(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザービームを使用しなくとも電極形成領域のドーパント濃度を他の領域より高くすることが可能であり、光電変換効率の向上した太陽電池素子の製造方法、および、効率の向上した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シリコンを含み少なくとも厚み方向の中央部においてホウ素を実質的に含まない吸収層を形成する工程と、吸収層の上面の一部にレジスト層を配置する工程と、吸収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、吸収層を加熱しｐ型シリコン層の吸収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、吸収層を除去する吸収層除去工程と、ホウ素高濃度領域の上に電極を形成する電極形成工程とを行う。【選択図】図３
2015106586.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、シリコンを含み少なくとも厚み方向の中央部においてホウ素を実質的に含まない吸収層を形成する吸収層形成工程と、
前記吸収層の上面の一部に、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、
前記吸収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、
前記吸収層を加熱し前記ｐ型シリコン層の前記吸収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、
前記吸収層を除去する吸収層除去工程と、
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】
前記吸収層形成工程において、酸化シリコンからなる前記吸収層を形成する請求項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は５×１０１８atoms／ｃｍ３以上７×１０１９atoms／ｃｍ３以下にして、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または２に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３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その太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
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知られている。結晶系の太陽電池素子は、その内部に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、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接合部おいては、受光面電極を形成している領域のドーパントの濃度を、他の領域よりも高くすることで、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。
【０００４】
また、半導体基板の受光面電極形成領域のドーパント濃度を他の領域より高くする方法としては、ドーパントを高濃度に含有したガラス層を半導体基板上に形成した後、このガラス層上からレーザービームを照射して、半導体基板の一部領域を加熱することによって、加熱した領域のドーパント濃度を高くすることが知られている（下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１１５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、ガラス層上からレーザービームを照射することによって、加熱した部分のドーパント濃度を高くする方法では、レーザービームを照射した部分の半導体基板表面の結晶構造が乱れ、電極と半導体基板のオーミックコンタクト性の改善の効果が十分得られない場合があった。
【０００７】
本発明の目的の１つは、レーザービームを照射しなくとも電極形成領域のドーパント濃度を他の領域より高くすることが可能であり、光電変換効率の向上した太陽電池素子の製造方法、および、効率の向上した太陽電池モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、シリコンを含み少なくとも厚み方向の中央部においてホウ素を実質的に含まない吸収層を形成する吸収層形成工程と、前記吸収層の上面の一部に、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、前記吸収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、前記吸収層を加熱し前記ｐ型シリコン層の前記吸収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、前記吸収層を除去する吸収層除去工程と、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。
【０００９】
また、上記製造方法によって作製された太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールであ
ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記太陽電池素子製造方法においては、電極形成領域のドーパント濃度を他の領域より高くするために、半導体基板にレーザービームの照射を行わなくともよく、半導体基板表面の結晶構造が乱れることが抑制された、高効率の太陽電池素子を提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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）は太陽電池素子を受光面側からみた平面図であり、図１（ｂ）は太陽電池素子を裏面側からみた平面図である。
【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面側の平面図であり、図５（ｂ）は太陽電池モジュールの第２面側の平面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の一実施形態に係る太陽電池素子に接続部材を接続した状態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を構成する太陽電池パネ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】
【００１２】
本発明の太陽電池素子および太陽電池モジュールの実施形態について、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。
【００１３】
＜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第１主面である受光面１ａと、受光面１ａと対向する第２主面である裏面１ｂ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、半導体基板２は、太陽電池素子１の受光面１ａに相当する表面と、太陽電池素子１の裏面１ｂに相当する裏面とを有している。
【００１４】
半導体基板２は、例えば単結晶シリコン基板または多結晶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して一導電型（ｎ型）を有しており、その厚みは、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、１００〜１８０ｍｍ程度の正方形状または矩形状であればよい。以下では、半導体基板２としてｎ型単結晶シリコン基板を用いる例で説明する。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、太陽電池素子１の受光面１ａには、受光面電極として、線状のバスバー電極３および線状のフィンガー電極４が配置されている。また、図１（ｂ）に示すように、太陽電池素子１の裏面１ａ側には、その略全面にＢＳＦ（Back-Surface-Field）層１０が配置されていると共に、裏面側電極として集電電極５および接続電極６が配置されている。
【００１６】
太陽電池素子１の受光面１ａ表面には、受光面電極を除いた部分に反射防止膜９が設け
られる。反射防止膜９は、表面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役割を果たすことで、太陽電池素子１の変換効率の向上に寄与する。この反射防止膜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。
【００１７】
太陽電池素子１の受光面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、単にキャリアという）を集電する役割を有する。バスバー電極３は、図１（ａ）のＹ方向に沿って、線幅が１〜３ｍｍ程度であり、隣接するバスバー電極３同士が所定間隔を持って互いに略平行に２〜５本程度形成される。
【００１８】
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、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１０〜５０μｍ程度である。
【００１９】
太陽電池素子１の裏面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。また、ＢＳＦ層１０は、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。また、このＢＳＦ層１０が、半導体基板２の裏面側に内部電界を形成し、裏面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、裏面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。
【００２０】
線状の接続電極６は、線幅１〜５ｍｍ程度であり、隣接する接続電極６同士が所定の間隔をあけて図１（ｂ）のＹ方向に、受光面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。また集電電極５は、太陽電池素子１の裏面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。また線状の集電電極５は、線幅が１００〜３５０μｍ程度であり、隣接する集電電極５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１０〜５０μｍ程度である。
【００２１】
さらに半導体基板２は、図２に示すように、太陽電池素子１の受光面１ａ側に設けられた逆導電型層である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における表面側にドーパント元素であるホウ素（Ｂ）を拡散させることによって形成される。
【００２２】
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。また、電極形成領域のホウ素高濃度領域８ｂの表面のドーパント濃度は、電極非形成領域のホウ素低濃
度領域８ａの表面のドーパント濃度よりも高い。
【００２３】
電極非形成領域のホウ素低濃度領域８ａの表面のドーパント濃度をよりも低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の表面のドーパント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、光電変換効率を向上させることができる。
【００２４】
また、表面のドーパント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、上記効果が大きく望ましいが、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、上記の効果が期待できる。
【００２５】
＜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。本実施形態では、下記（１）〜（８）の工程が含まれればよい。（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、（２）前記ｐ型シリコン層の上に、シリコンを含み少なくとも厚み方向の中央部においてホウ素を実質的に含まない吸収層を形成する吸収層形成工程、（３）前記吸収層の上面の一部に、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）前記吸収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、（５）前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程、（６）前記吸収層を加熱し前記ｐ型シリコン層の前記吸収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、（７）前記吸収層を除去する吸収層除去工程、（８）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。
【００２６】
次に具体的な製造工程について図３および図４を参照しながら説明する。まず、図３（ａ）に示すように、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０．２〜５．０Ω・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、半導体基板２として単結晶シリコン基板を用いる場合は、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。半導体基板２として多結晶シリコン基板を用いる場合は、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として用いた例によって説明する。
【００２７】
半導体基板２の製法について説明する。まず、ＣＺ法などによって、リンなどのｎ型ドーパント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。次いでそのインゴットから、例えば厚み１５０〜２５０μｍ程度で、平面形状が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で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の表面に微小な凹凸構造（テクスチャ）を形成してもよい。テクスチャ形成によって、表面における光の反射率が低減し、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（１００）などが使用可能である。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、ホウ素を半導体基板２の表面に拡散させることによって、半導体基板２の表層内にｐ型シリコン層であるｐ型層８を形成する（拡散工程）。例えば、気相熱拡散法を用いて、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の表面全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、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、ボロンリッチ層（以下、ＢＲ層と略する）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層と略する）１２ｂが同時に形成される。
【００２９】
さらに図３（ｃ）に示すように、拡散炉中で連続して、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、ＢＲ層１２ａとＢＳＧ層１２ｂとを酸化し、ＢＲ層１２ａおよびＢＳＧ層１２ｂの表面および内部に酸化シリコンを生成させた酸化シリコンを少量含む酸化シリコン含有ＢＲ層１３ａと酸化シリコンを酸化シリコン含有ＢＲ層１３ａよりも多量に含む酸化シリコン含有ＢＳＧ層１３ｂとを生成させる。その後、半導体基板２を拡散炉から出し、室温まで冷却する。これにより、酸化シリコン含有ＢＲ層１３ａと酸化シリコン含有ＢＳＧ層１３ｂの双方が、フッ酸でのエッチングが可能なものとなる。そして、酸化シリコン含有ＢＲ層１３ａと酸化シリコン含有ＢＳＧ層１３ｂが生成した半導体基板２をフッ酸に浸漬して、これらの層をエッチングし除去する。
【００３０】
次に、図３（ｄ）に示すように、ｐｎ分離を行うための裏面エッチング工程として、半導体基板２の裏面のみ、または半導体基板２の裏面と側面のみを、１０〜３０℃のフッ酸と硝酸との混合溶液に、１０〜６０秒ほど浸漬して、半導体基板２の裏面に生成したｐ型層８をエッチングし除去する。この裏面エッチング工程は、半導体基板２の表面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。
【００３１】
次に、図３（ｅ）に示すように、少なくともｐ型層８上にホウ素吸収層１４を形成する（吸収層形成工程）。ホウ素吸収層１４としては、シリコンを含み少なくとも厚み方向の中央部においてホウ素を実質的に含まない層であり、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）、薄膜ポリシリコンなどから成るものである。ただし、薄膜ポリシリコンの成膜に比べて低温で成膜できる酸化シリコンを好適に用いることができる。ホウ素吸収層１４が例えば酸化シリコンを含む層の場合では、ＰＥＣＶＤ（plasma enhanced chemical vapor deposition）法、常圧ＣＶＤ法または酸化炉などを用いて、酸素ガス雰囲気中で半導体基板２を
８００〜１０００℃で酸化処理する方法などでも形成できる。ホウ素吸収層１４が酸化シリコンで作製された場合、その厚みは３５０ｎｍ以上に形成されることが望ましい。なぜなら、後述するホウ素濃度差形成工程において、ホウ素の逆拡散が十分であり、有効なホウ素低濃度領域の形成が可能であるためである。
【００３２】
次に、図３（ｆ）に示すように、ホウ素吸収層１４の一部領域の上に、エッチング液に対して耐性を有するレジスト層１５をパターニング形成する（レジスト層配置工程）。すなわち、半導体基板表面のホウ素吸収層１４の受光面電極（バスバー電極３およびフィンガー電極４）の電極非形成領域のみにレジスト層１５をパターニング形成する。このレジスト層１５の形成は、ホウ素吸収層１４が前述の酸化シリコンからなる場合では、まず、酸化シリコンをエッチングして除去する。次に、ｐ型層８をエッチングしないエッチング液である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。特に、耐酸レジストの塗布をスクリーン印刷法によって行うことで、露光および現像を行うこと無しに簡便な方法でレジスト層１５をパターニング形成できるため、好適である。
【００３３】
次に、図３（ｇ）に示すように、半導体基板表面のレジスト層１５で覆われていない領域１５のホウ素吸収層１４をエッチングし、除去する（エッチング工程）。すなわちレジ
スト層１５を形成した半導体基板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、５〜２０秒ほど浸漬して、レジスト層１５で覆われていない領域１５のホウ素吸収層１４をエッチングし、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１５の耐酸レジストを剥離液で除去する（レジスト層除去工程）。
【００３４】
次に、図３（ｈ）に示すように、少なくともホウ素吸収層１４で覆われている領域を加熱して、ホウ素吸収層１４で覆われているｐ型層８のホウ素濃度を低くさせて、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（ホウ素濃度差形成工程）。発明者等が繰り返し行ったテストでは、この工程でエッチング工程を終えた半導体基板２を加熱炉に入れて加熱処理を行うことによって、ｐ型層８のホウ素原子が、ホウ素吸収層１４の例えば酸化シリコン内に逆拡散し、ホウ素吸収層１４が在る部分の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、ホウ素が実質的に含まれていないホウ素吸収層１４が存在するため逆拡散が起こり、この部分の表面のホウ素濃度が加熱処理前より低くなり、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、ホウ素吸収層１４が無いため、この逆拡散の発生が無く、この部分の表面におけるホウ素濃度は変化せずにホウ素高濃度領域８ｂが形成される。
【００３５】
また、ホウ素濃度差形成工程における加熱処理の条件は、ｐ型層８が露出した部分に新たに酸化膜が生成しないように窒素雰囲気で行うことが望ましく、さらに加熱時の温度は１０５０℃以上１２００℃以下で、５〜６０分程度の時間、加熱処理を行うことが望ましい。なぜなら、前記温度範囲であれば、ｐ型層８からホウ素吸収層１４へのホウ素の逆拡散が起こりやすく、ホウ素低濃度領域８ａの形成が十分であるからであり、半導体基板２の熱的なダメージが発生しにくいためである。
【００３６】
その後、半導体基板２を加熱炉から出して冷却後、半導体基板２をフッ化水素濃度が５〜１０質量％程度、液温１０〜３０℃のフッ酸に、５〜２０秒ほど浸漬して、ホウ素吸収層１４を全てエッチングし除去し、水洗して乾燥する。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る製造方法では、受光面電極形成領域の半導体基板のドーパント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、レーザービームの照射などによる加熱が無く、局部的に半導体基板表面の結晶構造の乱れることが抑制され、さらに再度の逆導電型ドーパントの熱拡散も必要が無い為、工程の簡略化も可能となる。
【００３８】
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。
【００３９】
その後，図４（ｉ）に示すように、半導体基板２の表面上に反射防止膜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法で形成する場合であれば、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
ることで形成される。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５０〜１２０ｎｍ程度であればよい。
【００４０】
次に、図４（ｊ）に示すように、半導体基板２の裏面上にＢＳＦ層１０を形成する。ペースト状態にしたＰ２Ｏ５を裏面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。
【００４１】
次に図４（ｋ）に示すように、裏面側電極の集電電極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できる。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。
【００４２】
次に、図４（ｌ）に示すように、まず半導体基板２の表面に、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、裏面側導電ペースト１６と同様のものが使用可能であり、上述のホウ素高濃度領域層８ｂ上に配置される。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。
【００４３】
その後、裏面側導電ペースト１６と表面側導電ペースト１７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、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、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する。これにより、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、半導体基板２と直接、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。
【００４４】
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および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。
【００４５】
＜太陽電池モジュール＞
図５に示すように、本実施形態の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面２１ａと、図５（ｂ）に示すように、第１面２１ａの裏面に相当する第２面２１ｂとを有する。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。
【００４６】
太陽電池素子１は、上述の実施形態のものであればよい。また、隣り合う太陽電池素子１同士は、図６に示すように、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。
【００４７】
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、図６（ａ）に示すように、太陽電池素子１の受光面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の裏面１ｂの接続電極６に半田付けされている。
【００４８】
また、隣り合う太陽電池素子１（太陽電池素子１Ｓ、１Ｔ）は、図６（ｂ）に示すように、太陽電池素子１Ｓの受光面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の裏面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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、Ｔダイと押し出し機によって厚さ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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】
【００５７】
１    ：太陽電池素子 
１ａ：受光面
１ｂ：裏面
２    ：半導体基板
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
１２ａ：ＢＲ層
１２ｂ：ＢＳＧ層
１３ａ：酸化シリコン含有ＢＲ層
１３ｂ：酸化シリコン含有ＢＳＧ層
１４  ：ホウ素吸収層
１５  ：レジスト層
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面
２１ｂ：第２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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