層（低抵抗拡散層、以下テラスと呼ぶ場合がある）を形成してシート抵抗を低くすることで導電性を上げる。また、半導体基板の受光面側におけるテラス以外の領域に低濃度のドーピング層（高抵抗拡散層）を形成して電子の再結合を抑制する。セレクティブエミッタ構造の場合は、低抵抗拡散層の上に受光面側電極形成用の電極ペーストを重ね合わせ印刷して、受光面側電極を形成する。【０００６】
一般的に電極ペーストの重ね合わせ印刷を行う場合は、ある特定形状のアライメントマークが用いられる。例えば電極ペーストを２回重ね合わせて印刷する場合は、あらかじめ画像印刷装置に参照画像として第２層目のアライメントマークの形状データと位置データとが登録される。そして、第１層目の印刷物（電極ペースト）を半導体基板の表面に印刷すると同時に、前述のアライメントマークと同じ形状のアライメントマークが半導体基板の表面に印刷される。【０００７】
つぎに、第２層目の電極ペーストの印刷を行う際には、先に画像印刷装置に記憶させておいた第２層目のアライメントマークの位置データと、第１層目の電極ペーストとともに印刷される同一形状のアライメントマークの位置データとが一致するように印刷ステージが微調整された後に、第２層目の電極ペーストの印刷が行われる。このとき、第１層目の電極ペースト上に重ね合わせる第２層目の電極ペーストの印刷位置は、アライメントマークの位置で決定される位置決め基準点から合わせ込まれる。この動作を任意の回数繰り返して電極部分を形成する。そして、この動作を電極ペーストを重ね合わせる任意の回数だけ繰り返すことにより、電極が形成される。【０００８】
このような重ね合わせ印刷を行って電極の形成を行う場合に、低抵抗拡散層（テラス）または先に印刷された電極ペースト部分（下層電極ペースト部分）から、次に印刷される電極ペースト部分（上層電極ペースト部分）がはみ出す（印刷ずれ）と、太陽電池セルの光電変換効率が低下する。すなわち、受光面側電極が低抵抗拡散層（テラス）からはみ出して高抵抗拡散層にかかると、受光面側電極と基板とのコンタクト抵抗が増加して太陽電池セルの特性低下を引き起こし、太陽電池セルの光電変換効率が低下する。また、下層電極ペースト部分から、上層電極ペースト部分がはみ出している場合には、受光面積が減少し、太陽電池セルの光電変換効率が低下する。このため、下層電極ペースト部分と上層電極ペースト部分とにおいては高い重ね合わせ印刷精度が必要である。したがって、この高い重ね合わせ印刷精度を妨げる誤差を抑制することが重要である。【０００９】
その反面、重ね合わせ印刷精度の誤差を全て無くすことは現実的に不可能である。このため、現実に生じる誤差に対して、重ね合わせ自体が破綻しない様に尤度（マージン）を設けて対処することも同様に重要である。【００１０】
重ね合わせ印刷精度の誤差を生む要素には、設計誤差や製造誤差など様々の要素がある。しかし、重ね合わせ印刷精度の誤差は、ある特定点からの位置関係という要素と相関を持つ傾向、たとえば印刷時に用いられる印刷の基準点からの距離などと相関を持つ傾向がある。このような要素として、たとえば繰り返し使用に伴う印刷マスクの伸延（伸び）と回転誤差が挙げられる。これらの何れも、印刷位置合わせの際に基準とする基準点からの距離に応じて増減する。【００１１】
前者は、印刷マスクを繰り返し使用している間に、スクリーンの弾性変形のごく一部が戻らず不可逆化することにより生じるものであり、基本的には単位長さあたりの変形率に基準点からの距離と相関関係を有する。また後者は、重ね合わせた電極ペーストのパターン全体が回転方向における角度から見て持ちうる誤差であり、これは生じる角度誤差と基準点から各点までの距離に比例する。これらの何れも、一般的に基準点からの距離が近い地点では誤差が小さく、基準点からの距離が遠い地点では誤差が大きくなる。このような性質を持つため、場所によって誤差を飛躍的に増大させる危険性を有しており、他種類の誤差因子にも増して、適切な対処が重要となる。【００１２】
このような問題に対して、たとえば特許文献１では、印刷マスクの伸びや歪みを抑える方法が提案されている。特許文献１では、合成樹脂系スクリーンメッシュと金属系等の剛性材料系スクリーンメッシュとを有するコンビネーション印刷マスクにおいて、剛性材料系スクリーンメッシュの面積割合をスクリーンメッシュ面積全体の４０％以下にすることにより、印刷回数増加による印刷マスクの伸びや歪みなどを抑えている。これは誤差自体を抑制する試みである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１１−２４０６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記特許文献１の方法においても印刷マスクの伸びや歪みを完全に抑えることはできず、繰り返し使用に伴う印刷マスクの伸延が発生する、という問題があった。【００１５】
上述したように、スクリーン印刷法により重ね合わせ印刷を繰り返し行うと、印刷マスクの伸びや歪み、または角度誤差等により印刷誤差が発生する。低抵抗拡散層（テラス）または下層電極ペースト部分と、上層電極ペースト部分との位置決めは、位置決め基準点側から合わせ込まれる。このため、印刷マスクの伸びや歪み等が発生していても、位置決め基準点側、すなわち位置決め基準点に近い位置では、重ね合わせ印刷精度が高く、上層電極ペースト部分の印刷ずれが小さい。しかし、位置決め基準点から離れるにしたがって、これら誤差により上層電極ペースト部分の印刷位置のずれが徐々に大きくなり、印刷ずれのリスクが高まる。【００１６】
一般的に、太陽電池の受光面側電極は、数本のバス電極と複数本のグリッド電極とから構成されている。従来、グリッド電極の下部に相当する低抵抗拡散層（テラス）または下層電極の印刷幅は全て同じ幅で印刷されている。このため、低抵抗拡散層（テラス）または下層電極ペースト部分の幅を細くしていくと、位置決め基準点から離れた場所において印刷ずれが発生して重ね合せ自体が破綻する。この場合には、太陽電池の特性が低下する。このような印刷ずれを防ぐ為に尤度を大きく取ると、逆にこれが律則となり、位置決め基準点側の低抵抗拡散層（テラス）または下層電極ペースト部分に細線化の余地があっても、不必要な印刷幅を低抵抗拡散層（テラス）または下層電極ペースト部分に持たせなければならなかった。【００１７】
そして、低抵抗拡散層（テラス）の不必要な幅部分、すなわち受光面側電極からはみ出した部分は、半導体基板における電子の再結合が増加する要因となり、太陽電池の光電変換効率の低下の原因となっていた。また、下層電極ペースト部分の不必要な幅部分は、半導体基板の受光面側における電極面積が増加する要因となり、太陽電池の光電変換効率の低下の原因となっていた。【００１８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電極の印刷ずれが防止されて光電変換効率に優れた太陽電池およびその製造方法、太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池は、受光面側である一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、前記一面側に電極材料ペーストの印刷により形成されて前記不純物拡散層に電気的に接続するペースト電極であって前記半導体基板の面方向における特定方向に平行に延在して線状形状を有する複数本の受光面側電極と、前記半導体基板の他面側に形成された裏面側電極と、を備え、前記不純物拡散層は、前記半導体基板の面方向において、前記特定方向に平行に延在して前記受光面側電極の下部領域および該下部領域から広がった周辺領域であって前記不純物元素を第１の濃度で含んで線状形状を有する複数本の第１不純物拡散層と、前記不純物元素を前記第１の濃度よりも低い第２の濃度で含む第２不純物拡散層とを有し、前記複数本の第１不純物拡散層において、前記第１不純物拡散層の幅方向において特定の基準位置に近づくにしたがってそれぞれの前記第１不純物拡散層の幅が細くなること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電極の印刷ずれが防止されて光電変換効率に優れた太陽電池が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１−１】図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を示す図であり、受光面側から見た太陽電池セルの上面図である。
【図１−２】図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を示す図であり、裏面（受光面と反対側の面）側から見た太陽電池セルの下面図である。
【図１−３】図１−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を示す図であり、図１−１のＡ−Ａ方向における太陽電池セルの要部断面図である。
【図２−１】図２−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−２】図２−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−３】図２−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−４】図２−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−５】図２−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−６】図２−６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−７】図２−７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−８】図２−８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−９】図２−９は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図３−１】図３−１は、半導体基板の一面側にｎ型ドーピングペーストが印刷された状態を示す平面図である。
【図３−２】図３−２は、図３−１における特定領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図４】図４は、実施の形態１でペーストの印刷に用いられる重ね合わせ印刷可能なスクリーン印刷装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、半導体基板の位置合わせ用の参照画像として画像処理装置に登録されたアライメントマーク部を示す図である。
【図６−１】図６−１は、半導体基板の一面側に第１ｎ型不純物拡散層が形成された状態を示す平面図である。
【図６−２】図６−２は、図６−１における特定領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図７−１】図７−１は、半導体基板の一面側に銀ペーストが印刷された状態を示す平面図である。
【図７−２】図７−２は、図７−１における特定領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図８−１】図８−１は、半導体基板の一面側に第１ｎ型不純物拡散層が形成された他の状態を示す平面図である。
【図８−２】図８−２は、図８−１における特定領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図８−３】図８−３は、図８−１における特定領域において銀ペーストが印刷された状態を示す平面図である。
【図９−１】図９−１は、半導体基板の一面側に第１層目の銀ペーストが印刷された状態を示す平面図である。
【図９−２】図９−２は、図９−１における特定領域を拡大して示す要部拡大図である。
【図１０−１】図１０−１は、半導体基板の一面側に第２層目の銀ペーストが印刷された状態を示す平面図である。
【図１０−２】図１０−２は、図１０−１における特定領域を拡大して示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明にかかる太陽電池およびその製造方法、太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。
【００２３】
実施の形態１．
図１−１〜図１−３は、実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を示す図であり、図１−１は、受光面側から見た太陽電池セルの上面図、図１−２は、裏面（受光面と反対側の面）側から見た太陽電池セルの下面図、図１−３は、図１−１のＡ−Ａ方向における太陽電池セルの要部断面図である。
【００２４】
本実施の形態にかかる太陽電池セル１においては、第１の導電型の半導体基板２であるｐ型多結晶シリコン基板の受光面側に、ダイオード特性を得るためにリン拡散によって第２の導電型のｎ型不純物拡散層３が厚み０．２μｍ程度で形成されて、ｐｎ接合を有する半導体基板１１が形成されている。ｎ型不純物拡散層３上には、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる反射防止膜４が形成されている。なお、第１の導電型の半導体基板２としてはｐ型多結晶のシリコン基板に限定されず、ｐ型単結晶のシリコン基板やｎ型の多結晶のシリコン基板、ｎ型の単結晶シリコン基板、太陽電池用基板に使用可能なその他の半導体基板を用いてもよい。
【００２５】
また、半導体基板１１（ｎ型不純物拡散層３）の受光面側の表面には、光利用率を向上させるために、テクスチャー構造として微小凹凸（図示せず）が１０μｍ程度の深さで形成されている。微小凹凸は、受光面において外部からの光を吸収する面積を増加し、受光面における反射率を抑え、光を閉じ込める構造となっている。反射防止膜４は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）や酸化チタン膜（ＴｉＯ２膜）などの絶縁膜からなる。
【００２６】
また、半導体基板１１の受光面側には、長尺細長の線状形状の表銀グリッド電極５が複数並べて設けられ、この表銀グリッド電極５と導通する太い表銀バス電極６が該表銀グリッド電極５と略直交するように設けられている。表銀グリッド電極５および表銀バス電極６は、それぞれ底面部においてｎ型不純物拡散層３に電気的に接続している。表銀グリッド電極５および表銀バス電極６は銀材料により構成されている。表銀グリッド電極５および表銀バス電極６は、反射防止膜４に囲まれて形成されている。
【００２７】
表銀グリッド電極５は、複数本が所定の幅および所定間隔で略平行に配置され、半導体基板１１の内部で発電した電気を集電する。また、表銀バス電極６は、表銀グリッド電極５よりも太い所定の幅を有するとともに太陽電池セル１枚当たりに例えば２本〜４本配置され、表銀グリッド電極５で集電した電気を外部に取り出す。実施の形態１においては、表銀バス電極６の本数は４本とされている。そして、表銀グリッド電極５と表銀バス電極６とにより櫛形状のペースト電極（第１電極）である受光面側電極１２が構成される。受光面側電極１２は、半導体基板１１に入射する太陽光を遮ってしまうため、可能なかぎり面積を小さくすることが発電効率向上の観点では望ましい。
【００２８】
ここで、太陽電池セル１においては、ｎ型不純物拡散層３として２種類の層が形成されてセレクティブエミッタ構造が形成されている。すなわち、半導体基板１１の受光面側の表層部において、受光面側電極１２の下部領域およびその近傍領域には、ｎ型の不純物元素が高濃度（第１の濃度）に拡散された高濃度不純物拡散層（低抵抗拡散層）である第１ｎ型不純物拡散層３ａが形成されている。受光面側電極１２は、第１ｎ型不純物拡散層３ａ上に、該第１ｎ型不純物拡散層３ａからはみ出すことなく形成されている。また、すべての表銀グリッド電極５は、第１ｎ型不純物拡散層３ａ上に同じ幅で形成されている。
【００２９】
また、半導体基板１１の受光面側の表層部において、第１ｎ型不純物拡散層３ａが形成されていない領域には、ｎ型の不純物元素が第１の濃度よりも低い低濃度（第２の濃度）に拡散された低濃度不純物拡散層（高抵抗拡散層）である第２ｎ型不純物拡散層３ｂが形成されている。このようなセレクティブエミッタ構造が形成されることにより、受光面側電極１２とｎ型不純物拡散層３とのコンタクト抵抗を低減することができ、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。
【００３０】
一方、半導体基板１１の裏面（受光面と反対側の面）には、アルミニウム材料からなる裏アルミニウム電極７が全体にわたって設けられ、また銀材料からなる裏銀電極８が取り出し電極としてたとえば表銀グリッド電極５と略同一方向に延在して設けられている。そして、裏アルミニウム電極７と裏銀電極８とにより第２電極である裏面側電極１３が構成される。
【００３１】
また、半導体基板１１の裏面側の表層部であって裏アルミニウム電極７の下部には、焼成によるアルミニウム（Ａｌ）とシリコン（Ｓｉ）との合金層（図示せず）が形成され、その下にはアルミニウム拡散による高濃度不純物を含んだｐ＋層（ＢＳＦ：Back  Surface  Field）（図示せず）が形成されている。ｐ＋層（ＢＳＦ）は、ＢＳＦ効果を得るために設けられ、ｐ型層（半導体基板２）中の電子が消滅しないようにバンド構造の電界でｐ型層（半導体基板２）の電子濃度を高めるようにする。
【００３２】
このように構成された太陽電池セル１では、太陽光が太陽電池セル１の受光面側から半導体基板１１のｐｎ接合面（半導体基板２とｎ型不純物拡散層３との接合面）に照射されると、ホールと電子が生成する。ｐｎ接合部の電界によって、生成した電子はｎ型不純物拡散層３に向かって移動し、ホールはｐ＋層に向かって移動する。これにより、ｎ型不純物拡散層３に電子が過剰となり、ｐ＋層にホールが過剰となる結果、光起電力が発生する。この光起電力はｐｎ接合を順方向にバイアスする向きに生じ、ｎ型不純物拡散層３に接続した受光面側電極１２がマイナス極となり、ｐ＋層に接続した裏アルミニウム電極７がプラス極となって、図示しない外部回路に電流が流れる。
【００３３】
上述した実施の形態１にかかる太陽電池セル１では、第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンは、図１−１中のＸ方向において、位置決め基準点に近づくにしたがって櫛歯状の表銀グリッド電極５に対応した櫛歯状のパターンがそれぞれ細くなる。図１−１では、反射防止膜４を透過して第１ｎ型不純物拡散層３ａを示している。図１−１においては、位置決め基準点を×印で示している（以下も図面において同様）。ここでは、半導体基板１１の面内における中央部が位置決め基準点となっている。したがって、図１−１中のＸ方向における左端に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン３ａＬの幅、および図１−１中のＸ方向における右端に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン３ａＲの幅が最も太くなる。また、図１−１中および図１−３中のＸ方向における中央に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン３ａＣの幅が最も細くなっている。なお、位置決め基準点および第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンの詳細については後述する。
【００３４】
また、表銀グリッド電極５は、全て同じ幅で形成されている。また、隣接する表銀グリッド電極５間隔は、全て同じ間隔とされている。そして、すべての表銀グリッド電極５は、該表銀グリッド電極５の下部に形成された第１ｎ型不純物拡散層３ａからはみ出すことなく形成されている。
【００３５】
また、図１−１中のＸ方向における左端の表銀グリッド電極５には、延在方向の中央部の領域Ｂにアライメントマーク部５１Ｌが銀ペーストにより印刷形成されている。また、図１−１中のＸ方向における右端の表銀グリッド電極５には、延在方向の中央部の領域Ｄにアライメントマーク部５１Ｒが銀ペーストにより印刷形成されている。
【００３６】
以下、上記のように構成された本実施の形態にかかる太陽電池セル１の製造方法について図面に沿って説明する。図２−１〜図２−９は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１の製造工程の一例を説明するための断面図である。
【００３７】
まず、半導体基板２として例えば数百μｍ厚のｐ型単結晶シリコン基板を用意し、基板洗浄が行われる（図２−１）。ｐ型単結晶シリコン基板は、溶融したシリコンを冷却固化してできたインゴットをワイヤーソーでスライスして製造するため、表面にスライス時のダメージが残っている。そこで、ｐ型単結晶シリコン基板をフッ酸などの酸または加熱したアルカリ溶液中、例えば水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して表面の１５μｍ程度の厚みをエッチングすることにより、シリコン基板の切り出し時に発生してｐ型単結晶シリコン基板の表面近くに存在するダメージ領域を取り除く。その後、ｐ型単結晶シリコン基板の表面をフッ酸および純水で洗浄する。その後、純水で洗浄する。
【００３８】
ダメージ除去に続いて、例えば水酸化ナトリウムとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）との混合溶液にｐ型単結晶シリコン基板を浸漬して該ｐ型単結晶シリコン基板の異方性エッチングが行われる。これにより、ｐ型単結晶シリコン基板の受光面側の表面にたとえば１０μｍ程度の深さの微小凹凸（図示せず）からなるテクスチャー構造が形成される。このようなテクスチャー構造をｐ型単結晶シリコン基板の受光面側に設けることで、太陽電池セル１の表面側で光の多重反射を生じさせ、太陽電池セル１に入射する光を効率的に半導体基板１１の内部に吸収させることができ、実効的に反射率を低減して変換効率を向上させることができる。アルカリ溶液で、ダメージ層の除去およびテクスチャー構造の形成を行う場合は、アルカリ溶液の濃度をそれぞれの目的に応じた濃度に調整し、連続処理をする場合がある。また、反応性イオンエッチング(ＲＩＥ：Reactive  Ion  Etching)などドライエッチングプロセスでｐ型多結晶シリコン基板の表面に１μｍ〜３μｍ程度の深さの微小凹凸を形成してもよい。
【００３９】
つぎに、拡散処理を行って半導体基板２にｐｎ接合が形成される。すなわち、リン（Ｐ）等のＶ族元素を半導体基板２に拡散等させることにより、数百ｎｍ厚のｎ型不純物拡散層３が半導体基板２に形成される。
【００４０】
まず、半導体基板２の受光面側となる一面側において後の工程で受光面側電極１２が形成される領域に、ｎ型ドーピングペースト２１が塗布される（図２−２）。ｎ型ドーピングペースト２１は、ｎ型のドーピング材としてリン（Ｐ）等のＶ族元素およびその化合物を数パーセント含む樹脂と有機溶剤からなるペーストで構成されている。本実施の形態では、ｎ型ドーピングペースト２１はドーピング材としてリン（Ｐ）を含む。ｎ型ドーピングペースト２１の塗布には、たとえばスクリーン印刷法が用いられる。
【００４１】
スクリーン印刷に用いられる印刷マスクは、たとえばアルミニウム合金などからなる印刷マスク枠間に金属メッシュが所定の張力で張設・支持されている。すなわち、印刷マスク枠は、印刷マスクの外周縁部に印刷マスクの外周に沿って設けられて金属メッシュを保持する。金属メッシュは、印刷パターンに対応した開口部を除く部分に感光性樹脂膜（乳剤）が被着されている。ここでの開口部の形状は、半導体基板２の面方向において受光面側電極１２のパターンを含んで構成される第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンである。
【００４２】
ｎ型ドーピングペースト２１は、図３−１および図３−２に示すように櫛形状に印刷される。この櫛形状のパターンは、半導体基板２の面方向において、後の工程で形成される複数本の表銀グリッド電極５と数本の表銀バス電極６とからなる受光面側電極１２のパターンを包含するパターンとされる。すなわち、この櫛形状のパターンは、受光面側電極１２下部領域および該下部領域から広がった周辺領域を含む。図３−１は、半導体基板２の一面側にｎ型ドーピングペースト２１が印刷された状態を示す平面図である。図３−２は、図３−１における領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄを拡大して示す要部拡大図である。図３−２において、（ａ）は領域Ｂを、（ｂ）は領域Ｃを、（ｃ）は領域Ｄをそれぞれ拡大して示している。
【００４３】
ここで、ｎ型ドーピングペースト２１は、表銀グリッド電極５の幅方向（図３−１中のＸ方向）における特定の位置に近づくにしたがって、表銀グリッド電極５に対応した櫛歯状の部分の幅がそれぞれ細くなるパターンで印刷される。実施の形態１では、ｎ型ドーピングペースト２１の印刷パターンにおいて、図３−１中のＸ方向における中央に位置する櫛歯状のｎ型ドーピングペーストの印刷パターン２１Ｃ（以下、中央印刷パターン２１Ｃと呼ぶ場合がある）が特定の位置とされている。そして、ｎ型ドーピングペースト２１の印刷パターンにおける他の櫛歯状の部分は、図３−１中のＸ方向において、中央印刷パターン２１Ｃに近づくにしたがって櫛歯状の印刷パターンがそれぞれ細くなる。したがって、図３−１中のＸ方向における左端に位置する櫛歯状のｎ型ドーピングペーストの印刷パターン２１Ｌ（以下、左端印刷パターン２１Ｌと呼ぶ場合がある）およびＸ方向における右端に位置する櫛歯状のｎ型ドーピングペーストの印刷パターン２１Ｒ（以下、右端印刷パターン２１Ｒと呼ぶ場合がある）の印刷幅が最も太くなる。すなわち、左端印刷パターン２１Ｌおよび右端印刷パターン２１Ｒの幅ａが最も太くなる。また、中央印刷パターン２１Ｃの幅ｂが最も細くなる。
【００４４】
また、ｎ型ドーピングペースト２１の印刷時に、図３−１および図３−２に示すように、半導体基板２の対向する一対の２辺の櫛歯状の部分である左端印刷パターン２１Ｌにおける延在方向の中央部の領域Ｂにアライメントマーク部２２Ｌがｎ型ドーピングペースト２１により印刷される。アライメントマーク部２２Ｌは、たとえば左端印刷パターン２１Ｌから突出した特定の形状にｎ型ドーピングペースト２１により印刷される。
【００４５】
また、ｎ型ドーピングペースト２１の印刷時に、図３−１および図３−２に示すように、半導体基板２の対向する一対の２辺の櫛歯状の部分である右端印刷パターン２１Ｒにおける延在方向の中央部の領域Ｄにアライメントマーク部２２Ｒがｎ型ドーピングペースト２１により印刷される。アライメントマーク部２２Ｒは、たとえば右端印刷パターン２１Ｒから突出した特定の形状にｎ型ドーピングペースト２１により印刷される。
【００４６】
アライメントマーク部２２Ｌおよびアライメントマーク部２２Ｒは、後の電極印刷工程において、ドーピングペースト印刷部分に電極を精度良く重ね合わせるために用いられる。ｎ型ドーピングペースト２１の印刷後、半導体基板２を乾燥炉に投入し、該ｎ型ドーピングペースト２１をたとえば２５０℃で乾燥させる。
【００４７】
図４は、実施の形態１でペーストの印刷に用いられる重ね合わせ印刷可能なスクリーン印刷装置の概略構成を示す模式図である。このスクリーン印刷装置においては、可動式の印刷ステージ３１の上に被印刷物３２（半導体基板２）が載置される。印刷ステージ３１は、図４に示すＸ方向、Ｙ方向、θ方向に自在に可動とされている。ここで、Ｘ方向は、図３−１中のＸ方向に対応している。Ｘ方向とＹ方向とは、印刷ステージ３１の面方向において直交する方向である。通常、四角形状の半導体基板２は、対向する二対の辺の延在方向がそれぞれＸ方向とＹ方向とに合わせられ、印刷面を上にして印刷ステージ３１上に載置される。また、θ方向は、印刷ステージ３１の面方向における回転方向である。
【００４８】
半導体基板２の一面上には、上述したようにアライメントマーク部２２Ｌおよびアライメントマーク部２２Ｒが印刷される。そして、このスクリーン印刷装置においては、アライメントマーク部２２Ｌおよびアライメントマーク部２２Ｒのそれぞれの上部に、各アライメントマーク部を認識する固定カメラ３３がそれぞれ配置されている。固定カメラ３３は、画像処理装置３４に接続されている。画像処理装置３４は、固定カメラ３３で撮影した画像を記憶する。画像処理装置３４には、図５に示すように、半導体基板２の位置合わせ用の参照画像３５として、あらかじめアライメントマーク部３５Ｌおよびアライメントマーク部３５Ｒの形状データと位置データとが登録される。アライメントマーク部３５Ｌは後の電極ペーストと同時に印刷されるアライメントマーク部５１Ｌに、アライメントマーク部３５Ｒは後の電極ペーストと同時に印刷されるアライメントマーク部５１Ｒに、それぞれ対応する。図５は、半導体基板２の位置合わせ用の参照画像３５として画像処理装置３４に登録されたアライメントマーク部を示す図である。
【００４９】
つぎに、ｎ型ドーピングペースト２１が塗布された半導体基板２が熱拡散炉へ投入され、ドーパント（リン）の熱拡散工程が行われる。この工程では、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガス中で気相拡散法により高温で熱拡散によりリンを拡散させる。ここで、ｎ型ドーピングペースト２１には、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガスよりもドーパント（リン）が高濃度で含有されている。このため、半導体基板２の一面側において、ｎ型ドーピングペースト２１が印刷されている領域の下部には、その他の領域よりも多くのドーパント（リン）の熱拡散が行われる。これにより、半導体基板２の一面側の表面におけるｎ型ドーピングペースト２１の印刷領域の下部領域へ、ｎ型ドーピングペースト２１からドーパント（リン）が高濃度（第１の濃度）に熱拡散されて第１ｎ型不純物拡散層３ａが形成される（図２−３）。すなわち、半導体基板２の一面側の表面における第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンは、半導体基板２の一面側の表面におけるｎ型ドーピングペースト２１の印刷パターンとなる。
【００５０】
また、この熱拡散工程により、半導体基板２の表面におけるｎ型ドーピングペースト２１の印刷領域を除く領域、すなわち半導体基板２の露出領域に、第１ｎ型不純物拡散層３ａよりも低濃度（第２の濃度）にドーパント（リン）が熱拡散されて第２ｎ型不純物拡散層３ｂが形成される（図２−３）。これにより、ｎ型不純物拡散層３として、半導体基板２の受光面側に第１ｎ型不純物拡散層３ａと第２ｎ型不純物拡散層３ｂとから構成されたセレクティブエミッタ構造が得られる。半導体基板１１の受光面側のシート抵抗は、たとえば受光面側電極１２の下部領域となる第１ｎ型不純物拡散層３ａが２０〜４０Ω/□、受光面となる第２ｎ型不純物拡散層３ｂが８０〜１２０Ω／□となる。
【００５１】
図６−１は、半導体基板２の一面側に第１ｎ型不純物拡散層３ａが形成された状態を示す平面図である。図６−２は、図６−１における領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄを拡大して示す要部拡大図である。図６−２において、（ａ）は領域Ｂを、（ｂ）は領域Ｃを、（ｃ）は領域Ｄをそれぞれ拡大して示している。図６−１に示すように、半導体基板２の一面側の表面における第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンは、半導体基板２の一面側の表面におけるｎ型ドーピングペースト２１の印刷パターン（櫛歯状）となる。
【００５２】
したがって、図６−２に示すように、中央印刷パターン２１Ｃの形状に、図６−１中のＸ方向における中央に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン３ａＣ（以下、中央第１ｎ型不純物拡散層３ａＣと呼ぶ場合がある）が形成される。左端印刷パターン２１Ｌの形状に、図６−１中のＸ方向における左端に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン３ａＬ（以下、左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬと呼ぶ場合がある）が形成される。右端印刷パターン２１Ｒの形状に、図６−１中のＸ方向における右端に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン３ａＲ（以下、右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲと呼ぶ場合がある）が形成される。
【００５３】
そして、第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンにおける他の櫛歯状の部分は、図６−１中のＸ方向において、中央第１ｎ型不純物拡散層３ａＣに近づくにしたがって櫛歯状のパターンがそれぞれ細くなる。したがって、左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬおよび右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲの幅ａが最も太くなる。また、中央第１ｎ型不純物拡散層３ａＣの幅ｂが最も細くなる。ここでは、たとえば左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬおよび右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲの幅ａを２００μｍとし、位置決め基準点に最も近い中央第１ｎ型不純物拡散層３ａＣの幅ｂを１２０μｍとする。
【００５４】
また、ｎ型ドーピングペースト２１により印刷されたアライメントマーク部２２Ｌの形状に、第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４１Ｌが形成される。そして、ｎ型ドーピングペースト２１により印刷されたアライメントマーク部２２Ｒの形状に、第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４１Ｒが形成される。
【００５５】
このときの拡散させるリン濃度は、ｎ型ドーピングペースト２１におけるドーパント（リン）の濃度、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガスの濃度および温度雰囲気、加熱時間により制御することが可能である。また、熱拡散工程直後の半導体基板２の表面には、拡散処理中に表面に堆積したガラス質（燐珪酸ガラス、ＰＳＧ：Phospho-Silicate  Glass）層が形成されている（図示せず）。
【００５６】
つぎに、ｐｎ分離が行われる（図示せず）。第２ｎ型不純物拡散層３ｂは、半導体基板２の表面に一様に形成されるので、半導体基板２の一面側と他面側とは電気的に接続された状態にある。このため、そのままの状態で裏アルミニウム電極７（ｐ型電極）と受光面側電極１２（ｎ型電極）を形成した場合には、裏アルミニウム電極７（ｐ型電極）と受光面側電極１２（ｎ型電極）が電気的に接続される。この電気的接続を遮断するため、半導体基板２の端面領域に形成された第２ｎ型不純物拡散層３ｂをたとえばドライエッチングやレーザにより除去してｐｎ分離を行う。
【００５７】
つぎに、半導体基板２を例えばフッ酸溶液中に浸漬し、その後、水洗処理を行うことにより、熱拡散工程において半導体基板２の表面に形成されたガラス質層およびｎ型ドーピングペースト２１の残存物であるガラス質層（リン化合物が溶けた後の固まり）が除去される（図２−４）。これにより、第１導電型層であるｐ型シリコンからなる半導体基板２と、該半導体基板２の受光面側に形成された第２導電型層であるｎ型不純物拡散層３と、によりｐｎ接合が構成された半導体基板１１が得られる。
【００５８】
つぎに、半導体基板１１の受光面側（ｎ型不純物拡散層３側）に反射防止膜４として例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜が一様な厚み、たとえば６０〜８０ｎｍの厚みで形成される（図２−５）。反射防止膜４の形成は、例えばプラズマＣＶＤ法を使用し、シラン（ＳｉＨ４）ガスとアンモニア（ＮＨ３）ガスの混合ガスを原材料に用いる。
【００５９】
つぎに、スクリーン印刷により電極が形成される。まず、スクリーン印刷により裏面側電極１３（焼成前）を形成する。すなわち、外部との導通を取る外部取り出し電極である裏銀電極の形成のため、銀粒子を含む電極材料ペーストである銀ペースト８ａを所望の裏銀電極のパターンに半導体基板１１の裏面に印刷し、乾燥させる（図２−６）。
【００６０】
つぎに、裏銀電極８のパターン部分を除いた半導体基板１１の裏面側の面に、アルミニウム粒子を含む電極材料ペーストであるアルミニウムペースト７ａを裏アルミニウム電極７の形状に印刷塗布し、乾燥させる（図２−７）。
【００６１】
つぎに、スクリーン印刷により受光面側電極１２（焼成前）を形成する。すなわち、半導体基板１１の受光面の反射防止膜４上に、表銀グリッド電極５と表銀バス電極６との形状に、ガラスフリットと銀粒子とを含む電極材料ペーストである銀ペースト１２ａをスクリーン印刷によって塗布した後、銀ペーストを乾燥させる（図２−８）。なお、図２−８中では銀ペースト１２ａのうち表銀グリッド電極５形成用の銀ペースト５ａ部分のみを示している。
【００６２】
ここで、受光面側電極１２形成用の銀ペーストは、半導体基板１１の一面側におけるドーピングペースト印刷部分、すなわち半導体基板１１の一面側の表面に形成された第１ｎ型不純物拡散層３ａに重ね合わせて印刷される。図７−１は、半導体基板１１の一面側に銀ペースト１２ａが印刷された状態を示す平面図である。図７−２は、図７−１における領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄを拡大して示す要部拡大図である。図７−２において、（ａ）は領域Ｂを、（ｂ）は領域Ｃを、（ｃ）は領域Ｄをそれぞれ拡大して示している。銀ペーストの印刷パターンの第１ｎ型不純物拡散層３ａへの重ね合わせ印刷は以下のようにして行われる。
【００６３】
まず、あらかじめ参照画像３５として画像処理装置３４に登録しておいたアライメントマーク部３５Ｌの位置（データ）と、第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４１Ｌの位置（データ）とが所定の誤差の範囲内で一致するように、半導体基板１１が載置された印刷ステージ３１が微調整される。また、あらかじめ参照画像３５として画像処理装置３４に登録しておいたアライメントマーク部３５Ｒの位置（データ）と、第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４１Ｒの位置（データ）とが所定の誤差の範囲内で一致するように、半導体基板１１が載置された印刷ステージ３１が微調整される。
【００６４】
そして、図７−１および図７−２に示すように、第１ｎ型不純物拡散層３ａ上に銀ペースト１２ａが印刷される。したがって、図７−２に示すように、中央第１ｎ型不純物拡散層３ａＣ上に、図７−１中のＸ方向における中央に位置する櫛歯状の表銀グリッド電極の印刷パターン５ａＣ（以下、中央印刷パターン５ａＣと呼ぶ場合がある）が印刷される。左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬ上に、図７−１中のＸ方向における左端に位置する櫛歯状の表銀グリッド電極の印刷パターン５ａＬ（以下、左端印刷パターン５ａＬと呼ぶ場合がある）が印刷される。右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲ上に、図７−１中のＸ方向における右端に位置する櫛歯状の表銀グリッド電極の印刷パターン５ａＲ（以下、右端印刷パターン５ａＲと呼ぶ場合がある）が印刷される。
【００６５】
そして、表銀グリッド電極５形成用の銀ペースト５ａの印刷パターンにおける他の櫛歯状の部分も同様に、櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａ上に印刷される。また、表銀バス電極６形成用の銀ペースト１２ａも、対応する第１ｎ型不純物拡散層３ａ上に印刷される。表銀グリッド電極の銀ペーストの印刷幅ｃは、全て同じ印刷幅で印刷される。実施の形態１では、表銀グリッド電極の銀ペーストの印刷幅ｃをたとえば１００μｍとする。また、表銀グリッド電極５の銀ペーストの印刷間隔は、全て同じ印刷間隔で印刷される。
【００６６】
また、銀ペースト１２ａの印刷時に、図７−１および図７−２に示すように、半導体基板２の対向する一対の２辺の櫛歯状の部分である左端印刷パターン５ａＬにおける延在方向の中央部の領域Ｂにアライメントマーク部５１Ｌが銀ペースト１２ａにより印刷される。アライメントマーク部５１Ｌは、たとえば左端印刷パターン５ａＬから突出した特定の形状とされ、第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４１Ｌに対応した形状とされる。
【００６７】
また、銀ペースト１２ａの印刷時に、図７−１および図７−２に示すように、半導体基板２の対向する一対の２辺の櫛歯状の部分である右端印刷パターン５ａＲにおける延在方向の中央部の領域Ｄにアライメントマーク部５１Ｒが銀ペースト１２ａにより印刷される。アライメントマーク部５１Ｒは、たとえば右端印刷パターン５ａＲから突出した特定の形状とされ、第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４１Ｒに対応した形状とされる。
【００６８】
ここで、銀ペースト１２ａの印刷は、第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４１Ｌの位置とアライメントマーク部３５Ｌに対応するアライメントマーク部５１Ｌの位置、および第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４１Ｒの位置とアライメントマーク部３５Ｒに対応するアライメントマーク部５１Ｒの位置と、が一致するように銀ペースト１２ａ印刷用の印刷ステージの位置（銀ペースト１２ａの印刷位置）を位置合わせして行われる。
【００６９】
このとき、最も精度良く重なり合う点を位置決め基準点と呼んでおり、ここでは、左端印刷パターン５ａＬにおける延在方向の中央部の領域Ｂおよび右端印刷パターン５ａＲにおける延在方向の中央部の領域Ｄにそれぞれアライメントマークを設けているため、半導体基板１１の面内における中央部が位置決め基準点となる。図７−１においては、位置決め基準点を×印で示している。
【００７０】
銀ペースト１２ａ印刷用の印刷マスクは、第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅方向において位置決め基準点に最も近い第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅よりも細い同一幅の複数の開口パターンを同一間隔で並列に有する印刷マスクである。そして、第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅方向において位置決め基準点に最も近い第１ｎ型不純物拡散層３ａと該第１ｎ型不純物拡散層３ａの位置に対応する開口パターンとが最も精度良く位置が合わされることになる。
【００７１】
第１ｎ型不純物拡散層３ａ部分と銀ペースト１２ａの印刷位置とは、位置決め基準点側から合わせ込まれる（位置決め基準点側から精度良く重なり合う）。このため、銀ペースト１２ａ印刷用の印刷マスクの伸びや歪み等が発生していても、位置決め基準点側では印刷精度が高く、印刷ずれが生じない。
【００７２】
一方、位置決め基準点から離れるにしたがって、印刷位置が徐々にずれてしまい、印刷ずれが発生する。このため、位置決め基準点から離れた位置の第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅は、銀ペースト１２ａの印刷工程において、銀ペースト１２ａが第１ｎ型不純物拡散層３ａからはみ出さないように、ある程度の幅を持たせてある。すなわち、第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンにおける櫛歯状の部分は、位置決め基準点から離れるにしたがって、櫛歯状のパターンがそれぞれ太くされている。
【００７３】
そして、位置決め基準点に近い位置では銀ペースト１２ａの印刷精度が高いため、第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅を細くしている。これにより、ｎ型不純物拡散層３における第１ｎ型不純物拡散層３ａ（高濃度不純物拡散層）の占める面積を低減し、半導体基板１１における電子の再結合を低減して太陽電池の電気特性を向上させることができる。ここでは、上述したようにたとえば表銀グリッド電極５の幅方向において位置決め基準点から最も離れた左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬおよび右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲの幅ａを２００μｍとし、位置決め基準点に最も近い中央第１ｎ型不純物拡散層３ａＣの幅ｂを１２０μｍとしている。
【００７４】
以上のようにして、銀ペースト１２ａのパターンがｎ型不純物拡散層３上に重なるように印刷される。ここで、銀ペースト１２ａ印刷用の印刷マスクの伸びや歪み等による印刷ずれ量ｄがたとえば５０μｍとなった場合でも、幅１００μｍの左端印刷パターン５ａＬおよび右端印刷パターン５ａＲは、位置決め基準点から最も離れた幅２００μｍの左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬおよび右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲから、はみ出すことなく印刷される。
【００７５】
このようにして表銀グリッド電極５の幅方向において位置決め基準点から離れた位置の表銀グリッド電極５においても第１ｎ型不純物拡散層３ａからの印刷ずれを生じさせることなく、位置決め基準点側の第１ｎ型不純物拡散層３ａ（高濃度不純物拡散層）の面積を低減することが可能となる。これにより、セレクティブエミッタ構造による特性向上に加えて、さらなる特性向上と第１ｎ型不純物拡散層３ａ（高濃度不純物拡散層）形成のためのコストの削減を実現することができる。
【００７６】
すなわち、表銀グリッド電極５の第１ｎ型不純物拡散層３ａからの印刷ずれを防止することにより、受光面側電極１２が第１ｎ型不純物拡散層３ａからはみ出して第２ｎ型不純物拡散層３ｂにかかることに起因した受光面側電極１２と半導体基板１１（ｎ型不純物拡散層３）とのコンタクト抵抗の増加を防止して太陽電池の特性低下を防止し、太陽電池セル１の光電変換効率を向上させることができる。表銀グリッド電極５が第１ｎ型不純物拡散層３ａから印刷ずれを起こしている場合には、表銀グリッド電極５との導電性向上に寄与せずに半導体基板１１における電子の再結合が増加する要因となる不要な第１ｎ型不純物拡散層３ａ（高濃度不純物拡散層）の面積が増加する。
【００７７】
また、位置決め基準点側の第１ｎ型不純物拡散層３ａ（高濃度不純物拡散層）の面積を低減することにより、ｎ型不純物拡散層３における第１ｎ型不純物拡散層３ａ（高濃度不純物拡散層）の占める面積を低減し、半導体基板１１における電子の再結合を低減して太陽電池の電気特性を向上させることができる。
【００７８】
その後、半導体基板１１のおもて面および裏面の電極ペーストを同時に焼成することで、半導体基板１１の表側では銀ペースト中に含まれているガラス材料で反射防止膜４が溶融している間に銀材料がシリコンと接触し再凝固する。これにより、受光面側電極１２としての表銀グリッド電極５および表銀バス電極６とが得られ、受光面側電極１２とｎ型不純物拡散層３とが電気的に接続する（図２−９）。このようなプロセスは、ファイヤースルー法と呼ばれる。これにより、ｎ型不純物拡散層３は、受光面側電極１２と良好な抵抗性接合を得ることができる。焼成は、たとえば赤外線加熱炉を用いて７５０℃〜８００℃以上で行われる。
【００７９】
一方、半導体基板１１の裏面側では、アルミニウムペースト７ａおよび銀ペースト８ａが焼成されて、裏アルミニウム電極７と裏銀電極８とが形成され、さらに両者の接続部が合金部として形成される。また、これと並行して、アルミニウムペースト７ａは半導体基板１１の裏面のシリコンとも合金化反応を生じ、その再固化の過程でアルミニウムをドーパントとして含んだＢＳＦ層が裏アルミニウム電極７の直下に形成される（図示せず）。これにより、半導体基板１１の裏面側に形成されていたｎ型不純物拡散層３をｐ型の層に反転させて半導体基板１の裏面のｐｎ接合を無効化することができる。
【００８０】
なお、位置決め基準点の取り方は、上記の例に限定されない。たとえば、図８−１および図８−２に示すように櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅方向（図８−１におけるＸ方向）における一端側の第１ｎ型不純物拡散層３ａと、櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅方向（図８−１におけるＸ方向）における端部側以外の第１ｎ型不純物拡散層３ａとに、アライメントマーク部を設けてもよい。そして、表銀グリッド電極５形成用の銀ペースト５ａの印刷パターンにおいて、このアライメントマーク部に対応する位置にアライメントマーク部を設ける。
【００８１】
図８−１は、半導体基板２の一面側に第１ｎ型不純物拡散層３ａが形成された他の状態を示す平面図である。図８−２は、図８−１における領域Ｅ、領域Ｆ、領域Ｇ、領域Ｈを拡大して示す要部拡大図である。図８−２において、（ａ）は領域Ｅを、（ｂ）は領域Ｆを、（ｃ）は領域Ｇを、（ｄ）は領域Ｈをそれぞれ拡大して示している。図８−３は、図８−１における領域Ｈにおいて銀ペースト５ａが印刷された状態を示す平面図である。図８−１に示すように、半導体基板２の一面側の表面における第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンは、半導体基板２の一面側の表面におけるｎ型ドーピングペースト２１の印刷パターン（櫛歯状）となる。
【００８２】
図８−１および図８−２に示すように、左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬに、第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４２Ｌａとアライメントマーク部４２Ｌｂとが形成される。また、櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅方向（図８−１におけるＸ方向）における左から３本目の櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａＬ３に第１ｎ型不純物拡散層３ａのアライメントマーク部４２Ｌ３が形成される。この場合には、図８−１における半導体基板２の左下部が位置決め基準点となる。
【００８３】
そして、第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンにおける他の櫛歯状の部分は、図８−１中のＸ方向において、左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬに近づくにしたがって櫛歯状のパターンがそれぞれ細くなる。したがって、右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲの幅ｆが最も太くなる。また、左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬの幅ｅが最も細くなる。
【００８４】
この場合には、たとえば櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅方向（図８−１におけるＸ方向）に位置決め基準点に最も近い左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬの幅ｅを１２０μｍとし、位置決め基準点から最も遠い右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲの幅ｆを２００μｍとする。ここで、銀ペースト１２ａ印刷用の印刷マスクの伸びや歪み等による印刷ずれ量ｇがたとえば５０μｍとなった場合でも、幅１００μｍの右端印刷パターン５ａＲは、位置決め基準点から最も離れた幅２００μｍの右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲからはみ出すことなく印刷される。
【００８５】
上述したように、実施の形態１においては、表銀グリッド電極５の幅方向において位置決め基準点から離れた位置の第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅は、銀ペースト１２ａの印刷工程において、銀ペースト１２ａが第１ｎ型不純物拡散層３ａからはみ出さないように、ある程度の余裕のある幅を持たせる。すなわち、第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターンにおける櫛歯状の部分は、位置決め基準点から離れるにしたがって、櫛歯状のパターンがそれぞれ太くされる。そして、位置決め基準点に近い位置では銀ペースト１２ａの印刷精度が高いため、第１ｎ型不純物拡散層３ａの幅を細くしている。このため、表銀グリッド電極５の幅方向において位置決め基準点から離れた位置の表銀グリッド電極５に印刷ずれを生じさせることなく、位置決め基準点側の第１ｎ型不純物拡散層３ａ（高濃度不純物拡散層）の面積を低減することが可能となる。これにより、セレクティブエミッタ構造による特性向上に加えて、さらなる特性向上と第１ｎ型不純物拡散層３ａ（高濃度不純物拡散層）形成のためのコストの削減を実現することができる。
【００８６】
したがって、実施の形態１によれば、受光面側電極の印刷ずれに起因した光電変換効率の低下が防止された、光電変換効率に優れた太陽電池が得られる。
【００８７】
実施の形態２．
上述した実施の形態１では、セレクティブエミッタ構造においてｎ型不純物拡散層（高濃度不純物拡散層）部分に電極ペーストを印刷して、印刷ずれを起こさずに受光面側電極を形成する場合について示した。実施の形態２では、電極ペーストを複数回重ね合わせ印刷して多層構造の電極を形成する場合について示す。
【００８８】
この場合は、受光面側電極形成用の銀ペーストの印刷工程において、該銀ペーストの印刷を、重ね合わせて複数回行う。ここでは受光面側電極形成用の銀ペーストの印刷工程において、該銀ペーストの印刷を、２回行う場合について説明する。
【００８９】
まず、上述した実施の形態１における図２−７に示す工程までを実施する。なお、ｎ型不純物拡散層３は、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガス中で気相拡散法により高温で熱拡散によりリンを拡散させて、ｎ型の不純物元素の濃度が均一になるように形成される。つぎに、半導体基板１１の受光面の反射防止膜４上に、第１層目の銀ペースト６１をスクリーン印刷によって塗布した後、第１層目の銀ペースト６１を乾燥させる。第１層目の銀ペースト６１の印刷パターンは、実施の形態１の場合と同様に、表銀グリッド電極５と表銀バス電極６との形状である。図９−１は、半導体基板１１の一面側に第１層目の銀ペースト６１が印刷された状態を示す平面図である。図９−２は、図９−１における領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄを拡大して示す要部拡大図である。図９−２において、（ａ）は領域Ｂを、（ｂ）は領域Ｃを、（ｃ）は領域Ｄをそれぞれ拡大して示している。
【００９０】
このとき、第１層目の銀ペースト６１は、上述した実施の形態１におけるｎ型ドーピングペースト２１の印刷と同様の印刷方法および印刷パターンで印刷される。すなわち、図９−１中のＸ方向において、Ｘ方向における中央に位置する櫛歯状の第１層目の銀ペーストの印刷パターン６１Ｃ（以下、中央印刷パターン６１Ｃと呼ぶ場合がある）に近づくにしたがって櫛歯状の印刷パターンがそれぞれ細くなる。したがって、図９−１中のＸ方向における左端に位置する櫛歯状の第１層目の銀ペーストの印刷パターン６１Ｌ（以下、左端印刷パターン６１Ｌと呼ぶ場合がある）およびＸ方向における右端に位置する櫛歯状の第１層目の銀ペーストの印刷パターン６１Ｒ（以下、右端印刷パターン６１Ｒと呼ぶ場合がある）の印刷幅が最も太くなる。すなわち、左端印刷パターン６１Ｌおよび右端印刷パターン６１Ｒの幅ｈが最も太くなる。また、中央印刷パターン６１Ｃの幅ｉが最も細くなる。そして、第１層目の銀ペースト６１を印刷した後、該第１層目の銀ペースト６１を乾燥させる。
【００９１】
第１層目の銀ペースト６１の印刷パターンでは、図９−１および図９−２に示すように、図９−１中のＸ方向における左端印刷パターン６１Ｌにおける延在方向の中央部の領域Ｂにアライメントマーク部６２Ｌが第１層目の銀ペースト６１により印刷される。アライメントマーク部６２Ｌは、たとえば左端印刷パターン６１Ｌから突出した特定の形状に第１層目の銀ペースト６１により印刷される。
【００９２】
また、第１層目の銀ペースト６１の印刷パターンでは、図９−１および図９−２に示すように、図９−１中のＸ方向における右端印刷パターン６１Ｒにおける延在方向の中央部の領域Ｄにアライメントマーク部６２Ｒが第１層目の銀ペースト６１により印刷される。アライメントマーク部６２Ｒは、たとえば右端印刷パターン６１Ｒから突出した特定の形状に第１層目の銀ペースト６１により印刷される。
【００９３】
アライメントマーク部６２Ｌおよびアライメントマーク部６２Ｒは、後の第２層目の銀ペースト６３の印刷工程において、第１層目の銀ペースト６１に第２層目の銀ペースト６３を精度良く重ね合わせるために用いられる。
【００９４】
つぎに、第２層目の銀ペースト６３を印刷する。図１０−１は、半導体基板１１の一面側に第２層目の銀ペースト６３が印刷された状態を示す平面図である。図１０−２は、図１０−１における領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄを拡大して示す要部拡大図である。図１０−２において、（ａ）は領域Ｂを、（ｂ）は領域Ｃを、（ｃ）は領域Ｄをそれぞれ拡大して示している。また、第２層目の銀ペースト６３の印刷時に、図１０−１中のＸ方向における左端に位置する櫛歯状の第２層目の銀ペーストの印刷パターン６３Ｌ（以下、左端印刷パターン６３Ｌと呼ぶ場合がある）における延在方向の中央部の領域Ｂにアライメントマーク部６４Ｌが第２層目の銀ペースト６３により印刷される。アライメントマーク部６４Ｌは、たとえば左端印刷パターン６３Ｌから突出した特定の形状とされ、左端印刷パターン６１Ｌのアライメントマーク部６２Ｌに対応した形状とされる。
【００９５】
また、第２層目の銀ペースト６３の印刷時に、図１０−１中のＸ方向における右端に位置する櫛歯状の第２層目の銀ペーストの印刷パターン６３Ｒ（以下、右端印刷パターン６３Ｒと呼ぶ場合がある）における延在方向の中央部の領域Ｄにアライメントマーク部６４Ｒが第２層目の銀ペースト６３により印刷される。アライメントマーク部６４Ｒは、たとえば右端印刷パターン６３Ｒから突出した特定の形状とされ、右端印刷パターン６１Ｒのアライメントマーク部６２Ｒに対応した形状とされる。
【００９６】
そして、第２層目の銀ペースト６３の印刷は、上述した実施の形態１における銀ペースト１２ａの印刷と同様の印刷方法および印刷パターンで印刷される。すなわち、第１層目の銀ペースト６１のアライメントマークと第２層目の銀ペースト６３のアライメントマークが一致するように印刷を行う。すなわち、アライメントマーク部６２Ｌの位置とアライメントマーク部６４Ｌの位置、およびアライメントマーク部６２Ｒの位置とアライメントマーク部６４Ｒの位置が一致するように第２層目の銀ペースト６３印刷用の印刷ステージの位置（第２層目の銀ペースト６３の印刷位置）を位置合わせして行われる。このとき、最も精度良く重なり合う点である位置決め基準点は、半導体基板１１の面内における中央部となる。図１０−１においては、位置決め基準点を×印で示している。
【００９７】
第２層目の銀ペースト６３印刷用の印刷マスクは、表銀グリッド電極５の幅方向において位置決め基準点に最も近い第１層目の銀ペースト６１のパターンの幅よりも細い同一幅の複数の開口パターンを同一間隔で並列に有する印刷マスクである。そして、表銀グリッド電極５の幅方向において位置決め基準点に最も近い第１層目の銀ペースト６１のパターンと該第１層目の銀ペースト６１のパターンの位置に対応する開口パターンとが最も精度良く位置が合わされることになる。
【００９８】
そして、第２層目の銀ペースト６３の印刷パターンにおける櫛歯状の部分も同様に、櫛歯状の第１層目の銀ペースト６１上に印刷される。また、表銀バス電極６形成用の銀ペースト６３パターンも、対応する第１層目の銀ペースト６１上に印刷される。表銀グリッド電極の第２層目の銀ペースト６３の印刷幅ｊは、全て同じ印刷幅で印刷される。また、表銀グリッド電極５の第２層目の銀ペースト６３の印刷間隔は、全て同じ印刷間隔で印刷される。
【００９９】
第１層目の銀ペースト６１の印刷部分と第２層目の銀ペースト６３の印刷位置とは、位置決め基準点側から合わせ込まれる（位置決め基準点側から精度良く重なり合う）。このため、第２層目の銀ペースト６３印刷用の印刷マスクの伸びや歪み等が発生していても、位置決め基準点側では印刷精度が高く、印刷ずれが生じない。
【０１００】
一方、位置決め基準点から離れるにしたがって、印刷位置が徐々にずれてしまい、印刷ずれが発生する。このため、位置決め基準点から離れた位置の第１層目の銀ペースト６１の幅は、第２層目の銀ペースト６３の印刷工程において、第２層目の銀ペースト６３が第１層目の銀ペースト６１からはみ出さないように、ある程度の幅を持たせてある。すなわち、第１層目の銀ペースト６１のパターンにおける櫛歯状の部分は、位置決め基準点から離れるにしたがって、櫛歯状のパターンがそれぞれ太くされている。これにより、第２層目の銀ペースト印刷用の印刷マスクの伸びや歪み等による印刷ずれ量ｋが生じた場合でも、第１層目の銀ペースト６１の印刷部分から第２層目の銀ペースト６３の印刷部分がはみ出すことなく印刷される。
【０１０１】
そして、位置決め基準点に近い位置では第２層目の銀ペースト６３の印刷精度が高いため、第１層目の銀ペースト６１の幅を細くしている。これにより、第１層目の銀ペースト６１の印刷部分から第２層目の銀ペースト６３の印刷部分がはみ出すことなく印刷される。
【０１０２】
このようにして、表銀グリッド電極５の幅方向において位置決め基準点から離れた位置の表銀グリッド電極５においても第１層目の銀ペースト６１の印刷部分からの第２層目の銀ペースト６３の印刷部分の印刷ずれを生じさせることなく電極を印刷することができ、位置決め基準点側の電極面積を減らすことが可能となる。このため、受光面側電極による受光面積の低減を防止して、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。これにより、太陽電池の特性向上と受光面側電極の形成のためのコストの削減を実現することができる。
【０１０３】
したがって、実施の形態２によれば、受光面側電極の印刷ずれに起因した光電変換効率の低下が防止された、光電変換効率に優れた太陽電池が得られる。
【０１０４】
なお、上記においては、セレクティブエミッタ構造を有していない太陽電池において電極ペーストを複数回重ね合わせ印刷して多層電極を形成する場合について説明したが、実施の形態１にかかるセレクティブエミッタ構造を有する太陽電池の電極形成にも適用可能である。
【０１０５】
また、上記の実施の形態で説明した構成を有する太陽電池セルを複数形成し、隣接する太陽電池セル同士を電気的に直列または並列に接続することにより、光電変換効率に優れた太陽電池モジュールが実現できる。この場合は、たとえば隣接する太陽電池セルの一方の受光面側電極１２と他方の裏面側電極１３とを電気的に接続すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、本発明にかかる太陽電池は、電極の印刷ずれが防止された光電変換効率に優れた太陽電池の実現に有用である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  太陽電池セル、２  半導体基板、３  ｎ型不純物拡散層、３ａ  第１ｎ型不純物拡散層、３ａＬ  左端に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン（左端第１ｎ型不純物拡散層）、３ａＲ  右端に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン（右端第１ｎ型不純物拡散層）、３ａＣ  中央に位置する櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層３ａのパターン（中央第１ｎ型不純物拡散層）、３ｂ  第２ｎ型不純物拡散層、３ａＬ３  左から３本目の櫛歯状の第１ｎ型不純物拡散層、４  反射防止膜、５  表銀グリッド電極、５ａ  銀ペースト、５ａＣ  中央に位置する櫛歯状の表銀グリッド電極の印刷パターン（中央印刷パターン）、５ａＬ  左端に位置する櫛歯状の表銀グリッド電極の印刷パターン（左端印刷パターン）、５ａＲ  右端に位置する櫛歯状の表銀グリッド電極の印刷パターン（右端印刷パターン）、６  表銀バス電極、７  裏アルミニウム電極、７ａ  アルミニウムペースト、８  裏銀電極、８ａ  銀ペースト、１１  半導体基板、１２  受光面側電極、１２ａ  銀ペースト、１３  裏面側電極、２１  ｎ型ドーピングペースト、２１Ｃ  中央に位置する櫛歯状のｎ型ドーピングペーストの印刷パターン（中央印刷パターン）、２１Ｌ  左端に位置する櫛歯状のｎ型ドーピングペーストの印刷パターン（左端印刷パターン２１Ｌ）、２１Ｒ  右端に位置する櫛歯状のｎ型ドーピングペーストの印刷パターン（右端印刷パターン）、２２Ｌ，２２Ｒ  アライメントマーク部、３１  印刷ステージ、３２  被印刷物、３３  固定カメラ、３４  画像処理装置、３５  参照画像、３５Ｌ，３５Ｒ，４１Ｌ，４１Ｒ，４２Ｌａ，４２Ｌｂ，４２Ｌ３，５１Ｌ，５１Ｒ  アライメントマーク部、６１  第１層目の銀ペースト、６１Ｌ  左端に位置する櫛歯状の第１層目の銀ペーストの印刷パターン（左端印刷パターン）、６１Ｒ  右端に位置する櫛歯状の第１層目の銀ペーストの印刷パターン（右端印刷パターン）、６２Ｌ，６２Ｒ  アライメントマーク部、６３  第２層目の銀ペースト、６３Ｌ  左端に位置する櫛歯状の第２層目の銀ペーストの印刷パターン（左端印刷パターン）、６３Ｒ  右端に位置する櫛歯状の第２層目の銀ペーストの印刷パターン（右端印刷パターン）、６４Ｌ，６４Ｒ  アライメントマーク部、ａ  左端印刷パターン２１Ｌおよび右端印刷パターン２１Ｒの幅，左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬおよび右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲの幅、ｂ  中央印刷パターン２１Ｃの幅，中央第１ｎ型不純物拡散層３ａＣの幅、ｃ  表銀グリッド電極の銀ペーストの印刷幅、ｄ  印刷ずれ量、ｅ  左端第１ｎ型不純物拡散層３ａＬの幅、ｆ  右端第１ｎ型不純物拡散層３ａＲの幅、ｇ  印刷ずれ量、ｈ  左端印刷パターン６１Ｌおよび右端印刷パターン６１Ｒの幅、ｉ  中央印刷パターン６１Ｃの幅、ｊ  表銀グリッド電極の第２層目の銀ペーストの印刷幅、ｋ  印刷ずれ量。
【図１−１】
0005989259.tif 000002
【図１−２】
0005989259.tif 000003
【図１−３】
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【図２−１】
0005989259.tif 000005
【図２−２】
0005989259.tif 000006
【図２−３】
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【図２−４】
0005989259.tif 000008
【図２−５】
0005989259.tif 000009
【図２−６】
0005989259.tif 000010
【図２−７】
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【図２−８】
0005989259.tif 000012
【図２−９】
0005989259.tif 000013
【図３−１】
0005989259.tif 000014
【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
0005989259.tif 000018
【図６−２】
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【図７−１】
0005989259.tif 000020
【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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