(57)【要約】      （修正有）【課題】焼成炉内部における温度のばらつきがあったとしても、焼成炉の温度条件を変えることなく、焼成時に被処理体が受ける影響を低減させることができる焼成炉を提供し、この焼成炉による被処理体の焼成方法、並びに太陽電池素子の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】内側に処理空間１５を有する炉体と、積載面１ａを有するとともに、積載面に被処理体５を積載して処理空間内を所定方向に移動させる搬送手段１と、処理空間内に配置され、被処理体を加熱するヒーター２ａ、２ｂと、を備えた焼成炉であって、積載面は、所定方向と略直交する方向に対して、被処理体を載置可能な載置部を有する複数のセクション８を含むとともに、少なくとも一つのセクションの載置部の高さを、隣接するセクションの載置部の高さと異ならせている。【選択図】図１
2006183886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に処理空間を有する炉体と、
積載面を有するとともに、前記積載面に被処理体を積載して前記処理空間内を所定方向に移動させる搬送手段と、
前記処理空間内に配置され、前記被処理体を加熱するヒーターと、を備えた焼成炉であって、
前記積載面は、前記所定方向と略直交する方向に対して、前記被処理体を載置可能な載置部を有する複数のセクションを含むとともに、少なくとも一つのセクションの載置部の高さを、隣接するセクションの載置部の高さと異ならせた焼成炉。
【請求項２】
前記複数のセクションは３つであり、この３つのセクションのうち、中央のセクションの載置部の高さを隣接する両側のセクションの載置部の高さと異ならせた請求項１に記載の焼成炉。
【請求項３】
前記ヒーターは、中赤外線若しくは近赤外線を放射するヒーターである請求項１又は請求項２に記載の焼成炉。
【請求項４】
前記被処理体は、前記複数のセクションの載置部に対応した位置に前記所定方向に列をなして積載されるとともに、
前記被処理体の各列が前記処理空間内を通過する際に前記ヒーターから受ける熱量のばらつきが少なくなるように前記複数のセクションの載置部の高さが調整されている請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の焼成炉を用いて前記被処理体を焼成するようにした被処理体の焼成方法。
【請求項５】
金属を主成分とする焼成電極を備えた太陽電池素子を形成する太陽電池素子の製造方法であって、
前記被処理体は、金属ペーストを所定形状に塗布した半導体基板であり、請求項４に記載の被処理体の焼成方法を用いて前記金属ペーストを焼成して前記焼成電極を形成する太陽電池素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理体が焼成炉内の温度のばらつきの影響を受けにくくした焼成炉、及びこの焼成炉による被処理体の焼成方法、並びに太陽電池素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な太陽電池素子は、半導性を有する単結晶シリコンや多結晶シリコン等の半導体基板にｐｎ接合が形成され、光が照射されたときに電力を取り出せるように、例えば銀やアルミニウム等を主成分とする電極が、半導体基板の表面や裏面に形成されている。
【０００３】
このような太陽電池素子の電極は、例えば特許文献１に記載されているように、アルミニウム等を主成分とするペーストを半導体基板の非受光面側の一部を除いた大部分に塗布して乾燥したあと、このアルミニウム等を主成分とするペーストを塗布していない部分とその周辺部を覆うように銀等を主成分とするペーストを塗布して乾燥したあと、最後に半導体基板の受光面側に銀等を主成分とするペーストを塗布して乾燥させ、同時に焼成する同時焼成法が用いられることが多い。
【０００４】
このような電極の焼成には連続式の焼成炉が用いられるのが一般的である。連続式の焼成炉を用いることにより、電極を形成するペーストを塗布した半導体基板を大量に処理することができ、極めて生産性が高いという特徴がある。
【０００５】
このような連続式の焼成炉の一例として、ベルト式連続焼成炉がある。これは、焼成炉の加熱部を貫通させた、耐熱性の金属メッシュ等から成るエンドレスベルト等の搬送手段上に被処理体を積載してエンドレスベルトを回転させることで、焼成炉の加熱部を通過させ焼成を行うものである。なお、焼成炉の断熱性を高めるため、焼成炉内の空間は断熱材により囲まれており、被処理体が積載されるエンドレスベルトを中心として上下にヒーターが設けられている。
【特許文献１】特開平１０−３３５２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、焼成炉内の端部と中央部で温度のばらつきが大きくなるという問題があり、焼成炉内ではヒーターで発生した熱が被処理体に直接達する以外に、焼成炉内部の側壁からの輻射熱が影響していると思われる。被処理体は焼成炉の端部と中央部のどちらか一方、もしくは両方において最適な焼成温度で焼成されない可能性があり、過剰加熱もしくは加熱不足となり、太陽電池素子の電気特性や、半導体基板との表裏両面の電極の接着強度に大きく影響し、太陽電池素子の品質を著しく低下させる要因となる。
【０００７】
この焼成温度のばらつきの問題を解決するため、焼成炉内の中央部のみ、もしくは端部のみに被処理体を供給して処理する方法もあるが、このような方法では焼成炉の一部を使用しないことになり焼成炉の処理能力を大きく低下させる要因となる。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、焼成炉内部における温度のばらつきがあったとしても、焼成炉の温度条件を変えることなく、焼成時に被処理体が受ける影響を低減させることができる焼成炉を提供し、この焼成炉による被処理体の焼成方法、並びに太陽電池素子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】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に係る焼成炉は、内側に処理空間を有する炉体と、積載面を有するとともに、前記積載面に被処理体を積載して前記処理空間内を所定方向に移動させる搬送手段と、前記処理空間内に配置され、前記被処理体を加熱するヒーターと、を備えた焼成炉であって、前記積載面は、前記所定方向と略直交する方向に対して、前記被処理体を載置可能な載置部を有する複数のセクションを含むとともに、少なくとも一つのセクションの載置部の高さを、隣接するセクションの載置部の高さと異ならせるようにした。
【００１０】
本発明の請求項２に係る焼成炉は、請求項１に記載の焼成炉において、前記複数のセクションは３つであり、この３つのセクションのうち、中央のセクションの載置部の高さを隣接する両側のセクションの載置部の高さと異ならせるようにした。
【００１１】
本発明の請求項３に係る焼成炉は、請求項１又は請求項２に記載の焼成炉において、前記ヒーターは、中赤外線若しくは近赤外線を放射するヒーターとした。
【００１２】
本発明の請求項４に係る被処理体の焼成方法は、前記被処理体は、前記複数のセクションの載置部に対応した位置に前記所定方向に列をなして積載されるとともに、前記被処理体の各列が前記処理空間内を通過する際に前記ヒーターから受ける熱量のばらつきが少なくなるように前記複数のセクションの載置部の高さが調整されている本発明の焼成炉を用いて前記被処理体を焼成するようにした。
【００１３】
本発明の請求項５に係る太陽電池素子の製造方法は、金属を主成分とする焼成電極を備えた太陽電池素子を形成する太陽電池素子の製造方法であって、前記被処理体は、金属ペーストを所定形状に塗布した半導体基板であり、本発明の被処理体の焼成方法を用いて前記金属ペーストを焼成して前記焼成電極を形成するようにした。
【００１４】
なお、本明細書において、中赤外線若しくは近赤外線とは、波長が０．７μｍ〜３μｍの赤外線を指すものとする。なお、一般的には、中赤外線は、１．５〜３μｍ、近赤外線は波長が０．７〜１．５μｍのように区分される場合があるが、ここでは厳密には区別しない。
【００１５】
また、被処理体を「載置する」とは、被処理体を置いたときに動かない状態でその場に留まった状態であることを意味し、被処理体への固定の有無は問わない。さらに、被処理体は動かない状態であれば傾斜した状態で載置されていてもよい。この場合、或るセクションの載置部の高さが、隣接するセクションの載置部の高さと異なっているかどうかは、各載置部に被処理体（密度が均等に分散しているもの）を載置したときの重心位置の高さが異なっているかどうかで判断すればよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明の焼成炉は、内側に処理空間を有する炉体と、積載面を有するとともに、前記積載面に被処理体を積載して前記処理空間内を所定方向に移動させる搬送手段と、前記処理空間内に配置され、前記被処理体を加熱するヒーターと、を備えた焼成炉であって、前記積載面は、前記所定方向と略直交する方向に対して、前記被処理体を載置可能な載置部を有する複数のセクションを含むとともに、少なくとも一つのセクションの載置部の高さを、隣接するセクションの載置部の高さと異ならせるようにした。このように構成したので、セクション毎に載置された被処理体の加熱状態を変えることができるから、被処理体が焼成炉内の温度ばらつきによって受ける影響を少なくすることができる。
【００１７】
また、本発明の被処理体の焼成方法は、前記被処理体は、前記複数のセクションの載置部に対応した位置に前記所定方向に列をなして積載されるとともに、前記被処理体の各列が前記処理空間内を通過する際に前記ヒーターから受ける熱量のばらつきが少なくなるように前記複数のセクションの載置部の高さが調整されている本発明の焼成炉を用いて前記被処理体を焼成するようにしたようにしたので、焼成炉の温度条件を変えなくても、炉内の温度ばらつきの影響を吸収させ、被処理体を載置したセクション毎の各列におけるヒーターから受ける熱量のばらつきを合わせ込むことができ、被処理体を均一に焼成処理することができる。
【００１８】
本発明の太陽電池素子の製造方法は、金属を主成分とする焼成電極を備えた太陽電池素子を形成する太陽電池素子の製造方法であって、前記被処理体は、金属ペーストを所定形状に塗布した半導体基板であり、本発明の被処理体の焼成方法を用いて前記金属ペーストを焼成し、前記焼成電極を形成するようにした。このように、焼成炉内の温度ばらつきの影響を少なくすることができる本発明の被処理体の焼成方法によって太陽電池素子の焼成電極を形成するようにしたので、太陽電池素子の電気特性や、半導体基板と電極の接着強度等に影響を与えることがなく、高品質の太陽電池素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、このような連続式の焼成炉の一例として、ベルト式連続焼成炉について説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る焼成炉の第一の実施形態の構造を説明する図である。図１（ａ）は焼成炉の炉長方向の断面を、図１（ｂ）は焼成炉の炉幅方向の断面を、図１（ｃ）は焼成炉の上部からの断面を示している。
【００２１】
図１において、１は搬送手段（ベルト）、１ａは搬送手段に設けられた積載面、２はヒーターであり２ａは上部ヒーター、２ｂは下部ヒーター、３は断熱材、４は支持体、５は被処理体（太陽電池素子）、６はカバー、７はローラー、８（８ａ〜８ｃ）はセクション、１５は処理空間である。
【００２２】
被処理体５を処理する焼成炉は、外気との雰囲気を遮断するためにカバー６や、断熱性、安全性のために断熱材３によって構成された炉体を有している。この炉体の内側には被処理体５を処理するための処理空間１５が存在している。
【００２３】
また、炉体内部の処理空間１５を炉長方向に貫通した搬送手段１が設けられている。この搬送手段１は、例えば、ステンレス等の耐熱性の合金等によって構成されたエンドレスベルト等が用いられ、ローラー７が回転することによりエンドレスに循環し、搬送手段１の積載面１ａ上に積載された被処理体５を所定方向、すなわちこの場合は炉長方向に移動させる。また搬送手段１としてベルトを用いる場合、回転中にたるまないように、支持体４によって支えるようにしてもよい。なお、図１（ｂ）に示すように、搬送方向に対して複数列となるように被処理体５を搬送手段１上に並べて処理することによって、同時に多数の被処理体５を処理することができる。
【００２４】
また、処理空間１５の内部には搬送手段１に積載した被処理体５を加熱処理するためのヒーター２が配置されている。このヒーター２は、例えば、中赤外線若しくは近赤外線を放射するヒーター（以下、中、近赤外線ヒーターと略記する）を用いることができ、具体的には、ランプヒーター等が好適に用いられる。
【００２５】
なお、図１に示す例では、搬送手段１を境にして上部ヒーター２ａと下部ヒーター２ｂが配置されている。特に、搬送手段１としてエンドレスに搬送されるメッシュベルトを用いた場合、下部ヒーター２ｂから放射された熱は、メッシュベルトを通して、被処理体５をベルトに載置した面に到達するから、被処理体５を上面側と下面側の両面から処理することができる。ただし本発明は、これに制限されるものでなく、上部ヒーター２ａや下部ヒーター２ｂのどちらか一方だけであってもかまわない。
【００２６】
さらに図１（ａ）に示す例では、上部ヒーター２ａと下部ヒーター２ｂを搬送方向に対して３分割したものを記載している。このように搬送方向に対して、複数に分割して独立にヒーターを設けておくことによって、被処理体５に対する焼成プロファイルを変更することが容易になるので望ましい。ただし、本発明はこの構造に限られるものではない。さらに図１（ｃ）において分割した上部ヒーター２ａ間に隙間が存在し、この隙間を通して被処理体５が見えている例によって記載したが、これについても制限されるものではない。
【００２７】
なお、焼成炉で被処理体５を処理する場合、通常、被処理体５には塗布剤が塗布されている。例えば、太陽電池素子の場合、後述するように所定の金属粉末と、バインダー、有機溶媒等を含む金属ペーストが所定形状に塗布されている。このような塗布剤中に含まれるバインダー等の成分は、焼成処理中に焼成炉内で被処理体５から蒸発、あるいは燃焼してガス化する。このガスが焼成炉内に充満すると、焼成処理中に製品特性に悪影響を及ぼすため、焼成炉には排気ガスを外部に排出する排気装置（不図示）や炉内にエアーを供給する供給装置（不図示）が設けられている。
【００２８】
ここで本発明の特徴部について、図１及び図２を用いて説明する。図２は本発明に係る搬送手段の要部拡大図であり、９ａは本発明に係る載置部の一例である載置台である。
【００２９】
搬送手段１の積載面１ａが次のような特徴を有している。まず、積載面１ａは搬送方向（この例では炉長方向）と略直交する方向（この例では炉幅方向）に対して、被処理体５を載置可能な載置部９を有する複数のセクション８を有している。そしてこれらの複数のセクション８は、少なくとも一つのセクション８の載置部９の高さが、隣接するセクション８の載置部９の高さと異なっている。具体的には、図１（ｂ）、図１（ｃ）で示されるセクション８ａ、８ｂ、８ｃがこれに該当する。また、各セクション８は、いずれも図２に示されるような載置部９の一例である載置台９ａが設けられ、被処理体５を載置可能としている。セクション８ｂは、隣接するセクション８ａ、セクション８ｃよりも高い段差となるような形状で設けられているので、セクション８ｂの載置部は、隣接するセクション８ａ、セクション８ｃの載置部よりも高い位置となる。したがって、各々のセクション８に被処理体５を載置したとき、セクション８ｂに載置した被処理体５が他のセクション８ａ、８ｃに載置したものよりも高い位置に存在するようになる。
【００３０】
このように被処理体５を載置するセクション８の載置部の高さを異ならせることによって、セクション８毎に載置された被処理体５の加熱状態を変えることができるから、被処理体５が焼成炉内の温度ばらつきから受ける影響を少なくすることができる。例えば、焼成炉内で側壁からの輻射の熱の影響を受けると考えられる搬送手段１の端部側のセクション８ａ、８ｃの載置部高さを、搬送手段１の中央部側のセクション８ｂの載置部高さより低くする。このようにすることで、搬送手段１上に積載される被処理体５に到達する熱は、搬送手段１の中央部ではヒーター２から受ける熱は多く、搬送手段１の端部ではヒーター２から受ける熱は少なくなるがその代わりに焼成炉の側壁からの輻射の熱を得ることで、搬送手段１の中央部と端部の被処理体５に到達する熱量はより均一となり、被処理体５の焼成ばらつきが低減できる。
【００３１】
このように被処理体５は、図１に示すように複数のセクション８の載置部９に対応した位置に搬送方向（炉長方向）に列をなして積載され、被処理体５の各列が処理空間１５内を通過する際にヒーター２から受ける熱量のばらつきが少なくなるように複数のセクション８の載置部の高さが調整されている。このような本発明の焼成炉を用いて被処理体５を焼成する本発明の被処理体の焼成方法によれば、焼成炉の温度条件を変えなくても、炉内の温度ばらつきの影響を吸収させ、被処理体５を載置したセクション８毎の各列におけるヒーター２から受ける熱量のばらつきを合わせ込むことができ、被処理体５を均一に焼成処理することができる。
【００３２】
なお、搬送手段１の積載面１ａに設けた複数のセクション８については、図１（ｂ）では焼成炉内の中央部のセクション８ｂと端部のセクション８ａ、８ｃの３つとした例で説明した。通常の焼成炉においては、中央部はヒーター２からの輻射の影響が大きく、炉壁からの輻射の影響は少ない。また逆に、両端部はヒーター２からの輻射の影響は小さく、炉壁からの輻射の影響が大きい。このように中央部と両端部とは対照的な関係にあるため、中央部から両端に向かって温度勾配が生ずることが多い。したがって、このように３つのセクションを設け、中央部のセクション８ｂを他の２つのセクション８ａ、８ｃと載置部の高さを異ならせることによって、簡単に被処理体５がヒーター２から受ける熱量を調整することができる。
【００３３】
なお、このとき端部のセクション８ａ、８ｃについては、載置部を略同一の高さにしても良いが、温度分布の度合いに応じて、高低を調整しても良い。また、各セクション８に複数の被処理体５の列を載置するようにしても良い。例えば、図１（ａ）にはセクション８ｂに２列の被処理体５を載置した例が示されている。さらに、セクション８自体を焼成炉の炉幅方向に対して３つ以上設けても良く、焼成炉内の温度のばらつきや被処理体５の焼成のばらつきに応じて変更することができる。
【００３４】
また、ヒーター２としては、中赤外線若しくは近赤外線を放射するヒーターとすることが望ましい。中、近赤外線ヒーターは、急昇温特性等に優れているが、小サイズに分割されたヒーターを焼成炉内に配置するのは困難であり、焼成炉内での温度ばらつきが大きく、また焼成炉内の温度をコントロールしにくいという欠点を持っていた。したがって、これを太陽電池素子の焼成電極の形成に用いた場合、焼成炉内では温度ばらつきが生じ、被処理体の焼成温度が焼成炉の中央部と端部で焼成温度が異なるという問題があった。
【００３５】
しかしながら、本発明の構成によれば、上述したように被処理体５を載置するセクション８の載置部の高さを異ならせることによって、セクション８毎に載置された被処理体５の加熱状態を変えることができるから、被処理体５が焼成炉内の温度ばらつきから受ける影響を少なくすることができる。したがって、急昇温特性に優れた中、近赤外線ヒーターの特徴を十分生かすことができるものとなる。具体的には、このような中、近赤外線ヒーターを太陽電池素子の焼成電極の形成に用いた場合、電極以外の部分（例えば、ｐｎ接合部等）を長時間高熱に曝露させることを避けられるので、太陽電池素子の特性に影響を与えることが少なくなる。また、焼成の時間を短縮することができるためタクトタイムにも優れる。
【００３６】
次に、本発明に係る焼成炉の第二の実施形態について図３及び図４を用いて説明する。
【００３７】
図３は本発明に係る焼成炉の第二の実施形態の構造を説明する図である。焼成炉は、第一の実施形態と同様のベルト式連続焼成炉であり、図３（ａ）は焼成炉の炉長方向の断面を、図３（ｂ）は焼成炉の炉幅方向の断面を、図３（ｃ）は焼成炉の上部からの断面を示している。図４は第二の実施形態に係る搬送手段の要部拡大図である。
【００３８】
図３、図４において、１は搬送手段（ベルト）、１ａは搬送手段に設けられた積載面、２はヒーターであり２ａは上部ヒーター、２ｂは下部ヒーター、３は断熱材、４は支持体、５は被処理体（太陽電池素子）、６はカバー、７はローラー、８（８ｄ〜８ｇ）はセクション、９は載置部の一例である載置台、９ｂ、９ｃは本発明に係る載置部の一例である載置台、１５は処理空間である。基本的な構造と動作原理については、第一の実施形態と同じであるので、ここでは第二の実施形態の特徴的な箇所のみ説明する。
【００３９】
本実施形態では、搬送手段１の積載面１ａが、積載面１ａは搬送方向（この例では炉長方向）と略直交する方向（この例では炉幅方向）に対して、被処理体５を載置可能な載置部９を有する複数のセクション８（８ｄ、８ｅ、８ｆ、８ｇ）を有している点について、文言上は第一の実施形態と違いがない。具体的な形態の違いとしては、第一の実施形態では、図１（ｂ）に示されているように、各セクション８（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、搬送手段１が段差形状をなして形成されているのに対して、第二の実施形態では、図３（ｂ）に示されているように、搬送手段１が上部に凸状の湾曲をなしており、これに対して載置部９が設けられることによって、複数のセクション８（８ｄ〜８ｇ）が形成されている点にある。
【００４０】
第二の実施形態は、このような構成となっているので、少なくとも一つのセクション８の載置部９の高さが、隣接するセクション８の載置部９の高さと異なっているという本発明の構成とすることができ、第一の実施形態と同様に本発明の作用効果を奏するものとなる。
【００４１】
なお、ここでは、この湾曲形状が一箇所のみ上部に凸状となった例を示しているが、この曲率や数に制限はなく、例えば焼成炉の炉幅方向に対して複数の曲率を含む波状にすることも可能である。焼成炉内における被処理体５のの温度のばらつきを抑制することができるように湾曲形状の曲率を設計すればよい。
【００４２】
また、図４に第二の実施形態における載置部の例を示す。図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、被処理体５の端縁部を保持する載置台９ｂを搬送手段１（ベルト）上に設けて複数のセクション８が形成されている。図４（ａ）は、載置台９ｂに被処理体５を載置したときに略水平となるように載置台９ｂの高さが調整されている例であり、図４（ｂ）は、載置台９ｂに被処理体５を載置したときに、搬送手段１の曲率にしたがって傾斜した状態となるように構成されている例である。このように被処理体５が傾斜して載置されていても、それぞれの被処理体５の重心位置Ｇ１、Ｇ２同士を比較して、載置部の高さが異なるかどうかを判断することができる。図４（ｂ）のように、重心位置同士の高さに差がある場合には、本発明の効果を奏するものとなる。さらに、図４（ｃ）のように搬送手段１の上に直接、被処理体５を載置し、滑り止め部９ｃを搬送手段１の上に設けることによって、複数のセクション８を形成するようにしても良い。以上のように本発明では、隣接するセクション８同士は必ずしも、直接接していなくても良く、図４に示すように、セクション８同士の間に被処理体５の載置に関与しない領域が存在していても構わない。
【００４３】
以上、本発明の焼成炉、並びにこれを用いた被処理体の焼成方法について説明した。次に、本発明の被処理体の焼成方法の最適な応用例の一つである、本発明の太陽電池素子の製造方法について結晶系シリコン太陽電池を例にとり簡単に説明する。
【００４４】
図６は太陽電池素子の断面である。１０は半導体基板、１０ａは拡散領域、１４は反射防止膜、１１は表面電極であり１１ａはバスバー電極、１１ｂはフィンガー電極、１２は裏面電極であり、１２ａは取出電極、１２ｂは裏面電極の集電電極、１３はＢＳＦ層である。
【００４５】
太陽電池素子として多く用いられる半導体基板１０は単結晶シリコンや多結晶シリコン等からなる。この半導体基板１０はボロン（Ｂ）等の一導電型半導体不純物を１×１０１６ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３程度含有し、比抵抗は１〜５Ω・ｃｍ程度である。単結晶半導体基板の場合は引上げ法等により形成され、多結晶半導体基板の場合は鋳造法等によって形成される。多結晶半導体基板は、大量生産が可能であり鋳造コスト面で単結晶半導体基板より有利であるので、ここでは多結晶半導体基板を用いた例について説明する。
【００４６】
例えば鋳造法によって形成された多結晶シリコンのインゴットを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１０とする。
【００４７】
次に半導体基板１０を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）等不純物元素を含むガス中で熱処理をすることによって、半導体基板１０の表面部にリン原子を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３程度拡散させ、厚み０．３〜０．５μｍ程度の拡散領域１０ａを形成する。
【００４８】
そして半導体基板１０の表面側に反射防止膜１４を形成する。この反射防止膜１４は、例えば窒化シリコン膜（ＳｉＮＸ）等からなり、シラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）の混合ガスを用いて、プラズマＣＶＤ法等で厚み５００〜１０００ｎｍ、屈折率１．９０〜２．３０程度に形成される。この反射防止膜１４は半導体基板１０の表面で光が反射するのを防止して、半導体基板１０内に光を有効的に取り込むために設ける。
【００４９】
次に表面電極１１と裏面電極１２を形成する。図５は一般的な太陽電池素子を受光面側、非受光面側から見た図であり、図５（ａ）は受光面側、図５（ｂ）は非受光面側を示す。この表面電極１１、裏面電極１２は、いずれも金属を主成分とする焼成電極であり、これらの焼成電極は、金属ペーストを所定形状に塗布した半導体基板１０を被処理体として、本発明の被処理体の焼成方法を用いて、焼成することによって得られる。具体的には次の通りである。
【００５０】
まず、半導体基板１０の受光面側に設けられる表面電極１１は、バスバー電極１１ａとフィンガー電極１１ｂから形成されている。バスバー電極１１ａは半導体基板１０の全長にわたって１本あるいは複数本が平行に形成されており、フィンガー電極１１ｂはバスバー電極１１ａと交差するように多数本が半導体基板１０の全長にわたって形成されている。表面電極１１は主に銀粉、バインダー、ガラスフリット等からなる銀ペーストをスクリーン印刷法等で半導体基板１０の表面に所定形状に塗布し形成される。
【００５１】
次に、半導体基板１０の非受光面側に設けられる裏面電極１２は主に銀粉、バインダー、ガラスフリット等からなる銀ペーストを取出電極１２ａの形成予定位置にスクリーン印刷法等で所定形状に塗布し乾燥させたあと、主にアルミニウム粉、バインダー、ガラスフリット等からなるアルミニウムペーストを集電電極１２ｂの形成予定位置にスクリーン印刷法等で所定形状に塗布して形成する。裏面電極１２を形成する順番は特に問わず、すなわち、アルミニウムペーストをスクリーン印刷して集電電極１２ｂを形成してから、銀ペーストをスクリーン印刷して取出電極１２ａを形成してもよい。
【００５２】
上述のように両面にペーストを所定形状で塗布した半導体基板１０はペーストを乾燥させたあと、本発明の被処理体の焼成方法によって、６００〜８００℃で１〜３０分程度焼き付けることによって、表面電極１１と裏面電極１２が形成される。また半導体基板１０の非受光面側では裏面電極１２の集電電極１２ｂであるアルミニウムペーストを焼き付けられてＢＳＦ層１３が形成される。裏面電極１２としては上述した以外に銀ペーストのみを焼き付ける方法を用いても良い。
【００５３】
このように電極を焼成する際に、本発明の被処理体の焼成方法を用いるが、これは例えば、図１に示す本発明に係る焼成炉を用いて、所定形状に金属ペーストを塗布した半導体基板１０を被処理体５とすればよい。この半導体基板１０は、複数のセクション８の載置部９に対応した位置に搬送方向（炉長方向）に列をなして積載される。本発明に係る焼成炉は、半導体基板１０の各列が処理空間１５内を通過する際にヒーター２から受ける熱量のばらつきが少なくなるように複数のセクション８の載置部の高さが調整されているので、半導体基板１０を載置したセクション８毎の各列におけるヒーター２から受ける熱量のばらつきを合わせ込むことができ、半導体基板１０を均一に焼成処理することができる。
【００５４】
その結果、半導体基板１０に所定形状で設けられた金属ペーストが焼成されて焼成電極となるが、このとき半導体基板１０の焼成状態がより均一なため、それぞれの太陽電池素子の電気特性や、半導体基板１０との表裏両面の電極の接着強度のばらつきが小さく品質に優れたものとなる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。
【００５６】
例えば、図１（ｂ）や、図３（ｂ）では、搬送手段１の積載面１ａに設けた複数のセクション８において、焼成炉の中央部で凸状になる場合によって説明したが、これに限るものではなく、例えば、逆に焼成炉のヒーター２からの輻射の影響が強い等の理由により、端部よりも中央部の温度が高くなる場合には、中央部が凹状となるようにしても良い。
【００５７】
また搬送手段１を境にして上下にヒーター２が配備された焼成炉においては、上部ヒーター２ａと下部ヒーター２ｂのバランスに応じて搬送手段１のセクションを自由に変更すればよい。
【００５８】
また、搬送手段１に設けたセクション８については、焼成炉の中央部を中心に左右対称に設けた例によって説明したが、これに限るものではなく、焼成炉内の温度のばらつき、もしくは被処理体５の焼成のばらつきがなくなるように自由に変更することができる。さらに、搬送手段１に設けたセクション８によって、焼成炉のばらつきを抑えるだけでなく、逆に焼成温度が異なる被処理体５を同時に焼成することも可能である。
【００５９】
さらに、図１（ｂ）や図３（ｂ）においては、搬送手段１として一本のエンドレスベルトを焼成炉内で回転させて用いた例によって説明しているが、これに限るものではなく、例えば、搬送手段１をセクション８毎に分割した複数の分割搬送手段を設けても良い。この時、各分割搬送手段が独立に搬送速度を制御できるようにすれば、被処理体５に対する焼成具合をさらに細かく調整することが可能となる。
【００６０】
例えば上述の説明として搬送手段１としてベルトを用いたベルト式連続焼成炉について説明したが、特に搬送手段１に制限はなく、例えばウォーキングビーム式の連続焼成炉や、ローラー搬送体を用いた連続焼成炉であっても本発明の効果は十分に得られる。
【００６１】
また、例えば太陽電池素子の電極の焼成方法については同時焼成法を例にとり説明したが、これに限定されるものではなく複数回の焼成を行う場合でも有効にその効果を発揮する。つまり裏面の電極材料を焼き付けた後に本発明に係る焼成炉を使用しても、裏面電極材料の再焼結により与えられる影響を抑止することができる。また裏面電極としてアルミニウムからなる集電電極１２ｂと銀からなる取出電極１２ａで構成される太陽電池素子を例にとり説明したが、これも制限されるものではない。
【００６２】
さらに上述の説明として近赤外線ヒーターについて説明をしたが、特にヒーターに制限はなく、例えば遠赤外線ヒーターやランプ、抵抗加熱等であっても本発明の効果は十分に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の焼成炉の第一の実施形態を示す模式図であり、（ａ）は炉長方向の断面模式図、（ｂ）は炉幅方向の断面模式図、（ｃ）は上部からの断面模式図である。
【図２】本発明の焼成炉に係るセクションの載置部の一例を示す部分拡大図である。
【図３】本発明における焼成炉の第二の実施形態を示す模式図であり、（ａ）は炉長方向の断面模式図、（ｂ）は炉幅方向の断面模式図、（ｃ）は上部からの断面模式図である。
【図４】本発明の焼成炉に係るセクションの載置部の一例を示す部分拡大図である。
【図５】一般的な太陽電池素子の断面構造を示す模式図である。
【図６】一般的な太陽電池素子の構造を示す模式図であり、（ａ）は表面の模式図、（ｂ）は裏面の模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１：搬送手段
１ａ：積載面
２：ヒーター
２ａ：上部ヒーター
２ｂ：下部ヒーター
３：断熱材
４：支持体
５：被処理体
６：カバー
７：ローラー
８：セクション
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ、８ｇ：セクション
９：載置部
９ａ：載置台
９ｂ：載置台
９ｃ：滑り止め部
１０：半導体基板
１０ａ：拡散領域
１１：表面電極
１１ａ：バスバー電極
１１ｂ：フィンガー電極
１２：裏面電極
１２ａ：取出電極
１２ｂ：集電電極
１３：ＢＳＦ層
１４：反射防止膜
１５：処理空間
Ｇ１、Ｇ２：重心位置
【図１】
2006183886.tif 000003
【図２】
2006183886.tif 000004
【図３】
2006183886.tif 000005
【図４】
2006183886.tif 000006
【図５】
2006183886.tif 000007
【図６】
2006183886.tif 000008