(57)【要約】  【課題】半導体基板１の受光面側及び／又は非受光面側のバスバー電極（４ａ、５ａ）と半導体基板１との電極強度を維持しつつ、電極（４、５）とインナーリード８との間の気体含有率を小さくすることのできる太陽電池素子及びその太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールを提供する。  【解決手段】バスバー電極（４ａ、５ａ）を、その長手方向に対して略直交する平面で切断した断面形状において、この断面形状の外側に存在するとともに、この断面形状の外郭線と二点以上で接して、閉じた領域を形成する直線（ａ１、ｂ１、ｃ１）から、この閉じた領域の面積が最大となるように選択した第一の直線ａ１と、この第一の直線ａ１と略平行な直線であって、この閉じた領域を通過する直線から、第一の直線との距離が最大となるように選択した第二の直線ａ２と、を仮想的に定めたときに、第一の直線ａ１と第二の直線ａ２との距離ｄが１０μｍ以下となる太陽電池素子とする。  【選択図】図３
2006156693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の受光面側及び／又は非受光面側に設けられた、出力を外部へ取り出すためのバスバー電極と、該バスバー電極に電気的に接続された、出力を集めるための集電電極と、を備えた太陽電池素子であって、
前記バスバー電極を、その長手方向に対して略直交する平面で切断した断面形状において、
この断面形状の外側に存在するとともに、この断面形状の外郭線と二点以上で接して、閉じた領域を形成する直線から、この閉じた領域の面積が最大となるように選択した第一の直線と、
この平面上にあり、この第一の直線と略平行な直線であって、前記閉じた領域を通過する直線から、前記第一の直線との距離が最大となるように選択した第二の直線と、を仮想的に定めたときに、前記第一の直線と前記第二の直線との距離が１０μｍ以下となる太陽電池素子。
【請求項２】
前記バスバー電極及び前記集電電極は、金属材料を含有するペーストを塗布焼成することによって得られる焼成電極である請求項１に記載の太陽電池素子。
【請求項３】
半導体基板の非受光面側に、所定の開口部を設けた第一の金属材料を主成分とする集電電極と、
前記開口部内に点状及び／又は帯状に第二の金属材料を主成分とした下部電極と、
前記開口部を塞ぐように第三の金属材料を主成分としたバスバー電極と、
を備えた太陽電池素子。
【請求項４】
前記第一の金属材料と、前記第二の金属材料が同じである請求項３に記載の太陽電池素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の太陽電池素子を複数含んでなる太陽電池モジュールであって、
隣接する太陽電池素子の前記バスバー電極同士を電気的に接続するインナーリードを備えた太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記バスバー電極と前記インナーリードとは半田を介して電気的に接続される請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、出力を集めるための集電電極と出力取出用のバスバー電極とを備えた太陽電池素子、並びにこの太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子の一般的な構造を図１１に示す。図１１（ａ）は、太陽電池素子の断面を示す構造図であり、このような太陽電池素子は次のようにして作製される。
【０００３】
まず、厚み０．３〜０．４ｍｍ程度、大きさ１００〜１５０ｍｍ角程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン等からなるｐ型の半導体基板１０１を準備する。そして、半導体基板１０１の受光面側近傍に一定の深さまで逆導電型のｎ型不純物を拡散させて、ｎ型を呈する逆導電型拡散領域１０２を設け、ｐ型の半導体基板１０１との間にｐｎ接合を形成する。このようなｎ型を呈する逆導電型拡散領域１０２は、例えば半導体基板１０１を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）中で加熱することによって、半導体基板１０１の受光面側全体にｎ型不純物であるリン原子を拡散させて、厚み０．２〜０．５μｍ程度の逆導電型拡散領域１０２として形成することができる。
【０００４】
太陽電池素子の受光面側には、例えば、窒化シリコン膜からなる反射防止膜１０３が形成される。このような反射防止膜１０３は、例えばプラズマＣＶＤ法等で形成され、パッシベーション膜としての機能をも有する。
【０００５】
図１２に一般的な陽電池素子の電極パターンをの一例を示す。図１２（ａ）は受光面側から見た上視図である。受光面側には、受光面側の電極１０４が設けられており、受光面側の電極１０４には出力を取り出すための受光面側のバスバー電極１０４ａと、これに直交するように設けられた受光面側の集電電極であるフィンガー電極１０４ｂとから構成される。また、図１２（ｂ）は非受光面側から見た下視図である。非受光面側には、非受光面側から出力を取り出すための銀などから成る非受光面側のバスバー電極１０５ａとアルミニウムなどから成る非受光面側の集電電極１０５ｂとから構成される非受光面側の電極１０５が設けられている。
【０００６】
これら太陽電池素子の受光面側の電極１０４、非受光面側の電極１０５は、金属を主成分とする金属材料をスクリーン印刷法などにより塗布して焼成することによって得ることができる。
【０００７】
例えば、受光面側の電極１０４や非受光面側の電極１０５を形成する方法としては、
（１）非受光面側の集電電極１０５ｂを形成するために、アルミニウムなどを主成分とする金属材料を半導体基板１０１の非受光面の開口部１０６を設けることにより一部を除いた略全面に塗布して乾燥する
（２）非受光面側のバスバー電極１０５ａを形成するために、（１）で金属材料を塗布しなかった開口部１０６とその周縁部を覆うように銀などを主成分とする金属材料を塗布して乾燥する
（３）受光面側の電極１０４を形成するために、半導体基板１０１の受光面側に銀などを主成分とする金属材料を塗布して乾燥する
（４）受光面側と非受光面側に塗布された金属材料を同時に焼成し、受光面側の電極１０４及び非受光面側の電極１０５を得る
が従来より示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
上述の方法により銀を主成分とする半田濡れ性の良好な受光面側の電極１０４及び非受光面側の電極１０５（銀を主成分とする半田濡れ性の良好な非受光面側のバスバー電極１０５ａとアルミニウムを主成分とする非受光面側の集電電極１０５ｂ）が形成される。このとき、非受光面の略全面に形成された集電電極１０５ｂは、シリコンの半導体基板１０１に対してｐ型不純物元素として作用するアルミニウムを主成分としているので、集電電極１０５ｂと接した部分には、高濃度のｐ＋領域が形成される。また、受光面側の電極１０４は、反射防止膜１０３の電極に相当する部分をエッチング除去して形成される場合と、もしくは反射防止膜１０３の上から、ファイアースルーという手法によって直接形成される場合とがある。
【０００９】
太陽電池モジュールの一例として、図１１（ｂ）に、図１１（ａ）の太陽電池素子Ｓを組み合わせて構成した太陽電池モジュールＴを示す。
【００１０】
図１１（ｂ）に示すように、複数の太陽電池素子Ｓは、インナーリード１０８によって電気的に接続され、透光性パネル１０９と非受光面の保護材１１１の間にはエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材１１０があり、これらはラミネート装置により減圧下で加熱加圧を行うことなどで気密に封入されて、太陽電池モジュールＴを構成している。太陽電池モジュールＴの出力は、出力配線１１２を経て端子ボックス１１３に接続されている。図１１（ｃ）に、図１１（ｂ）の太陽電池モジュールＴの内部構造の部分拡大図を示す。
【００１１】
図１１（ｃ）に示すように、太陽電池素子Ｓの受光面側のバスバー電極１０４ａと、隣接する太陽電池素子の非受光面側の電極１０５を形成する非受光面側のバスバー電極１０５ａとをインナーリード１０８によって接続され、複数の太陽電池素子Ｓ同士が電気的に接続されている。一般的にインナーリード１０８は厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度の銅箔等の全面を半田被覆したものを用いており、このインナーリード１０８と太陽電池素子Ｓのバスバー電極（１０４ａ、１０５ａ）を半田を介在させて加熱し、部分的、全長もしくは複数箇所で圧着させることにより太陽電池素子とインナーリード１０８とを半田によって接続する。
【特許文献１】特開平１０−３３５２６７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７３３７９号公報
【特許文献３】特開２００４−３１７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
太陽電池モジュールは通常、野外に設置されるため日々の温度サイクルによる収縮、膨張が繰り返されるため、バスバー電極が半導体基板から剥がれたり、インナーリードが非受光面側のバスバー電極から外れやすいという問題があり、さらに、近年環境問題の観点から電極の半田層の被覆の削減が行われており、それに伴ってインナーリードとバスバー電極との接着強度が低下する問題がある。これを解決するため、非受光面側のバスバー電極を２回塗布することで非受光面側のバスバー電極と非受光面側の集電電極との重なり部の厚みを薄くし、電極強度を向上させる手法がある。この場合、非受光面側の集電電極の開口部に形成される非受光面側のバスバー電極の厚みを厚く形成する（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この方法では、バスバー電極の厚みを厚く形成することによりバスバー電極と半導体基板との電極強度を向上させることができるものの、バスバー電極を形成する印刷時に、開口部とバスバー電極との境界面では開口部の角部によって印刷圧に対しての抗力が顕著に生じる。しかしながら、開口部の中央部付近では、この抗力が緩和されてしまうため凹部が形成されてしまう。したがって、この構成ではインナーリードがバスバー電極から外れやすいという問題を解決するには至らなかった。また、２回塗布することにより非受光面側のバスバー電極を形成する必要があり、工程が煩雑となり生産性が低下するといった問題がある。
【００１３】
この問題を解決する方法として、図１３に穴を設けた従来の太陽電池素子の例を示す。このように非受光面側の集電電極１０５ｂの開口部６に形成される非受光面側のバスバー電極１０５ａの中央領域に複数の穴１１５を設ける方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【００１４】
また、図１３に従来における太陽電池素子の非受光面側の電極１０５を示す拡大図を示す。図１３において１０５ａはバスバー電極、１０５ｂは集電電極、１０５は非受光面側電極、１１５は穴、１０６は開口部を示す。
【００１５】
この場合、太陽電池素子の非受光面側にバスバー電極１０５ａを形成するペースト材料を塗布するとき、穴１１５を設けスクリーン印刷などによりペースト材料を塗布する。しかし、特許文献３に記載された手法を用いた場合、穴１１５によって塗布後のバスバー電極１０５ａ中央部の形状は緩和されるものの、開口部１０６とバスバー電極１０５ａとの境界面である角部によって、塗布したペースト材料が盛り上がってしまい、バスバー電極１０５ａにおける凹部の緩和は困難であった。この凹部ができることによって、空隙に空気などの気体が介在した場合、電極とインナーリード１０８の半田との接着、又は電極に被覆した半田とインナーリード１０８の半田との接着、若しくは電極とインナーリード１０８を接続するための半田と電極との接着が阻害され、また、日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しによる影響を受け、インナーリード１０８が電極から外れる可能性があり、長期信頼性を低下させる原因となる。
【００１６】
本願発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、日々の温度サイクルによる収縮、膨張に弱く、バスバー電極とインナーリードとの間において、電極強度を保つことができなくなることや、製造工程の煩雑さといった従来の問題を解消した簡便でかつ長期信頼性の高い太陽電池素子と、これを用いた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】
【００１７】
発明者らが鋭意検討を行ったところ、次のような事実が判明した。
【００１８】
熱溶着時やラミネート工程にかかる圧力を高くすることで、凹部又は穴部にある空気などの気体が抜けやすくなるが、近年、コスト削減の観点から、半導体材料の使用量を削減するために、基板の厚みが薄くなってきており、また薄い半導体基板は衝撃やストレスに対して弱いため容易に割れてしまう。そのため、熱溶着やラミネート工程にかかる圧力を小さくする必要がある。その結果、凹部や穴部に気体が残ってしまいやすい。
【００１９】
発明者らは、この事実をもとに実験を繰り返し行ったところ溶着時やラミネート工程にかかる圧力を小さくしても容易に気体が抜ける電極の構造を見い出し、本願発明の構成に到達したのである。
【００２０】
即ち、本願発明の請求項１に係る太陽電池素子は、半導体基板の受光面側及び／又は非受光面側に設けられた、出力を外部へ取り出すためのバスバー電極と、該バスバー電極に電気的に接続された、出力を集めるための集電電極と、を備えた太陽電池素子であって、前記バスバー電極を、その長手方向に対して略直交する平面で切断した断面形状において、前記断面形状の外側に存在するとともに、この断面形状の外郭線と二点以上で接して、閉じた領域を形成する直線から、この閉じた領域の面積が最大となるように選択した第一の直線と、前記平面上にあり、この第一の直線と略平行な直線であって、前記閉じた領域を通過する直線から、前記第一の直線との距離が最大となるように選択した第二の直線と、を仮想的に定めたときに、前記第一の直線と前記第二の直線との距離が１０μｍ以下となるようにした。
【００２１】
本願発明の請求項２に係る太陽電池素子は、請求項１に記載の太陽電池素子であって、前記バスバー電極及び前記集電電極とは、金属材料を含有するペーストを塗布焼成することによって得られる焼成電極であったほうがよい。
【００２２】
本願発明の請求項３に係る太陽電池素子は、半導体基板の非受光面側に、所定の開口部を設けた第一の金属材料を主成分とする集電電極と、前記開口部内に点状及び／又は帯状に第二の金属材料を主成分とした下部電極と、前記開口部を塞ぐように第三の金属材料を主成分としたバスバー電極と、を備えるようにした。
【００２３】
本願発明の請求項４に係る太陽電池素子は、請求項３に記載の太陽電池素子であって、前記第一の金属材料と、前記第二の金属材料が同じであるのが好ましい。
【００２４】
本願発明の請求項５に係る太陽電池モジュールは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の太陽電池素子を複数含んでなる太陽電池モジュールであって、隣接する前記太陽電池素子のバスバー電極同士を電気的に接続するインナーリードを備えた。
【００２５】
本願発明の請求項６に係る太陽電池モジュールは、請求項５に記載の太陽電池モジュールであって、前記バスバー電極と前記インナーリードとは半田を介して電気的に接続されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本願発明によれば、半導体基板の受光面側及び／又は非受光面側に設けられた、出力を取り出すためのバスバー電極と、該バスバー電極に電気的に接続された、出力を集めるための集電電極と、を備えた太陽電池素子であって、前記バスバー電極を、その長手方向に対して略直交する平面で切断した断面形状において、断面形状の外側に存在するとともに、この断面形状の外郭線と二点以上で接して、閉じた領域を形成する直線から、この閉じた領域の面積が最大となるように選択した第一の直線と、第一の直線と同じ平面上にあり、この第一の直線と略平行な直線であって、この閉じた領域を通過する直線から、第一の直線との距離が最大となるように選択した第二の直線と、を仮想的に定めたときに、第一の直線と第二の直線との距離が１０μｍ以下となるようにすることで、日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しなどによるインナーリードとバスバー電極の外れる可能性を低減でき、さらに電極強度を高く保つことが可能で、長期信頼性の高い太陽電池素子を提供することができる。
【００２７】
さらに、本願発明における太陽電池素子は、半導体基板の非受光面側に、所定の開口部を設けた第一の金属材料を主成分とする集電電極と、前記開口部内に点状及び／又は帯状に第二の金属材料を主成分とした下部電極と、前記開口部を塞ぐように第三の金属材料を主成分としたバスバー電極と、を備えるようにした。こうすることで、第一の直線と第二の直線との距離ｄが１０μｍ以下とすることができる。この結果、バスバー電極とインナーリードとが外れにくく、かつ電極強度を高く保つ太陽電池素子を得ることができる。
【００２８】
さらに、本願発明における太陽電池素子を複数含んでなる太陽電池モジュールとすることで、日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しなどによるインナーリードとバスバー電極の外れる可能性が減り、長期信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本願発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３０】
図１（ａ）は本願発明の太陽電池素子Ｘにおける構造の断面を示す構造図であり、図２（ａ）は図１に示した太陽電池素子Ｘの受光面側の電極を示す上視図、図２（ｂ）は非受光面側の電極を示す下視図である。なお、図中、１は半導体基板、２は逆導電型拡散領域、３は反射防止膜、４は受光面側の電極、４ａは受光面側のバスバー電極、４ｂは受光面側の集電電極であるフィンガー電極、５は非受光面側の電極、５ａは非受光面側のバスバー電極、５ｂは非受光面側の集電電極、６は開口部を示す。ここで、点線部で囲った部分は開口部６を示し、実際は非受光面側のバスバー電極５ａで見えないが説明のため記載してある。
【００３１】
太陽電池素子として多く用いられる半導体素子のうち単結晶又は多結晶シリコンを使用する場合、Ｂ（ボロン）などからなるｐ型の導電型を呈する半導体不純物を含んだｐ型シリコンを用いることが多い。このｐ型シリコンをスライスして基板としたものが半導体基板１である。以下、本願発明の説明では半導体基板１としてシリコン基板を用いた例によって説明する。
【００３２】
太陽電池素子は、この半導体基板１の外表面部分にＰ（リン）原子を拡散させてｎ型の導電型を呈する逆導電型拡散領域２が形成され、さらに窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などからなる反射防止膜３が受光面側に設けられている。また、非受光面側にはアルミニウムなどのｐ型半導体不純物を高濃度に含んだｐ＋領域である裏面電界領域（不図示）が設けられている。そして、受光面側には銀などの金属材料からなる受光面側の電極４が設けられ、非受光面側にはアルミニウムなどの金属材料からなる集電電極５ｂ、銀などの金属材料からなるバスバー電極５ａが設けられている。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、受光面側の電極４は通常抵抗率の低い銀などを主成分とすることが一般的である。この受光面側の電極４は、スクリーン印刷法などにより銀ペーストなどを塗布した後、焼成して形成される。
【００３４】
また、非受光面側の電極５は図２（ｂ）に示すように集電電極５ｂとバスバー電極５ａから構成されている。集電電極５ｂは、通常、半導体基板１であるシリコンに対して、ｐ型ドーピング元素として作用するアルミニウムを用いて形成され、半導体基板１の非受光面側に形成されるときに裏面電界領域（不図示）をも同時に形成する。この裏面電界領域（不図示）はＢＳＦ領域とも呼ばれ、光生成電子キャリアが集電電極５ｂに到達して再結合損失する割合を低減する役割を果たすので、光電流密度Ｊｓｃが向上する。また、この裏面電界領域（不図示）では、少数キャリア（電子）密度が低減されるので、この裏面電界領域（不図示）及び集電電極５ｂに接する領域でのダイオード電流量（暗電流量）を低減する働きをし、開放電圧Ｖｏｃが向上する。その結果、太陽電池特性を向上させる働きがある。
【００３５】
なお、本願発明は上述した受光面側のバスバー電極４ａ、受光面側のバスバー電極５ａの電極形状に特徴を有しており詳細については後述する。
【００３６】
次に、本願発明に係る太陽電池素子Ｘの製造方法について説明する。半導体基板１は、単結晶又は多結晶シリコンなどから成る。この半導体基板１として半導体シリコンを用いる場合、ボロン（Ｂ）などのｐ型の導電型を呈する半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、比抵抗０．２〜２．０Ω・ｃｍ程度の基板が好適に用いられる。単結晶シリコン基板の場合は引き上げ法などによって形成され、多結晶シリコン基板の場合は鋳造法などによって形成される。多結晶シリコン基板は、大量生産が可能であり製造コスト面で単結晶シリコン基板よりも有利であるので、ここでは多結晶シリコンを用いた例によって説明する。
【００３７】
多結晶シリコンのインゴットは、例えば、鋳造法によって形成され、１０ｃｍ×１０ｃｍ又は１５ｃｍ×１５ｃｍ等、適当な大きさに切断して５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下の厚みにスライスして半導体基板１とする。なお、基板の切断面を清浄化するためにフッ酸やフッ硝酸などでごく微量エッチングすることが望ましい。
【００３８】
次に、半導体基板１を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）などの不純物元素を含むガス中で熱処理することによって、半導体基板１の外受光面側部分にリン原子を拡散させてシート抵抗が３０〜３００Ω／□程度のｎ型の導電型を呈する逆導電型拡散領域２を形成する。
【００３９】
そして、太陽電池素子Ｓの受光面側にあたる半導体基板１の面に逆導電型拡散領域２を残して他の部分を除去した後、純水で洗浄する。この除去方法としては、例えば、半導体基板１の受光面側にフッ酸に耐性を有するレジスト膜を塗布し、フッ酸と硝酸の混合液を用いてこの半導体基板１の受光面側以外の逆導電型拡散領域をエッチング除去した後、レジスト膜を除去すればよい。
【００４０】
次に、半導体基板１の受光面側に反射防止膜３を形成する。この反射防止膜３は例えば窒化シリコン膜などから成り、例えばシラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスをグロー放電分解でプラズマ化させて堆積させるプラズマＣＶＤ法などで形成される。この反射防止膜３は、半導体基板１との屈折率差などを考慮して、屈折率が１．８〜２．３程度になるように形成され、厚み５００〜１０００Å程度の厚みに形成される。このように窒化シリコン膜を、水素プラズマの存在下で成膜して形成した場合、半導体基板１のシリコンの未結合手を水素で終端させるパッシベーション効果も同時に有するので、反射防止の機能と併せて、太陽電池の電気特性を向上させる効果がある。
【００４１】
そして、電極形成工程においては、図１２に一般的な電極パターンを示す。非受光面側に対して開口部６を除くほぼ全面にスクリーン印刷など周知の方法を用いて集電電極５ｂを塗布・乾燥し、開口部６を覆うようにバスバー電極５ａを塗布・乾燥する。受光面側においては、受光面側集電電極であるフィンガー電極４ｂ、受光面側バスバー電極４ａを非受光面側と同様に塗布・乾燥する。
【００４２】
塗布法としては、上述したようにスクリーン印刷などの周知の方法を用いることができ、塗布後所定の温度で溶剤を蒸発させて乾燥させる。その後、焼成し焼成電極とすることで半導体基板１の受光面側及び／又は非受光面側に、出力を外部に取り出すためのバスバー電極（４ａ、５ａ）と、このバスバー電極に接続される出力を集めるための集電電極（４ｂ、５ｂ）と、を備えた太陽電池素子Ｘを得ることができる。
【００４３】
上述のようにして塗布・乾燥した電極（４、５）を、６００〜８００℃で１〜３０分程度焼成する焼成工程を経ることによって、基板に対して電極を焼き付けて形成することができる。非受光面側の集電電極５ｂとしては、アルミニウムを主成分とした金属材料を好適に用いられており、非受光面側の集電電極５ｂを形成すると同時に、半導体基板１中にアルミニウムが拡散して、非受光面で発生したキャリアが再結合することを防ぐｐ＋領域が形成される。なお、あらかじめ反射防止膜３の受光面側の電極４に相当する部分をエッチングし、その箇所に銀ペーストなどを塗布して焼成して逆導電型拡散領域２と導通を取るようにしてもよいし、反射防止膜３の上に直接、銀ペーストなどを塗布して焼成し、いわゆるファイアースルー法によって反射防止膜３を貫通させて逆導電型拡散領域２と導通を取るようにしてもよい。
【００４４】
次に本願発明の太陽電池素子に係るバスバー電極の構造について説明する。図３（ａ）は本願発明に係る太陽電池素子Ｘにおいてバスバー電極（４ａ、５ａ）長手方向に対して略直交する平面で切断した断面の一例を表す構造図である。直線ａ１、ｂ１、ｃ１は、このバスバー電極の断面形状の外側に存在するとともに、外郭線に対して二点以上で接して、閉じた領域を形成する仮想的に設定された直線の例である。
【００４５】
なお、これらの直線は説明のために便宜的に選択したものであり、これらが全てを示している訳ではない。また、バスバー電極（４ａ、５ａ）の断面形状の外側に存在する、この直線とバスバー電極（４ａ、５ａ）の外郭線とが接して形成される閉じた領域は、この断面形状の外側に存在し、この直線と外郭線とが交わっていてもかまわない。
【００４６】
図３（ａ）に示した例では、直線ａ１、直線ｂ１、直線ｃ１と外郭線で形成した閉じた領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのうち領域が最大となるのは領域Ａであるとすれば、この最大の閉じた領域Ａを構成する直線ａ１がこの断面形状における第一の直線と定義される。
【００４７】
図３（ｂ）に図３（ａ）で選択した最大の閉じた領域Ａを示す。さらに、この最大の閉じた領域Ａを構成する第一の直線ａ１と平行でこの閉じた領域Ａを通過する直線のうち第一の直線との距離が最大となる直線ａ２を第二の直線と定義する。第一の直線ａ１と第二の直線ａ２との距離をｄとする。以降、本明細書において、図３（ｂ）に示す領域Ａのように、バスバー電極（４ａ、５ａ）の外郭線と第一の直線とがなす閉じた領域の面積が最大となる領域を最大凹部領域１４と定義し、この最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離、つまりバスバー電極（４ａ、５ａ）上に形成される凹部の周囲と底部との高さの差をｄとして本願発明を説明する。
【００４８】
本願発明に係る太陽電池素子はバスバー電極（４ａ、５ａ）において、この第一の直線ａ１と第二の直線ａ２との距離ｄを１０μｍ以下としている。よって、このバスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８を半田などを介して溶着する際に、インナーリード８とバスバー電極（４ａ、５ａ）との間に生じる閉鎖空間に空気などの気体が閉じ込められるのを抑えることができる。また、インナーリード８は塑性変形するため、インナーリード８とバスバー電極（４ａ、５ａ）との間に生じる閉鎖空間はバスバー電極（４ａ、５ａ）上で様々な箇所で接続される恐れがある。しかしながら、インナーリード８とバスバー電極（４ａ、５ａ）との接続部分が最大凹部領域１４であっても、本願発明に係る最大凹部領域１４は１０μｍ以下であるため、バスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８との間に生じる閉鎖空間に空気などの気体が含まれにくい。その結果、日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しにおいてもインナーリード８がバスバー電極（４ａ、５ａ）から外れることなく、長期信頼性を向上させることができる。
【００４９】
しかし、第一の直線ａ１と第二の直線ａ２との距離ｄが１０μｍより大きいとバスバー電極（４ａ、５ａ）にインナーリード８を熱溶着する際に、バスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８との間に生じる閉鎖空間に空気などの気体が含まれやすく、凹部の周囲がインナーリード８により接着されてしまうことによって、凹部内にある気体の抜け道がなくなってしまい、バスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８の半田との接着、又は電極（４、５）に被覆した半田とインナーリード８の半田との接着が阻害され、特に日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しによる影響を受け、インナーリード８が電極（４、５）から外れる可能性があり、長期信頼性を低下させる。
【００５０】
ここで、本願発明の太陽電池素子を実施するための第一の実施形態を説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、第一の実施形態の製造工程を示す模式的な斜視図であり、１は半導体基板、５ａはバスバー電極、５ｂは裏面集電電極、６は開口部、７は下部電極である。
【００５１】
図４（ａ）に示す半導体基板１の非受光面側に、所定の開口部６を設けた第一の金属材料を主成分とする集電電極５ｂと、この開口部６内に点状及び／又は帯状に第二の金属材料を主成分とした下部電極７と、この開口部６を塞ぐように第三の金属材料を主成分としたバスバー電極５ａと、を備えることで本願発明の太陽電池素子を得ることができる。
【００５２】
このように、半導体基板１の非受光面側に開口部６を設け下部電極７を備えることによって、開口部６を塞ぐようにバスバー電極５ａを設けた場合であっても、下部電極７によってバスバー電極５ａは支えられ、バスバー電極５ａの変形を生じにくい。その結果、インナーリード８を半田などを介して溶着する際に、インナーリード８とバスバー電極５ａとの間に生じる閉鎖空間に空気などの気体が閉じ込められることを抑えることができる。
【００５３】
さらに、上記構成によって本願発明に係る太陽電池素子Ｘは図３（ｂ）に示すように
直線とバスバー電極の断面の外郭線とが形成する閉じた領域の中で第一の直線ａ１と第二の直線ａ２との距離ｄを１０μｍ以下とすることができる。
【００５４】
次に、本願発明に係る第一の実施形態として非受光面側の電極５の製造方法を図４（ｂ）〜（ｄ）を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）に本願発明の太陽電池素子Ｘに係る非受光面側の集電電極５ｂの開口部６パターンを示す。また、図６（ａ）〜（ｆ）に本願発明の第一の実施形態のとしての非受光面側の下部電極７の形成パターンの例を示す。
【００５５】
まず、非受光面側の金属材料は図４（ｂ）〜（ｄ）に示すようにして塗布する。（図４（ｂ））
（１）非受光面側の集電電極５ｂを形成するために、半導体基板１の非受光面側に開口部６を形成し、この開口部６を除いた略全面に第一の金属材料を塗布する
（２）開口部６内に下部電極７を形成するために、開口部６内に点状及び／又は帯状に第二の金属材料を塗布する（図４（ｃ））
（３）非受光面側バスバー電極５ａを形成するために、開口部６を塞ぐように第三の金属材料を塗布する（図４（ｄ））
ここで、非受光面側の電極５を構成する集電電極５ｂは、例えばアルミニウム粉末などからなる金属を主成分とし、有機ビヒクルとガラスフリットをアルミニウム１００重量部に対してそれぞれ１０〜３０重量部、０．１〜５重量部を添加してペースト状にした第一の金属材料を用いる。具体的な形状としては、例えば、図５（ａ）に示されるように帯状の開口部６であってもよいし、図５（ｂ）又は図５（ｃ）に示されるように島状に分断して開口部６を設けても構わない。非受光面側のバスバー電極５ａを形成する部位を除いた開口部６を設けて非受光面のほぼ全面とする。塗布法としては、スクリーン印刷法などの周知の方法を用いることができ、塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。開口部６の面積を多くとった方が半導体基板１とバスバー電極５ａとの電極強度は向上するが、半導体基板１と集電電極５ｂとの接触部において生じるＢＳＦ層の形成が低減してしまうため太陽電池素子としての特性も低減してしまう。このような理由から、開口部６のパターンは図５（ｃ）とした方が望ましい。
【００５６】
例えば、図６（ａ）〜（ｆ）に示すように上述した開口部６の内部に下部電極７を設ける。図６（ａ）〜（ｆ）に記載された下部電極のパターン７ａ〜７ｆには、例えばアルミニウム粉末や銀粉末などからなる金属を主成分とし、有機ビヒクルとガラスフリットをアルミニウムや銀などの金属１００重量部に対してそれぞれ１０〜３０重量部、０．１〜５重量部を添加してペースト状にした第二の金属材料を用いて塗布する。
【００５７】
図６（ａ）〜（ｆ）に示した下部電極７のパターンのうち、図６（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）のように下部電極を中央部に配置する方がよい。この理由としては、スクリーン印刷などでバスバー電極５ａを形成する際に、一番印刷圧がかかり凹部ができやすい中央部に下部電極を設けることで、下部電極によりバスバー電極が支えられるからである。
【００５８】
上述のように、集電電極５ｂと下部電極７の塗布工程を別々に行ってもよいが、第一の金属材料と第二の金属材料を同じ金属材料とすることで、通常、集電電極５ｂと下部電極７を一度の塗布工程によって形成するほうが望ましい。
【００５９】
そして、非受光面側の電極５を構成するバスバー電極５ａは、上述したアルミニウムを主成分とした第一の金属材料より半田濡れ性のよい金属材料、例えば銀粉末などを主成分とし、有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ１０〜３０重量部、０．１〜５重量部を添加してペースト状にした第三の金属材料を用いる。図２に本願発明に係る電極（４、５）の具体的な形状を示す。
【００６０】
図２（ｂ）に示すように、非受光面側のバスバー電極５ａは、大部分が上述のアルミニウムを主成分とした集電電極５ｂを塗布しなかった開口部６を塞ぐように設けられ、周縁部を非受光面側の集電電極５ｂと重ね合わせて形成する。
【００６１】
このように集電電極５ｂの開口部６内に点状又は帯状の下部電極７を設けることで、非受光面側のバスバー電極５ａを塗布する際に下部電極７によってスクリーンが支えられ、スクリーンと半導体基板１との間に生じる空隙を抑制することが可能となる。
【００６２】
塗布法としては、上述したようにスクリーン印刷などの周知の方法を用いることができ、塗布後所定の温度で溶剤を蒸発させて乾燥させる。その後、焼成することによって焼成電極とし、本願発明に係る第一の実施形態で製作した太陽電池素子Ｘを得ることができる。
【００６３】
また、非受光面側のバスバー電極５ａは、受光面側の電極４のようにバスバー電極４ａとフィンガー電極４ｂとからなる格子状の電極パターンで形成されてもよい。その際、非受光面側のバスバー電極５ａの塗布方法は、本願発明において受光面側での塗布方法のように、複数の帯状体を形成して乾燥させる塗布工程を経て非受光面側のバスバー電極５ａを形成してもよい。
【００６４】
この結果、半導体基板１の非受光面側に設けられたバスバー電極（４ａ、５ａ）上に形成される凹部の周囲と底部との高さの差ｄが１０μｍ以下とした本願発明の太陽電池素子Ｘに係る構成を容易に形成することができる。また、インナーリード８と非受光面側のバスバー電極５ａとの間に生じる閉鎖空間に空気などの気体が含まれにくくなる。その結果、日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しにおいてもインナーリード８がバスバー電極（４ａ，５ａ）から外れることなく、長期信頼性を向上させることができる。さらに非受光面側のバスバー電極５ａを厚く形成することができ、非受光面側のバスバー電極５ａと半導体基板１との電極強度を向上させることができる。
【００６５】
次に、本願発明の第二の実施形態を図２と図８を用いて説明する。
【００６６】
本願発明の第二の実施形態に係る太陽電池素子Ｘは、半導体基板１の受光面側及び／又は非受光面側に設けられた、出力を集めるための集電電極（４ｂ、５ｂ）と、この集電電極（４ａ、５ａ）と電気的に接続され、出力を外部に取り出すためのバスバー電極（４ａ、５ａ）と、を備え、このバスバー電極（４ａ、５ａ）は、複数の帯状体から形成され、この複数の帯状体のうち隣接するもの同士が互いに接触した形状となっている。
【００６７】
図８（ａ）は半導体基板１の受光面側に、第三の金属材料を主成分とした帯状体を塗布した直後の様子を示す。図８（ｂ）は図８（ａ）での帯状体が互いに接触した様子を示す。また、図８（ｃ）は半導体基板１の非受光面側に、第三の金属材料を主成分とした帯状体を塗布した直後の様子を示す。図８（ｄ）は図８（ｃ）での帯状体が互いに接触した様子を示す。
【００６８】
図８（ｂ）、図８（ｄ）に示すように、本願発明の第二の実施形態におけるバスバー電極（４ａ、５ａ）の塗布・乾燥後の形状は、複数のかまぼこ状のバスバー電極のうち隣り合うもの同士が互いにその側面が接触している形状となっている。この形状は、バスバー電極（４ａ、５ａ）を形成する第三の金属材料を複数の帯状体とし、所定の間隔を空けて塗布することで、初期の形状を保てなくなったこれらの隣接する帯状体同士が互いに接触して形成される。
【００６９】
ここで、帯状体の塗布間隔を適切に調整すれば、バスバー電極（４ａ、５ａ）の最大凹部領域において第一の直線ａ１と第二の直線ａ２との距離ｄを変化することが可能となる。
【００７０】
したがって、上記構成によって本願発明に係る太陽電池素子Ｘは直線とバスバー電極の断面の外郭線とが形成する閉じた領域の中で第一の直線ａ１と第二の直線ａ２との距離ｄを１０μｍ以下とすることができる。
【００７１】
また、バスバー電極（４ａ、５ａ）にインナーリード８を半田などを介して溶着する際に、インナーリード８とバスバー電極（４ａ、５ａ）との間に生じる閉鎖空間に空気などの気体が閉じ込められることを抑えることができる。
【００７２】
次に、本願発明の太陽電池素子Ｘに係る第二の実施形態における、非受光面側の電極５の製造方法をより詳細に説明する。
【００７３】
まず、本願発明において太陽電池素子Ｘの非受光面側の金属材料は以下のようにして塗布する。
【００７４】
（１）例えば、はじめに図８（ｂ）に示すように、非受光面側の集電電極５ｂを形成するために、半導体基板１の非受光面側略全面に第一の金属材料を塗布する
（２）非受光面側バスバー電極５ａを形成するために、第三の金属材料を帯状に所定間隔を空けて塗布する。
【００７５】
このように、非受光面側の電極５を形成する集電電極５ｂは、例えばアルミニウム粉末などからなる金属を主成分とし、有機ビヒクルとガラスフリットをアルミニウム１００重量部に対してそれぞれ１０〜３０重量部、０．１〜５重量部を添加してペースト状にした第一の金属材料を用いる。第一の金属材料は、非受光面側のほぼ全面に塗布する。塗布法としては、スクリーン印刷法などの周知の方法を用いることができ、塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。
【００７６】
次に、帯状体に形成された第三の金属材料を所定間隔を空けて塗布する。
【００７７】
そして、非受光面側の電極５を構成するバスバー電極５ａは、上述したアルミニウムを主成分とした第一の金属材料より半田濡れ性のよい金属材料、例えば銀粉末などを主成分とし、有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ１０〜３０重量部、０．１〜５重量部を添加してペースト状にした第三の金属材料を用いる。
【００７８】
非受光面側バスバー電極５ａを形成するために、第三の金属材料を塗布する工程において、第三の金属材料は所定間隔を空けて塗布する。この所定間隔は溶剤の含有率や、ペーストの粘度によって異なった最適値を有する。本願発明において第三の金属材料を主成分とした場合は、スクリーン設計における所定間隔を３０〜５０μｍとする。その結果、非受光面側のバスバー電極５ａを形成すべき領域に複数の帯状体をスクリーン設計における所定間隔を３０〜５０μｍとして塗布することにより、次第に初期の形状を保てなくなり複数の帯状体のうち隣接するもの同士は互いに接触する。
【００７９】
この結果、半導体基板１の非受光面側に設けられた出力を外部へ取り出すためのバスバー電極５ａに形成される凹部の周囲と底部との高さの差が１０μｍ以下とした本願発明の太陽電池素子Ｘに係る構成を容易に形成することができる。また、インナーリード８と非受光面側のバスバー電極５ａとの間に生じる閉鎖空間に空気などの気体が含まれにくくなる。その結果、日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しにおいてもインナーリード８がバスバー電極（４ａ，５ａ）から外れることなく、長期信頼性を向上させることができる。さらに非受光面側のバスバー電極５ａを厚く形成することができ、非受光面側のバスバー電極５ａと半導体基板１との電極強度を向上させることができる。
【００８０】
図３に示した本願発明に係るバスバー電極形状においては、以上のようにして本願発明の太陽電池素子Ｘとすることができる。次にさらに好ましい態様について説明する。
【００８１】
まず、最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが３μｍ以上とすることが望ましい。
【００８２】
この理由として、図３（ｂ）に示した最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが３μｍ未満であった場合、バスバー電極（４ａ、５ａ）表面の凹凸が小さいため充分なアンカー効果が得ることができず、電極強度が小さくなる可能性があるからである。
【００８３】
具体的には、例えば第一の実施形態に係る半導体基板１の非受光面側に対しては、開口部６内に点状及び／又は帯状に第二の金属材料を塗布した下部電極の厚さを変化させることによって、最大凹部領域１４に対する第一の直線と、第二の直線との距離ｄを３μｍ以上１０μｍ以下とすることが可能となる。
【００８４】
また、第二の実施形態に係る半導体基板１の受光面側又は非受光面側に対しては、バスバー電極（４ａ、５ａ）の長手方向と略同一方向に複数本の帯状体を相互に所定間隔を空けて形成されるように、第三の金属材料を塗布する方法であるため、所定間隔を変化させることで複数の帯状体同士が最大凹部領域１４に対する第一の直線と、第二の直線との距離ｄを３μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。これは、ペースト状金属材料の粘度と、塗布する帯状体の間隔を最適化することで可能となる。
【００８５】
また、本願発明によれば、あらかじめ太陽電池素子Ｘのバスバー電極（４ａ、５ａ）の表面に半田を被覆せずに、直接バスバー電極（４ａ、５ａ）に半田被覆されたインナーリード８を接続する、また、追い半田によりインナーリード８を接続するいわゆるはんだレス方式の場合においても効果を奏する。この場合、電極とインナーリード８との接着に用いられる半田はインナーリード８に被覆された半田のみとなり、溶着時に電極上にある半田の絶対量が少ないため、電極上に形成される凹部の中に流れ込む半田の量も少なくなり、電極（４、５）とインナーリード８との間に気体が含まれる可能性が高くなる。しかしながら本願発明の構成によれば、最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが１０μｍ以下となっているので、電極とインナーリード８との間に気体が閉じ込められるのをより効果的に抑えることができる。
【００８６】
さらに、半田においては、Ｓｎ−Ｐｂの共晶半田に含まれる鉛の人体への影響が問題となってきており、鉛を含まないいわゆる鉛フリー半田と呼ばれる半田材料が盛んに検討されている。しかし、Ｓｎ-Ａｇ-Ｃｕ、Ｓｎ-Ｚｎ、Ｓｎ-Ｃｕ、Ｓｎ-Ａｇ-Ｎｉ系等の鉛フリー半田を用いた場合Ｓｎ−Ｐｂの共晶半田に比べ硬く、熱溶着する際に半田が流れにくい。そのため、特にＳｎ-Ａｇ-Ｃｕ系などの鉛フリー半田を用いた場合、半田の流動性が悪いため、電極（４、５）とインナーリード８との間に気体が含まれる可能性が高くなるが、最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが１０μｍ以下とすることによって、鉛フリー半田を用いた場合においても電極（４、５）とインナーリード８との間に気体が閉じ込められることをより効果的に抑えることができる。
【００８７】
以上のようにして本願発明に係る太陽電池素子を実現することができる。
【００８８】
次に、本願発明の太陽電池モジュールについて説明する。図１（ｂ）に、図１（ａ）の太陽電池素子Ｘを組み合わせて構成した太陽電池モジュールＹを示す。
【００８９】
図１（ｃ）に示すように、太陽電池素子Ｘ１の受光面側のバスバー電極４ａと、隣接する太陽電池素子Ｘ２の非受光面側のバスバー電極５ａとをインナーリード８によって接続して、複数の太陽電池素子Ｘ同士が電気的に接続されている。インナーリード８を非受光面側のバスバー電極５ａと受光面側のバスバー電極４ａの部分的、全長もしくは複数箇所をホットエアーなどの熱溶着により接続して、太陽電池素子Ｘ同士を接続配線されている。インナーリード８としては、例えば、その受光面側全体に２０〜７０μｍ程度の半田を被覆した厚さ１００〜３００μｍ程度の銅箔を所定の長さに切断したものを用いる。
【００９０】
また、あらかじめ太陽電池素子Ｘのバスバー電極（４ａ、５ａ）の受光面側には半田を被覆して、インナーリード８に被覆されている半田とバスバー電極（４ａ、５ａ）に被覆された半田とを溶融させることにより、太陽電池素子Ｘとインナーリード８を接続しても構わない。
【００９１】
そして、隣接する太陽電池素子のバスバー電極（４ａ、５ａ）どうしを電気的に接続するインナーリード８を備えることで、太陽電池モジュールＹとして組み立てることが可能となる。
【００９２】
図１（ｂ）に示すように、本願発明における太陽電池モジュールＹは、本願発明における太陽電池素子Ｘを少なくとも一つ含んだ太陽電池モジュールＹとし、半田などを介してインナーリード８と電気的に接続される。また、透光性パネル９と非受光面側の保護材１１の間には、エチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材１０があり、これらはラミネート装置により減圧下で加熱加圧を行うことで気密に封入されて、太陽電池モジュールＹを構成している。太陽電池モジュールＹの出力は、出力配線１２を経て端子ボックス１３に接続されている。
【００９３】
このように、本願発明に係る太陽電池素子Ｘを少なくとも一つ含む太陽電池モジュールＹとすることで、熱溶着時やラミネート工程にかかる圧力を高くしなくともバスバー電極の凹部に空気などの気体が残ることを抑制することができる。そのため、日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しなどによるインナーリード８とバスバー電極（４ａ、５ａ）の外れる可能性が減り、電極強度を高く保てる長期信頼性の高い太陽電池モジュールＹを提供することができる。さらに、より好ましくは本願発明に係る太陽電池素子Ｘをで構成された太陽電池モジュールＹとする。
【００９４】
また、本願発明に係る太陽電池素子において、バスバー電極（４ａ、５ａ）は最大凹部領域が１０μｍである。そのため、特に半田などで接続した場合に日々の温度サイクルによる収縮、膨張の繰り返しなどによるインナーリード８とバスバー電極（４ａ、５ａ）の外れる可能性が減り、電極強度を高く保てる長期信頼性の高い太陽電池モジュールＹを提供することができる。
【００９５】
なお、本願発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【００９６】
例えば、第一、二の金属材料としてアルミニウム以外にガリウム、インジウムを使用することも可能である。また、第二、三の金属材料として銀以外に銅、金、白金を使用することも可能である。
【００９７】
また、上記に示した方法では受光面側の電極４と非受光面側の電極５を同時に焼成する、１回焼成によって電極を形成したが、複数の焼成工程によって電極を形成しても構わない。例えば２回焼成により、１回目の焼成工程で非受光面側の電極５を形成し、２回目の焼成工程で受光面側の電極４を形成してもよいし、それ以外の焼成の順番、組み合わせであっても構わない。
【００９８】
本願発明の第一の実施形態によって非受光面側にバスバー電極５ａを形成し、受光面側は第二の実施形態によってバスバー電極４ａを形成してもよい。また、受光面側及び非受光面側に対して第二の実施形態でバスバー電極（４ａ、５ａ）を形成してもよい。このように、半導体基板１の受光面側及び非受光面側に対して、バスバー電極に形成される最大凹部領域が１０μｍ以下となるのが好ましいのはいうまでもない。
【００９９】
さらに、非受光面側の集電電極５ｂの開口部６の輪郭は矩形だけでなく、円形や楕円形であっても構わない。
【０１００】
また、図７に本願発明の第一の実施形態としての非受光面側のバスバー電極の他の電極パターンを示す。ここで、点線で囲った部分は開口部６を示す。図７（ａ）又は（ｂ）に示されるように開口部６の形状に合わせて島状に分断して形成しても、本願発明の効果を十分に得ることができる。
【０１０１】
図１０に本願発明の第二の実施形態における変形例を示す。さらに、本願発明の第二の実施形態でも示したように、帯状体は複数あればよいため受光面側の塗布後の様子が図１０のようになっていてもかまわない。また、受光面側や非受光面側に第三の金属材料を主成分とする帯状体を３本以上形成してもよい。
【０１０２】
また、図９（ａ）、（ｂ）に開口部６における下部電極７の変形例を示す。下部電極７を集電電極５ｂと接続することにより開口部６を分割し、その開口部６を塞ぐように非受光面側のバスバー電極５ａを形成した場合においても、非受光面側のバスバー電極５ａ上に形成される最大凹部領域１４に対する第一の直線と、第二の直線との距離ｄを１０μｍ以下とすることができ、本願発明の効果を十分に得ることができる。
【０１０３】
さらに、本願発明におけるバスバー電極の塗布工程において、スクリーン設計における所定間隔を約３０〜５０μｍとして金属材料を塗布したが、これに限られるものではなくペースト状の金属材料である溶剤の含有率を変化させれば、粘度も変化するため金属材料を塗布する所定間隔は約１０〜１００μｍ程度としてもよい。
【０１０４】
また、バスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８は半田によって接続することに限らず、導電性でバスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８を接着できるような粘着性導電フィルムなどによって導通を取るようにしてもよい。
【実施例１】
【０１０５】
図２（ａ）に示すように、外形が１５ｃｍ×１５ｃｍで、比抵抗１．５Ω・ｃｍの多結晶のｐ型のシリコンの半導体基板１のダメージ層をアルカリでエッチングして洗浄した。次に、この半導体基板１を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）の中で加熱することによって、半導体基板１の受光面側にリン原子を１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度となるように拡散させて、ｎ型の逆導電型拡散領域２を形成した。その上にプラズマＣＶＤ法によって反射防止膜３となる厚み８５０Åの窒化シリコン膜を形成した。
【０１０６】
この半導体基板１の非受光面側の電極５を形成するために、まず集電電極５ｂと下部電極７となる金属材料を塗布する。金属材料としてアルミニウム粉末と有機ビヒクルとガラスフリットをアルミニウム１００重量部に対してそれぞれ２０重量部、３重量部を添加してペースト状にしたものを塗布し、乾燥させた。このとき、非受光面側の集電電極５ｂは開口部６を除く略全面に、図５（ｃ）で示される電極パターンに形成した。そして、非受光面側に非受光面のバスバー電極５ａを形成するために、銀粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ２０重量部、３重量部を添加してペースト状にした金属材料をスクリーン印刷法で塗布し、乾燥させた。このとき、非受光面バスバー電極５ａは厚みが４０μｍで、図７（ｂ）で示される電極パターンに形成した。さらに、受光面側のバスバー電極４ａに対しても、銀粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ２０重量部、３重量部を添加してペースト状にした金属材料を相互に３０μｍの間隔を空けて塗布して、二本の帯状体を形成した。その後、７５０℃で１５分間焼き付けて、同時に受光面側の電極４と非受光面側の電極５を形成した。
【０１０７】
ここで、電極パターンのうち、受光面側と非受光面バスバー電極（４ａ、５ａ）に形成される最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが１．５、３、５、９、１０、１１、１５、２０μｍとなる試料を用意した。なお、非受光面側のバスバー電極５ａは２回のスクリーン印刷を用い、２回目の印刷時によって最大凹部領域１４に金属材料を印刷することで、電極に形成される最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄを変更している。受光面側のバスバー電極４ａは、帯状体の塗布間隔を変化させることで、電極に形成される最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄを変化させた。
【０１０８】
次に、約３０μｍの厚みを有する半田層を設けた幅１．８ｍｍ、厚さ２００μｍの銅箔製のインナーリード８を、非受光面側のバスバー電極５ａの全長にわたってホットエアーの熱溶着により接続した。
【０１０９】
それぞれの太陽電池素子を１０枚用意し、受光面側及び非受光面側のバスバー電極５ａとインナーリード８との間の気体含有率の調査と、ＪＩＳ  Ｃ８９１７に基づき温度サイクル試験によるインナーリード８の電極からの外れの有無を確認した。さらに、ＪＩＳ  Ｃ８９１７に基づき端子強度試験を行った。
【０１１０】
気体含有率は、非受光面のバスバー電極５ａとインナーリード８との溶着面に対して存在する気体の全面積の割合で示したものである。これは、Ｘ線検査装置を用いることにより、気体部分が周りと濃淡の異なる画像として撮影されるため、画像情報により気体を確認することができる。また、温度サイクル試験は３時間／１サイクルで周囲温度を経時的に−４０℃から＋９０℃に変化させ、３００サイクル行っている。端子強度試験は、非受光面のバスバー電極に断面積０．３６ｍｍ２のリボン状金属端子を半田付けして、太陽電池素子の受光面と直交する垂直方向に沿って１０Ｎまで引っ張った際に外れるか判定した。しかしながら、どれも１０Ｎまでは耐えたため、１０秒間１０Ｎの力で保持した後、序々に外力を増大させ電極強度の参考値として記録した。
【０１１１】
これらバスバー電極（４ａ、５ａ）に存在する最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄを１．５〜２０μｍまで変化させ、気体含有率とバスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８との溶着面における電極強度、温度サイクル試験の結果を表１に示す。
【表１】
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【０１１２】
受光面又は非受光面側のバスバー電極（４ａ、５ａ）に存在する最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが１０μｍ以下である１．５、３、５、９、１０μｍの試料では、気体含有率は０％〜９％と低く、温度サイクル試験後においてもインナーリード８は外れなかった。また、端子強度試験においても本願発明の範囲内では１１．２８〜１２．３６Ｎの電極強度の参考値が保たれ、ＪＩＳ  Ｃ８９１７に基づく引張り強さの規定値１０Ｎまでにインナーリード８のバスバー電極（４ａ、５ａ）からの外れは確認されなかった。また、本願発明の範囲内である最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが１０μｍ以下でもｄが３μｍ未満の場合では、温度サイクル試験においてインナーリード８の外れはないものの、端子強度試験について電極強度の参考値が１１．２８Ｎと若干弱い結果が得られた。
【０１１３】
しかしながら、本願発明の範囲外である最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが１０μｍより大きい試料の場合、気体含有率は１３〜２０％と高く、温度サイクル試験におけるインナーリード８の外れを確認した。
【０１１４】
したがって、本願発明によれば、バスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８との間に気体が閉じ込められることを防ぎ、その結果、気体含有率が小さいため、温度サイクルに強く、高い電極強度が得られ、長期信頼性が高いという本願発明の効果を確認することができた。
【実施例２】
【０１１５】
図２（ａ）に示すように、外形が１５ｃｍ×１５ｃｍで、比抵抗１．５Ω・ｃｍの多結晶のｐ型のシリコンの半導体基板１のダメージ層をアルカリでエッチングして洗浄した。次に、この半導体基板１を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）の中で加熱することによって、半導体基板１の受光面側にリン原子を１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度となるように拡散させて、ｎ型の逆導電型拡散領域２を形成した。その上にプラズマＣＶＤ法によって反射防止膜３となる厚み８５０Åの窒化シリコン膜を形成した。
【０１１６】
この半導体基板１の非受光面側の電極５を形成するために、まず集電電極５ｂと下部電極７の金属材料を塗布する。金属材料としてアルミニウム粉末と有機ビヒクルとガラスフリットをアルミニウム１００重量部に対してそれぞれ２０重量部、３重量部を添加してペースト状にしたものを塗布し、乾燥させた。このとき、非受光面側の集電電極５ｂは開口部６を除く略全面に、図５（ｃ）で示される電極パターンに形成した。また、図６（ａ）〜（ｆ）は非受光面側の開口部における下部電極の形成パターンを示す。本実施例では、図６（ａ）〜（ｆ）に示されるように下部電極７の形状を変化させて太陽電池素子を形成した。そして、非受光面側に非受光面のバスバー電極５ａを形成するために、銀粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ２０重量部、３重量部を添加してペースト状にした金属材料をスクリーン印刷法で塗布し、乾燥させた。このとき、非受光面バスバー電極５ａは厚みが４０μｍで、図７（ｂ）で示される電極パターンに形成した。さらに、受光面側のバスバー電極４ａに対しても、銀粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ２０重量部、３重量部を添加してペースト状にした金属材料を相互に３０μｍの間隔を空けて塗布して、二本の帯状体を形成した。その後、７５０℃で１５分間焼き付けて、同時に受光面側の電極４と非受光面側の電極５を形成した。本実施例において、非受光面側の開口部６内に形成される下部電極７のうち、試料Ｎｏ．１として図６（ａ）に示される電極パターンに形成し、試料Ｎｏ．２、３、４、５，６についてはそれぞれ図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示される下部電極７ｂ〜７ｆに形成した。これらＮｏ１〜Ｎｏ６については、バスバー電極（４ａ、５ａ）の表面に形成される最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄが１０μｍ以下となるようにした。
【０１１７】
また、試料Ｎｏ．７については、従来例として下部電極７を設けず、図１３に示されるように集電電極５ｂの開口部６に形成される非受光面側のバスバー電極５ａの中央領域に複数の穴１５を設けて形成した。このとき、バスバー電極（４ａ、５ａ）の表面に形成される最大凹部領域１４に対する第一の直線ａ１と、第二の直線ａ２との距離ｄは１５μｍである。
【０１１８】
次に、約３０μｍの厚みを有する半田層を設けた幅１．８ｍｍ、厚さ２００μｍの銅箔製のインナーリード８を、非受光面側のバスバー電極５ａの全長にわたってホットエアーの熱溶着により接続した。
【０１１９】
それぞれの太陽電池素子を１０枚用意し、受光面側及び非受光面側のバスバー電極５ａとインナーリード８との間の気体含有率の調査と、ＪＩＳ  Ｃ８９１７に基づき温度サイクル試験によるインナーリード８のバスバー電極（４ａ、５ａ）からの外れの有無を確認した。さらに、ＪＩＳ  Ｃ８９１７に基づき端子強度試験を行った。
【０１２０】
気体含有率は、非受光面のバスバー電極５ａとインナーリード８との溶着面に対して存在する気体の全面積の割合で示したものである。これは、Ｘ線検査装置を用いることにより、気体部分が周りと濃淡の異なる画像として撮影されるため、画像情報により気体を確認することができる。また、温度サイクル試験は３時間／１サイクルで周囲温度を経時的に−４０℃から＋９０℃に変化させ、３００サイクル行っている。さらに、端子強度試験は、非受光面のバスバー電極に公称断面積０．３６ｍｍ２のリボン状金属端子を半田付けして、太陽電池素子の受光面と直交する垂直方向に１０Ｎまで沿って引っ張った際に外れるか判定した。しかしながら、どれも１０Ｎまでは耐えたため、１０秒間１０Ｎの力で保持した後、序々に外力を増大させ電極強度の参考値として記録した。
【０１２１】
これらバスバー電極５ａとインナーリード８との溶着面に対して存在する気体含有率と、バスバー電極５ａとインナーリード８との溶着面における電極強度、温度サイクル試験の結果を表２に示す。
【表２】
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【０１２２】
表２により、下部電極７を設けた試料Ｎｏ．１〜６の太陽電池素子においては、従来の電極強度を保つ電極構造である試料Ｎｏ．７の太陽電池素子とほぼ同じ電極厚みを得ることができるため、１２．０６〜１２．３６Ｎと同等の電極強度の参考値が得られ、本願発明の効果を確認することができた。また、下部電極７を設けた試料Ｎｏ．１〜６の太陽電池素子においては、気体含有率が２％〜１０％と低く、温度サイクル試験後においてインナーリード８のバスバー電極（４ａ、５ａ）からの外れは確認されなかった。
【０１２３】
以上から、バスバー電極（４ａ、５ａ）とインナーリード８との間に気体が閉じ込められることを防ぎ、長期信頼性が得られ、本願発明の効果を確認することができた。
【０１２４】
しかしながら、本願発明の範囲外であるＮｏ７については、気体含有率が２０％と多く、電極強度は本願発明と同等であるものの、温度サイクル試験によってインナーリード８とバスバー電極（４ａ、５ａ）が外れたことを確認した。このように、本願発明によって開口部内に点状及び／又は帯状に第二の金属材料を塗布させて下部電極７を設け、その上に非受光面側のバスバー電極５ａを形成することによって気体の混入を抑制し、かつ電極（４，５）を厚く形成することができるため電極強度を高く保つことができた。
【０１２５】
ゆえに、本願発明によれば、電極（４、５）とインナーリード８との間に気体が閉じ込められることを防ぎ、その結果、気体含有率が小さいため、温度サイクルに強く、高い電極強度が得られ、長期信頼性が高いという本願発明の効果を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】（ａ）は、本願発明の太陽電池素子Ｘの断面を示す構造図、（ｂ）は、（ａ）の太陽電池素子Ｘを組み合わせて構成した太陽電池モジュールＹであり、（ｃ）は、（ｂ）の太陽電池モジュールＹの内部構造の部分拡大図である。
【図２】本願発明の太陽電池素子Ｘの電極パターンの一例を示す図であり、（ａ）は太陽電池素子の受光面側の電極を示す上視図、（ｂ）は太陽電池素子の非受光面側の電極を示す下視図である。
【図３】太陽電池素子のバスバー電極の断面を示す構造図であり、（ａ）は直線とバスバー電極の断面の外郭線とが形成する閉じた領域を示す図であり、（ｂ）はその中で最大の閉じた領域である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本願発明の第一の実施形態の製造工程を示す模式的な斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本願発明の第一の実施形態としての非受光面側の集電電極の開口部パターンを示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は本願発明の第一の実施形態としての非受光面側の下部電極の形成パターンを示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｂ）は本願発明の第一の実施形態としての非受光面側のバスバー電極の他の電極パターンを示す図である。
【図８】（ａ）は半導体基板１の受光面側に、第三の金属材料を主成分とした帯状体を塗布した直後の様子を示す。（ｂ）は（ａ）での帯状体が互いに接触した様子を示す。（ｃ）は半導体基板１の非受光面側に、第三の金属材料を主成分とした帯状体を塗布した直後の様子を示す。（ｄ）は（ｃ）での帯状体が互いに接触した様子を示す。
【図９】（ａ）、（ｂ）は開口部６における下部電極７の変形例を示す図である。
【図１０】本願発明の第二の実施形態における変形例
【図１１】（ａ）は、従来の太陽電池素子Ｓの断面を示す構造図、（ｂ）は、（ａ）の太陽電池素子Ｓを組み合わせて構成した太陽電池モジュールＹであり、（ｃ）は、（ｂ）の太陽電池モジュールＴの内部構造の部分拡大図である。
【図１２】従来の太陽電池素子Ｘの電極パターンの一例を示す図であり、（ａ）は太陽電池素子の受光面側の電極を示す上視図、（ｂ）は太陽電池素子の非受光面側の電極を示す下視図である。
【図１３】穴を設けた従来の太陽電池素子の例
【符号の説明】
【０１２７】
１：半導体基板
２：逆導電型拡散領域
３：反射防止膜
４：受光面側の電極
４ａ：受光面側のバスバー電極
４ｂ：フィンガー電極
５：非受光面側の電極
５ａ：非受光面側のバスバー電極
５ｂ：非受光面側の集電電極
６：開口部
７：下部電極
８：インナーリード
９：透光性パネル
１０：充填材
１１：非受光面側の保護材
１２：出力配線
１３：端子ボックス
１４：最大凹部領域
１５：穴
ｄ：最大凹部領域に対する第一の直線と、第二の直線との距離
Ｘ、Ｘ１、Ｘ２：太陽電池素子
Ｙ：太陽電池モジュール
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２：従来の太陽電池素子
Ｔ：従来の太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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