(57)【要約】【課題】  短時間でかつ高効率の太陽電池素子の製造が可能な太陽電池素子の製造方法を提供すること。【解決手段】  ｐ型またはｎ型の一導電型半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、前記一導電型半導体基板の側面を含む表面に、前記一導電型半導体基板に対して逆導電型の逆導電型半導体層を形成してｐｎ接合部を形成する半導体層形成工程と、前記逆導電型半導体層が形成された前記一導電型半導体基板の側面にレーザービームを照射することにより、前記逆導電型半導体層および前記一導電型半導体基板の一部を除去して、前記ｐｎ接合部が内壁面に露出した溝を形成する溝形成工程とを含むことを特徴とする太陽電池素子の製造方法とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型またはｎ型の一導電型半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
前記一導電型半導体基板の側面を含む表面に、前記一導電型半導体基板に対して逆導電型の逆導電型半導体層を形成してｐｎ接合部を形成する半導体層形成工程と、
前記逆導電型半導体層が形成された前記一導電型半導体基板の側面にレーザービームを照射することにより、前記逆導電型半導体層および前記一導電型半導体基板の一部を除去して、前記ｐｎ接合部が内壁面に露出した溝を形成する溝形成工程とを含むことを特徴とする太陽電池素子の製造方法。
【請求項２】
前記半導体層形成工程において、熱拡散法を用いて前記一導電型半導体基板の表面に前記逆導電型半導体層を形成することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項３】
前記溝形成工程において、前記逆導電型半導体層が形成された前記一導電型半導体基板の側面への前記レーザービームの照射は、前記一導電型半導体基板の側面に当てた水流の内部に前記レーザービームを進行させるようにして行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項４】
前記溝形成工程の後に、前記一導電型半導体基板の表面に電極を形成する電極形成工程を行なうことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の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、ｐｎ接合部を有する太陽電池素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池素子は、単結晶または多結晶のシリコンウエハを使用したものが主流となっており、高効率な太陽電池素子が望まれている。
【０００３】
通常、シリコンウエハを使用した太陽電池素子の製造工程においては、ｐ型シリコンウエハの表面全面にリンなどを拡散してｎ型層を形成して、ｐｎ接合部をシリコンウエハの内部に形成して、その後ｐｎ接合部を分離すること（ｐｎ分離）が行なわれている。
【０００４】
このｐｎ分離の方法として、シリコンウエハの一主面側に耐酸レジストペーストをスクリーンプリントなどにより塗布した後、フッ酸・硝酸の混酸溶液に浸漬して、シリコンウエハの他主面側のシリコンをエッチングする方法が知られている。
【０００５】
また、ｐｎ分離の作業を効率よく行なうために、シリコンウエハの表面側（受光面側）または裏面側（非受光面側）の周辺部にレーザービームを照射することにより、分離溝を形成してｐｎ分離を行なう方法が提案されている（例えば、下記特許文献１，２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−７５１４８号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／８７７８６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これまで提案されてきた太陽電池素子の製造方法では、製造過程中に生じたシリコンウエハ中のダメージ領域からのリーク電流等が原因となり、高効率の太陽電池素子を得るには不十分であったため、さらなる高効率化を図った太陽電池素子の製造方法が望まれている。
【０００８】
そこで本発明では、短時間でかつ高効率の太陽電池素子の製造が可能な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】
本発明の一形態に係る太陽電池素子の製造方法は、ｐ型またはｎ型の一導電型半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、前記一導電型半導体基板の側面を含む表面に、前記一導電型半導体基板に対して逆導電型の逆導電型半導体層を形成してｐｎ接合部を形成する半導体層形成工程と、前記逆導電型半導体層が形成された前記一導電型半導体基板の側面にレーザービームを照射することにより、前記逆導電型半導体層および前記一導電型半導体基板の一部を除去して、前記ｐｎ接合部が内壁面に露出した溝を形成する溝形成工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記の太陽電池素子の製造方法によれば、発電効率が高効率で優れたものを迅速に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係る太陽電池素子の一例を模式的に説明する図であり、（ａ）は太陽電池素子の受光面側における外観を示す平面図であり、（ｂ）は太陽電池素子の裏面側における外観を示す平面図である。
【図２】本発明の一形態に係る太陽電池素子の製造方法の一例を説明する図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ太陽電池素子の断面図である。
【図３】本発明の一形態に係る太陽電池素子の製造方法の一例を説明する斜視図である。
【図４】シリコンウエハの一端部を模式的に示す断面図であり、（ａ）はｐｎ分離前の断面図であり、（ｂ）はｐｎ分離後の断面図である。
【図５】本発明の一形態に係る太陽電池素子の製造方法の他の例を説明する斜視図である。
【図６】太陽電池モジュールを模式的に説明する図であり、（ａ）は断面分解図、（ｂ）は平面図である。
【図７】太陽光発電装置を模式的に説明するブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態例について、模式的に示した図面を参照しながら説明する。
【００１３】
＜太陽電池素子＞
図１に示すように、太陽電池素子１は、光が入射する第１の面とこの面の裏側に位置する第２の面とを有する半導体基板２と、この半導体基板２の第１の面上に設けられたバスバー電極３と、フィンガー電極４と、第２の面上に設けられた集電極５と、出力取出電極６とを備えている。
【００１４】
ここで、半導体基板２は、シリコン等のインゴットを所定の厚み，面積にワイヤーソーなどによりスライスしたウエハなどを用いる。この半導体基板２は単結晶または多結晶等からなり、１辺が１５０〜１６０ｍｍ程度の矩形の平板状をなすものであって、その内部には、ｐ型半導体層とｎ型半導体層との接合部（ｐｎ接合部）が形成されている。
【００１５】
第１の面に形成された電極は、幅１ｍｍ〜３ｍｍ程度の幅広のバスバー電極３と、バスバー電極３に対して略垂直に交わるように設けられた、幅５０〜２００μｍ程度の細いフィンガー電極４とから成る。このようなバスバー電極３およびフィンガー電極４の厚みは１０〜２０μｍ程度である。また第１の面の全面には後記する反射防止膜を形成することが望ましい。なお、反射防止膜を形成する面は多数の凹凸形状のテクスチャー構造を有していてもよい。
【００１６】
第２の面に形成された電極は、集電極５と出力取出電極６とを有する。この出力取出電極６の厚みは１０μｍ〜２０μｍ程度、幅は３．５ｍｍ〜７ｍｍ程度であり、また集電極５の厚みは１５μｍ〜５０μｍ程度である。
【００１７】
これらフィンガー電極４および集電極５は、発生したキャリアを集電する役割を有し、バスバー電極３および出力取出電極６は、フィンガー電極４および集電極５で集めたキャリア（電力）を外部に出力する役割を有する。
【００１８】
後記するように、半導体基板２の側面部には、ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とを分離（以下、ｐｎ分離ともいう）するための分離溝（ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とが露出した傾斜面を有する溝）が設けられている。
【００１９】
このように構成された太陽電池素子は次のようにして発電が可能となる。太陽電池素子１の受光面側である第１の面側から光が入射すると、半導体基板２で吸収・光電変換されて電子−正孔対（電子キャリアおよび正孔キャリア）が生成される。この光励起起源の電子キャリアおよび正孔キャリア（光生成キャリア）が上述のｐｎ接合の働きにより、太陽電池素子の第１の面および第２の面の双方に設けられた電極に集められ、両電極間に電位差が生じ発電することが可能となる。
【００２０】
＜太陽電池素子の製造方法＞
次に、上記太陽電池素子の製造方法の一例について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、一導電型の単結晶または多結晶の半導体基板２を準備する。この半導体基板２は、例えばＢ（ボロン）などのｐ型の導電型を呈する不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、比抵抗０．２〜２．０Ω・ｃｍ程度のｐ型基板が好適に用いられる。半導体基板２が単結晶の場合、チョクラルスキー法などの引き上げ法などによって作製され、多結晶の場合は鋳造法などによって作製される。多結晶の場合は、大量生産が可能であり、製造コスト面で単結晶よりも有利であるので、ここでは多結晶を用いた例で説明する。
【００２１】
多結晶のインゴットは、例えばワイヤーソーなどを用いて３５０μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下の厚みにスライスしてウエハとする。なお、このウエハの表面に付着したスライス時の汚染層を清浄化するために、表面をＮａＯＨもしくはＫＯＨ、または、フッ酸とフッ硝酸の混合溶液などを用いてごく微量エッチングすることが望ましい。
【００２２】
次に、光入射面となるウエハの表面側に、ドライエッチング方法またはウェットエッチング方法などにより、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置などを用いて光反射率低減機能を有する凹凸（粗面化）構造を形成するのが好ましい。以上のようにして、半導体基板２を準備する。
【００２３】
その後、図２（ｂ）に示すように、半導体基板２の表面全面にｎ型半導体層９を形成する。ｎ型化ドーピング元素としてはＰ（リン）を用いることが好ましく、シート抵抗が３０〜３００Ω／□程度のｎ型とする。これによって上述のｐ型バルク領域１０との間にｐｎ接合部Ｓが形成される。
【００２４】
このｎ型半導体層９の形成は、例えば半導体基板２を７００〜９００℃程度に昇温して維持しながら、拡散源としてガス状態にしたＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）雰囲気中で２０〜４０分程度処理する気相熱拡散法などによって、ｎ型半導体層９が０．２〜０．７μｍ程度の深さに形成される。この場合、半導体基板２の表面全面にリンガラスが形成される。このリンガラスを除去するために、この半導体基板２をフッ酸に浸漬し、洗浄乾燥することが必要となる。
【００２５】
その後図２（ｃ）に示すように、半導体基板２の側面部２ａに形成されているｎ型半導体層部分にレーザービームを照射することにより、ｎ型半導体層９の部分を除去する分離溝７を形成しｐｎ分離を行なう。このようにして、ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とが露出した面を有する溝が形成される。なお、分離溝７の表面に保護膜等が被覆されていてもよい。
【００２６】
図３に、このｐｎ分離を行なうための製造装置１１の概略を示す。製造装置１１は、情報処理部１２とレーザービーム制御部１３とレーザービーム発振部１４とを有している。
【００２７】
レーザービーム発振部１４は、半導体基板２の側面である側面２ａにおけるｎ型半導体層９（図２を参照）の一部を除去するレーザービームを発振する機能を有する。このようなレーザービームとしては、例えば、エキシマレーザービーム、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザービーム、ＹＡＧレーザービームの第２高調波またはＹＶＯ４（イットリウム・バナデイト）レーザービーム等を使用することができる。
【００２８】
レーザービーム制御部１３は、レーザービームの出力等を制御・調整・安定化するものであり、例えば、レーザービーム発振部１４に電力を供給する電源回路、レーザービーム発振部１４の温度を検出・制御する温度調節回路、および、レーザービームの出力を所定の時間間隔でモニタする焦電センサ等から構成され得る。
【００２９】
情報処理部１２はシーケンサーなどから成り、ｐｎ分離を行なう半導体基板２が、所定の位置に配置された信号を受け取り、レーザービーム制御部１３に信号を送りレーザービーム１５の照射を開始すると共に、半導体基板２を所定距離移動させ、その後レーザービーム１５の照射を停止する信号をレーザービーム制御部１３に送るなどの働きを持つ。
【００３０】
ｐｎ分離を行なう半導体基板２は、両主面側から移動アーム１７が接続された吸着パッド１６により挟持されて、略垂直に保持されている。移動アーム１７の他端部は、情報処理部１２により制御されたサーボーモーターなどにより水平方向に前後へ移動可能としており、レーザービーム１５の照射に合わせ挟持したままの半導体基板２を水平方向に所定の速度で移動させるものである。
【００３１】
半導体基板２の上側に位置する側面２ａの端部から端部まで分離溝７（図２を参照）を形成後、半導体基板２を９０度回転させ、新たに上面に位置した半導体基板２の側面２ａに、再度分離溝を形成する。この作業を、半導体基板２の全ての側面２ａについて行なう。このとき、レーザービームの条件としては、例えば、波長３５５〜１０６４ｎｍのレーザービームを用いた場合、ＴＥＭＯＯ波、出力５〜３０Ｗ、発振周波数１Ｈｚ〜１ＭＨｚ、ビームウエスト径１〜１００μｍが望ましい。また分離溝７の最上部の幅は５０〜１００μｍ、深さは１〜５μｍ程度であることが望ましい。ｎ型半導体層９を除去する際、ｐ型バルク領域１０（図２を参照）の一部も同時に除去してもよい。
【００３２】
また、半導体基板２の外周端部近傍には、その作製時にインゴットの側面をバンドソーで切除する際、およびスライスする際等に、結晶欠陥が多数存在するダメージ層が生じている。このような結晶欠陥を含む太陽電池素子では、例えば逆バイアス時に、相対的に負の電位であるｐ型半導体内の電子が、欠陥を介してｎ型半導体層内の伝導帯に励起されるが、この際に、ｎ型半導体層の伝導帯に渡った電子が電極までドリフトしてリーク電流が発生しやすい。
【００３３】
すなわち、図４（ａ）に示すように、ｐｎ分離前における半導体基板２の外周端部近傍には、ダメージ層１９が存在している。図４（ｂ）に示すように、ｐｎ分離後の半導体基板２の一端部において、上述したｐｎ分離方法では、分離溝７が側面２ａに設けられているため、この分離溝７の形成により、半導体基板２の側面２ａ近傍にあるダメージ層１９をも除去することが可能となる、これにより、太陽電池素子のリーク電流の発生を抑制することが可能となる。
【００３４】
次に、他の製造装置例について説明する。図５に示すように、ｐｎ分離を行なうための製造装置１１ａは、レーザービーム発振部１４とウオータージェットノズル２０とを有している。ウオータージェットノズル２０には送水管２１が接続され、この送水管２１から送られた水はウオータージェットノズル２０により、所定の直径を持った下方向の高圧の柱状の水流２２となる。さらに、ウオータージェットノズル２０の上部にはレーザービーム発振部１４が載置され、柱状の水流２２の内部にレーザービーム１５を照射する。これにより柱状の水流２２の内部をレーザービーム１５が反射しながら進むため焦点深度が深くなる。
【００３５】
この高圧の水流２２に誘導されたレーザービーム１５を半導体基板２の側面に照射し、そのｎ型半導体層９の一部を除去する。
【００３６】
さらに、レーザービーム１５を照射しながら、半導体基板２を両主面側から挟持している吸着パッド１６と移動アーム１７を回転させることにより、半導体基板２をその位置で回転させる。半導体基板２を回転させることにより、レーザービーム１５を照射する半導体基板２の側面２ａの位置が上下するように変わる。しかし、上述のように製造装置１１ａでは焦点深度が深いため、精度よくｐｎ分離を行なうことが可能となる。
【００３７】
これにより１枚の半導体基板２のｐｎ分離で、レーザービーム１５の照射を停止することなく、連続して半導体基板２のすべての側面２ａのｐｎ分離を行なうことができる。このため、作業工数が短縮できると共に、矩形状の半導体基板２ではその角部での分離溝７がずれる心配が無く好適に分離を行なうことが可能となる。
【００３８】
また、レーザービーム１５と同時に高圧の水流２２をも照射することになるため、分離溝７形成時の熱の影響を小さくすることができ、レーザービーム１５による分離溝７近傍の新たなダメージ層の発生を抑制することが可能となる。
【００３９】
さらに、レーザービーム１５による分離溝７の形成時に発生したシリコン酸化物を主とする加工屑を、高圧の水流２２により洗い流しながら分離溝７の形成を形成することができるため、形成した分離溝７に加工屑が入り込み、この加工屑によるリーク電流の発生をも抑制することが可能となる。
【００４０】
次に、分離溝７を形成後に、図２（ｄ）に示すように、第１の面の電極（バスバー電極３とフィンガー電極４）、第２の面の電極（集電極５と出力取出電極６）および反射防止膜８を形成する。
【００４１】
ここで、反射防止膜８の材料としては、ＳｉＮｘ膜（ただし、Ｓｉ３Ｎ４のストイキオメトリを中心にして組成比（ｘ）には幅がある）、ＴｉＯ２膜、ＳｉＯ２膜、ＭｇＯ膜、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ２膜またはＺｎＯ膜などを用いることができる。なお、これらの膜厚は、材料によって適宜選択されて、適当な入射光に対して無反射条件を実現できるようにする。例えば半導体基板２がシリコンの場合、屈折率は１．８〜２．３程度、厚み５００〜１２００Å程度にすればよい。
【００４２】
反射防止膜８の製法としては、ＰＥＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）法、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成する。この反射防止膜８の上にバスバー電極３とフィンガー電極４の電極ペーストを直接塗布し、焼き付けることによって、第１の面のバスバー電極３およびフィンガー電極４とｎ型半導体層９とを電気的に接触させる。
【００４３】
次に、半導体基板２の第２の面（裏面）側の電極の形成方法について説明する。集電極５は、アルミニウムを主成分とするペーストを裏面の外周辺部１〜１０ｍｍ程度を除いて塗布することで形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。この集電極５の形成に用いるペーストは、アルミニウム粉末および有機ビヒクルなどからなるものである。これを塗布した後、温度７００〜８５０℃程度で熱処理（焼成）してアルミニウムをシリコンウエハ２に焼き付ける。このアルミニウムペーストを印刷して焼成することにより、逆導電型不純物であるアルミニウムをシリコンウエハ２の塗布部分に高濃度に拡散させることができ、ｎ型半導体層９の形成時に同時に裏面側にも形成されているｎ型の逆導電型ｎ型半導体層をｐ＋型にすることができる。
【００４４】
また、裏面の出力取出電極６は、銀を主成分とするペーストを所定形状にスクリーン印刷法などを用いて塗布することで形成する。このペーストは、銀粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００質量部に対してそれぞれ５〜３０質量部、０．１〜１０質量部を添加したものである。塗布法としては、スクリーン印刷法など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ことが好ましい。
【００４５】
半導体基板２の裏面側に形成されてある集電極５と少なくとも一部が重畳するように上記の銀ペーストを塗布・乾燥させた後、焼成炉内にて最高温度が７００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、裏面電極（集電極５、出力取出電極６）を形成する。
【００４６】
また、アルミニウムペーストを塗布・乾燥した後、銀ペーストを塗布し、両者を同時に焼成してもよいし、アルミニウムペーストを塗布・焼成して集電極５を形成し、銀ペーストを塗布・焼成して出力取出電極６を形成して焼成工程を別々に行なってもよい。
【００４７】
また、アルミニウムペーストを塗布して、集電極５を形成した後に銀ペーストを塗布して出力取出電極６を形成してもよいし、またその逆であってもよい。
【００４８】
シリコンウエハ２の第１の面（表面）側の電極の形成方法は、銀１００質量部に対して銀からなる金属粉末と有機ビヒクルを５〜３０質量部、ガラスフリットを０．１〜１０質量部として、これらを銀に添加してペースト状にした銀ペーストを所定の電極形状に塗布し、最高温度が６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより電極を形成する。この塗布法としては、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る。
【００４９】
なお、本実施形態に係るｐｎ分離は、上述のものに限定されるものではなく、太陽電池素子の製造工程のｎ型半導体層９を形成後であれば、例えば受光面および非受光面に電極を形成した後に行なっても実施可能である。
【００５０】
ただし、高圧の水流２２を使用する製造装置１１ａにおいては、分離溝７の形成時に半導体基板２が濡れるため、後工程で洗浄乾燥することが必要となる。このために気相熱拡散法などによってｎ型半導体層９の形成後にｐｎ分離を行なうことにより、半導体基板２の表面のリンガラスを除去するための洗浄乾燥と、この分離溝７の形成後の半導体基板２の洗浄乾燥が同時に行なうことができ、工程の簡略化が図れるため望ましい。
【００５１】
また、本実施形態のｐｎ分離方法は、半導体基板の側面にｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とが露出した面を有する分離溝を備えているため、第１の面（表面）側に分離溝を形成することによる光電流の減少がなく、さらに裏面側に分離溝を形成することによる非受光面側電極の配置できる面積の減少もないので、光電流の増加のために受光面側電極の全てまたは一部を非受光面側に配置したバックコンタクト型太陽電池においても、好適に応用することが可能である。
【００５２】
＜太陽電池モジュール＞
次に、上記太陽電池素子の複数を電気的に接続してなる太陽電池モジュールの一例について説明する。単独の太陽電池素子の電気出力が小さい場合、複数の太陽電池素子を直列および並列に接続することで太陽電池モジュールが構成される。この太陽電池モジュールを複数個組み合わせることによって、実用的な電気出力の取り出しが可能となる。
【００５３】
図６に上述した太陽電池素子の複数を備えた太陽電池モジュール３０を概略的に示す。図６（ａ）に示すように、太陽電池モジュール３０は、例えば、ガラスなどの透明部材３２と、透明のエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などからなる表側充填材３４と、配線部材３１によって隣接する太陽電池素子の第１の面の電極と第２の面の電極とを交互に接続して成る複数の太陽電池素子群３９と、ＥＶＡなどからなる裏側充填材３５と、水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）シートから成る裏面保護材３３と、を主として備える。
【００５４】
また、直列接続された複数の太陽電池素子群３０のうち、最初に位置する太陽電池素子１ａと最後に位置する太陽電池素子１ｂの電極の一端は、出力取出部である端子ボックス３７に、出力取出配線３６によって接続される。また、図６（ａ）では図示を省略しているが、図６（ｂ）に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール３０は、アルミニウムなどからなる枠３８を備える。
【００５５】
本実施形態の太陽電池モジュール３０によれば、従来よりも低コストでかつ高効率な光電変換を行う光電変換モジュールとすることができる。
【００５６】
＜太陽光発電装置＞
本発明の一形態に係る太陽光発電装置は、例えば図７に示すように、太陽光発電装置５０は、上記太陽電池モジュール３０の１以上を電気的に接続した太陽電池モジュール群（または太陽電池アレイ）４０と、太陽電池モジュール４０の直流電力が入力される電力変換装置４５とを備えたものである。
電力変換装置４５は、例えば、入力フィルタ回路４１、電力変換回路４２、出力フィルタ回路４３および制御回路４４を備えたものである。このような構成により、電力変換装置４５からの商用電力が商用電源系統４６に入力させることができる。この太陽光発電装置５０によれば、これを構成する太陽電池モジュールが高効率であるので、高効率の優れた太陽光発電装置を提供することができる。
【実施例】
【００５７】
以下に、太陽電池素子の実施例について説明する。
【００５８】
＜実施品の作製＞
鋳造法で作製した比抵抗０．５〜１．５Ω・ｃｍ程度であり、約１５０ｍｍ角、厚さ約２００μｍのｐ型の多結晶シリコン基板を半導体基板２として用意した。
【００５９】
この半導体基板２をＮａＯＨ水溶液を用い、数μｍ程度の深さにエッチングした後、洗浄乾燥した。そして、光入射面となる半導体基板２の表面側にＲＩＥ装置を用いて凹凸面を形成した。
【００６０】
その後、熱拡散法を用いて半導体基板２の表面に逆導電型半導体層を形成した。すなわち、ＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）ガスを用いて、約７００℃の温度条件において半導体基板２の表面にＰ（リン）を拡散させて、シート抵抗が１００Ω／□程度のｎ型半導体層９を形成した。その後、半導体基板２の表面上のリンガラスを除去するために、半導体基板２をフッ酸に浸漬し、洗浄乾燥した。
【００６１】
次に、ｎ型半導体層９が形成された基体の側面部２ａに、ＹＡＧレーザービームを照射することにより、ｎ型半導体層９の一部を除去した分離溝７を形成して、ｐｎ分離を行なった。
【００６２】
このレーザービームによる分離溝７の形成は、まず基体を両主面側から移動アームが接続された吸着パッドにより挟持して、略垂直に保持した後、移動アーム１７をレーザービーム１５の照射に合わせて、基体を挟持したまま、水平方向に移動させることを、基体の全ての側面２ａについて行なった。
【００６３】
使用したレーザー装置は、図５に示すように、レーザービーム発振部１４とウオータージェットノズル２０を有しているものである。すなわちウオータージェットノズル２０には送水管２１が接続されており、さらにウオータージェットノズル２０の上部にはレーザービーム発振部１４が載置され、高圧で噴射された柱状の水流２２の内部にレーザービーム１５を照射した。この照射は、波長１０６４ｎｍのＴＥＭＯＯ波を用いて、出力約７．５Ｗ、発振周波数約１０ｋＨｚ、ビームウエスト径約５０μｍの条件とした。
【００６４】
次に、分離溝７の形成後に、第１の面の電極（バスバー電極３とフィンガー電極４）と第２の面の電極（集電極５と出力取出電極６）および反射防止膜８を形成した。
【００６５】
ここで、反射防止膜８は、ＰＥＣＶＤ法を用いて、屈折率約２．０、膜厚約８００Åの窒化珪素薄膜を形成した。
【００６６】
この反射防止膜８の上にバスバー電極３とフィンガー電極４の電極ペーストを直接塗布し、焼き付けることによって、第１の面のバスバー電極３およびフィンガー電極４と、ｎ型半導体層９とを電気的に接触させた。
【００６７】
次に、半導体基板２の第２の面（裏面）側の電極の形成方法について説明する。集電極５は、アルミニウムを主成分とするペーストをスクリーン印刷法を用いて、裏面の外周辺部１。５ｍｍ程度を除いて塗布することで形成した。塗布した後、温度７５０℃程度で熱処理（焼成）してアルミニウムをシリコンウエハ２に焼き付けた。
【００６８】
また、裏面の出力取出電極６は、銀を主成分とするペーストを所定形状にスクリーン印刷法を用いて塗布した後焼成することで形成した。このペーストは、銀粉末と、銀粉末１００質量部に対して１０質量部の有機ビヒクルと、銀粉末１００質量部に対して５質量部のガラスフリットとを添加したものである。
【００６９】
同様にシリコンウエハ２の第１の面（表面）側の電極を形成した。すなわち上述の銀を主成分とするペーストをスクリーン印刷法で所定の電極形状に塗布し、最高温度が６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより電極を形成した。
【００７０】
＜比較品の作製＞
実施品と同様の多結晶シリコン基板を用いて比較品を作製法した。この比較品は多結晶シリコン基板の非受光面側の周辺端部にレーザービームを照射（ただし、上記のウオータージェットノズル２０による水流無し）することにより、分離溝７を形成して、ｐｎ分離を行なった以外、他の工程、条件は実施品と同様の条件で行なった。
【００７１】
＜実施品と比較品の出力特性＞
実施品と比較品を各々１５枚作製した。ソーラーシミュレーターを用い、ＡＭ：１．５、温度：２５℃、光強度：１０００Ｗ／ｍ２の条件下で表１に記載された特性を測定して、その平均を算出した。表１において、実施品の値は比較品の各測定値を１００としたときの指数として表したものである。
【００７２】
【表１】
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【００７３】
表１から明らかなように、実施品では、短絡電流を除く開放電圧、曲線因子、変換効率の特性において、比較品より有意差のある高い値が確認され、本実施例の有効性を確認することができた。
【符号の説明】
【００７４】
１：太陽電池素子
２：半導体基板
３：バスバー電極
４：フィンガー電極
５：集電極
６：出力取出電極
７：分離溝
８：反射防止膜
９：ｎ型半導体層
３０：太陽電池モジュール
５０：太陽光発電装置
Ｓ：ｐｎ接合部
【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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