(57)【要約】【課題】  本発明は、低コストで、低抵抗率かつ低接触抵抗率である電極を低温で形成できる太陽電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】  半導体基板１１の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のうち少なくとも一つを形成する工程と、導電性ペースト３０をｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成して電極４０を形成する工程とを含み、導電性ペースト３０に含まれる導電性粉末の含有率が、８０質量％以上であることを特徴とする太陽電池の製造方法。【選択図】        図１
2006041105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板内にｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層が形成され、前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触する電極を有する太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペーストを前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程とを含み、
前記導電性ペーストに含まれる導電性粉末の含有率が、８０質量％以上であることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
半導体基板内にｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層が形成され、前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触する電極を有する太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペーストを前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程とを含み、
前記導電性ペーストに含まれる導電性粉末の平均粒径が、１μｍ以下であることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項３】
半導体基板内にｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層が形成され、前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触する電極を有する太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペーストを前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程とを含み、
前記導電性ペーストに含まれるガラスフリットの軟化点が、４００℃以下であることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記半導体基板の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、前記ｐ型不純物拡散層および前記ｎ型不純物拡散層のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程が、前記半導体基板の一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層を形成する工程である請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記導電性ペーストを６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程が、前記導電性ペーストを５００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程である請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の太陽電池の製造方法により製造された太陽電池。
【請求項７】
電極の抵抗率が１２μΩ・ｍ以下である請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
電極と半導体基板との接触抵抗率が１５ｍΩ・ｃｍ2以下である請求項６に記載の太陽電池。
【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に関し、特に導電性ペーストを６００℃以下で焼成することにより電極を形成する太陽電池の製造方法およびその製造方法により製造された太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池の製造方法においては、電極形成は、銀粉末などの導電性粉末を含有する導電性ペーストを、６００℃を超える温度で焼成することにより行なわれていた。かかる温度で電極形成を行なうことにより、電極の抵抗を低減し、シリコンとの接触抵抗を低減することができる。
【０００３】
すなわち、導電性ペーストを焼成することにより電極を形成する際の焼成温度の上昇とともに電極の抵抗率が低下し、焼成温度が６００℃を超えると電極の抵抗率は数十μΩ・ｃｍレベルにまで低下し、電極の抵抗が低減することから、高い変換効率の太陽電池を得ることができる。これは、焼成温度の上昇とともに、ペースト中の導電性粉末の焼結が進むためである。
【０００４】
また、導電性ペーストを６００℃を超える温度で焼成することにより、シリコンの表面において、導電性ペースト中の導電性粉末とシリコンとが反応して、電極とシリコンとの接触抵抗率が１０〜２０ｍΩ・ｃｍ2程度まで低減し、高い変換効率の太陽電池を得ることができる。
【０００５】
上記のように、従来の太陽電池の電極形成においては、導電性ペーストの高温焼成は不可欠であった。しかしながら、導電性ペーストの高温焼成により、太陽電池のライフタイムが短くなり、結果として、太陽電池の変換効率を低下させるという問題点があった。
【０００６】
一方、上記高温焼成を避けるために蒸着を用いて電極を形成する方法もあるが、蒸着は真空プロセスであるためコストが高くなってしまうという問題点があった。このため、低抵抗率かつ低接触抵抗率である電極を低温で形成できる太陽電池の製造方法の開発が望まれていた。
【０００７】
かかる太陽電池の製造方法として、導電性パターンの表面側の組成を導電性ペーストの平均組成よりも金属リッチにすることが提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。しかし、かかる製造方法は、電極ペーストを塗布する前に、予め導電性パターンを印刷しておく工程が必要であり、製造工程が増え、製造コストが増大するという問題点があった。
【特許文献１】特開平０８−１８１３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記、問題点に鑑みて、本発明は、低コストで、低抵抗率かつ低接触抵抗率である電極を低温で形成できる太陽電池およびその製造方法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】
【０００９】
本発明は、半導体基板内にｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層が形成され、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触する電極を有する太陽電池の製造方法であって、半導体基板の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペーストをｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程とを含み、導電性ペーストに含まれる導電性粉末の含有率が、８０質量％以上であることを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１０】
また、本発明は、半導体基板内にｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層が形成され、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触する電極を有する太陽電池の製造方法であって、半導体基板の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペーストをｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程とを含み、導電性ペーストに含まれる導電性粉末の平均粒径が、１μｍ以下であることを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１１】
また、本発明は、半導体基板内にｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層が形成され、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触する電極を有する太陽電池の製造方法であって、半導体基板の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペーストをｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程とを含み、導電性ペーストに含まれるガラスフリットの軟化点が、４００℃以下であることを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１２】
上記太陽電池の製造方法において、半導体基板の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程を、半導体基板の一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層およびｎ型不純物拡散層を形成する工程とすることができる。
【００１３】
また、上記太陽電池の製造方法において、導電性ペーストを６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程を、導電性ペーストを５００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程とすることができる。
【００１４】
本発明は、上記太陽電池の製造方法によって製造された太陽電池である。上記太陽電池においては、電極の抵抗率を１２μΩ・ｍ以下とすること、および／または電極と半導体基板との接触抵抗率を１５ｍΩ・ｃｍ2以下とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように、本発明によれば、低コストで、低抵抗率かつ低接触抵抗率である電極を低温で形成できる太陽電池およびその製造方法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】
【００１６】
本発明にかかる太陽電池の製造方法は、図１および図２を参照して、半導体基板１１内にｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２が形成され、ｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のそれぞれに接触する電極４０を有する太陽電池１，２の製造方法であって、半導体基板１１の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペースト３０をｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極４０を形成する工程とを含み、導電性ペースト３０に含まれる導電性粉末の含有率が、８０質量％以上である。導電性粉末の含有量が多くなるほど、焼結が促進され、緻密な膜となり、電極の導電性が向上する。導電性粉末の含有量が８０質量％以上の導電性ペーストを用いることにより、６００℃以下の温度においても、電極の抵抗率が小さく、かつ電極と半導体基板との接触抵抗率の小さい太陽電池を製造することができる。また、上記観点から、導電性ペーストに含まれる導電性粉末の含有量は８３質量％が好ましく、８５質量％がより好ましい。
【００１７】
また、本発明にかかる太陽電池の製造方法は、図１および図２を参照して、半導体基板１１内にｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２が形成され、ｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のそれぞれに接触する電極４０を有する太陽電池１，２の製造方法であって、半導体基板１１の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペースト３０をｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極を形成する工程とを含み、導電性ペーストに含まれる導電性粉末の平均粒径が、１μｍ以下である。導電性粉末の平均粒径が小さくなるほど、焼結が促進され、電極の導電性が向上する。導電性粉末の平均粒径が１μｍ以下の導電性ペーストを用いることにより、６００℃以下の温度においても、電極の抵抗率が小さく、かつ電極と半導体基板との接触抵抗率の小さい太陽電池を製造することができる。また、上記観点から、導電性ペーストに含まれる導電性粉末の平均粒径は０．５μｍ以下が好ましく、０．２μｍ以下がより好ましい。
【００１８】
また、本発明にかかる太陽電池の製造方法は、図１および図２を参照して、半導体基板１１内にｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２が形成され、ｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のそれぞれに接触する電極４０を有する太陽電池１，２の製造方法であって、半導体基板１１の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成する工程と、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーを含む導電性ペーストをｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のそれぞれに接触するように塗布し、６００℃以下の温度で焼成することにより電極４０を形成する工程とを含み、導電性ペースト３０に含まれるガラスフリットの軟化点が、４００℃以下である。ガラスフリットの軟化点が低下するほど、低温焼成においても焼結が促進され、電極の導電性が向上する。ガラスフリットの軟化点が４００℃以下の導電性ペーストを用いることにより、６００℃以下の温度においても、電極の抵抗率が小さく、かつ電極と半導体基板との接触抵抗率の小さい太陽電池を製造することができる。また、上記観点から、導電性ペーストに含まれるガラスフリットの軟化点は、３８０℃以下が好ましく、３５０℃以下がより好ましい。
【００１９】
ここで、本発明にかかる太陽電池の電極の形成に用いられる導電性ペーストは、導電性粉末、ガラスフリットおよびバインダーが含まれる。導電性粉末は、導電性を有する粉末であれば特に制限はないが、金属粉末、特に、銀粉末、アルミニウム粉末などが好ましく用いられる。ガラスフリットは、低融点ガラスフリットであれば特に制限はないが、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3系ガラスフリット、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスフリットなど、ＰｂＯ、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯなどの化合物からなる群から選ばれる少なくとも１つ化合物を含有するガラスフリットが好ましく用いられる。バインダーは、上記導電性粉末およびガラスフリットを相互に連結させてペースト状態とする接着剤であれば特に制限なく、セルロース、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの有機バインダーが好ましく用いられる。また、これらのバインダーには、作業性の観点からグリコール、エーテル、カルビトールなどの各種溶媒を添加することもできる。
【００２０】
また、半導体基板１１の少なくとも一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部に、ｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２のうち少なくとも一つの不純物拡散層を形成するとは、図１の図１（ｄ）に示すように、半導体基板１１の２つの主面のうち、一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｐ型不純物拡散層１４を、他方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｎ型不純物拡散層１２を形成する場合と、図２の図２（ｄ）に示すように、半導体基板１１の２つの主面のうち、一方の主面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２を形成する場合とを含む。
【００２１】
本発明にかかる太陽電池の製造方法において、図２（ｄ）に示すように、半導体基板１１の２つの主面のうち、一方の主面、特に受光面の反対側の面（以下、裏面という）の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｐ型不純物拡散層１４およびｎ型不純物拡散層１２を形成することが好ましい。裏面側のみに電極を形成することにより、受光面側に電極を形成する必要がなく、受光面における受光を大きし、太陽電池の変換効率を高めることができる。
【００２２】
また、本発明にかかる太陽電池の製造方法において、導電性ペースト３０を焼成する温度は、６００℃以下である。導電性ペーストの焼成温度が６００℃を超えると、太陽電池のライフタイムが短くなる。かかる観点から、導電性ペースト３０の焼成温度は、５００℃以下が好ましく、４５０℃以下がより好ましく、４００℃以下がさらに好ましい。
【００２３】
上記の本発明にかかる太陽電池の製造方法を用いることにより、導電性ペーストの焼成温度が６００℃以下であっても、電極の抵抗率が１２μΩ・ｍ以下、および／または電極と半導体基板との接触抵抗率が１５ｍΩ・ｃｍ2以下となり、変換効率の高い太陽電池が得られる。
【００２４】
（実施形態１）
ここで、本発明にかかる太陽電池の製造方法についてさらに具体的に説明する。本発明かかる太陽電池の製造方法の好ましい一の実施形態として、図１を参照して、半導体基板１１の２つの主面のうち、受光面１１ａの表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｎ型不純物拡散層１２を形成し、裏面１１ｂの表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｐ型不純物拡散層１４を形成する実施形態を説明する。
【００２５】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体基板１１としてシリコン基板を準備する。基板として、インゴットからスライスしたシリコン基板を用いる場合は、インゴットからスライスする際に表面に生じたダメージ層を、酸性またはアルカリ性の溶液によりエッチングしたものを用いるのが好ましい。ここで、半導体基板１１とするシリコン基板に特に制限はないが、たとえば、１２５ｍｍ×１２５ｍｍで厚さが１００μｍ〜５００μｍ、電気抵抗率が０．５Ω・ｃｍ〜５０Ω・ｃｍのシリコン基板を用いることができる。なお、シリコン基板の受光面１１ａにテクスチャ表面を形成する場合は、受光面の面指数が（１００）であることが好ましい。
【００２６】
次に、図１（ｂ）に示すように、半導体基板１１であるシリコン基板を、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムとイソプロピルアルコールを含有する水溶液（液温が７５℃〜８５℃程度のもの）に浸すことにより、シリコン結晶方位に沿った異方性エッチングが進行し、受光面１１ａとして、（１１１）面による微細なピラミッド形状のテクスチャ表面を形成する。
【００２７】
次に、図１（ｃ）に示すように、半導体基板１１であるシリコン基板の受光面１１ａにリン（Ｐ）などのｎ型不純物を含むｎ型不純物ペースト２２を塗布し、裏面１１ｂにホウ素（Ｂ）などのｐ型不純物を含むｐ型不純物ペースト２４を塗布する。次いで、上記ｎ型およびｐ型不純物ペーストを１００℃〜２００℃で乾燥させる。次いで、ｎ型不純物ペースト２２が塗布された受光面１１ａ全体およびｐ型不純物ペースト２４が塗布された裏面１１ｂ全体を拡散防止膜１３で被覆する。ここで、拡散防止膜１３は、ｎ型不純物およびｐ型不純物を半導体基板１１であるシリコン基板中に拡散する際にｎ型およびｐ型不純物ペーストから外部へ不純物が拡散するのを防止する目的で覆うものであり、常圧ＣＶＤ法で形成される酸化シリコン膜、酸化シリコンを含む塗布膜などが用いられる。
【００２８】
次に、図１（ｄ）に示すように、上記半導体基板１１を９００℃〜１０００℃の石英炉内で３０分間〜６０分間加熱することにより、ｎ型不純物ペースト２２中のリンが半導体基板１１の受光面１１ａから内部の一部に拡散してｎ型不純物拡散層１２を形成し、ｐ型不純物ペースト２４中のホウ素が半導体基板１１の裏面１１ｂから内部の一部に拡散してｐ型不純物拡散層１４を形成する。
【００２９】
次に、図１（ｅ）に示すように、上記半導体基板１１をフッ酸などに浸漬することにより、上記拡散防止膜１３、ｎ型不純物ペースト１２およびｐ型不純物ペースト１４を除去する。
【００３０】
次に、図１（ｆ）に示すように、上記半導体基板１１の受光面１１ａに表面再結合を抑制するための絶縁膜１５を形成する。絶縁膜としては、熱酸化や常圧ＣＶＤ法によるシリコン酸化膜またはプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜などが用いられる。受光面１１ａに絶縁膜１５としてシリコン窒化膜を形成すれば、その屈折率は２．１程度であり受光面１１ａでの反射を抑制する反射防止膜も兼ねることができる。次いで、受光面１１ａのｎ型不純物拡散層１２および裏面１１ｂのｐ型不純物拡散層１４との電気的接続を行うための電極を形成するために、ｎ型不純物拡散層１２上に形成された絶縁膜を所定の形状に除去して、絶縁膜１５に開口部１５ａを設ける。この際、絶縁膜の開口部の形成方法としては、フォトリソグラフィー法または米国特許出願公開第２００３／０１６００２６号明細書に記載のエッチングペーストを用いる方法などがある。
【００３１】
次に、図１（ｇ）に示すように、上記ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４のそれぞれに接触するように上記導電性ペースト３０をスクリーン印刷などにより塗布する。なお、ｎ型不純物拡散層１２に接触するように導電性ペースト３０を塗布する際には、絶縁膜１５の開口部１５ａを完全に被覆するために、開口部１５ａよりも大きな範囲に導電性ペースト３０の塗布を行なう。
【００３２】
次に、図１（ｈ）に示すように、上記半導体基板１１を６００℃以下の温度で熱処理することにより、上記ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層のそれぞれに接触する電極４０を形成して太陽電池１を得る。
【００３３】
なお、上記実施形態は、半導体基板の受光面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｎ型不純物拡散層、裏面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｐ型不純物拡散層を形成し、これらの不純物拡散層に接触する電極を形成した太陽電池の製造方法について説明したが、半導体基板の受光面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｐ型不純物拡散層、裏面の表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｎ型不純物拡散層を形成し、これらの不純物拡散層に接触する電極を形成した太陽電池を製造することも可能である。
【００３４】
（実施形態２）
本発明かかる太陽電池の製造方法の好ましい別の実施形態として、図２を参照して、半導体基板１１の２つの主面のうち、裏面１１ｂの表面から内部にかけての領域の少なくとも一部にｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４を形成する実施形態を説明する。
【００３５】
まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１１としてシリコン基板を準備する。基板として、インゴットからスライスしたシリコン基板を用いる場合は、インゴットからスライスする際に表面に生じたダメージ層を、酸性またはアルカリ性の溶液によりエッチングしたものを用いるのが好ましい。ここで、半導体基板１１とするシリコン基板に特に制限はないが、たとえば、１２５ｍｍ×１２５ｍｍで厚さが１００μｍ〜５００μｍ、電気抵抗率が０．５Ω・ｃｍ〜５０Ω・ｃｍのシリコン基板を用いることができる。なお、シリコン基板の受光面１１ａにテクスチャ表面を形成する場合は、受光面１１ａの面指数が（１００）であることが好ましい。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、半導体基板１１であるシリコン基板の裏面１１ｂの一部に、所定の塗布パターンで、リン（Ｐ）などのｎ型不純物を含むｎ型不純物ペースト２２と、ホウ素（Ｂ）などのｐ型不純物を含むｐ型不純物ペースト２４とを塗布する。ｎ型不純物ペースト２２およびｐ型不純物ペースト２４の塗布パターンには、特に制限はないが、シリコン基板内に発生する少数キャリアを効率よく収集するために、ｎ型不純物ペースト２２とｐ型不純物ペースト２４とが交互に配列されている塗布パターンが好ましい。次いで、上記ｎ型およびｐ型不純物ペーストを１００℃〜２００℃で乾燥させる。次いで、ｎ型不純物ペースト２２およびｐ型不純物ペースト２４が塗布された裏面１１ｂ全体を拡散防止膜１３で被覆する。ここで、拡散防止膜１３は、ｎ型不純物およびｐ型不純物を半導体基板１１であるシリコン基板中に拡散する際にｎ型およびｐ型不純物ペーストから外部へ不純物が拡散するのを防止する目的で覆うものであり、常圧ＣＶＤ法で形成される酸化シリコン膜、酸化シリコンを含む塗布膜などが用いられる。
【００３７】
次に、図２（ｃ）に示すように、上記半導体基板１１を９００℃〜１０００℃の石英炉内で３０分間〜６０分間加熱することにより、ｎ型不純物ペースト２２中のリンが半導体基板１１の裏面１１ｂの一部から内部の一部に拡散してｎ型不純物拡散層１２を形成し、ｐ型不純物ペースト２４中のホウ素が半導体基板１１の裏面１１ｂの他の一部から内部の一部に拡散してｐ型不純物拡散層１４を形成する。
【００３８】
次に、図２（ｄ）に示すように、半導体基板１１であるシリコン基板を、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムとイソプロピルアルコールを含有する水溶液（液温が７５℃〜８５℃程度のもの）に浸すことにより、シリコン結晶方位に沿った異方性エッチングが進行し、受光面１１ａとして、（１１１）面による微細なピラミッド形状のテクスチャ表面を形成する。このとき、ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４が形成された裏面１１ｂは、拡散防止膜１３が保護膜として作用するため、エッチングされない。
【００３９】
次に、図２（ｅ）に示すように、上記半導体基板１１をフッ酸などに浸漬することにより、上記拡散防止膜１３、ｎ型不純物ペースト１２およびｐ型不純物ペースト１４を除去する。
【００４０】
次に、図２（ｆ）に示すように、上記半導体基板１１の受光面１１ａにおよび裏面１１ｂに表面再結合を抑制するための絶縁膜１５を形成する。絶縁膜としては、熱酸化や常圧ＣＶＤ法によるシリコン酸化膜またはプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜などが用いられる。受光面１１ａについては、絶縁膜１５としてシリコン窒化膜を形成すればその屈折率は２．１程度であり、受光面での反射を抑制する反射防止膜も兼ねることができる。
【００４１】
次いで、裏面１１ｂのｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４との電気的接続を行うための電極を形成するために、ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４上に形成された絶縁膜を所定の形状に除去して、絶縁膜１５に開口部１５ａ，１５ｂを設ける。開口部１５ａ，１５ｂの形状は、特に制限はなく、ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４の配置パターンに応じて、ドット形状、ライン形状などを取り得る。この際、絶縁膜の開口部の形成方法としては、フォトリソグラフィー法または米国特許出願公開第２００３／０１６００２６号明細書に記載のエッチングペーストを用いる方法などがある。ここで、ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４以外の部分に導電性ペーストが付着することがないように、上記ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４よりも小さい開口部１５ａ，１５ｂを設ける。
【００４２】
次に、図２（ｇ）に示すように、上記開口部１５ａ，１５ｂに合わせて、上記ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４のそれぞれに接触するように上記導電性ペースト３０をスクリーン印刷などにより塗布する。導電性ペーストを塗布する際には、絶縁膜１５の開口部１５ａ，１５ｂを完全に被覆するために、開口部１５ａ，１５ｂよりも大きな範囲に導電性ペーストの塗布を行なう。
【００４３】
次に、図２（ｈ）に示すように、上記半導体基板１１を６００℃以下の温度で熱処理することにより、上記ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層１４のそれぞれに接触する電極４０を形成して太陽電池２を得る。
【実施例】
【００４４】
（比較例１、実施例１〜実施例１５）
図１（ａ）に示すように、半導体基板１１として、１２５ｍｍ×１２５ｍｍ×厚さ２５０μｍ、電気抵抗率が５Ω・ｃｍの受光面の面指数が（１００）のシリコン基板を準備した。
【００４５】
次に、図１（ｂ）に示すように、半導体基板１１であるシリコン基板を、水酸化ナトリウムとイソプロピルアルコールを含有する水溶液に浸すことにより、シリコン結晶方位に沿った異方性エッチングが進行し、受光面１１ａとして、（１１１）面による微細なピラミッド形状のテクスチャ表面を形成した。
【００４６】
次に、図１（ｃ）〜（ｅ）に示すように、半導体基板１１であるシリコン基板の裏面１１ｂにホウ素（Ｂ）を含むｐ型不純物ペースト２４を塗布してオーブン中３００℃で２０分間乾燥させ、半導体基板１１であるシリコン基板の受光面１１ａにリン（Ｐ）を含むｎ型不純物ペースト２２を塗布してオーブン中３００℃で２０分間乾燥させた後、受光面および裏面に、常圧ＣＶＤ法により、拡散防止膜１３として厚さ０．４μｍ（４０００Å）の酸化膜を形成した。その後、石英チューブ炉中１０００℃で８０分間熱処理して、シリコン基板の裏面１１ｂの表面から内部にかけて深さ０．５μｍの領域にｐ型不純物拡散層１４を形成させて、ＢＳＦ（Back Surface Field）構造を形成させ、シリコン基板の受光面１１ａの表面から内部にかけて深さ０．５μｍのｎ型不純物拡散層１２を形成させた。
【００４７】
次に、図１（ｆ）を参照して、上記シリコン基板の受光面１１ａにプラズマＣＶＤ法により、厚さ７５ｎｍのシリコン窒化膜を形成して反射防止膜とした。なお、シリコン基板の裏面１１ｂの表面の全面から内部にかけてｐ型不純物拡散層１４を形成させたため、裏面１１ｂには、絶縁膜を形成させなかった。次いで、受光面１１ａ上に形成された絶縁膜１５であるシリコン窒化膜において、ｎ型不純物拡散層１２上に形成された絶縁膜に櫛状の開口部１５ａを設けた。ここで、絶縁膜の開口部の形成方法としては、フォトリソグラフィー法を用いた。
【００４８】
次に、図１（ｇ）を参照して、上記シリコン基板の受光面１１ａ側の開口部１５ａに合わせて、上記ｎ型不純物拡散層１２に接触するように、およびシリコン基板の裏面１１ｂ側のｐ型不純物拡散層１４に接触するように、導電性ペースト３０として表１〜表３に示す配合を有する銀ペーストをスクリーン印刷により塗布、乾燥させた。
【００４９】
次に、図１（ｈ）に示すように、上記シリコン基板を、表１〜表３に示す導電性ペーストの焼成温度で熱処理することにより、上記ｎ型不純物拡散層１２およびｐ型不純物拡散層のそれぞれに接触する厚さ２０μｍの電極４０を形成して太陽電池１を得た。
【００５０】
上記のようにして得られた太陽電池において、電極の抵抗率および電極とシリコン基板との接触抵抗率を測定するために、受光面側の電極は図３に示すパターンで形成されている。ここで、図３を参照して、電極４１の長さＬ41は１０ｍｍ、断面積Ｓ41は０．００４ｍｍ2であり、電極４２と電極４３との距離Ｄ23は２ｍｍ、電極４３と電極４４との距離Ｄ34は１ｍｍであり、また電極４２、４３，４４とシリコン基板（半導体基板１１）との接触面積Ｓ42、Ｓ43、Ｓ44は、いずれも１０ｍｍ2であった。
【００５１】
電極の抵抗率は、電極４１の両端間の抵抗Ｒ41を測定し、以下の式（１）より算出した。
【００５２】
（電極の抵抗率）＝Ｒ41×Ｓ41／Ｌ41                    （１）
また、電極とシリコン基板との接触抵抗は、電極４２と電極４３との間の抵抗Ｒ42-43と、電極４３と電極４４との間の抵抗Ｒ43-44を測定して、以下のようにして算出した。すなわち、以下の式（２）および（３）に示すように、抵抗Ｒ42-43およびＲ43-44には、電極４２、４３、４４とシリコン基板との接触抵抗Ｒ42、Ｒ43、Ｒ44の他に、電極４２と電極４３との間、および電極４３と電極４４との間のシリコン基板の抵抗Ｒ23、Ｒ34が含まれる。
【００５３】
Ｒ42-43＝Ｒ42＋Ｒ23＋Ｒ43                               （２）
Ｒ43-44＝Ｒ43＋Ｒ34＋Ｒ44                               （３）
また、Ｒ23：Ｒ34＝Ｄ23：Ｄ24であり接触面積がＳ42＝Ｓ43＝Ｓ44なので、接触抵抗はＲ42＝Ｒ43＝Ｒ44であるから、式（２）および（３）からシリコン基板の抵抗値Ｒ23、Ｒ34を消去し、以下の式（４）により、電極とシリコン基板との接触抵抗率を算出した。
【００５４】
（電極とシリコン基板との接触抵抗率）
＝Ｒ42×Ｓ42＝Ｒ43×Ｓ43＝Ｒ44×Ｓ44           （４）
また、比較例１、実施例１〜実施例１５の太陽電池における変換効率を、ソーラシュミレータと出力測定装置により測定し、比較例１の変換効率を１．００としたときの相対値により表わした。結果を表１〜表３に示した。
【００５５】
【表１】
2006041105.tif 000003
【００５６】
表１から明らかなように、導電性ペーストである銀ペーストの焼成温度を６００℃低下にしても、銀粉末の含有量を８０質量％以上に増加させることにより、電極の抵抗率および電極とシリコン基板との接触抵抗率を従来に比べて低くすることができ、太陽電池の変換効率を向上させることができた。ここで、銀粉末の含有量は、８３質量％以上が好ましく、８５質量％以上がより好ましい。
【００５７】
【表２】
2006041105.tif 000004
【００５８】
表２から明らかなように、導電性ペーストである銀ペーストの焼成温度を６００℃低下にしても、銀粉末の平均粒径を１μｍ以下とすることにより、電極の抵抗率および電極とシリコン基板との接触抵抗率を従来に比べて低くすることができ、太陽電池の変換効率を向上させることができた。ここで、銀粉末の平均粒径は、０．５μｍ以下が好ましく、０．２μｍ以下がより好ましい。
【００５９】
【表３】
2006041105.tif 000005
【００６０】
表３から明らかなように、導電性ペーストである銀ペーストの焼成温度を６００℃低下にしても、ガラスフリットの軟化点を４００℃以下にすることにより、電極の抵抗率および電極とシリコン基板との接触抵抗率を従来に比べて低くすることができ、太陽電池の変換効率を向上させることができた。ここで、ガラスフリットの軟化点は、３８０℃が好ましく、３５０℃がより好ましい。
【００６１】
今回開示された実施の形態および実施例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られるべきである。本発明の範囲は、上記した説明で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】
【００６２】
上記のように、本発明は、低コストで、低抵抗率かつ低接触抵抗率である電極を低温で形成できる太陽電池およびその製造方法に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明かかる太陽電池の製造方法の好ましい一の実施形態を示す図である。ここで、（ａ）は半導体基板を準備する工程、（ｂ）はテクスチャ面を形成する工程、（ｃ）はｎ型不純物ペーストおよびｐ型不純物ペーストを塗布し、拡散防止膜を形成する工程、（ｄ）はｎ型不純物拡散層およびｐ型不純物拡散層を形成する工程、（ｅ）はｎ型不純物ペースト、ｐ型不純物ペーストおよび拡散防止膜を除去する工程、（ｆ）は開口部を有する絶縁膜を形成する工程、（ｇ）は導電性ペーストを塗布する工程、（ｈ）は導電性ペーストを焼成して電極を形成する工程を示す。
【図２】本発明かかる太陽電池の製造方法の好ましい別の実施形態を示す図である。ここで、（ａ）は半導体基板を準備する工程、（ｂ）はｎ型不純物ペーストおよびｐ型不純物ペーストを塗布し、拡散防止膜を形成する工程、（ｃ）はｎ型不純物拡散層およびｐ型不純物拡散層を形成する工程、（ｄ）はテクスチャ面を形成する工程、（ｅ）はｎ型不純物ペースト、ｐ型不純物ペーストおよび拡散防止膜を除去する工程、（ｆ）は開口部を有する絶縁膜を形成する工程、（ｇ）は導電性ペーストを塗布する工程、（ｈ）は導電性ペーストを焼成して電極を形成する工程を示す。
【図３】本発明にかかる太陽電池における一つの受光面側の電極パターンを示す模式図である。ここで、（ａ）は平面模式図を、（ｂ）はＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ方向から見た断面模式図を示す。
【符号の説明】
【００６４】
１，２  太陽電池、１１  半導体基板、１１ａ  受光面、１１ｂ  裏面、１２  ｎ型不純物拡散層、１３  拡散防止膜、１４  ｐ型不純物拡散層、１５  絶縁膜、１５ａ，１５ｂ  開口部、２２  ｎ型不純物ペースト、２４  ｐ型不純物ペースト、３０  導電性ペースト、４０，４１，４２，４３，４４  電極、５０  はんだ。
【図１】
2006041105.tif 000006
【図２】
2006041105.tif 000007
【図３】
2006041105.tif 000008