(57)【要約】【課題】逆バイアス電圧による故障の防止機能を容易に付加することができる裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】本発明の裏面電極型太陽電池の第１の態様は、第１導電型の半導体基板の裏面に、半導体基板よりも高濃度の第１導電型不純物を含む第１導電型の第１の拡散領域と、第１導電型と異なる導電型である第２導電型不純物を含む第２導電型の第２の拡散領域と、半導体基板よりも高濃度であって、上記第１の拡散領域よりも低濃度の不純物を含む第１の導電型の第３の拡散領域とを備え、該第３の拡散領域は、第２の拡散領域と接し、かつ第１の拡散領域と接触しないことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板の裏面に形成されている、前記半導体基板よりも高濃度の第１導電型不純物を含む第１導電型の第１の拡散領域と、前記第１導電型と異なる導電型である第２導電型不純物を含む第２導電型の第２の拡散領域と、前記半導体基板よりも高濃度であって、前記第１の拡散領域よりも低濃度の不純物を含む第１導電型の第３の拡散領域とを備え、
前記第３の拡散領域は、前記第２の拡散領域と接しており、かつ前記第１の拡散領域と接触しないことを特徴とする、裏面電極型太陽電池。
【請求項２】
第１導電型の半導体基板の裏面に形成されている、前記半導体基板よりも高濃度の第１導電型不純物を含む第１導電型の第１の拡散領域と、前記第１導電型と異なる導電型である第２導電型不純物を含む第２導電型の第２の拡散領域と、前記第２の拡散領域よりも低濃度の不純物を含む第２導電型の第４の拡散領域とを備え、
前記第４の拡散領域は、前記第１の拡散領域と接しており、かつ前記第２の拡散領域と接触しないことを特徴とする、裏面電極型太陽電池。
【請求項３】
前記第３の拡散領域直上には電極が形成されていないことを特徴とする、請求項１に記載の裏面電極型太陽電池。
【請求項４】
前記第４の拡散領域直上には電極が形成されていないことを特徴とする、請求項２に記載の裏面電極型太陽電池。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の裏面電極型太陽電池の複数と、
絶縁性基材と前記絶縁性基材の表面上に形成された配線とを有する配線基板とを含み、
前記裏面電極型太陽電池は、前記第１の拡散領域上に形成された第１導電型用電極と、前記第２の拡散領域上に形成された第２導電型用電極とを備え、
前記裏面電極型太陽電池の複数は、前記第１導電型用電極と前記第２導電型用電極とが前記配線基板の配線上に設置されるように前記裏面電極型太陽電池の複数を前記配線基板上に配列することによって、互いに電気的に接続されている、太陽電池ストリング。
【請求項６】
請求項５に記載の太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングを封止する封止材とを備えた、太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記裏面電極型太陽電池の前記第１導電型用電極および前記第２導電型用電極は、前記配線基板の配線と直接接触していることを特徴とする、請求項６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】
本発明は、裏面電極型太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池は、地球環境問題への関心の高まりから環境負荷の小さなクリーンなエネルギとして注目が高まっている。このような太陽電池に用いられる材料としては、化合物半導体系や有機材料系も挙げられるが、現在はシリコン結晶系が主流となっている。
【０００３】
図９に、従来のシリコン結晶系太陽電池の模式的な斜視図を示す。ここで、従来のシリコン結晶系太陽電池は、ｐ型シリコン基板１０１の受光面にｎ型不純物を拡散させることによりｎ+層１０２が形成され、ｎ+層１０２上にｎ型用電極１０４が形成された構造を有しており、ｐ型シリコン基板１０１の裏面にｐ+層１０３が形成され、ｐ+層１０３上にｐ型用電極１０５が形成された構造を有している。
【０００４】
このような構造を有する従来のシリコン結晶系太陽電池においては、ｎ型用電極１０４の直下のｐ型シリコン基板１０１には太陽光が入射せず、電流発生に寄与しないことから、変換効率のロスが生じてしまう。
【０００５】
そこで、たとえば特開２００２−１６４５５６号公報（特許文献１）には、太陽電池の半導体基板の受光面に電極を形成せず、半導体基板の裏面にｎ型不純物を拡散させることにより形成したｎ+層およびｐ型不純物を拡散させることにより形成したｐ+層をそれぞれ形成し、ｎ+層上にｎ型用電極を形成するとともにｐ+層上にｐ型用電極を形成した裏面電極型太陽電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１６４５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
太陽電池は、通常、単体で使用されることは少なく、複数個の太陽電池を直列および／または並列に接続した太陽電池ストリングを封止材中に封止することによって所定の出力を得る太陽電池モジュールとして用いられる。この太陽電池モジュールの使用中に日射条件のバラツキなど、何らかの原因で一部の太陽電池セルに影が生じた場合には、他の太陽電池セルが発生する電圧が逆バイアス電圧として影が生じた太陽電池セルに印加されることになる。
【０００８】
この逆バイアス電圧が、影が生じた太陽電池セルのブレークダウン電圧を超えると、太陽電池セルを短絡破壊に至らせることがあり、その結果、太陽電池モジュール全体の出力が低下する可能性がある。このような事情は、複数の裏面電極型太陽電池セルを用いて構成された太陽電池モジュールでも同様である。
【０００９】
従来、この逆バイアス電圧による短絡や発熱などの故障を防止するために、個々の太陽電池セル毎や特定の太陽電池モジュール単位毎にバイパスダイオードを取り付けたり、あるいは太陽電池セルにバイパスダイオードを集積化するダイオードインテグレーテッド太陽電池が使用されている。
【００１０】
しかしながら、バイパスダイオードを外付けする方法は、その取り付け分だけ製造コストが増加するとともに、太陽電池モジュールにおける太陽電池の実装密度が低くなる等の問題があった。また、ダイオードインテグレーテッド太陽電池においても、バイパスダイオードをシリコン基板に集積して作り込む必要があるため、製造工程が複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、逆バイアス電圧による短絡の防止機能を容易に付加することができる裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の裏面電極型太陽電池の第１の態様は、第１導電型の半導体基板の裏面に形成されている、半導体基板よりも高濃度の第１導電型不純物を含む第１導電型の第１の拡散領域と、第１導電型と異なる導電型である第２導電型不純物を含む第２導電型の第２の拡散領域と、半導体基板よりも高濃度であって、第１の拡散領域よりも低濃度の不純物を含む第１導電型の第３の拡散領域とを備え、第３の拡散領域は、第２の拡散領域と接し、かつ第１の拡散領域とは接触しないことを特徴とする。
【００１３】
本発明の裏面電極型太陽電池の第２の態様は、第１導電型の半導体基板の裏面に形成されている、半導体基板よりも高濃度の第１導電型不純物を含む第１導電型の第１の拡散領域と、第１導電型と異なる導電型である第２導電型不純物を含む第２導電型の第２の拡散領域と、第２の拡散領域よりも低濃度の不純物を含む第２導電型の第４の拡散領域とを備え、第４の拡散領域は、第１の拡散領域と接し、かつ第２の拡散領域とは接触しないことを特徴とする。
【００１４】
また、上記第３の拡散領域直上および上記第４の拡散領域直上には電極が形成されていないことが好ましい。
【００１５】
また、本発明は太陽電池ストリングに関し、該太陽電池ストリングは、上記構成を有する裏面電極型太陽電池の複数と、絶縁性基材と該絶縁性基材の表面上に形成された配線とを有する配線基板とを含み、上記裏面電極型太陽電池は第１の拡散領域上に形成された第１導電型用電極と、第２の拡散領域上に形成された第２導電型用電極とを備えており、上記裏面電極型太陽電池の複数は、その第１導電型用電極と第２導電型用電極とが配線基板の配線上に設置されるように裏面電極型太陽電池の複数を配線基板上に配列することによって、互いに電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記太陽電池ストリングと、該太陽電池ストリングを封止する封止材とを備えた、太陽電池モジュールに関する。
【００１７】
上記裏面電極型太陽電池の第１導電型用電極および第２導電型用電極は、上記配線基板の配線と直接接触していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、太陽電池セルの裏面において第１の拡散領域と第２の拡散領域に接する上記第３の拡散領域を備えるので、逆バイアス電圧による故障の防止機能が容易に付加され、別個のバイパスダイオードを設けることなく、故障の防止機能に優れる裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本実施の形態１の裏面電極型太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂに沿った模式的な断面の一例を示す図であり、（ｃ）は本実施の形態１の裏面電極型太陽電池の裏面の他の一例の模式的な平面図である。
【図２】（ａ）は本実施の形態２の裏面電極型太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂに沿った模式的な断面の一例を示す図である。
【図３】図１（ａ）に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池を３枚並べた模式的な平面図である。
【図４】本発明に用いられる配線基板の一例の模式的な平面図である。
【図５】本発明の太陽電池ストリングの一例の模式的な平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩに沿った模式的な断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩに沿った模式的な断面図である。
【図８】本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な分解断面図である。
【図９】従来のシリコン結晶系太陽電池の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の裏面電極型太陽電池、該太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールについて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２１】
（実施の形態１）
＜裏面電極型太陽電池＞
図１（ａ）に本実施の形態１の裏面電極型太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図を示し、図１（ｂ）に図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂに沿った模式的な断面の一例を示す。
【００２２】
本実施の形態１の裏面電極型太陽電池は、図１（ａ）に示されるように、第１導電型の半導体基板１０の裏面に第１導電型不純物を含む第１導電型の第１の拡散領域１２を有しており、第１の拡散領域１２上にはパッシベーション膜に設けられたコンタクトホールをとおして（図１（ｂ）参照）導通した第１導電型用電極１４が形成されている。上記第１の拡散領域１２における不純物濃度は、半導体基板１０よりも高濃度である。ここで、上記導電型にはｐ型とｎ型とがあり、第１導電型がｐ型である場合には第２導電型がｎ型となり、第１導電型がｎ型である場合には第２導電型がｐ型となる。
【００２３】
また、上記半導体基板１０の裏面には、第１の拡散領域１２と交互に配列されるように第２導電型不純物を含む第２導電型の第２の拡散領域１３が形成されており、第２の拡散領域１３上にはパッシベーション膜に設けられたコンタクトホールをとおして（図１（ｂ）参照）導通した第２導電型用電極１５が形成されている。
【００２４】
本実施の形態１の裏面電極型太陽電池の裏面には、半導体基板１０よりも高濃度の不純物を含む第１導電型の第３の拡散領域２０ａが形成されている。これらの拡散領域は、図１（ａ）のＡに示す領域、すなわち第１導電型用電極１４と第２導電型用電極１５とが形成される領域内に設けられる。本実施の形態１において、上記第３の拡散領域２０ａは、第２の拡散領域１３と接触するようにして形成されている。上記第３の拡散領域２０ａは、図１（ｂ）に示すように、第１導電型である第３の拡散領域２０ａと第２の拡散領域１３とが接触しており、第３の拡散領域２０ａと第１の拡散領域１２とは接触していない状態で形成されている。ここで、第１導電型がｎ型であり、第２の導電型がｐ型である場合、第１の拡散領域１２と第２の拡散領域１３とによるｐ+ｎ接合からなる太陽電池に、ｐ+ｎ-ダイオードが並列に接続された等価回路構造が形成されることとなる。
【００２５】
このように、たとえばｐ型の第２の拡散領域１３（ｐ+領域ということがある）とｎ型の第３の拡散領域２０ａ（ｎ-領域または低濃度拡散領域ということがある）とが接触した部分は、これらにより形成されるｐｎ接合により、ツェナー効果によってブレークダウンが発生しやすい。この回路に逆バイアスが印加されると、逆方向の漏れ電流が大きいダイオード側に電流が流れるので、太陽電池はブレークダウンから保護されることになる。また、電流集中による発熱を防ぎ、その結果、裏面電極型太陽電池全体の短絡破壊を抑止することができる。
【００２６】
また、第１の拡散領域１２と第２の拡散領域１３とが直接接触していないので、これらの領域の間にリーク電流が流れるのを抑制することができ、太陽電池の変換効率もより高くすることができる傾向にある。
【００２７】
本発明の裏面電極型太陽電池の裏面の第３の拡散領域２０ａの表面直上領域には電極が形成されないことが好ましい。上記第３の拡散領域２０ａの表面直上領域に電極が形成されない場合は、パッシベーション膜のファイヤースルーによる短絡の原因となる虞がないので好ましい。一方、上記第１の拡散領域１２および上記第２の拡散領域１３の表面上にはそれぞれ第１導電型用電極１４、第２導電型用電極１５が形成され、それぞれ拡散領域よりも電極幅が小さいことが好ましい。
【００２８】
上述のように本実施の形態１の裏面電極型太陽電池においては、第１導電型不純物を含む第１導電型の第３の拡散領域２０ａと、第２導電型不純物を含む第２導電型の第２の拡散領域１３との接合によって構成されるｐｎ接合を半導体基板１０の裏面に形成することによって、付加的なバイパスダイオードを太陽電池に取り付ける必要がなく、逆バイアス電圧による裏面電極型太陽電池の短絡などの故障の防止機能を容易に付加することができる。
【００２９】
なお、上記の効果を得るためには、第１導電型不純物を含む第３の拡散領域２０ａにおける第１導電型不純物濃度は、半導体基板１０の不純物濃度より高濃度であって、第１の拡散領域１２における不純物濃度よりも低濃度に設定すればよいが、１×１０19／ｃｍ3以上１×１０20／ｃｍ3以下とすることが好ましい。
【００３０】
本発明において、第１の拡散領域１２、第２の拡散領域１３、第１導電型用電極１４、第２導電型用電極１５および第３の拡散領域２０ａのそれぞれの形状は、本明細書に記載の形状に限定されないことは言うまでもない。例えば、第１導電型用電極１４および第２導電型用電極１５を、図１（ｃ）に示すように、それぞれ櫛型形状の電極として、第１導電型用電極１４の櫛歯部分と第２導電型用電極１５の櫛歯部分とが、交互に噛み合わさるように配列された形状としてもよい。この場合、第１の拡散領域１２および第２の拡散領域１３とは、例えば、図１（ｃ）に示すように上記櫛型形状の電極の外枠を囲う形状の内側（図１（ｃ）中の一点差線で囲う領域Ａ）に形成することが好ましい。図１（ｃ）に示す裏面電極型太陽電池は、例えば、図１（ｃ）中のＩｃ−Ｉｃに沿った断面が、上述した図１（ｂ）と同様の形状となる。
【００３１】
図１（ｃ）に示す裏面電極型太陽電池は、第２の拡散領域１３に接触する上記半導体基板よりも高濃度であって、第１の拡散領域１２よりも低濃度の不純物を含む第１導電型の第３の拡散領域２０ａを備える。該第３の拡散領域２０ａは、第２の拡散領域１３と接触しており、第１の拡散領域１２とは接触していない。
【００３２】
図１（ｃ）において、上記第１導電型の半導体基板１０の裏面には、第１の導電型不純物を含む櫛型形状の第１導電型の第１の拡散領域１２と、第２導電型不純物を含む櫛型形状の第２導電型の第２の拡散領域１３とが形成されている。第１の拡散領域１２上にはパッシベーション膜に設けられたコンタクトホールをとおして（図１（ｂ）参照）導通した第１導電型用電極１４が形成されており、第２の拡散領域１３上にはパッシベーション膜に設けられたコンタクトホールをとおして（図１（ｂ）参照）導通した第２導電型用電極１５が形成されている。上記第１の拡散領域１２における不純物濃度は、半導体基板１０よりも高濃度である。ここで、上記導電型にはｐ型とｎ型とがあり、第１導電型がｐ型である場合には第２導電型がｎ型となり、第１導電型がｎ型である場合には第２導電型がｐ型となる。
【００３３】
上記のような構成の裏面電極型太陽電池は、いずれも、たとえば以下のようにして製造することができる。なお、以下においては、便宜上、第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型として説明する。また、第３の拡散領域（低濃度拡散領域）は、全て第１導電型を有するものとして説明する。
【００３４】
まず、たとえばｎ型シリコン基板などからなる半導体基板１０を用意する。ここで、半導体基板１０の厚さはたとえば５０μｍ以上４００μｍ以下とすることができる。なお、半導体基板１０の構成はこれに限定されないことは言うまでもない。
【００３５】
次に、たとえば熱酸化法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などにより、上記で用意した半導体基板１０の受光面および裏面のそれぞれの全面にたとえば厚さ３００ｎｍ程度のＳｉＯ2膜などからなる拡散マスクを形成する。
【００３６】
次に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板１０の裏面の第１の拡散領域１２に対応する箇所以外の箇所の拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない拡散マスクの部分を除去して、半導体基板１０の裏面の一部を露出させた第１拡散マスクを形成する。
【００３７】
次に、たとえばＰＯＣｌ3を拡散源として第１導電型不純物であるリンの気相拡散処理をたとえば９００℃で３０分程度行なうことによって、半導体基板１０の露出した裏面の領域にリンを拡散させて、第１導電型不純物を含む第１導電型の第１の拡散領域１２を形成する。
【００３８】
次に、上記第１の拡散領域１２と同様の形成方法により、第３の拡散領域２０ａを形成する。すなわち、半導体基板１０の裏面の第３の拡散領域２０ａの形成領域に対応する箇所以外の箇所を第１拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない第１拡散マスクの部分を除去して、半導体基板１０の裏面の一部を露出させた第１’拡散マスクを形成する。
【００３９】
次に、たとえばＰＯＣｌ3を拡散源として第１導電型不純物であるリンの気相拡散処理を例えば８００℃で３０分程度行なうことによって、半導体基板１０の露出した裏面の領域にリンを拡散させて、第１導電型不純物を含む第１導電型の第３の拡散領域２０ａを形成する。
【００４０】
次に、半導体基板１０の裏面の第１’拡散マスクを除去した後に、半導体基板１０の裏面にたとえばＣＶＤ法により、たとえば厚さ４００ｎｍ程度のＳｉＯ2膜などからなる拡散マスクを形成する。この拡散マスクは上記で形成された第１の拡散領域１２および第３の拡散領域２０ａの保護として機能する。
【００４１】
次に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板１０の裏面の第１の拡散領域１２および第３の拡散領域２０ａの形成領域に対応する箇所以外の箇所の拡散マスクの表面にフォトレジストを形成し、その後、たとえばエッチングなどによって、フォトレジストで覆われていない拡散マスクの部分を除去して、半導体基板１０の裏面の一部を露出させた第２拡散マスクを形成する。
【００４２】
次に、半導体基板１０の露出した裏面に、たとえばＢＢｒ3を拡散源として第２導電型不純物であるボロンの気相拡散処理をたとえば１０００℃で３０分程度行なうことによって、第２導電型不純物を含む第２導電型の第２の拡散領域１３を形成する。第２の拡散領域１３は、第１の拡散領域１２との間隔が１００μｍ〜２００μｍとなるように形成することが望ましい。また、この間隔は、拡散領域の不純物濃度等の条件により適宜変更してもよい。
【００４３】
ここで、上記した第１の拡散領域、第２の拡散領域、および第３の拡散領域の形成の際には、拡散マスクとしてパターニングしたマスキングペーストを使用してもよい。
【００４４】
次に、半導体基板１０の裏面の第２拡散マスクを除去した後に、半導体基板１０の裏面上全面にパッシベーション膜を形成する。そして、半導体基板の裏面の第１の拡散領域の一部が露出するように、上記形成したパッシベーション膜の一部を除去してコンタクトホールを形成するとともに、第２の拡散領域の一部が露出するように、上記形成したパッシベーション膜の一部を除去してコンタクトホールを形成する。次いで、半導体基板１０の裏面のパッシベーション膜に形成されたコンタクトホールを通して第１の拡散領域１２に接する第１導電型用電極１４を形成するとともに、第２の拡散領域１３に接する第２導電型用電極１５を形成する。
【００４５】
ここで、コンタクトホールは、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホールのそれぞれの形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンをパッシベーション膜上に形成した後にレジストパターンの開口からパッシベーション膜をエッチングなどにより除去する方法、またはコンタクトホールのそれぞれの形成箇所に対応するパッシベーション膜の部分にエッチングペーストを塗布した後に加熱することによってパッシベーション膜をエッチングして除去する方法などにより形成することができる。
【００４６】
なお、エッチングペーストとしては、たとえば、エッチング成分としてフッ化水素、アンモニウムおよびリン酸の少なくとも１種を含むとともに、公知のエッチング成分以外の成分、すなわち水、有機溶媒および増粘剤を含むものなどを用いることができる。ここで、第１導電型用電極１４および第２導電型用電極１５はそれぞれ、たとえばフォトリソグラフィプロセスおよび真空蒸着法などを用いて形成することができる。
【００４７】
また、半導体基板１０の受光面には、たとえば水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いたアルカリエッチングプロセスなどを用いてテクスチャ構造を形成し、その後、反射防止膜を形成することが好ましい。
【００４８】
以上のようにして、図１（ａ）または図１（ｃ）に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池を作製することができる。
【００４９】
上記において第３の拡散領域２０ａは、第２の拡散領域１３に沿って連続した形態として説明したが、第２の拡散領域に接触した断続的に形成された低濃度の複数の第３の拡散領域を備えてもよい。この場合、複数の第３の拡散領域は互いに異なる形状であっても同一の形状であってもよい。さらに、上記複数の第３の拡散領域２０ａの半導体基板１裏面における配置は特に限定されず、規則的に配置されても、不規則な配置であってもよい。
【００５０】
上記第３の拡散領域２０ａの幅は、第１の拡散領域１２と第２の拡散領域１３との幅により適宜変更されるものであり、隣接する第３の拡散領域２０ａ同士の間隔は、上記幅や、拡散領域全体の不純物濃度や、セル特性、接触部の面積などによりその間隔を調整すればよい。本発明は、裏面電極型太陽電池に上記いずれかの構成の第３の拡散領域２０ａを備えるので、発電時のリーク電流を低く抑えることができる。
【００５１】
また、上記においては、第１導電型不純物としてリンを用い、第２導電型不純物としてボロンを用いたが、第１導電型不純物および第２導電型不純物はそれぞれこれらに限定されないことは言うまでもなく、導電型について、上記では第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型として説明したが、本発明においてはｐ型とｎ型とを入れ替えて、第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型としてもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
図２（ａ）に実施の形態２の裏面電極型太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図を示し、図２（ｂ）に図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂに沿った模式的な断面の一例を示す。
【００５３】
本実施の形態２の裏面電極型太陽電池は、上記実施の形態１における第３の拡散領域の替わりに、後述の第４の拡散領域を備えることを特徴とする。この構成以外は上記第１の形態と同様であるためその説明は繰り返さない。
【００５４】
本実施の形態２の裏面電極型太陽電池の裏面には、第２導電型の第２の拡散領域１３よりも低濃度の不純物を含む第２導電型の第４の拡散領域２０ｂが形成されている。本実施の形態２において、上記第４の拡散領域２０ｂは、第１の拡散領域１２と接触するようにして形成されている。上記第４の拡散領域２０ｂは、図２（ｂ）に示すように、第２導電型である第４の拡散領域２０ｂと第１の拡散領域１２とが接触しており、第４の拡散領域２０ｂと第２の拡散領域１３とは接触していない状態で形成されている。
【００５５】
たとえばｎ型の第１の拡散領域１２（ｎ+領域ということがある）とｐ型の第４の拡散領域２０ｂ（ｐ-領域または低濃度拡散領域ということがある）とが接触した部分は、これらにより形成されるｐｎ接合により、ツェナー効果によってブレークダウンが発生しやすい。この回路に逆バイアスが印加されると、逆方向の漏れ電流が大きいダイオード側に電流が流れるので、太陽電池はブレークダウンから保護されることになる。また、電流集中による発熱を防ぎ、その結果、裏面電極型太陽電池全体の短絡破壊を抑止することができる。
【００５６】
また、第１の拡散領域１２と第２の拡散領域１３とが直接接触していないので、これらの領域の間にリーク電流が流れるのを抑制することができ、太陽電池の変換効率もより高くすることができる傾向にある。
【００５７】
本発明の裏面電極型太陽電池の裏面の第４の拡散領域２０ｂの表面直上領域には電極が形成されないことが好ましい。上記第４の拡散領域の表面直上領域に電極が形成されない場合は、パッシベーション膜のファイヤースルーによる短絡の原因となる虞がないので好ましい。一方、上記第１の拡散領域１２および上記第２の拡散領域１３の表面上にはそれぞれ第１導電型用電極１４、第２導電型用電極１５が形成され、それぞれ拡散領域よりも電極幅が小さいことが好ましい。
【００５８】
本実施の形態２の裏面電極型太陽電池は、第３の拡散領域に替えて第４の拡散領域を形成する以外は、上記実施の形態１の製造方法と同様の方法により製造することができる。第４の拡散領域は、第２の拡散領域を形成した後に、たとえばＢＢｒ3を拡散源として第２導電型不純物であるボロンの気相拡散処理をたとえば９００℃で３０分程度行なうことによって、第２導電型不純物を含む第２導電型の第４の拡散領域２０ｂを形成する。
【００５９】
上述のように本実施の形態２の裏面電極型太陽電池においては、第２導電型不純物を含む第２導電型の第４の拡散領域２０ｂと、第１導電型不純物を含む第１導電型の第１の拡散領域１２との接合によって構成されるｐｎ接合を半導体基板１０の裏面に形成することによって、付加的なバイパスダイオードを太陽電池に取り付ける必要がなく、逆バイアス電圧による裏面電極型太陽電池の短絡などの故障の防止機能を容易に付加することができる。
【００６０】
（実施の形態３）
＜太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール＞
以下、図３〜図８を参照して、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池の複数を電気的に接続して形成した本発明の太陽電池ストリングの一例およびその太陽電池ストリングを封止材で封止することにより形成した本発明の太陽電池モジュールの一例について説明する。
【００６１】
まず、例えば、図３の模式的平面図に示すように、図１（ａ）に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池セルを３枚用意する。ここで図１（ａ）に示す構成を有する太陽電池セルの代わりに図１（ｃ）に示す構成を有する裏面電極型太陽電池セルを用いてもよいこと、セル数が３枚に限定されないことは言うまでもない。
【００６２】
次に、図４の模式的平面図に示すように、絶縁性基材１８の表面上に導電性物質からなる配線１９が形成された配線基板３０を用意する。
【００６３】
ここで、配線基板３０の絶縁性基材１８の表面上に形成された配線１９の形状は、図１（ａ）に示す第１導電型用電極１４および第２導電型用電極１５の形状に対応した形状となっている。
【００６４】
また、配線１９は、導電性物質からなるものであれば特に限定されることなく、いずれも用いることができ、たとえば、銀、銅またはアルミニウムなどの金属を用いることができる。
【００６５】
また、絶縁性基材１８としては、絶縁性物質からなるものであれば特に限定されることなく、いずれも用いることができ、たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミドまたはエチレンビニルアセテートなどの絶縁性基材を用いることができる。
【００６６】
次に、図５に示すように、図３に示した３枚の裏面電極型太陽電池の半導体基板１０の裏面側を配線基板３０側に向けるようにして半導体基板１０を配線基板３０の配線１９上に設置することによって、本発明の太陽電池ストリングが作製される。ここで、裏面電極型太陽電池の電極（第１導電型用電極１４および第２導電型用電極１５）が配線基板３０の配線１９上に設置されるように３枚の裏面電極型太陽電池１０が配線基板３０上に配列されて設置される。
【００６７】
図６に、図５のＶＩ−ＶＩに沿った模式的な断面を示し、図７に図５のＶＩＩ−ＶＩＩに沿った模式的な断面図を示す。図７に示すように、太陽電池ストリングにおいては、上述のように裏面電極型太陽電池に設けられた第１導電型用電極１４と第２導電型用電極１５とが、それぞれ電気的に絶縁された配線１９上に配置され、導通が確保されている。ここで、本発明の太陽電池ストリングにおいては、隣り合う裏面電極型太陽電池１０の一方の裏面電極型太陽電池の第１導電型用電極１４と他方の裏面電極型太陽電池の第２導電型用電極１５とが配線１９により互いに電気的に接続されるように配置される。
【００６８】
なお、図１（ａ）または図１（ｃ）に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池を用いた、以上のような構成の本発明の太陽電池ストリングにおいては、従来のようにたとえば第１導電型の第３の拡散領域２０ａと第２導電型用電極１５との間に絶縁膜を設けるなどの手間を省くことができるため、容易にバイパスダイオード機能（本発明の太陽電池ストリングを構成する裏面電極型太陽電池の逆バイアス電圧による故障の防止機能）を形成することができる。
【００６９】
図８に、本発明の太陽電池モジュールの一例の模式的な分解断面図を示す。ここで、本発明の太陽電池モジュールは、図６に示す構成を有する本発明の太陽電池ストリングの受光面側に封止材２１および透明基板２３を配置し、裏面側に封止材２１および裏面フィルム２２を配置した構成となっている。
【００７０】
ここで、封止材２１としては、たとえば太陽光に対して透明な樹脂などを特に限定なく用いることができ、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選択された少なくとも１種の透明樹脂などを例示することができる。また、透明基板２３としては、たとえば太陽光に対して透明な基板を特に限定なく用いることができ、たとえばガラス基板などを用いることができる。
【００７１】
また、裏面フィルム２２としては、たとえば従来から用いられている耐候性フィルム等のシートを特に限定なく用いることができ、なかでも絶縁性フィルムの間に金属フィルムを挟み込んだ構成のものを用いることが好ましい。
【００７２】
なお、絶縁性フィルムとしては、たとえば従来から公知のものを用いることができ、たとえばポリエチレンテレフタレートフィルムなどを用いることができる。また、金属フィルムとしては、従来から公知のものを用いることができるが、たとえば封止材中への水蒸気や酸素の透過を十分に抑制して長期的な信頼性を確保する観点からはたとえばアルミニウムなどの金属フィルムを用いることが好ましい。
【００７３】
図８に示す構成を有する本発明の太陽電池モジュールは、たとえば以下のようにして作製することができる。まず、図６に示す構成を有する本発明の太陽電池ストリングを封止材２１の間に設置するとともに、その封止材２１を透明基板２３と裏面フィルム２２との間に設置して、封止材２１のセッティングを行なう。
【００７４】
そして、上記のセッティング後の封止材２１をその上下方向に加圧しながら加熱して封止材２１を硬化させる。これにより、図８に示す構成を有する本発明の太陽電池モジュールが作製される。
【００７５】
また、本発明の太陽電池モジュールにおいて、裏面電極型太陽電池の電極（第１導電型用電極１４および第２導電型用電極１５）と配線基板３０の配線１９については、半田などの接続用導電性物質で予め固定していなくても封止材２１の封止後の圧力によってこれらを直接接触させながら固定することができるため、半田などの接続用導電性物質を用いる必要がない。
【００７６】
したがって、本発明においては、裏面電極型太陽電池の電極（第１導電型用電極１４および第２導電型用電極１５）と配線基板３０の配線１９とを直接接触させて封止材２１中に太陽電池ストリングを封止して太陽電池モジュールを作製することが好ましい。
【００７７】
また、本発明の太陽電池モジュールの外周にはたとえばアルミニウムなどからなる枠体が嵌め込まれていてもよい。また、本発明の太陽電池モジュールには発生した電流を外部に取り出すための端子ボックスが取り付けられていてもよい。
【００７８】
上記説明においては、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す構成を有する本発明の裏面電極型太陽電池の複数を電気的に接続して形成した本発明の太陽電池ストリングの一例およびその太陽電池ストリングを封止材で封止することにより形成した本発明の太陽電池モジュールの一例について説明したが、後述の実施の形態４のように、裏面電極型太陽電池の構成が図２（ａ）および図２（ｂ）に示す構成を有するものであっても同様の工程により太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを作製することができる。
【００７９】
（実施の形態４）
上記実施の形態３において、裏面電極型太陽電池として実施の形態１に示す構成の太陽電池の替わりに、上記実施の形態２に示す第１の拡散領域と第４の拡散領域とが接した構成の裏面電極型太陽電池を用いる以外は、実施の形態３と同様に太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを作製することができる。この構成以外は上記第１の形態と同様であるためその説明は繰り返さない。
【００８０】
本実施の形態４で作製される太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールは、上記実施の形態２に示す第１の拡散領域と第４の拡散領域とが接した構成の裏面電極型太陽電池を含むので、逆バイアス電圧による短絡の防止機能が容易に付加され、太陽電池の性能および信頼性の高いものとなる。
【００８１】
以上のように本発明の各実施の形態について説明を行なったが、上述の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００８２】
今回開示された実施の形態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は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で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】
【００８３】
本発明によれば、逆バイアス電圧による故障の防止機能を容易に付加することができる裏面電極型太陽電池、その裏面電極型太陽電池を用いた太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュールを提供することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０  半導体基板、１２  第１の拡散領域、１４  第１導電型用電極、１８  絶縁性基材、１９  配線、２０ａ  第３の拡散領域、２０ｂ  第４の拡散領域、２１  封止材、２２  裏面フィルム、２３  透明基板、３０  配線基板。
【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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