(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体基板の表面における不純物濃度を他の領域より高くするための工程をできるだけ簡略化した太陽電池素子の製造方法および太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】ｎ型シリコンからなる基板の表層にｐ型シリコン層を形成する拡散工程と、ｐ型シリコン層の上にホウ素を含む酸化シリコン含有層を形成する酸化シリコン含有層形成工程と、酸化シリコン含有層の上面の一部にレジスト層を配置する工程と、酸化シリコン含有層のレジスト層で覆われていない部位を除去するエッチング工程と、レジスト層を除去する工程と、酸化シリコン含有層を加熱しｐ型シリコン層の酸化シリコン含有層で覆われている部位のホウ素濃度を低減して、ｐ型シリコン層にホウ素低濃度領域とホウ素高濃度領域とを形成するホウ素濃度差形成工程と、酸化シリコン含有層を除去する酸化シリコン含有層除去工程と、ホウ素高濃度領域の上に電極を形成する電極形成工程を行なう。【選択図】図３
2015106585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型シリコンからなる基板の表面にホウ素を拡散させて、前記基板の表層にｐ型シリコン層を形成する拡散工程と、
前記ｐ型シリコン層の上にホウ素および酸化シリコンを含む酸化シリコン含有層を形成する酸化シリコン含有層形成工程と、
前記酸化シリコン含有層の上面の一部に、エッチングに対して耐性を有するレジスト層を配置するレジスト層配置工程と、
前記酸化シリコン含有層の前記レジスト層で覆われていない部位をエッチングして除去するエッチング工程と、
前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、
前記酸化シリコン含有層を加熱し前記ｐ型シリコン層の前記酸化シリコン含有層で覆われている部位のホウ素濃度を低減して、前記ｐ型シリコン層にホウ素低濃度領域とホウ素高濃度領域とを形成するホウ素濃度差形成工程と、
前記酸化シリコン含有層を除去する酸化シリコン含有層除去工程と、
前記ホウ素高濃度領域の上に電極を形成する電極形成工程と、を有する太陽電池素子の製造方法。
【請求項２】
前記ホウ素濃度差形成工程において、前記ホウ素低濃度領域のホウ素濃度を５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にし、前記ホウ素高濃度領域のホウ素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする請求項１に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池素子の製造方法で作製した太陽電池素子を複数有している太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池素子の製造方法および太陽電池素子を有する太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば単結晶または多結晶のシリコンからなる半導体基板を用いた結晶系の太陽電池素子が用いられている。このような結晶系の太陽電池素子は内部にｐｎ接合部を有し、例えば半導体基板の表面（受光面）に受光面電極が設けられ、半導体基板の裏面に裏面電極が設けられている。
【０００３】
そして、ｐｎ接合部において、受光面電極を形成している領域のドーパント元素濃度を、他の領域よりも高くすることによって、受光面電極と半導体基板とのオーミックコンタクト性が改善されて、光電変換効率を向上させることが知られている（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８３３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、半導体基板の受光面電極を形成している領域のドーパント元素濃度を、他の領域よりも高くするためには、拡散マスクを用いて行うために、半導体基板を２回拡散炉に投入する必要があるなど煩雑な工程を経る必要があった。
【０００６】
そこで、本発明の１つの目的は、半導体基板の表面における不純物濃度を他の領域より高くするための工程をできるだけ簡略化した太陽電池素子の製造方法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】
【０００７】
本発明の一態様に係る太陽電池素子の製造方法は、ｎ型シリコンからなる基板の表面にホウ素を拡散させて、前記基板の表層にｐ型シリコン層を形成する拡散工程と、前記ｐ型シリコン層の上にホウ素および酸化シリコンを含む酸化シリコン含有層を形成する酸化シリコン含有層形成工程と、前記酸化シリコン含有層の上面の一部に、エッチングに対して耐性を有するレジスト層を配置するレジスト層配置工程と、前記酸化シリコン含有層の前記レジスト層で覆われていない部位をエッチングして除去するエッチング工程と、前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、前記酸化シリコン含有層を加熱し前記ｐ型シリコン層の前記酸化シリコン含有層で覆われている部位のホウ素濃度を低減して、前記ｐ型シリコン層にホウ素低濃度領域とホウ素高濃度領域とを形成するホウ素濃度差形成工程と、前記酸化シリコン含有層を除去する酸化シリコン含有層除去工程と、前記ホウ素高濃度領域の上に電極を形成する電極形成工程と、を有する。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る太陽電池モジュールは、上記製造方法によって作製された太陽電池素子を複数有する。
【発明の効果】
【０００９】
前述の太陽電池素子の製造方法および太陽電池モジュールによれば、半導体基板の表面
における不純物濃度を他の領域より高くするための工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の一態様に係る太陽電池素子の一例を示す図であり、図１（ａ）は太陽電池素子の第１面側から見た様子を示す平面図であり、図１（ｂ）は太陽電池素子の第２面側から見た様子を示す平面図である。
【図２】図２は図１（ａ）のＴ−Ｔ線における断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｈ）は、それぞれ本発明の一態様に係る太陽電池素子の製造工程を示す断面図である。
【図４】図４（ｉ）〜（ｌ）は、それぞれ本発明の一態様に係る太陽電池素子の製造工程を示す断面図である。
【図５】図５は本発明の一態様に係る太陽電池モジュールの一例を示す図であり、図５（ａ）は太陽電池モジュールの第１主面側から見た平面図であり、図５（ｂ）は太陽電池モジュールの第２主面側から見た平面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の一態様に係る太陽電池素子に接続部材を接続した様子を示す平面図であり、図６（ｂ）は、２つの太陽電池素子の接続状態を示す断面図である。
【図７】図７は本発明の一態様に係る太陽電池モジュールの構造を示す分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る太陽電池素子および太陽電池モジュールの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的に示したものであるので、各図における構成要素のサイズおよび位置関係等は適宜変更できる。
【００１２】
＜太陽電池素子＞
図１（ａ）,（ｂ）に示すように、太陽電池素子１は、主として光を受ける受光面であ
る第１主面１ａと、第１主面１ａと対向する他の主面（裏面）である第２主面１ｂとを有している。また、太陽電池素子１は半導体基板２を有しており、この半導体基板２は、太陽電池素子１の第１主面１ａに相当する表面の第１主面と、太陽電池素子１の第２主面１ｂに相当する裏面である第２主面とを有している。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、太陽電池素子１の第１主面１ａ側には、受光面電極として、複数本のバスバー電極３およびこれに交差する複数本のフィンガー電極４が配置されている。また、太陽電池素子１の第２主面１ｂ側には、図１（ｂ）に示すように、その略全面にＢＳＦ（Back-Surface-Field）層１０が配置されていると共に、裏面電極として線状の集電電極５およびこれに交差する線状の接続電極６が配置されている。
【００１４】
半導体基板２は、例えば単結晶または多結晶のシリコン基板が用いられる。また、半導体基板２は、リン(Ｐ)などのドーパント元素を含有させてｎ型の導電型を有している。半導体基板２の厚みは、例えば１５０〜２５０μｍ程度である。また、半導体基板２の平面形状は、特に限定されるものではないが、１辺が１００〜１８０ｍｍ程度の正方形状または矩形状であればよい。
【００１５】
図２に示すように、太陽電池素子１の第１主面１ａ側には、受光面電極を除いた部分に反射防止膜９が設けられている。反射防止膜９は、第１主面１ａ側における光の反射率を低減する役割を有する。これにより、半導体基板２に吸収される光の量が増大して、光吸収によって生成する電子正孔対を増大させることができて、太陽電池素子１の変換効率の向上に寄与する。反射防止膜９は、例えば窒化シリコン膜、酸化チタン膜、酸化シリコン膜、もしくは酸化アルミニウム膜、またはそれらの積層膜からなる。また、反射防止膜９
は半導体基板２の少数キャリアの再結合による変換効率の低下を低減するパッシベーション膜としての効果も有することができる。
【００１６】
太陽電池素子１の第１主面１ａ側に設けられるバスバー電極３は、フィンガー電極４によって収集された光生成キャリア（以下、キャリアとする）を集電する役割を有する。バスバー電極３は線幅が１〜３ｍｍ程度であり、図１のＹ方向に沿って、隣接するバスバー電極３同士が所定間隔を持って２〜５本程度形成される。
【００１７】
フィンガー電極４は、キャリアを収集する役割を有し、Ｘ方向に延びてバスバー電極３とほぼ直交するように接続される。また、フィンガー電極４は線幅が５０〜１５０μｍ程度であり、隣接するフィンガー電極４同士が例えば２〜８ｍｍ程度の間隔を空けて複数本形成される。なお、バスバー電極３およびフィンガー電極４は、例えば銀（または銅もしくは銀銅合金）を主成分としたペーストを、所望の形状に塗布した後に焼成することによって形成される。この焼成後のバスバー電極３およびフィンガー電極４の厚みは、例えば５〜２５μｍ程度である。
【００１８】
太陽電池素子１の第２主面１ｂ側に設けられるＢＳＦ層１０は、半導体基板２のｎ型導電領域７と同一の導電型を有しているが、ｎ型導電領域７にドープされているドーパント元素の濃度よりも高い濃度でドーパント元素が存在する層である。このＢＳＦ層１０が、半導体基板２の第２主面１ｂ側に内部電界を形成して、第２主面１ｂの近傍での少数キャリアの再結合による変換効率の低下を低減させる役割を有している。ＢＳＦ層１０は、半導体基板２がｎ型を有するため、例えば、第２主面１ｂ側にリンなどのドーパント元素を拡散させることによって、これらドーパント元素の濃度が１×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度となるように形成されるとよい。ＢＳＦ層１０の形成方法は、例えば熱拡散法、塗布拡散法、イオン打ち込み法などがある。
【００１９】
線状の接続電極６は、線幅が１〜５ｍｍ程度であり、隣接する接続電極６は所定の間隔をあけて配置される。すなわち、接続電極６は、太陽電池素子１の外周の辺に略平行に、例えば図２のＹ方向に、第１主面１ａ側に設けられたバスバー電極３と対向するように２〜５本程度形成される。また、線状の集電電極５は、太陽電池素子１の第２主面１ｂ側でのキャリアを収集する役割を有し、Ｘ方向に延びて接続電極６とほぼ直交するように接続される。また、集電電極５は幅が１００〜３５０μｍ程度であり、隣接する集電電極５は例えば２〜８ｍｍ程度の間隔を空けて複数本形成される。なお、集電電極５および接続電極６は、例えば銀（または銅もしくは銀銅合金）を主成分としたペーストを、所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成される。この焼成後の集電電極５および接続電極６の厚みは、例えば５〜２５μｍ程度である。
【００２０】
図２に示すように、半導体基板２は、太陽電池素子１の第１主面１ａ側に設けられた逆導電型層のｐ型シリコン層であるｐ型層８（８ａ、８ｂ)を有している。ｐ型層８はｎ型
導電領域７とｐｎ接合を形成する。ｐ型層８は、半導体基板２における第１主面１ａ側にホウ素（Ｂ）等のドーパント元素を拡散させることによって形成される。
【００２１】
ｐ型層８は、受光面電極（バスバー電極３およびフィンガー電極４）が形成されない領域（以下、電極非形成領域という）のホウ素低濃度領域８ａと受光面電極が形成される領域（以下、電極形成領域という）のホウ素高濃度領域８ｂに区別される。電極形成領域のホウ素高濃度領域８ｂの表面の不純物濃度は、電極非形成領域のホウ素低濃度領域８ａの表面の不純物濃度よりも高い。
【００２２】
電極非形成領域のホウ素低濃度領域８ａの特に表面における不純物濃度をより小さくすることによって、ホウ素低濃度領域８ａの表面領域での少数キャリアの再結合を抑制する
ことができて、太陽電池素子１の光電変換効率を向上させることができる。また、電極形成領域のホウ素高濃度領域８ｂの表面の不純物濃度をより高くすることによって、バスバー電極３およびフィンガー電極４と半導体基板２とのオーミックコンタクト性を向上することができて、光電変換効率を向上させることができる。
【００２３】
また、表面の不純物濃度をより高くする領域は、バスバー電極３およびフィンガー電極４の両方の電極形成領域に形成することが、上記効果を増大させるので望ましい。ただし、不純物濃度をより高くする領域は、電極形成領域の内の特にキャリアを収集するフィンガー電極４の形成部分に限定しても、前述と同様な効果が期待できる。
【００２４】
＜太陽電池素子の製造方法＞
次に、太陽電池素子１の製造方法について説明する。
【００２５】
本実施形態の製造工程は少なくとも以下の工程を含む。（１）ｎ型シリコンからなる基板の表面にホウ素を拡散させて、基板の表層にｐ型層を形成する拡散工程、（２）ｐ型層の上にホウ素および酸化シリコンを含む層（以下、酸化シリコン含有層という）を形成する酸化シリコン含有層形成工程、（３）酸化シリコン含有層の上面の一部に、エッチングに対して耐性を有するレジスト層を配置するレジスト層配置工程、（４）酸化シリコン含有層のレジスト層で覆われていない部位をエッチングして除去するエッチング工程、（５）レジスト層を除去するレジスト層除去工程、（６）酸化シリコン含有層を加熱しｐ型層の酸化シリコン含有層で覆われている部位のホウ素濃度を低減して、ｐ型層にホウ素低濃度領域とホウ素高濃度領域とを形成するホウ素濃度差形成工程、（７）酸化シリコン含有層を除去する酸化シリコン含有層除去工程、（８）ホウ素高濃度領域の上に電極を形成する電極形成工程。
【００２６】
以下、具体的な製造工程について説明する。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、基板準備工程としてｎ型シリコンから成る半導体基板２を準備する。半導体基板２としては、比抵抗は０．２〜３．０Ω・ｃｍ程度のｎ型を呈する単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板である。なお、この単結晶シリコン基板の場合は、例えばＦＺ（フローティングゾーン）法またはＣＺ（チョクラルスキー）法などによって作製される。一方、半導体基板２が多結晶シリコン基板の場合は、例えば鋳造法などによって作製される。以下では、単結晶シリコン基板を半導体基板２として用いた一例を説明する。
【００２８】
半導体基板２の製法について説明する。ＣＺ法などによって、リンなどのｎ型不純物をドーピングした単結晶シリコンのインゴットを作製する。次いで、このインゴットから、例えば厚み１５０〜２５０μｍ程度で、１００〜１８０ｍｍ角程度の略正方形状のｎ型の半導体基板２を切り出す。その後、半導体基板２の切断面の機械的ダメージ層および汚染層を除去するために、表面を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）またはフッ酸と硝酸との混合液などの溶液を用いてごく微量エッチングする。なお、このエッチング工程後に、ウエットエッチング法またはドライエッチング法を用いて、半導体基板２の第１主面１ａに微小な凹凸構造（テクスチャ）を形成してもよい。テクスチャ形成によって、第１主面１ａにおける光の反射率が低減することで、太陽電池素子１の変換効率が向上する。また、使用する単結晶シリコンの面方位には特に制約は無く、ミラー指数による面方位の（１００）面などが使用可能である。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示すように、ホウ素拡散工程を行い、半導体基板２の表層内にｐ型層８を形成する。例えば、気相熱拡散法によって、拡散炉にて半導体基板２の温度を８００〜１０００℃程度に昇温した後、三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）を流して、５〜６０分間程度処理することによって、半導体基板２の表面にホウ素を拡散させてｐ型層８を形成する。このｐ型層８は０．１〜１μｍ程度のほぼ均一な厚みであり、４０〜１５０Ω／□程度のシート抵抗を示すように形成される。このホウ素の拡散において、半導体基板２のｐ型層８の表面上に、ホウ素およびシリコンを含むＡ１層１２が生成される。Ａ１層１２は、ｐ型層８上に生成されるボロンリッチ層（以下、ＢＲ層という）１２ａと、さらにＢＲ層１２ａの上にボロンシリケートガラス層（以下、ＢＳＧ層という）１２ｂから成る。
【００３０】
次に、図３（ｃ）に示すように、酸化工程として半導体基板２表面に生成したＡ１層１２を酸化させてＡ１層１２に多くの酸化シリコン（ＳｉＯ２）を生成させる。すなわち、上述の拡散工程に連続して、半導体基板２を８００〜１０００℃程度温度で、炉内の酸素濃度５〜２０体積％になるように、酸素および窒素を炉内に流し、５〜６０分間程度処理する。これにより、まずＢＳＧ層１２ｂ中の酸化シリコンが増加し、さらにＢＲ層１２ａも酸化して、ＢＲ層１２ａの表面，内部に、酸化シリコンを生成させ、酸化シリコン含有ＢＲ層１３ａと酸化シリコンを多く含有するＢＳＧ層１３ｂとから成る前述の酸化シリコン含有層であるＡ２層１３を生成させる。すなわち、酸化シリコンをＡ１層１２よりも多く含むＡ２層１３を生成させる。その後、半導体基板２を拡散炉から出して、それを室温まで冷却する。
【００３１】
次に、図３（ｄ）に示すように、ｐｎ分離を行うためのエッチング工程を行う。つまり、半導体基板２の第２主面１ｂのみ、または半導体基板２の第２主面１ｂおよび側面のみを、１０〜３０℃のフッ酸，硝酸の混合溶液に、１０〜６０秒ほど浸漬して、半導体基板２の第２主面１ｂに生成したｐ型層８およびＡ２層１３をエッチングして除去する。このエッチング工程は、半導体基板２の第１主面１ａの全面に耐酸レジストを塗布した後に、半導体基板２をフッ酸，硝酸の混合溶液に浸漬することで行ってもよい。
【００３２】
次に、図３（ｅ）に示すように、レジスト層配置工程として半導体基板第１主面１ａのＡ２層１３上の第１領域（電極非形成領域）にのみにレジスト層１４をパターニング形成して配置する。このレジスト層１４の配置は次のようにして行う。まず、Ａ２層１３をエッチングする。その後、ｐ型層８をエッチングしないエッチング液のフッ酸に対し耐性を有する耐酸レジストを、スクリーン印刷法またはフォトリソグラフィ法などでパターニング形成するように塗布、硬化することでレジスト層１４を配置する。特に、耐酸レジストの塗布をスクリーン印刷法にて行うことで、露光および現像を行うこと無く簡便にレジスト層１４をパターニング形成できるため好適である。
【００３３】
次に、図３（ｆ）に示すように、エッチング工程として半導体基板第１主面１ａのレジスト層１４で覆われていない第２領域１５のＡ２層１３をエッチングし除去する。すなわち、レジスト層１４を配置した半導体基板２を、フッ化水素濃度が５〜１０質量％程度で液温１０〜３０℃のフッ酸に、１０〜６０秒ほど浸漬する。これにより、レジスト層１４で覆われていない第２領域１５のＡ２層１３をエッチングして、この部分のｐ型層８を露出させる。その後、半導体基板２を水洗した後、レジスト層１４の耐酸レジストを剥離液で除去する。
【００３４】
次に、図３（ｆ）に示すように、濃度差形成工程として少なくともＡ２層１３で覆われている領域を加熱して、Ａ２層１３で覆われているｐ型層８のホウ素濃度を低くさせる。これにより、ｐ型層８にホウ素低濃度領域８ａとホウ素高濃度領域層８ｂとを形成する。この濃度差形成工程において、前述のエッチング工程を終えた半導体基板２を、加熱炉に入れて、窒素雰囲気で８００〜１０００℃程度で、５〜６０分程度加熱処理を行う。
【００３５】
発明者等が繰り返し行ったテストでは、この加熱処理によって、ｐ型層８のホウ素原子が、Ａ２層１３を形成する酸化シリコン含有ＢＲ層１３ａの酸化シリコン内と酸化シリコ
ン含有ＢＲ層１３ａよりも多くの酸化シリコンを含有する、酸化シリコンを多く含有するＢＳＧ層１３ｂの酸化シリコン内とに逆方向へ拡散（以下、逆拡散という）し、Ａ２層１３が存在する部分のｐ型層８の表面のホウ素濃度が小さくなることがわかった。半導体基板２の受光面電極の電極非形成領域のｐ型層８では、Ａ２層１３があるため前記逆拡散が起こり、この部分の表面のホウ素濃度が加熱処理前よりも小さくなり、ホウ素低濃度領域８ａが形成される。これに対し、受光面電極の電極形成領域のｐ型層８ではＡ２層１３が無いので、前記逆拡散の発生が無い。このため、この部分の表面のホウ素濃度は変化無く、ホウ素高濃度領域８ｂが形成される。
【００３６】
次に、図３（ｈ）に示すように、半導体基板２をフッ化水素濃度が５〜１０質量％程度で液温１０〜３０℃のフッ酸に、１０〜６０秒ほど浸漬して、Ａ２層１３を全てエッチング除去して、その後、半導体基板２を水洗し乾燥する。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る太陽電池素子の製造方法では、受光面電極形成領域における半導体基板の不純物濃度を他の領域より高くするための一連の工程において、酸化シリコンなどの拡散マスクを形成する必要が無く、さらに再度の逆導電型不純物の熱拡散も必要が無いため、工程の簡略化が可能となる。
【００３８】
また本実施形態においては、上述の拡散工程において、Ａ１層１２を厚さ１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に形成することが望ましい。すなわち、拡散工程における半導体基板２の温度、三臭化ホウ素の流量および処理時間を制御することによって、ｐ型層８上に生成されるＢＲ層１２ａとＢＳＧ層１２ｂとの合計の厚さを１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に形成することが望ましい。なぜなら、Ａ１層１２の厚さが前記範囲とすることで、次の酸化工程においてＢＲ層１２ａとＢＳＧ層１２ｂに生成される酸化シリコンの量が十分となり、受光面電極の電極非形成領域のｐ型層８でのホウ素の逆拡散が起こりやすくなり、電極非形成領域のホウ素低濃度領域８ａの表面の不純物濃度を小さくすることができるからである。また、５００ｎｍ以下とすることで、電極非形成領域のホウ素低濃度領域８ａの表面の不純物濃度を小さくすることができて、拡散時間を適度に設定できるからである。
【００３９】
また、前記濃度差形成工程において、ホウ素低濃度領域８ａのホウ素濃度は、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることが望ましく、ホウ素高濃度領域８ｂのホウ素濃度は、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０２1ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることが望ましい。これらの領域のホウ素濃度は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ; Secondary Ion Mass Spectrometry）などにより分析可能である。すなわち、ホウ素低濃度領域８ａのホウ素濃度を前記範囲とすることで、この領域での表面領域での少数キャリアの再結合をより効果的に抑制することができる。また、ホウ素高濃度領域８ｂのホウ素濃度を前記範囲とすることで、バスバー電極３およびフィンガー電極４形成後のホウ素高濃度領域８ｂの半導体基板２とのオーミックコンタクト性を向上することができる。
【００４０】
その後、図４（ｉ）に示すように、半導体基板２の第１主面１ａ上に反射防止膜９を成膜する。例えば窒化シリコン膜からなる反射防止膜９をＰＥＣＶＤ（plasma enhanced chemical vapor deposition）法で形成する場合、反応室内を５００℃程度としてシラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを窒素（Ｎ２）で希釈し、グロー放電分解でプラズマ化させて、窒化シリコン膜を堆積させる。反射防止膜９の厚みは、構成する材料によって適宜選択されて、適当な入射光に対して低反射条件を実現できるように設定される。例えば窒化シリコン膜で反射防止膜９を形成する場合、その屈折率は１．８〜２．３程度、厚み５００〜１２００Å程度であればよい。
【００４１】
次に、図４（ｊ）に示すように、半導体基板２の第２主面１ｂ上にＢＳＦ層１０を形成
する。ペースト状態にしたＰ２Ｏ５を第２主面１ｂに塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法またはリンイオンを直接拡散させるイオン打ち込み法などによって形成される。
【００４２】
次に、図４（ｋ）に示すように、裏面電極の集電電極５および接続電極６となる裏面側導電ペースト１６を、図１（ｂ）に示すような形状に塗布する。裏面側導電ペースト１６に用いる導電ペーストは、例えば銀を主成分としてペースト中に７０〜８５質量％程度含有し、さらにガラスフリットおよび有機ビヒクルを混練したものを用いる。有機ビヒクルは、例えばバインダーとして使用される樹脂成分を有機溶媒に添加して得られる。バインダーとしては、エチルセルロース等のセルロース系樹脂のほか、アクリル樹脂、またはアルキッド樹脂等が使用され、有機溶媒としては、例えばジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ターピネオールまたはジエチレングリコールモノブチルエーテル等が使用される。有機ビヒクルの含有質量は、ペースト中に５〜２０質量％程度含有していればよい。また、ガラスフリットの成分は、ガラス材料として例えばＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−ＰｂＯ系、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＰｂＯ系などの鉛系ガラスを用いることができる。また、他のガラス材料としては、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系、またはＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＺｎＯ系などの非鉛系ガラスも用いることができる。ガラスフリットは、ペースト中に２〜１５質量％程度であればよい。裏面側導電ペースト１６を配置する方法としては、スクリーン製版を用いたプリント印刷法を用いることができる。そして配置後、所定の温度で乾燥し、溶剤を蒸発させる。
【００４３】
次に、図４（ｌ）に示すように、電極形成工程として、まず半導体基板２の第１主面１ａに、バスバー電極３とフィンガー電極４となる表面側導電ペースト１７を配置する。表面側導電ペースト１７は、上述のホウ素高濃度領域層８ｂ上に配置される。表面側導電ペースト１７は、裏面側導電ペースト１６と同様のものが使用可能である。その後表面側導電ペースト１７を所定の温度で乾燥し、溶剤を蒸発させる。
【００４４】
次に、裏面側導電ペースト１６と表面側導電ペースト１７とを配置した半導体基板２を焼成炉に投入し、これらを同時に６００〜８５０℃程度の温度で数分間、焼成する。これにより、焼成中に溶融したガラスフリットが半導体基板２の最表面と反応した後に固着して、各電極と半導体基板２との電気的コンタクトを形成するとともに、機械的な接着強度を高めることができる。このとき、表面側導電ペースト１７は、反射防止膜９をファイアースルーして、半導体基板２と直に接するバスバー電極３およびフィンガー電極４が形成される。以上の工程によって、図２に示した太陽電池素子１が完成する。
【００４５】
なお、本実施形態に係る太陽電池素子１の製造方法は、上記のものに限定されるものではない。例えば、図３（ｄ）に示すｐｎ分離を行うためのエッチング工程は、ホウ素拡散工程後であれば、他の工程の後に行ってもよく、最後の工程として行ってもよい。また図４（ｊ）に示す、半導体基板２の第２主面１ｂ上にＢＳＦ層１０を形成する工程も、例えば反射防止膜９を成膜する前に行ってもよい。さらに焼成工程は、裏面側導電ペースト１６、表面側導電ペースト１７を同時に行ってもよいし、裏面側導電ペースト１６を焼成した後、表面側導電ペースト１７を焼成してもよいし、またその逆でもよい。
【００４６】
＜太陽電池モジュール＞
図５に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール２１は、複数の太陽電池素子１を有する太陽電池パネル２３と、該太陽電池パネル２３の外周部に配置されたフレーム２４を有する。図５（ａ）に示すように、太陽電池モジュール２１は、主として光を受ける面である第１主面２１ａおよび、図５（ｂ）に示すように、該第１主面の裏面に相当する第２主面２１ｂを有する。そして、太陽電池モジュール２１は、図５（ｂ）に示すように、第２主面２１ｂに端子箱２５を有している。また、端子箱２５には、太陽電池モジュール２１の発生した電力を外部回路に供給するための出力ケーブル２６が配されている。
【００４７】
太陽電池素子１は、前述の実施形態であればよい。図６に示すように、隣り合う太陽電池素子１同士は接続部材２２で電気的に接続される。この接続部材２２は、例えば、厚さが０．１〜０．３ｍｍ程度の銅またはアルミニウムの金属箔であればよい。この金属箔には、表面に半田がコーティングされている。この半田は、メッキまたはディピング等によって、例えば、１０〜５０μｍ程度の厚みになるように設けられる。この接続部材２２の幅は、バスバー電極３の幅と同等もしくはバスバー電極３の幅よりも小さくすればよい。これにより、接続部材２２によって太陽電池素子１の受光を妨げにくくできる。また、接続部材２２は、バスバー電極３および接続電極６の略全表面に接続してもよい。これにより、太陽電池素子１の抵抗成分を小さくできる。ここで、接続部材２２を１５０ｍｍ角程度の半導体基板２を使用する場合、接続部材２２の幅は、１〜３ｍｍ程度、その長さは２６０〜３００ｍｍ程度であればよい。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、１つの太陽電池素子１に接続される２つの接続部材２２において、一方の接続部材２２ａは、太陽電池素子１の第１主面１ａのバスバー電極３に半田付けされている。また、他方の接続部材２２ｂは、太陽電池素子１の第２主面１ｂの接続電極６に半田付けされている。
【００４９】
また、図６（ｂ）に示すように、隣り合う太陽電池素子１（太陽電池素子１Ｓ、１Ｔ）は、太陽電池素子１Ｓの第１主面１ａのバスバー電極３に接続した接続部材２２の他端部を太陽電池素子１Ｔの第２主面１ｂの接続電極６に半田付けされることによって接続される。このような接続を複数（例えば５〜１０個程度）の太陽電池素子１に繰り返すことによって、複数の太陽電池素子１が直線状に直列接続されてなる太陽電池ストリングが形成される。
【００５０】
次にこの太陽電池ストリングを複数（例えば２〜１０本程度）用意して、１〜１０ｍｍ程度の所定間隔をあけて略平行に整列させて、太陽電池ストリングの各端部の太陽電池素子１同士を横方向配線３５にてハンダ付けなどで接続する。また、両端側の太陽電池ストリングの横方向配線３５を接続していない太陽電池素子１には、外部導出配線３６を接続する。
【００５１】
次に、透光性基板３１、表面側充填材３２および裏面側充填材３３、裏面材３４を準備する。透光性基板３１としては、ガラスまたはポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられる。ここで、ガラスとしては、例えば、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられる。また、樹脂であれば、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂が用いられる。透光性基板３１は厚さ３〜５ｍｍ程度であればよい。
【００５２】
表面側充填材３２および裏面側充填材３３は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略す）またはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）から成り、例えばＴダイと押し出し機とによって厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状に成形されたものが用いられる。これらはラミネート装置によって減圧下にて加熱加圧を行うことで、軟化、融着して他の部材と一体化するものである。
【００５３】
裏面材３４は、外部からの水分の浸入を低減する役割を有する。この裏面材３４は、例えば、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、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）シート等が用いられ、さらに、太陽電池モジュール２１の第２主面２１ｂ側からの光に入射を光発電に用いる場合は、ガラスまたはポリカーボネート樹脂を用いてもよい。
【００５４】
次いで、図７に示すように、透光性基板３１上に表面側充填材３２を配置した後、上記
のように接続した太陽電池素子１、裏面側充填材３３、裏面材３４を順次積層して積層体を作製する。
【００５５】
次いで、この積層体をラミネート装置にセットし、減圧下にて加圧しながら１００〜２００℃で例えば１５分〜１時間程度加熱することによって、太陽電池パネル２３を作製できる。
【００５６】
最後に、太陽電池パネル２３の外周部にフレーム２４または第２主面２１ｂ側に端子箱２５を必要に応じて取り付けることで、太陽電池モジュール２１が完成する。
【００５７】
このような太陽電池モジュール２１において、上述の実施形態係る太陽電池素子１を使用することによって、太陽電池モジュール２１の光電変換効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    ：太陽電池素子 
１ａ：第１主面（受光面）
１ｂ：第２主面（裏面）
２    ：半導体基板
２ａ：第１主面（表面）
２ｂ：第２主面（裏面）
３    ：バスバー電極
４    ：フィンガー電極
５    ：集電電極
６    ：接続電極
７    ：ｎ型導電領域
８    ：ｐ型層
８ａ  ：ホウ素低濃度領域
８ｂ  ：ホウ素高濃度領域
９    ：反射防止膜
１０  ：ＢＳＦ層
１２  ：Ａ１層
１２ａ：ＢＲ層
１２ｂ：ＢＳＧ層
１３  ：Ａ２層
１３ａ：酸化シリコン含有ＢＲ層
１３ｂ：酸化シリコンを多く含有するＢＳＧ層
１４  ：レジスト層
１５  ：レジスト層で覆われていない領域
１６  ：裏面側導電ペースト
１７  ：表面側導電ペースト
２１  ：太陽電池モジュール
２１ａ：第１主面
２１ｂ：第２主面
２２  ：接続部材
２３  ：太陽電池パネル
２４  ：フレーム
２５  ：端子箱
３１  ：透光性基板
３２  ：表面側充填材
３３  ：裏面側充填材
３４  ：裏面材
３５   :横方向配線
３６  ：外部導出配線
【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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