(57)【要約】【課題】パッシベーション膜に対する開口の形成や精細な精度の位置合わせを必要とすることなく裏面電極を形成が可能で、電極形成時のシリコン基板の劣化が小さい裏面パッシベーション構造の太陽電池素子の製造方法を得ること。【解決手段】シリコン基板の一方の面に形成される表面凹凸部を備えた受光面と、他方の面に形成されるパッシベーション膜とを有する太陽電池素子の製造方法であって、パッシベーション膜上にアルミニウムを主成分としガラス成分を１０〜２５重量部含んだ導電ペーストを印刷してアルミ電極を形成する工程（ステップＳ７）と、アルミ電極を焼成してパッシベーション膜をファイヤスルーさせ、アルミ電極をシリコン基板に接触させる焼成工程（ステップＳ９）と、焼成工程においてシリコン基板とアルミ電極との界面に生じたガラス層をフッ酸処理によって除去する工程（ステップＳ１１）とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一方の面に形成される微小凹凸を持つ受光面と、他方の面に形成されるパッシベーション膜とを有する太陽電池素子を製造する方法であって、
前記パッシベーション膜上にアルミニウムを主成分としガラス成分を１０〜２５重量部含んだ導電ペーストを印刷して裏面電極を形成する工程と、
前記裏面電極を焼成して前記パッシベーション膜をファイヤスルーさせ、前記裏面電極を前記半導体基板に接触させる焼成工程と、
前記焼成工程において前記半導体基板と前記裏面電極との界面に生じたガラス層をフッ酸処理によって除去する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】
前記パッシベーション膜を、膜厚８０〜１２０ｎｍで前記半導体基板の前記他方の面に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】
前記導電ペーストは、ホウ素を含んだガラスフリットを前記ガラス成分として含有し、該ホウ素を含んだガラスフリットは前記ガラス成分の２５重量部以上を占めることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項４】
前記焼成工程においては、ピーク温度８００〜８５０℃、温度昇降速度６０℃／秒以上の条件下で前記裏面電極を焼成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項５】
前記導電ペーストは、前記ガラス成分を、平均粒径が１μｍ以下のガラスフリットとして含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項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、太陽電池素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池は、例えばｐ型多結晶シリコン基板の表面全体にｎ型の拡散層が形成され、受光面側である表面に微小な凹凸と表面電極とが設けられた構造となっている。微小凹凸上には反射防止膜としてシリコン窒化膜が形成されている。また、多結晶シリコン基板の裏面には、裏面電極が設けられる。
【０００３】
上記従来の太陽電池素子の製造方法について説明する。まず、アルカリ溶液とアルコールとの混合液やフッ酸と硝酸との混酸によるウェットエッチングプロセスを用いるか、又はＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法などのドライエッチングプロセスを用い、ｐ型多結晶シリコン基板の表面に微小凹凸を形成する。この表面の凹凸は、太陽電池素子の表面から素子外へ出ようとする光を反射して閉じ込めることで、光電変換効率を上げることを目的としたものである。次に、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガス中での気相拡散法によってｐ型多結晶シリコン基板にｎ型拡散層を形成する。その後、表面にできた酸化膜をフッ化水素に浸して除去した後に、反射防止膜としての窒化シリコンをプラズマＣＶＤ（化学的気相成長法）によって多結晶シリコン基板の表面に形成する。次に、表面側には銀ペーストを用いた印刷法によって表電極を形成し、裏面側にはアルミニウムペーストを用いた印刷法によって裏電極を形成する。そして、約２００℃で乾燥させてから７００〜８００℃程度で焼成することで太陽電池素子が完成する。
【０００４】
太陽電池素子の裏面の構造によって変換効率を向上させる方法としては、結晶及び界面の欠陥を水素終端して再結合を抑えるための裏面にパッシベーション膜を設ける方法（特許文献１参照）や、裏面反射膜（ＢＳＲ（Back Surface Reflection））を形成することで長波長の光を裏面で反射して光利用率を上げる方法などが検討されている。
【０００５】
裏面にパッシベーション膜を備えた構造（裏面パッシベーション構造）の太陽電池素子における裏面電極形成方法としては、パッシベーション膜をシリコン基板の裏面に形成した後に、写真製版法や機械研磨やレーザ加工などでパッシベーション膜に開口部を設け、その開口部に重なるようにアルミニウムペーストを用いて電極をスクリーン印刷する方法（特許文献２参照）や、パッシベーション膜上に導電ペーストを塗布して電極を形成した後にこれを焼成し、ファイヤスルー（焼成時に導電ペーストがパッシベーション膜に浸透して貫通すること）によって基板−電極間の電気的な接続を取る方法（特許文献３参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−０４５９４５号公報
【特許文献２】特開２００２−２７０８６９号公報
【特許文献３】特開２００７−２９９８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の裏面パッシベーション構造の太陽電池素子での裏面電極形成方法のうちの前者は、シリコン基板の裏面のパッシベーション膜の開口部に合わせて裏面電極を形成する必要があり、高精度の位置あわせが必要であった。また、パッシベーション膜に開口部を形成する方法としては、写真製版法（レジスト塗布、露光、エッチング処理など）や機械研磨や耐酸性レジスト塗布などが用いられているが、特に写真製版法に関しては、多数の微小形状を形成することができるが、工程数が多く時間とコストがかかるという欠点がある。
【０００８】
従来の裏面パッシベーション構造の太陽電池素子での裏面電極形成方法の後者は、表電極の形成と同様に導電ペーストの反応性を利用して、絶縁膜であるパッシベーション膜をファイヤスルーして電気的導通をとるものであるが、アルミニウムを主成分とするペーストは銀を主成分とするペーストと比較して絶縁膜をファイヤスルーする能力が低いため、十分な電気導通を確保することが難しい。特許文献３に開示されているように、裏電極焼成後に表電極を焼成するなどして２回焼成を行えば、電極を形成した基板を加熱することによってアルミニウムとシリコンとの反応が促進されて電気的導通が取れやすくなるが、焼成を２回行うことでシリコン基板に劣化が生じ、太陽電池セルの特性が劣化するという問題が生じてしまう。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パッシベーション膜に対する開口の形成や精細な精度の位置合わせを必要とすることなく裏面電極を形成が可能で、電極形成時のシリコン基板の劣化が小さい裏面パッシベーション構造の太陽電池素子の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、半導体基板の一方の面に形成される微小凹凸を持つ受光面と、他方の面に形成されるパッシベーション膜とを有する太陽電池素子を製造する方法であって、パッシベーション膜上にアルミニウムを主成分としガラス成分を１０〜２５重量部含んだ導電ペーストを印刷して裏面電極を形成する工程と、裏面電極を焼成してパッシベーション膜をファイヤスルーさせ、裏面電極を半導体基板に接触させる焼成工程と、焼成工程において半導体基板と裏面電極との界面に生じたガラス層をフッ酸処理によって除去する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、裏面パッシベーション構造の太陽電池素子の裏面電極を、パッシベーション膜に対する開口の形成や精細な精度の位置合わせを必要とすることなく形成でき、電極形成時のシリコン基板の劣化を小さくできるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明にかかる太陽電池素子の製造方法の実施の形態１によって製造される太陽電池素子の断面及び底面を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１の太陽電池素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１の太陽電池素子の製造方法による製造過程での太陽電池素子の断面を示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる太陽電池素子の製造方法の実施の形態１によって製造される太陽電池素子の裏面を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる太陽電池素子の製造方法の実施の形態１におけるガラスフリットの量と太陽電池素子の直列抵抗との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる太陽電池素子の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる太陽電池素子の製造方法の実施の形態１によって製造された太陽電池セルの断面及び底面を示す図である。図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は底面図であり、図１（ａ）に示される断面は、図１（ｂ）における１ａ−１ａ断面である。本実施の形態にかかる製造方法によって製造される太陽電池素子は、基板としてｐ型の単結晶又は多結晶のシリコン基板（以下、シリコン基板という。）を用いている。なお、基板はこれに限定されるものではなく、ｎ型のシリコン基板や単結晶シリコン基板を用いても良い。シリコン基板１の受光面側には、光を閉じ込めるための表面凹凸部２が形成されている。シリコン基板１の表面凹凸部２には約０．２μｍのｎ型拡散層（不図示）が形成され、ＰＮ接合部を形成している。ｎ型拡散層の上には、反射を低減して光利用効率を向上させるための反射防止膜３が設けられている。反射防止膜３の上には、多数の細いグリッド電極とそれと直交する数本の太いバス電極とからなる表電極４が形成されている。
【００１５】
太陽電池素子の裏面には、シリコンの欠陥を水素で終端し、少数キャリアの再結合を抑制するパッシベーション膜５がシリコン基板１上に形成されている。パッシベーション膜５の上には、部分的にアルミ電極６が形成されている。アルミ電極６は、パッシベーション膜５を貫通してシリコン基板１と接触導通している。アルミ電極６の下には、焼成によるアルミニウムとシリコンとの合金層７（以下、Ａｌ−Ｓｉ合金層という。）が形成され、その下にはアルミニウムの拡散によるＰ＋層であるＢＳＦ（Back Surface Field）層８が形成されている。また、パッシベーション膜５上にはＢＳＲとしての裏面反射膜９が形成されている。
【００１６】
次に、本実施の形態にかかる太陽電池素子の製造方法について説明する。図２に、本発明の実施の形態１の太陽電池素子の製造方法の流れを示す。図３に、本実施の形態の太陽電池素子の製造方法による製造過程での太陽電池素子の断面を示す。まず、シリコン基板１（例えばｐ型多結晶シリコン基板）をフッ化水素及び純水で洗浄する（図２ステップＳ１、図３（ａ））。そして、シリコン基板１の受光面側の表面に表面凹凸部２を形成する（図２ステップＳ２、図３（ｂ））。この工程では、例えば水酸化ナトリウムとイソプロピルアルコールとの混合溶液に浸し、表面凹凸部２が１０μｍ程度になるようにウェットエッチングを行う。又は、ＲＩＥなどのドライエッチングプロセスでシリコン基板１の表面に１〜３μｍ程度の凹凸形状を形成したり、プラズマＣＶＤ法を用いてシリコン基板１の表面にエッチングマスクを形成し、そこに複数の開口部を形成してからフッ硝酸でエッチングして半球状の微小凹凸部を形成しても良い。後者の凹凸形成方法では、多結晶シリコンの面方位によらず規則正しい配列の凹凸が形成でき、光閉じ込め効果が高くなる。
【００１７】
そして、表面凹凸部２を形成したシリコン基板１にオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガス中で気相拡散法を施し、高温でリンを熱拡散させてシリコン基板１表面にｎ型層を形成する（拡散工程、図２ステップＳ３）。この時拡散させるリン濃度は、オキシ塩化リンガスの濃度及び温度雰囲気、加熱時間によって制御することが可能である。リンを拡散させた後のシリコン基板１のシート抵抗は、概ね４０〜８０Ω／□であった。
【００１８】
拡散工程後に、反射防止膜３を形成する（図２ステップＳ４、図３（ｃ））。反射防止膜３の形成にはプラズマＣＶＤ法を用い、シランとアンモニアとの混合ガスを用い窒化シリコン膜を形成する。窒化シリコン膜は約６０〜８０ｎｍ形成した。
【００１９】
次に、裏面側の構造を形成する。まず、拡散工程においてシリコン基板１の裏面にもｎ型層が形成されているため、水酸化ナトリウム溶液を用いてシリコン基板１の裏面をエッチングすることによってｎ型層を除去する（図２ステップＳ５）。そして、ｎ型層を除去したシリコン基板１の裏面に、パッシベーション膜５を形成する（図２ステップＳ６、図３（ｄ））。パッシベーション膜５は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などを適用可能であるが、ここでは反射防止膜３と同じ窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法で形成する。この窒化シリコン膜は、加熱時に膜中の水素がシリコンへ拡散し、シリコンの欠陥を水素終端して電子と正孔との再結合を抑える。
【００２０】
後述するように、アルミ電極６の基となるアルミニウムペーストがパッシベーション膜５を貫通してシリコン基板１と接触導通するには、パッシベーション膜５の膜厚をなるべく薄くした方が安定した接触導通が得られやすくなる。パッシベーション膜５の膜厚を変えてシリコン基板１のライフタイムを調べたところ、８０ｎｍの膜厚があれば十分なパッシベーション効果を持ち、それ以上膜厚を増やしてもシリコン基板１のライフタイムは大きく増加しないことが確認できた。このため、本実施の形態においてパッシベーション膜５は８０〜１００ｎｍ程度の膜厚で形成する。これにより、シリコン基板１−アルミ電極６の安定した電気的導通と、十分なパッシベーション効果とを両立する。
【００２１】
次に、パッシベーション膜５の上に、アルミニウムペーストを用いた印刷法によってアルミ電極６を形成する。印刷は、金属メッシュ上に写真製版法で抜かれた樹脂膜のパターンをマスクとしてアルミ粒子を含むペーストをスキージで押し込み、マスク開口部を透過してパターンを形成する。印刷法でアルミ電極６を形成した後に、約２００℃で乾燥させる（図２ステップＳ７、図３（ｅ））。アルミ電極６は、例えば直径約１００μｍの円形ドットを０．５ｍｍ程度のピッチで配列して所望の形状に形成する。なお、裏面電極の形状は図１に示すようなドット形状に限定されるわけではなく、図４に（ａ）に示すようなライン形状や、図４（ｂ）に示すような格子形状などでも良い。
【００２２】
ここで、電極形成に用いる導電ペーストについて説明する。一般的に、シリコン基板１の裏面にはアルミ粒子を主成分とし、樹脂成分、有機溶剤、ガラスフリットから成るペーストを用い、シリコン基板１の裏面全体にペースト層を形成し、約７００〜８００℃で焼成することによって、電極下にアルミニウムを拡散させてＢＳＦ層８を形成し、シリコン基板１のとの電気的導通を確立する。裏面パッシベーション構造の太陽電池素子の場合は、裏面電極を部分的に形成すると、裏面全体にＢＳＦ層を形成する場合と比べて電気的導通を有する面積が小さくなって十分な接触抵抗をとりにくくなる。特に、多結晶基板は基板内に結晶粒界があって基板内品質が均一ではなく、部分的に電気的導通が異なるため、セル特性の劣化が大きい。従って、アルミニウムペーストでパッシベーション膜５をファイヤスルーしてシリコン基板１との電気的導通を十分に得ることは困難であった。
【００２３】
この問題を解決するためには、アルミニウムペーストのシリコン基板１やパッシベーション膜５に対する反応性を大きくする必要がある。このために、従来のアルミニウムペーストに含まれるガラスフリットの組成比は、ペースト全体を１００重量部とした場合に３〜５重量部であるのに対して、本実施の形態においてはペースト全体を１００重量部とした場合に約１０〜２５重量部とした。
【００２４】
図５に、ガラスフリット量と太陽電池素子の直列抵抗との関係を示す。太陽電池素子の直列抵抗は、太陽光シミュレータを用いて測定した素子の電流値及び電圧値からの換算値である。直列抵抗が０．００５Ω以下だと曲線因子が０．７６以上の良好な変換効率が得られるが、直列抵抗が０．０１０Ω以上であると曲線因子が０．７０よりも小さくなって十分な変換効率が得られなくなる。
【００２５】
図５に示されるように、ガラスフリットのペースト全体に対する重量比が１０重量部未満であると、太陽電池素子の直列抵抗が０．００５Ωよりも大きくなって十分な電気的導通が得られない。これは、アルミニウムペーストがパッシベーション膜５をファイヤスルーできず十分な電気導電性が取れないためである。また、ガラスフリットのペースト全体に対する重量比が２５重量部を超過する場合も、太陽電池素子の直列抵抗が０．００５Ωよりも大きくなって十分な電気導電性が得られない。これは、アルミ電極６とシリコン基板１との間に厚いガラス層が形成されてしまい、電気的導通抵抗が高くなるためである。ペースト全体に占めるガラスフリットの割合が１０〜２５重量部程度のとき、直列抵抗は０．００５Ω以下となり、良好な電気的接触が実現される。すなわち、ペースト全体に占めるガラスフリットの割合を１０〜２５重量部程度とすることで、アルミ電極６とシリコン基板１との界面に、後段で説明するフッ酸処理で十分に除去できないほど厚くガラス層が形成されることを防ぎつつ、導電ペースト中のガラス成分にパッシベーション膜５を確実に溶解させてファイヤスルーを実現できる。
【００２６】
また、ガラスフリットの軟化点を低くするとシリコン基板１及びパッシベーション膜５に対するアルミニウムペーストの反応性が向上する。例えば、ガラスフリットの融点を約４５０℃以下にしたり、平均粒径を小さく（例えば１μｍ以下）することで、約４００〜４５０℃でガラスフリットが軟化し、パッシベーション膜５を侵食してシリコン基板１と電気的に導通するため、アルミ電極６とシリコン基板１との抵抗を十分に低くできる。
【００２７】
太陽電池素子の製造方法の流れの説明に戻る。アルミ電極６を形成した後、銀を含むペーストを用いた印刷法によって数本のバス電極と複数本のグリッド電極からなる表電極４を形成する。形成した表電極４は約２００℃で乾燥させる（図２ステップＳ８、図３（ｆ））。
【００２８】
以上でシリコン基板１の表裏の電極の印刷法による形成が完了する。続いて、電極を焼成する（図２ステップＳ９、図３（ｇ））。焼成は赤外線加熱炉を用いて約８００℃以上で行う。これにより、表電極４及びアルミ電極６がそれぞれｎ型拡散層及びパッシベーション膜５をファイヤスルーによって貫通し、シリコン基板１と電気的に導通する。アルミ電極６は、アルミニウムがシリコンと溶融してＡｌ−Ｓｉ合金層７を形成し、その下にＰ＋層（ＢＳＦ層）８が形成される。
【００２９】
この焼成条件として、アルミ電極６がパッシベーション膜５をファイヤスルーするのに十分な熱をかけることが必要であるが、シリコン基板１に多くの熱を与えると基板品質の劣化によってライフタイムが減少して光電子の変換効率が低下する。よって、アルミ電極６のファイヤスルーを実現しつつシリコン基板１の品質を劣化させないようにするには、ピーク温度を高くして焼成処理を短時間で行う必要がある。
【００３０】
従来の焼成処理では、焼成炉のピーク温度は７００〜８００℃で、５００℃以上の雰囲気を３０℃／秒程度で昇降温させていた。これに対し、本実施の形態では、ピーク温度は高温であるが、より急激に温度を昇降させることによって焼成時間を短時間として、シリコン基板１の品質を劣化させることなく十分な電気的導通を得ている。一例として、ピーク温度８００〜８５０℃、温度昇降速度６０〜８０℃／秒で焼成を行うことで、シリコン基板１の品質を劣化させることなく十分な電気的導通が得られる。ピーク温度を８５０℃以上に高くすると、表電極を形成する銀ペーストが拡散層であるｎ型層を突き抜けて短絡してしまい、直列抵抗が低下してしまう不具合が生じる。また、温度昇降速度を８０℃／秒以上に上げると、アルミニウムペースト内のガラスフリットの溶融が不十分となって電極の密着性が下がり、後の工程で剥離する不具合が生じる。
【００３１】
焼成後のワークは、水素を含む不活性気体（例えばアルゴン）で炉内の空気を置換したクリーンオーブンにおいて約４００℃、１０分間ほどの加熱処理（アニール処理）を行う（図２ステップＳ１０）。アニール処理を行うことで、水素がシリコン基板内部に到達して欠陥を埋め、光−電子変換効率が向上する。
【００３２】
アニール処理後は、アルミ電極６とシリコン基板１との間は、太陽光シミュレータで測定した電流値及び電圧値を基に換算した直列抵抗で０．０１０Ωの大きな抵抗値を持っており、太陽電池素子として十分な特性が得られない。これは、前工程で用いたアルミニウムペーストが従来に比べて多くのガラスフリットを含有しており、焼成によって溶融したガラスフリットがシリコン基板１とアルミ電極６との界面に占める面積が大きく、電流の流れを阻害しているためである。ガラスフリットは、アルミ電極６とシリコン基板１とを密着させるのに大きな役割を果たしているが、絶縁性であるため、アルミ電極６とシリコン基板１との電気的導通の面ではこれを妨げるように作用する。したがって、アルミ電極６とシリコン基板１との界面に存在するガラスを除去して電気的導通を改善するためにフッ酸処理を行う（図２ステップＳ１１）。フッ酸と純水とを概ね１：１００の割合で混合した液に約２０秒間浸漬すると、アルミ電極６とシリコン基板１との界面のガラスがある程度除去され、アルミ電極６とシリコン基板１との間の電気的抵抗が低くなる。例えば、上記のフッ酸処理を行うことにより、アルミ電極６とシリコン基板１との間の抵抗値は、太陽光シミュレータで測定した電流値及び電圧値を基に換算した直列抵抗で０．００５Ωにまで低く抑えられる。
【００３３】
フッ酸処理を行ったワークは、純水で洗浄後に乾燥する。その後、裏面反射膜９を形成する。スパッタ法によってＡｇを厚さ５００〜８００ｎｍ程度成膜して裏面反射膜９を形成することで太陽電池素子が完成する（図２ステップＳ１２、図３（ｈ））。
【００３４】
上記の製造工程によって製造した裏面パッシベーション構造の太陽電池素子は、電極形成前にパッシベーション膜に開口を設ける必要がないため、簡単かつ少ない工数で電極形成が可能である。また、開口位置に合わせて電極を形成する必要がないため、電極形成時に精細な精度の位置合わせが必要とならない。さらに、一度の焼成でアルミ電極とシリコン基板との電気的導通を確立するため、シリコン基板の品質が劣化しにくい。
【００３５】
実施の形態２．
本発明にかかる半導体膜の製造方法の実施の形態２として、裏面電極用のアルミニウムペーストに含まれるガラスフリット材料を変更してアルミ電極−シリコン基板間の抵抗を改善する例について説明する。太陽電池素子としての構造は、実施の形態１と同様である。
【００３６】
アルミニウムペーストに含まれるガラスフリットとしては、一般に酸化鉛（ＰｂＯ）を主成分として酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を添加したものが用いられているが、ガラス製品の鉛フリー化の流れからリン酸塩系ガラス（Ｐ２Ｏ５）、ビスマス酸塩系ガラス（Ｂｉ２Ｏ３）、ホウ酸塩系ガラス（Ｂ２Ｏ３）、酸化亜鉛系ガラス（ＺｎＯ）を主にしたものへ移行している。ここで、ホウ素はアルミニウムと同様に拡散してＰ＋層（ＢＳＦ層）を形成する物質としても働くため、ホウ酸塩系ガラスを含んだガラスフリットを用いた場合には、ＢＳＦ層を分析するとＢＳＦ層へのホウ素（Ｂ）の拡散が確認される。
【００３７】
アルミニウムペーストでファイヤスルーを行う裏面パッシベーション構造では、裏面にはアルミ電極を部分的に配置するため、ベタアルミ構造よりもシリコン基板との接触面積が小さくなる。これにより、シリコン基板−アルミ電極間の導通が不十分となって直列抵抗の増大によって太陽電池素子の特性が劣化する。よって、接触抵抗を改善するためには、十分なＰ＋拡散層を持つＢＳＦ層を形成する必要があるが、ペーストの主成分であるアルミニウムの拡散だけでは十分とは言えない。
【００３８】
上記のように、ホウ素はアルミニウムと同様に拡散してＰ＋層（ＢＳＦ層）を形成する物質としても働くため、接触抵抗を改善するには、ガラスフリットのガラス成分に占めるホウ素（Ｂ）の割合を高くすると大きな効果がある。ホウ素は、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）の形でガラスフリット１００重量部に対して約２５重量部以上の組成比にすることが望ましい。または、ホウ素やホウ素化合物をアルミニウムペーストに混入しても良い。
【００３９】
しかしながら、酸化ホウ素の含有率が高くなるとガラスフリットの軟化点が高くなる傾向にある。そこで、ファイヤスルーによってシリコン基板−アルミ電極の良好な電気的導通を得るために、本実施の形態では、一例として、ピーク温度は約８３０〜８５０℃の高温、かつ５００℃以上の雰囲気を温度昇降速度約８０℃／秒で急激に温度を昇降させる条件（温度プロファイル）にて焼成を行うことで、シリコン基板１の品質を劣化させることなくシリコン基板―アルミ電極間の良好な電気的導通を実現する。
【００４０】
本実施の形態においては、ガラスフリットに含まれるホウ素がシリコン基板に拡散することによって、十分なＰ＋拡散層を持つＢＳＦ層が形成され、シリコン基板−アルミ電極の良好な電気的導通を実現できる。
【００４１】
なお、上記各実施の形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることなく、様々な変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかる太陽電池素子の製造方法は、裏面パッシベーション構造の太陽電池素子を製造するのに有用であり、特に、太陽電池素子製造時の歩留まりの向上や太陽電池素子の性能向上を図るのに適している。
【符号の説明】
【００４３】
１  シリコン基板
２  表面凹凸部
３  反射防止膜
４  表電極
５  パッシベーション膜
６  アルミ電極
７  Ａｌ−Ｓｉ合金層
８  ＢＳＦ層（Ｐ＋層）
９  裏面反射膜（ＢＳＲ）
【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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