(57)【要約】【課題】配線が簡便で生産性の高い太陽電池セルおよび太陽電池モジュールを提供する【解決手段】半導体基板と、半導体基板の受光面とは反対側にあって、半導体基板上の一部に、ｉ型アモルファスシリコン層と、第２導電型のアモルファスシリコン層を順次積層して形成した第２のアモルファスシリコン層と、第２のアモルファスシリコン層上に形成された第２の電極と、第２の電極上に形成された絶縁膜と、半導体基板の受光面とは反対側にあって、半導体基板上から前記絶縁膜上にわたって、ｉ型アモルファスシリコン層と第１導電型のアモルファスシリコン層を順次積層して形成された第１のアモルファスシリコン層と、第１のアモルファスシリコン層上に形成された第１の電極と太陽電池セルにより、太陽電池セルの裏面電極の形状が簡素にできるとともに、太陽電池を接続する配線シートの形状を簡素にすることができるので、太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの生産性が向上するとともに、信頼性を高めることができる。【選択図】図１
2015053303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の受光面とは反対側にあって、前記半導体基板上の一部に、ｉ型アモルファスシリコン層と、第２導電型のアモルファスシリコン層を順次積層して形成した第２のアモルファスシリコン層と、
前記第２のアモルファスシリコン層上に形成された第２の電極と、
前記第２の電極上に形成された絶縁膜と、
前記半導体基板の受光面とは反対側にあって、前記半導体基板上から前記絶縁膜上にわたって、ｉ型アモルファスシリコン層と第１導電型のアモルファスシリコン層を順次積層して形成された第１のアモルファスシリコン層と、
前記第１のアモルファスシリコン層上に形成された第１の電極と、
を有する太陽電池セル。
【請求項２】
前記太陽電池セルの少なくとも一辺の外辺部において、前記第２の電極が露出してなる請求項１記載の太陽電池セル。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の太陽電池セルを配線シート上に載置して形成した太陽電池モジュール。
【請求項４】
半導体基板の受光面とは反対側に第１導電型の半導体層に電気的に接続する第１の電極と、第２導電型の半導体層に電気的に接続する第２の電極とを有する太陽電池セルの製造方法であって、
前記半導体基板の受光面とは反対側の面に第２導電型の半導体層を形成する工程と、
前記第２導電型の半導体層に電気的に接続する金属電極を形成する工程と、
前記金属電極上に絶縁膜を形成する工程と、
を含む太陽電池セルの製造方法。
【請求項５】
前記半導体基板上から前記絶縁膜上にわたって、ｉ型アモルファスシリコン層と、第１導電型のアモルファスシリコン層を順次積層する工程を含む、請求項４記載の太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セル、太陽電池モジュール、および太陽電池セルの製造方法。に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ資源の枯渇の問題、または、大気中のＣＯ2の増加などの地球環境問題の観点から、クリーンなエネルギの開発が望まれている。特に、太陽電池モジュールを用いた太陽光発電が、新しいエネルギ源として開発され、実用化されてきている。
【０００３】
太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルにおいては、単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面に、シリコン基板とは反対の導電型の不純物を拡散することによって、ｐｎ接合を形成している。シリコン基板の受光面およびその反対側の裏面に、それぞれ電極を形成した両面電極型太陽電池セルが、従来から主流となっている。
【０００４】
近年では、シリコン基板の裏面にｐ型用電極とｎ型用電極の双方を形成した、いわゆる裏面電極型太陽電池セルの開発が進められている。裏面電極型太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールを開示した先行文献として、特許文献１がある。
【０００５】
図１２は、従来の太陽電池モジュールに使用される配線シートを示す説明図である。図１２（ａ）は、太陽電池モジュールに用いた配線シートの一例を、配線が形成された側から見た状態を模式的に示す平面図である。また、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＩＢ−ＩＢ’線矢印方向から見た状態を模式的に示す断面図である。配線シート５０は、絶縁性基材５１と、絶縁性基材５１の一方の表面上に形成されたｎ型用配線５２、ｐ型用配線５３および接続用配線５４ａ、５４ｂを含む配線５６とから構成されている。
【０００６】
ｎ型用配線５２、ｐ型用配線５３および接続用配線５４ａ、５４ｂは、それぞれ導電性を有している。ｎ型用配線５２およびｐ型用配線５３のそれぞれは、所定の間隔を開けて形成された、長手方向を有する複数の矩形部を有している。ｎ型用配線５２の矩形部とｐ型用配線５３の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されている。
【０００７】
接続用配線５４ａおよび５４ｂは、ｎ型用配線５２およびｐ型用配線５３の矩形部の長手方向に直交する方向に延在し、ｎ型用配線５２およびｐ型用配線５３の矩形部は、接続用配線５４ａまたは５４ｂに接続されている。ｎ型用配線５２およびｐ型用配線５３は、それぞれ櫛歯状に形成されている。
【０００８】
また、配線シート５０の終端にそれぞれ位置しているｎ型用配線５２ａおよびｐ型用配線５３ａ以外の隣り合うｎ型用配線５２とｐ型用配線５３とは、接続用配線５４ａまたは５４ｂによって電気的に接続されている。また、５４ｂは、太陽電池が対置される部分の外側に設けられてなり、太陽電池セルが接続していく向きを変える機能があり、バスバーと呼ばれる。バスバーを経由することで、角部に特殊な配線パターンを設けなくても太陽電池セルが接続していく方向を変えることができる。
【０００９】
また、図１２（ｂ）に示すように、配線シート５０においては、絶縁性基材５１の一方の表面上にのみｎ型用配線５２およびｐ型用配線５３が形成されている。
【００１０】
図１３は従来の太陽電池セルを示す説明図である。図１３（ａ）は、従来の裏面電極型太陽電池セルの一例を模式的に示す断面図である。裏面電極型太陽電池セル６０の受光面となる、凹凸形状を有するシリコン基板６１の表面上に、反射防止膜６７が形成されている。裏面電極型太陽電池セル６０の裏面となる、シリコン基板６１の裏面上にパッシベーション膜６６が形成されている。
【００１１】
また、シリコン基板６１の内部の裏面側に、リンなどのｎ型不純物が拡散されたｎ型不純物拡散領域６２と、ボロンなどのｐ型不純物が拡散されたｐ型不純物拡散領域６３とが形成されている。
【００１２】
ｎ型またはｐ型の導電型を有するシリコン基板６１の内部では、ｎ型不純物拡散領域６２またはｐ型不純物拡散領域６３とシリコン基板６１との界面において、複数のｐｎ接合が形成されている。よって、ｎ型不純物拡散領域６２に接続されたｎ型用電極６４、および、ｐ型不純物拡散領域６３に接続されたｐ型用電極６５の各々は、シリコン基板６１の内部の裏面側に形成された複数のｐｎ接合にそれぞれ対応した電極となる。
【００１３】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の裏面電極型太陽電池セルを裏面から見た図である。図１３（ｂ）に示すように、ｎ型用電極６４およびｐ型用電極６５は、所定の間隔を開けて形成された長手方向を有する複数の矩形部を有している。ｎ型用電極６４の矩形部とｐ型用電極６５の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されてなり、ｎ型用電極６４と、ｐ型用電極６５は櫛歯状に形成されている。
【００１４】
図１４は、従来の太陽電池モジュールを示す説明図である。太陽電池モジュール７０は、裏面電極型太陽電池セル６０を配線基板５０に載置して形成される。裏面電極型太陽電池セル６０は、配線基板５０上の櫛歯状のｎ型用配線５２およびｐ型用配線５３に対応する位置に、それぞれｎ型用電極６４、ｐ型用電極６５が対応するように載置され、ｎ型用配線５２はｎ型用電極６４と、ｐ型用配線５３は、ｐ型用電極６５とそれぞれ電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１１―９１３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
裏面電極型太陽電池セルは、櫛歯状のｎ型用電極とｐ型用電極の間隔である、ピッチを細かくすれば、太陽電池セルの発電効率が高くなる。
【００１７】
しかしながら、太陽電池モジュールを形成するためには、太陽電池セルの裏面に設けられた櫛歯状の電極と、配線基板の櫛歯状のｎ型用配線およびｐ型用配線とを位置合わせをする必要があり、効率向上のために太陽電池セルのｎ型用電極とｐ型用電極のピッチおよび、配線シートのｎ型用配線およびｐ型用配線のピッチを細かくした場合、短絡を防ぐために、精度の高い位置合わせが必要であり、生産性や信頼性が低下する怖れがあった。
【００１８】
また、ピッチを細かくした場合であっても、ｎ型用電極とｐ型用電極の短絡を防ぐためには、配線間の間隔は小さくできない。従って、ピッチを狭くするために配線を細くすることになり、面積が減少し、配線抵抗損失が増加するという問題があった。
【００１９】
本発明は上述の問題点を鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールの製造の際、高精度の太陽電池セルの位置合わせが不要な、生産性および信頼性の高い太陽電池セルおよび太陽電池モジュールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の太陽電池セルは、半導体基板と、半導体基板の受光面とは反対側にあって、半導体基板上の一部に、ｉ型アモルファスシリコン層と、第２導電型のアモルファスシリコン層を順次積層して形成した第２のアモルファスシリコン層と、第２のアモルファスシリコン層上に形成された第２の電極と、第２の電極上に形成された絶縁膜と、半導体基板の受光面とは反対側にあって、半導体基板上から前記絶縁膜上にわたって、ｉ型アモルファスシリコン層と第１導電型のアモルファスシリコン層を順次積層して形成された第１のアモルファスシリコン層と、第１のアモルファスシリコン層上に形成された第１の電極と、を有するものである。
【００２１】
また、本発明の太陽電池セルは、太陽電池セルの少なくとも一辺の外辺部において、第２の電極が露出してなるものを含むものである。
【００２２】
本発明の太陽電池モジュールは、上記太陽電池セルを配線シート上に載置して形成してなるものである。  
【００２３】
本発明の太陽電池セルの製造方法は、半導体基板の受光面とは反対側に第１導電型の半導体層に電気的に接続する第１の電極と、第２導電型の半導体層に電気的に接続する第２の電極とを有する太陽電池セルの製造方法であって、半導体基板の受光面とは反対側の面に第２導電型の半導体層を形成する工程と、第２導電型の半導体層に電気的に接続する金属電極を形成する工程と、金属電極上に絶縁膜を形成する工程と、を含むものである。
【００２４】
また、本発明の太陽電池セルの製造方法は、半導体基板上から絶縁膜上にわたって、ｉ型アモルファスシリコン層と、第１導電型のアモルファスシリコン層を順次積層する工程を含むものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、太陽電池セルの裏面電極の形状が簡素にできるので、太陽電池セルの生産性が向上するとともに、信頼性を高めることができる。また、太陽電池セルを載置する配線シートが簡素な形状になるので、太陽電池モジュール製造の際、高精度の位置合わせが不要であるので、太陽電池モジュールの生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の太陽電池セルの模式図である。
【図２】本発明の太陽電池セルの平面図である。
【図３】本発明の太陽電池セルの模式的断面図である。
【図４】本発明の太陽電池セルの製造工程を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールの製造工程を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の太陽電池モジュールの平面図である。
【図７】本発明の太陽電池セルを示す平面図である。
【図８】本発明の太陽電池モジュールの製造工程を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の太陽電池モジュールの説明図である。
【図１０】本発明の太陽電池セルの模式図である。
【図１１】本発明の太陽電池セルの製造工程を示す模式的断面図である。
【図１２】従来の太陽電池モジュールに使用される配線シートを示す説明図である。
【図１３】従来の太陽電池セルを示す説明図である。
【図１４】従来の太陽電池モジュールを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについて詳細な説明は繰り返さない。
（実施の形態１）
図１は本発明の太陽電池セル１の模式図である。第１の導電型の半導体基板であるｎ型のシリコン基板１０の受光面側に、ｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層をシリコン基板１０上に順次積層したアモルファスシリコン層１１が形成されており、さらにその上に窒化シリコンを積層した反射防止膜１２が形成されている。
【００２８】
シリコン基板１０としてはｎ型単結晶シリコンを用いることが、ヘテロ接合型バックコンタクトセルの変換効率を向上させる観点からは好ましいが、たとえば従来から公知のｐ型半導体基板などを用いてもよい。また、シリコン基板１０としては、予めシリコン基板の受光面にテクスチャ構造が形成されたシリコン基板などを用いることが望ましい。
【００２９】
また、シリコン基板１０の受光面と反対側の面には、アモルファスシリコン層１３とアモルファスシリコン層１４とを有している。アモルファスシリコン層１３は、不純物を添加していないｉ型アモルファスシリコン層と第２の導電型の半導体層であるｐ型アモルファスシリコン層をシリコン基板１０上に順次積層したものであり、アモルファスシリコン層１４は、ｉ型アモルファスシリコン層と第１の導電型の半導体層であるｎ型アモルファスシリコン層をシリコン基板１０上に順次積層したものである。
【００３０】
アモルファスシリコン層１３上に、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）と銀を順次積層したｐ電極１５が形成されてなり、アモルファスシリコン層１３に電気的に接続している。ＩＴＯの上に銀を積層することで、アモルファスシリコン層を通過した光を反射する反射率が高まるので、太陽電池セル１の発電効率を高めることができる。尚、ＩＴＯの上に積層する金属としては、銀の他、Ａｇ−Ａｌ合金、Ａｌ，ＡｌとＮｉの積層したものなど、高反射金属を用いることができる。また、ＩＴＯの代わりにＩｎＯやＩＷＯなどの透明電極を用いても良い。
【００３１】
さらに、ｐ電極１５上に金属電極１６が形成されている。金属電極１６は、ニッケル、銅を順次電解メッキでｐ電極１５上にメッキすることにより形成される。ｐ電極と金属電極１６はアモルファスシリコン層１３に電気的に接続する第２の電極である。
【００３２】
金属電極１６の表面には、絶縁膜１７が形成されている。絶縁膜１７は、有機絶縁膜であって、電着により、金属電極１６上に選択的に形成されている。有機絶縁膜としてはエポキシ系樹脂やポリアミドイミド樹脂が用いられる。例えばエレコートＰＩ（株式会社シミズ社製）が用いられる。厚みは５〜１０μｍ程度である。また、太陽電池セルの外辺部において、絶縁膜は、形成されておらず金属電極１６ａが露出している。
【００３３】
絶縁膜１７上の表面に、アモルファスシリコン層１４が形成されている。アモルファスシリコン層１４は、絶縁膜１７上とｎ型のシリコン基板１０上に形成されているが、それらは連続して形成されており、後述するように、同じ工程で形成される。
【００３４】
アモルファスシリコン層１４上にＩＴＯと銀を順次積層し、アモルファスシリコン層１４に電気的に接続するｎ電極１８が設けられている。なお、第１の電極であるｎ電極１８は、ＩＴＯと銀を積層してなるが、銀の代わりにニッケルと銅を順次積層して形成してもよい。
【００３５】
絶縁膜１７上にi型アモルファスシリコン層が積層されているので、絶縁膜１７に仮にピンホールなどの欠陥があっても、ｐ型用の電極である金属電極１６上に直接ｎ電極が形成されることはない。
【００３６】
図２は、本発明の太陽電池セルの平面図であり、太陽電池セル１を受光面と反対側から見た図である。太陽電池セルは、例えば、１５６．５ｍｍ×１５６．５ｍｍのほぼ正方形状であり、コーナーは丸い形状となっている。裏面の表面において、太陽電池セルの中央部は、ほぼ正方形状のｎ電極１８が形成されている。太陽電池セルの外辺部にはｎ電極１８を取り囲むように、ｐ電極に電気的に接続する金属電極１６の外辺部が露出した部分である金属電極１６ａが形成されている。金属電極１６ａの幅は３ｍｍ程度である。金属電極１６ａは四辺すべてに存在する必要はなく、太陽電池モジュールの配線パターンに応じて隣接する太陽電池セルと接続するために必要な辺に設置してもよい。
【００３７】
図３は、本発明の太陽電池セルの模式的断面図であり、図１におけるＡ−Ａ´断面を模式的に示すものである。シリコン基板１０の裏面に形成されたアモルファスシリコン層１３とアモルファスシリコン１４層とが含まれる断面を示す。ｐ型アモルファスシリコン層を含むアモルファスシリコン層１３の中にｎ型アモルファスシリコン層を含むアモルファスシリコン層１４の円形のドットが縦横に配置されている。ドットの直径は０．１２〜０．５ｍｍ程度であり、また、ドットの縦のピッチおよび横のピッチは、０．３〜０．８ｍｍ程度が好ましい。例えば、１５６．５ｍｍ角の太陽電池セルの場合、ｎ電極のドット径が０．１４ｍｍで、ドット数が１３万個のときｎ電極のドットの面積の合計は約２０００ｍｍ２であり、セル面積の８．２％を占める。
【００３８】
図４は本発明の太陽電池セルの製造工程を示す模式的断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、ｎ型の単結晶シリコン基板である、シリコン基板１０を準備する。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン基板１０の受光面に、ｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層を順次積層したアモルファスシリコン層１１を形成する。さらに、受光面側に、窒化シリコン層を積層した反射防止膜１２をスパッタ法で形成する。また、シリコン基板１０の受光面とは反対側の面に、ｉ型アモルファスシリコン層とｐ型アモルファスシリコン層を順次形成して、アモルファスシリコン層１３を形成する。アモルファスシリコン膜１１および１３の形成は、プラズマＣＶＤ法を用いる
次に、図４（ｃ）に示すように、シリコン基板１０に形成したアモルファスシリコン層１３表面にＩＴＯ膜をスパッタ法を用いて形成し、続いてＩＴＯ膜上にＡｇを真空蒸着法を用いて形成し、ｐ電極１５を形成する。
【００４０】
次に、図４（ｄ）に示すように、ｐ電極１５上にレジストを印刷することによりマスクパターンを形成して、ＩＴＯ膜およびＡｇ膜をエッチングしｐ電極１５をパターニングする。さらにエッチングに用いたマスクパターンはアセトンなどの有機溶剤で除去する。
【００４１】
次に、図４（ｅ）に示すように、ｐ電極１５上に電解メッキによって、ニッケルと銅を順に積層し、金属電極１６を形成する。このとき、金属電極１６の表面は銅で覆われている。この金属電極１６において、例えば、ニッケルの厚みは、２．５μｍ程度であり、銅の厚みは、１８μｍ程度である。
【００４２】
次に、図４（ｆ）に示すように、太陽電池セルの外辺部における金属電極１６の少なくとも１辺の表面に幅１ｍｍでレジスト膜１９をスクリーン印刷する。
【００４３】
次に、図４（ｇ）に示すように、絶縁膜１７を金属電極１６上に電着法にて形成する。絶縁膜１７は、電着液に接触した金蔵電極上のみに選択的に形成される。電着用樹脂としてエレコートＰＩ（株式会社シミズ社製）を用いた場合、液温２０℃〜４０℃で電着を行いその後、空気中で１００℃から１５０℃で１０〜２０分仮硬化した後、１５０℃〜２００℃で２０〜４０分程度加熱して電着膜を硬化させる。この工程において、絶縁膜１７は金属電極１６上に形成されるが、アモルファスシリコン層１３表面には形成されない。すなわち、絶縁膜１７は金属電極上に選択的に形成される。
【００４４】
次に、図４（ｈ）に示すように、アセトンなどの有機溶剤を用いて金属電極１６の外辺部に形成されたレジスト膜１９を除去する。絶縁膜１７が形成されていない金属電極１６ａが露出する。
【００４５】
次に、図４（ｉ）に示すように、水酸化ナトリウム水溶液でアルカリエッチングをして、アモルファスシリコン層１３のうち、金属電極１６で覆われていない部分のアモルファスシリコン層を取り除く。アモルファスシリコン層が取り除かれた部分は、シリコン基板１０が露出している。金属電極１６および絶縁膜１７がエッチングマスクとなって、アモルファスシリコン層１３が選択的にエッチングされ、本工程のパターニングに際し、精密なマスクパターンを準備する必要がないので、コストダウンにつながる。また、マスクパターンの精密な位置合わせなどを行う必要がないので生産効率が向上する。
【００４６】
次に、図４（ｊ）示すように、プラズマＣＶＤ法を用いてｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層を順次積層することにより、アモルファスシリコン層１４を形成する。ｉ型アモルファスシリコン層の厚さは３ｎｍであり、ｎ型アモルファスシリコン層の厚さは７ｎｍ程度である。このとき、セル固定用の治具を太陽電池セルの外辺部に当接させておくことにより、アモルファスシリコン層が金属電極１６ａ上に形成されないようにしておく。セル固定用治具はシリコン基板１０の外辺部の全周に当接しており、特に金属電極１６ａとなる部分はセル固定用治具が当接している。
【００４７】
次に、図４（ｋ）に示すように、アモルファスシリコン層１４表面にＩＴＯ膜、Ａｇ膜を順次スパッタ法、真空蒸着法等の薄膜形成方法を用いて形成し、ｎ電極１８を形成することにより、太陽電池セル１が製造される。この工程においても、位置決め用の治具を太陽電池セルの外辺部に当接させておくことにより、ｎ電極１８が金属電極１６ａ上に形成されないようにしておく。当接完成した太陽電池セルはＩ−Ｖ特性が測定され、発電性能のチェックが行われる。
【００４８】
上記の太陽電池セルのプロセスによれば、精密なマスクパターンを作ってエッチングする工程が１回であり、絶縁膜１７の形成や、アモルファスシリコン層１３のエッチングにマスクを使用しないので、生産性が高い。
【００４９】
図５は、本発明の太陽電池モジュールの製造工程を示す模式的断面図である。図５（ａ）において、太陽電池セル１の裏面のｎ電極１８上に導電性樹脂２０をスクリーン印刷により塗布する。
【００５０】
次に図５（ｂ）に示すように、太陽電池セル１を、配線シート２上に載置する。配線シート２は、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）の樹脂シート２１と、銅箔や、表面にＮｉ層を形成したＡｌ箔などの金属箔２２とを貼り合わせて形成されている。金属箔２２は、太陽電池モジュールの配線パターンに基づいて、パターンカットされた溝部２４が形成され、隣接する太陽電池セルの載置部分と電気的に分離されている。導電性樹脂２３は、太陽電池セル１を配線シート２上に載置したときに、金属電極１６ａに当接するように、配線シート２上に予めスクリーン印刷されている。
【００５１】
導電性樹脂２０と金属箔２２とが当接するとともに、金属箔２２ａが導電性樹脂２３を介して金属電極１６ａと電気的に接続するように太陽電池セル１を配線シート２上に載置する。また、左隣の太陽電池セル１ａは、金属箔２２の左端の導電性樹脂２３ａに電気的に接続するように配置される。このようにして複数の太陽電池セルが配線シート２上に並べられる。
【００５２】
次に図５（ｃ）に示すように上からカバーガラス３０、ＥＶＡ（ethylene vinyl acetate）樹脂シート３１、太陽電池セル１、配線シート２、ＥＶＡ樹脂シート３２、バックシート３３を積層し、ラミネータで加圧圧着することにより、太陽電池モジュール３が形成される。
【００５３】
図６は、本発明の太陽電池モジュールの平面図である。配線シート２は樹脂シート２１上に金属箔２２が配され、金属箔２２は、溝部２４によってそれぞれ電気的に分離された金属箔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄなどからなっている。
【００５４】
配線シート２上に太陽電池セル１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが配置されている。太陽電池セル１ａは、外辺部の一辺にある金属電極１６ａの部分を除いて金属箔２２ａ上に載置されている。太陽電池セル１ａのｎ電極は金属箔２２ａと電気的に接続している。
【００５５】
一方、太陽電池セル１ａの一辺の金属電極１６ａは金属箔２２ｂ上にあり、金属箔２２ｂと電気的に接続している。金属箔の配線パターンに載置された太陽電池セルの外辺部の金属電極が、隣設する配線パターン上にあり、金属電極と配線パターンを電気的に接続する。ことで直列接続されている。
【００５６】
櫛歯状電極のような、ｐ電極とｎ電極が並んでいる構造では、配線シートとの位置合わせの誤差を見越して、ｐ電極とｎ電極の間に余裕をもった間隔として１００〜２００μｍ程度が必要であり、その間隔のスペースには電極が存在しないので、発生したキャリアを電極で収集する効率が低下する怖れがあった。また、配線シートと太陽電池セルの位置合わせ精度を高める必要があり、太陽電池モジュールの生産性に課題があった。
【００５７】
一方、本発明の太陽電池セルは、ｎ電極を太陽電池セルの外辺部以外の部分に配置するとともに、ｐ電極（金属電極）を太陽電池セルの外辺部に配したことで、単純な配線パターンに太陽電池セルを載置してモジュールを構成でき、配線シートと太陽電池セルの位置合わせ精度を高めなくても良いので生産性が向上する。
【００５８】
また、配線シートの金属箔の面積が大きく、狭小な部分がないので、配線抵抗の点で有利である。
【００５９】
また、半導体基板の受光面と反対側に形成されたアモルファスシリコン層上に形成された、ｐ電極と、ｎ電極の面方向の間隙は１５μｍ程度であり、従来例と比較して、キャリアの収集効率が高くなる。
（実施の形態２）
図７は、本発明の別の実施の形態である太陽電池セルを示す平面図であり、受光面と反対側の方向からから見た図である。実施の形態１の太陽電池セルとは、裏面の電極の露出部分の形状が異なる。太陽電池セル４の外辺部において、３辺では、ｎ電極１８は、辺から１ｍｍ程度内側のところまで形成されている。太陽電池セル４の残りの一辺は、太陽電池セル４の辺から３ｍｍ程度内側のところまで、ｎ電極が形成されている。また、絶縁膜１７が概ね太陽電池セル４の端から２ｍｍから３ｍｍの部分で露出しており、太陽電池セル４の角部を除く、端から１ｍｍから２ｍｍの部分に金属電極１６ａが露出している。また、太陽電池セル４の端面から端から１ｍｍの部分にかけては、金属電極が存在しない部分が設けられており、当該部分は、シリコン基板１０が露出している。
【００６０】
シリコン基板上に形成されるｎ電極のドットは、露出した金属電極１６ａが形成されている部分には、形成することができないので、太陽電池セル４の裏面において、金属電極１６ａを一辺だけに形成することで、電極が存在しない面積を出来るだけ小さくし、キャリアの収集効率を高め、発電効率の向上を図ることができる。
【００６１】
また、太陽電池セル４の外辺部の金属電極１６ａと太陽電池セルの端部の間に幅１ｍｍ程度の金属電極がない部分を設けられている。このように、金属電極と太陽電池セル端部の間に金属電極がない部分を設けることで、金属電極１６ａと、ｎ型であるシリコンウェハ１０が外周部において短絡する可能性を低減することができ、信頼性を向上させることができる。
【００６２】
また、絶縁膜１７が露出している部分を形成することで、ｎ電極１８と露出した金属電極１６ａとの間隔を広げることができ、セルと配線部材との位置ずれの許容度が大きくなり、生産性を高めることができる。
【００６３】
図７の構造は、絶縁膜１７形成の際のマスクパターンの形状や、アモルファスシリコン膜１４やｎ電極１８を形成する際に治具と当接する部分を調整することで実現できる。
【００６４】
図８は、本発明の別の実施の形態である太陽電池モジュールの製造工程を示す模式的断面図である。この太陽電池モジュールに使用する太陽電池セル４のｎ電極１８として、ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎi 、Ｃｕ膜を順に形成したものを使用する。Ｎｉの厚さは２．５μｍであり、Ｃｕは１５μｍ程度である。Ａｇ膜を形成せずに、ＩＴＯ上に直接ＮｉおよびＣｕを形成してもよい。図８（ａ）において、互いに隣り合う位置にある太陽電池セル４のｎ電極１８と、太陽電池セル４ａの金属電極１６ａを電気的に接続する場合、太陽電地セル４のｎ電極１８の端部より１ｍｍ程度内側に導電性樹脂２８を形成する。また、ｎ電極１８の端部から、太陽電池セル４の端部にわたる部分に絶縁樹脂２７を形成する。一方、太陽電池セル４ａの金属電極１６ａ上に導電性樹脂２６を配置する。また、導電性樹脂２６隣接して絶縁樹脂２５を配置し、ｎ電極１８および絶縁膜１７の端部を被覆する。これらの導電性樹脂２６、２８および絶縁樹脂２５、２７は太陽電池セルの受光面とは反対側の面にスクリーン印刷をすることにより形成される。
【００６５】
次に、図８（ｂ）において、導電性樹脂２６と導電性樹脂２８が電気的に接続されるように、銅箔などで形成された導電片２９を配置する。導電片２９は、導電性樹脂２６と、絶縁樹脂２７と導電性樹脂２８に接触するように配置される。絶縁樹脂２７により、導電片２９は、太陽電池セル４の金属電極１６ａに接触しない。また、絶縁樹脂２５により、導電片２９は、太陽電池セル４ａのｎ電極１８に接触しない。
【００６６】
次に、図８（ｃ）に示すように、上からカバーガラス３０、ＥＶＡ樹脂シート３１、太陽電池セル４、導電片２９、ＥＶＡ樹脂シート３２、バックシート３３を積層し、ラミネータで加圧圧着することにより、太陽電池モジュール５が形成される。太陽電池モジュール５において、隣り合う太陽電池セルとの接続に、部分的に金属箔の導電片が使われるので、配線シートが不要であり、コストダウンにつながる。
【００６７】
図９は、本発明の太陽電池モジュールの説明図であり、受光面と反対側から見たものである。太陽電池セル４ａと４ｂおよび４ｂと４ｃが導電片２９で直列に接続されている。絶縁膜が露出している幅だけ、金属電極１６ａとｎ電極１８との間の間隔があり、また、絶縁樹脂２５があることで、金属電極１６ａとｎ電極１８との短絡を防ぐことができる。
【００６８】
尚、図７に示される太陽電池セルを図６のように配線シート上に載置して太陽電池モジュールを形成できるのは当然である。
（実施の形態３）
次に、本発明の別の実施の形態である太陽電池セルについて、図１０を参照し、詳細を説明する。実施の形態１との違いは、絶縁膜を金属電極の酸化物で形成したことにある。図１０は本発明の太陽電池セルの模式図である。太陽電池セル６において、第１の導電型の半導体基板であるｎ型のシリコン基板１０の受光面側に、ｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層を順次積層したアモルファスシリコン層１１が形成されており、さらにその上に窒化シリコンを積層した反射防止膜１２が形成されている。
【００６９】
シリコン基板１０としてはｎ型単結晶シリコンを用いることが、ヘテロ接合型バックコンタクトセルの変換効率を向上させる観点からは好ましいが、たとえば従来から公知のｐ型半導体基板などを用いてもよい。
【００７０】
また、シリコン基板１０の受光面と反対側の面には、ｉ型アモルファスシリコン層とｐ型アモルファスシリコン層をシリコン基板１０上に順次積層した、アモルファスシリコン層１３と、ｉ型アモルファスシリコン層と、ｎ型アモルファスシリコン層をシリコン基板１０上に順次積層したアモルファスシリコン層１４とを有している。
【００７１】
アモルファスシリコン層１３上に、ＩＴＯと銀を順次積層したｐ電極１５が形成されてなり、アモルファスシリコン層１３に電気的に接続している。ｐ電極１５上に金属電極１６が形成されている。金属電極１６は、ニッケル、銅を順次電解メッキでメッキすることにより形成される。したがって金属電極の外側は銅で覆われている。
【００７２】
金属電極１６の表面は、金属電極１６表面を酸化することにより形成された金属酸化膜の絶縁膜４７が形成されている。この場合、金属電極表面は銅であるので、絶縁膜４７として酸化銅（ＩＩ）の膜が形成されている。この絶縁膜４７は金属電極表面を覆っているが、金属電極１６ａにおいては、絶縁膜が形成されていない。
【００７３】
絶縁膜４７上の表面全体に、ｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層を順次積層したアモルファスシリコン層１４とが形成されている。アモルファスシリコン層１４は、絶縁膜４７上とシリコン基板１０上に形成されているが、それらは連続して形成される。
【００７４】
アモルファスシリコン層１４上にＩＴＯと銀を順次積層して、アモルファスシリコン層１４に電気的に接続するｎ電極１８が設けられている。
【００７５】
金属酸化膜の絶縁膜上にｉ型アモルファスシリコン層が積層されているので、金属酸化膜にピンホールなどの欠陥があっても、抵抗値の比較的高いアモルファスシリコン層で絶縁され、信頼性が高くなる。
【００７６】
図１０に示される太陽電池セル６を受光面と反対側から見た状態は図２と同様である。また、図１０における断面Ｂ−Ｂ´の模式的断面は、図３と同様であるので説明を省略する。
【００７７】
次に、本実施の形態の太陽電池セルの製造方法について図１１を用い説明する。図１１は本発明の太陽電池セルの製造工程を示す模式的断面図である。
【００７８】
まず、図１１（ａ）に示すように、ｎ型の単結晶シリコン基板である、シリコン基板１０を準備する。
【００７９】
次に、図１１（ｂ）に示すように、シリコン基板１０の受光面に、ｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層を順次積層したアモルファスシリコン層１１を形成する。さらに、受光面側に、窒化シリコン層を積層した反射防止膜１２をスパッタ法で形成する。また、シリコン基板１０の受光面とは反対側の面に、ｉ型アモルファスシリコン層とｐ型アモルファスシリコン層を順次形成して、アモルファスシリコン層１３を形成する。アモルファスシリコン膜の形成には、プラズマＣＶＤ法を用いる
次に、図１１（ｃ）に示すように、シリコン基板１０に形成したアモルファスシリコン層１３表面にＩＴＯ膜をスパッタ法を用いて形成し、続いてＩＴＯ膜上にＡｇを真空蒸着法を用いて形成しｐ電極１５を形成する。
【００８０】
次に、図１１（ｄ）に示すように、ｐ電極１５上にマスクパターンを形成してエッチングし、ｐ電極１５をパターニングする。さらにエッチングに用いたマスクパターンは除去する。この段階で、シリコン基板１０の受光面からｐ電極１５へ逆バイアス電圧を印加して短絡箇所の除去を行う。
【００８１】
次に、図１１（ｅ）に示すように、ｐ電極１５上に電解メッキによって、ニッケルと銅を順に積層し、金属電極１６を形成する。このとき、金属電極１６の表面は銅で覆われている。この金属電極１６において、例えば、ニッケルの厚みは、２．５μｍ程度であり、銅の厚みは、１８μｍ程度である。
【００８２】
次に、図１１（ｆ）に示すように、太陽電池セルの外辺部の表面にレジスト膜１９をスクリーン印刷する。
【００８３】
次に、図１１（ｇ）に示すように、亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ２）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を溶解した８０℃から９０℃の水溶液に２〜１０分浸漬して、処理を行うことにより、金属電極表面の銅を酸化して酸化銅（ＩＩ）の黒色薄膜の絶縁膜４７を形成する。また、金属電極がない部分のアモルファスシリコン層１３がエッチングされ、シリコン基板１０の表面が露出した状態になる。金属電極がマスクの働きをしてアモルファスシリコン層１３がエッチングされる。絶縁膜４７は、金属電極上に選択的に形成されるともに、金属電極がエッチングマスクとなって、アモルファスシリコン層１３がエッチングされる。したがって、本工程のパターニングに際し、精密なマスクパターンを準備する必要がないので、コストダウンにつながり、とともに、精密な位置合わせなどを行い必要がないので生産効率が向上する。
【００８４】
次に、図１１（ｈ）に示すように、アセトンなどの有機溶剤を使用して、残ったレジスト膜１９を除去する。絶縁膜が形成されない金属電極１６ａが露出する。
【００８５】
次に、図１１（ｉ）示すように、プラズマＣＶＤ法を用いてｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層順次積層することにより、アモルファスシリコン層１４を形成する。このとき、位置決め用の治具を金属電極１６ａに当接させておくことにより、アモルファスシリコン層が金属電極１６ａ上に形成されないようにしておく。
【００８６】
次に、図１１（ｊ）に示すように、アモルファスシリコン層１４表面にＩＴＯ膜をスパッタ法を用いて形成し、続いてＩＴＯ膜上にＡｇを真空蒸着法を用いて形成しｎ電極１８を形成することにより、太陽電池セル６が製造される。この工程において、セル固定用の治具を太陽電池セルの外辺部に当接させておくことにより、ｎ電極１８が金属電極１６ａ上に形成されないようにしておく。完成した太陽電池セルはＩ−Ｖ特性が測定され、発電性能のチェックが行われる。
【００８７】
上記の実施の形態３で説明した太陽電池セルは、実施の形態１で説明したものと同様にして、太陽電池モジュールを形成することができる。
【００８８】
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。
【符号の説明】
【００８９】
１、４、６…太陽電池セル
２…配線シート
３、５…太陽電池モジュール
１０…シリコン基板
１１…アモルファスシリコン層
１２…反射防止膜
１３…アモルファスシリコン層
１４…アモルファスシリコン層
１５…ｐ電極
１６…金属電極
１６ａ…金属電極
１７…絶縁膜
１８…ｎ電極
１９…レジスト膜
２０…導電性樹脂
２１…樹脂シート
２２…金属箔
２３…導電性樹脂
２４…溝部
２５…絶縁樹脂
２６…導電性樹脂
２７…絶縁樹脂
２８…導電性樹脂
２９…導電片
３０…カバーガラス
３１…ＥＶＡ樹脂シート
３２…ＥＶＡ樹脂シート
３３…バックシート
４７…絶縁膜
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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