(57)【要約】【課題】高い光電変換効率を有する太陽電池素子および太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池素子１は、第１導電型を有する第１半導体部３と、該第１半導体部３上に設けられるとともに前記第１導電型と逆の第２導電型を有する第２半導体部４とを有する半導体基板２と、第２半導体部４上に配置された表面電極５とを備えている。第２半導体部４は、複数の空隙部１２、該空隙部１２の一部が開口し、表面電極５が配置された底面１３を有する凹部１０、該凹部１０の底面１３と第１半導体部３との間に位置する第１領域１４および凹部１０の非形成部における第２領域１５を有している。第１領域１４の空隙率は、第２領域の１５空隙率よりも小さい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型を有する第１半導体部と、該第１半導体部上に設けられるとともに前記第１導電型と逆の第２導電型を有する第２半導体部とを有する半導体基板と、
前記第２半導体部上に配置された表面電極とを備え、
前記第２半導体部は、複数の空隙部、該空隙部の一部が開口し、前記表面電極が配置された底面を有する凹部、該凹部の底面と前記第１半導体部との間に位置する第１領域および前記凹部の非形成部における第２領域を有しており、
前記第１領域の空隙率は、前記第２領域の空隙率よりも小さい、太陽電池素子。
【請求項２】
前記第１領域における第２導電型のドーパント濃度が、前記第２領域における第２導電型のドーパント濃度よりも高い、請求項２に記載の太陽電池素子。
【請求項３】
前記表面電極は、前記凹部の前記側面に接触している、請求項１または請求項２に記載の太陽電池素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の複数の太陽電池素子と、
該複数の太陽電池素子同士を電気的に接続する接続導体とを備えた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および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子は、例えば、一導電型のシリコン基板の表面（受光面）側に逆導電型層と反射防止膜とを形成した後、反射防止膜上の少なくとも一部に表面電極が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、シリコン基板の表面の光反射率を低減する他の方法として、シリコン基板を白金などの触媒の存在下においてフッ化水素酸で処理し、シリコン基板の表面に微細な多孔質層を形成することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６６６４９号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の多孔質層の部分では、表面電極までのキャリアの移動距離が長くなるため、逆導電型層における抵抗が高くなり、ひいては光電変換効率が低下する場合があった。
【０００６】
本発明の１つの目的は、高い光電変換効率を有する太陽電池素子および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】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る太陽電池素子は、第１導電型を有する第１半導体部と、該第１半導体部上に設けられるとともに前記第１導電型と逆の第２導電型を有する第２半導体部とを有する半導体基板と、前記第２半導体部上に配置された表面電極とを備えている。本形態において、前記第２半導体部は、複数の空隙部、該空隙部の一部が開口し、前記表面電極が配置された底面を有する凹部、該凹部の底面と前記第１半導体部との間に位置する第１領域および前記凹部の非形成部における第２領域を有している。そして、本形態において、前記第１領域の空隙率は、前記第２領域の空隙率よりも小さい。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールは、複数の上記太陽電池素子と、該複数の太陽電池素子同士を電気的に接続する接続導体とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本実施形態によれば、生成したキャリアを表面電極で効率良く集電しやくなるため、光電変換効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池素子を受光面側からみた平面模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池素子を非受光面側からみた平面模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る太陽電池素子を模式的に示す図であり、図１におけるＫ−Ｋ線で切断した断面図である。
【図４】図３におけるＡ部の拡大図である。
【図５】図３におけるＡ部のまた別の拡大図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ本発明の一形態に係る太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す太陽電池素子の断面図である。
【図７】本発明の一形態に係る太陽電池素子の凹部形成位置を示す平面模式図である。
【図８】（ａ）は本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの第１面側を示す平面模式図であり、（ｂ）は第２面側の一実施形態を示す平面模式図である。
【図９】（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模式図であり、（ｂ）は、２つの太陽電池素子同士の接続状態を示す断面模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態に係る太陽電池素子および太陽電池モジュールについて図面を参照しながら説明する。なお、太陽電池素子、太陽電池モジュールを構成する同一名称の部材については同一符号を付すものとする。また、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１〜３に示すように、太陽電池素子１は、主として光が入射する一主面である表面（受光面）１ａと、その反対面である裏面（非受光面）１ｂを有する。また、太陽電池素子１は、半導体基板２の表面９ａに設けられた表面電極５と、半導体基板２の裏面９ｂ上に設けられた裏面電極６を備えている。
【００１３】
半導体基板２は、第一導電型（例えばｐ型）を有する第１半導体部３と、第1半導体部
３上に設けられて、第１半導体部３と逆の第２導電型（例えばｎ型）を有する第２半導体部４とを有する。このような半導体基板２には、例えば、所定のドーパント元素を有して一導電型（例えば、ｐ型）を有する単結晶または多結晶のシリコン基板が用いられる。このようなドーパント元素としては、例えば、ボロンあるいはガリウムであればよい。また、半導体基板２の厚みは、例えば１５０〜２５０μｍ程度であればよい。また、半導体基板の形状は、特に限定されるものではないが、正方形状または長方形状などの四角形状であればよい。半導体基板２の形状が正方形状であれば、その大きさは１５０〜１８０ｍｍ角程度であればよい。
【００１４】
第２半導体部４は、第１半導体部３（半導体基板２）に対する逆の導電型を呈する層であり、半導体基板２の表面９ａ側に設けられている。第１半導体部３がｐ型の導電型を有する場合であれば、第２半導体部４は、ｎ型の導電型を有するように形成される。この場合、ｎ型の導電型を有する第２半導体部４を形成する場合は、ｐ型の半導体基板２の表面９ａ側にリン等のドーパント元素を拡散させることによって形成できる。
【００１５】
裏面電極６は、図２に示すように、出力電極６ａと集電電極６ｂとを有する。本実施形態の出力電極６ａの厚みは１０〜３０μｍ程度、幅は１．３〜７ｍｍ程度である。この出力電極６ａは、例えば銀（または銅もしくは銀銅合金）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できる。また、集電電極６ｂは、厚みが１５〜５０μｍ程度であり、出力電極６ａの一部を除いた半導体基板２の裏面９ｂの略全面に形成される。この集電電極６ｂは、例えばアルミニウム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することができる。
【００１６】
ＢＳＦ（Back-Surface-Field）領域７は、半導体基板２の裏面９ｂ側に内部電界を形成し、裏面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領域７は、半導体基板２の第１半導体部３と同一の導電型を有しているが、第１半導体部３が含有する多数キャリアの濃度よりも高い多数キャリア濃度を有している。これは、ＢＳＦ領域７には、第１半導体部３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ことを意味する。ＢＳＦ領域７は、半導体基板２がｐ型を有するのであれば、例えば、裏面９ｂ側にボロンまたはアルミニウム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のが好適である。
【００１７】
表面電極５は、図１に示すように、第２半導体部４上に設けられている。このような表面電極５は、バスバー電極５ａおよびフィンガー電極５ｂを有する。フィンガー電極５ｂの両端又は一端部は、バスバー電極５ａに接続されており、また太陽電池素子１の両側にあるフィンガー電極５ｂの外側端部を結ぶように補助フィンガー電極５ｃを設けても良い。
【００１８】
このバスバー電極５ａは、例えば、２〜４本程度設けられ、１〜３ｍｍ程度の幅を有している。一方、フィンガー電極５ｂは、その線幅が５０〜２００μｍ程度であり、互いに１．５〜３ｍｍ程度の間隔を空けて複数設けられている。また、補助フィンガー電極５ｃの線幅も５０〜２００μｍ程度であればよい。
【００１９】
バスバー電極５ａ、フィンガー電極５ｂおよび補助フィンガー電極５ｃの厚みは、１０〜４０μｍ程度であり、銀（または銅もしくは銀銅合金）を主成分とし、ガラスフリットや有機ビヒクルなどから成る電極用導電性ペーストを、スクリーン印刷等によって所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。
【００２０】
そして、本実施形態では、図３に示すように、第２半導体部４の一部に多孔質層８が設けられている。また、この多孔質層８には、図４に示すように、複数の空隙部１２およびこの空隙部１２の一部が開口している底面１３を有する凹部１０が形成されている。
【００２１】
多孔質層８は、厚みが１００〜８００ｎｍ程度であり、内部には微細な空隙部１２を多数有している。この空隙部１２は、厚さ方向に垂直な断面を見たときに直径数ｎｍ〜数百ｎｍ程度で、蛇行しながら厚さ方向に伸びている。さらに、隣り合う空隙部１２間に位置する隔壁部分の厚みは、数ｎｍ〜数百ｎｍ程度である。また、多孔質層８における空隙率の大きさ（単位体積当たりの空隙部１２の占める割合）は、多孔質層８の表面から第１半導体部３に向かって小さくなるようにしてもよい。これにより、多孔質層８の光の屈折率は、空気の屈折率（１．０）から半導体基板２の屈折率に近づくように連続して変化している。これにより、半導体基板２の表面９ａにおける光の反射を低減することができる。この空隙率の変化は、例えば、多孔質層の断面の透過型電子顕微鏡によって確認できる。
【００２２】
多孔質層８に形成された凹部１０は、多孔質層８を厚さ方向の途中まで（例えば多孔質層８の厚さの１０〜７０％程度）を除去して設けられる。また、表面電極５の少なくとも一部が、この凹部１０の底面１３上に配置されている。このとき、凹部１０の幅Ｓは、例えば１００〜３００μｍ程度で、表面電極５の設けられる位置の少なくとも一部（例えばフィンガー電極５ｂが設けられる位置）に設けられる。また、凹部１０の底面１３は、空隙部１２の一部が開口している。そのため、底面１３に配置された表面電極５の一部が空隙部１２の開口に入り込む。
【００２３】
また、第２半導体部４は、凹部１０の底面１３と第１半導体部３との間に位置する第１
領域１４および凹部１０の非形成部における第２領域１５を有している。第２半導体部４において、第１領域１４の空隙率は、第２領域１５の空隙率よりも小さくなるように設けられている。すなわち、第２半導体部４の第１領域１４の方が第２領域よりも緻密な構造になっている。このとき、第１領域１４の空隙率は、例えば、１０〜３５％程度である。また、第２領域１５の空隙率は、例えば、４０〜７０％程度である。
【００２４】
このように、本実施形態では、第２半導体部４の空隙率が小さい凹部１０の底面１３上に表面電極５を配置しているため、第１半導体部３と第２半導体部４との界面付近で生成したキャリアが第１領域１４およびその近傍を介して表面電極５に集電される。これにより、第２半導体部４の多孔質層８を移動するキャリアの移動距離が短くなるため、光電変換効率が向上する。また、底面１３には空隙部１２の一部が開口している部分が設けられているため、アンカー効果によって、半導体基板２と表面電極５との接合強度の影響が大きくなる。
【００２５】
また、本実施形態では、第２領域１５のうち、凹部１０の底面１３と同等の深さの位置と第１半導体部３との間にある領域の空隙率を、底面１３よりも表面９ａ側に位置する領域よりも小さくなるようにしてもよい。これにより、同一平面方向におけるキャリアの移動距離をより短くすることができる。なお、この第２領域１５のうち、凹部１０の底面１３と第１半導体部３との間に位置する領域の空隙率は、第１領域１４の空隙率と同等であればよい。
【００２６】
また、表面電極５のうち、フィンガー電極５ｂが底面１３上に配置されている場合、図４に示すように、フィンガー電極５ｂの幅Ｔは、凹部１０の幅Ｓよりも小さくてもよい。
【００２７】
一方、図５に示すように、フィンガー電極５ｂが底面１３に加えて凹部１０の側面１１にも接触するように設けられていてもよい。このとき、フィンガー電極５ｂは、凹部１０の内部をほぼ満たすように設けられる。これにより、フィンガー電極５ｂと半導体基板２との接着面積が大きくなるため、接合強度が高まる。
【００２８】
また、フィンガー電極５ｂは凹部１０の底面１３上に配置され、バスバー電極５ａは凹部１０の底面１３以外の部分、つまり多孔質層８の第２領域１５上に配置するようにしてもよい。バスバー電極５ａにおいては、後述する接続部材２２と接続される電極であるため、多孔質層８の第２領域１５上に配置することにより、バスバー電極５ａと半導体基板２の接合強度をさらに向上させることができる。また、バスバー電極５ａとフィンガー電極５ｂとが交差する部分に凹部１０が形成されてもよいが、バスバー電極５ａの形成領域に占める第２領域１５は凹部１０に比べて大きくすることで、バスバー電極５ａと半導体基板２の接合強度を向上することができる。
【００２９】
また、フィンガー電極５ｂの形成領域に凹部１０と第２領域１５とが存在してもよい。つまり、フィンガー電極５ｂは、凹部１０の底面１３と第２領域１５との両方に配置される。このとき、フィンガー電極５ｂの形成領域に占める凹部１０は、第２領域１５に比べて大きくすることで、フィンガー電極５ｂと半導体基板２とのコンタクト抵抗を改善しつつ、フィンガー電極５ｂと半導体基板２の接合強度をさらに向上することができる。例えば、フィンガー電極５ｂの形成領域に占める凹部１０はフィンガー電極５ｂの形成領域に占める第２領域１５に対して４〜１５倍程度であればよい。
【００３０】
＜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。
【００３１】
まず、図６（ａ）に示すように、一導電型層を構成する半導体基板２を準備する。半導
体基板２として、例えばドーパントとしてボロンなどがドープされたｐ型のシリコン基板であればよい。このシリコン基板は、シリコンインゴットから切り出された単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板からなるシリコン基板を用いればよく、比抵抗は０．２〜２．０Ω・ｃｍ程度が好適である。また、シリコン基板の大きさは、例えば一辺１４０〜１８０ｍｍ程度の正方形または矩形で、その厚みは１５０μｍ〜２５０μｍ程度にすればよい。半導体基板２が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）法などによって形成される。半導体基板２が多結晶シリコン基板の場合は、例えば鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを作製し、このインゴットを例えば所定の厚みにスライスして、半導体基板２を作製する。なお、以下では、ｐ型の多結晶シリコンを用いた例によって説明する。半導体基板２は、スライス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ＮａＯＨ、ＫＯＨ、またはフッ硝酸などの溶液でごく微量エッチングするのが望ましい。
【００３２】
次に、図６（ｂ）に示すように、半導体基板２の表面９ａの表面層に多孔質層８を形成する。多孔質層８の形成は、例えば金属イオンを含有する酸化剤とフッ化水素酸（ＨＦ）との混合水溶液に半導体基板２を浸漬することにより行なう。ここで金属イオンとしては、還元触媒として働くものが選択される。具体的には、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）から選ばれる１種以上のイオンである。酸化剤は、例えば、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）などを用いることができる。
【００３３】
次に、図６（ｃ）に示すように、半導体基板２の表面９ａ側にｎ型の第２半導体部４を形成する。このような第２半導体部４は、ｎ型不純物（例えばリン）のドーパントを表面９ａ側の表層内に拡散させることにより形成される。このような拡散の方法として、例えばペースト状態にした五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）を半導体基板２の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状態にしたオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を拡散源とした気相熱拡散法、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が挙げられる。この第２半導体部４は、例えば０．１〜１μｍ程度の厚み、４０〜１５０Ω／□程度のシート抵抗に形成される。また、第２半導体部４形成時に、裏面９ｂ側にも逆導電型層が形成された場合には、裏面９ｂ側のみをエッチングして除去して、ｐ型の導電型領域を露出させる。例えば、フッ硝酸溶液に半導体基板２における裏面９ｂ側のみを浸して第２半導体部４を除去する。また、予め裏面９ｂ側に拡散防止用マスクを形成しておき、気相熱拡散法等によって第２半導体部４を形成して、続いて拡散マスクを除去するプロセスによっても、同様の構造を形成することが可能である。なお、第２半導体部４の形成方法は、上記方法に限定されるものではなく、例えば薄膜技術を用いて、水素化アモルファスシリコン膜または微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを形成してもよい。さらに、半導体基板２と第２半導体部４との間にｉ型シリコン領域を形成してもよい。
【００３４】
次いで、図６（ｄ）に示すように、多孔質層８に凹部１０を形成する。凹部１０の形成は、多孔質層８にレーザー光を照射して、多孔質層８の表面部を除去する方法、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などからなる微粒粉を吹き付けるブラスト法、凹部１０の形成部分以外のところに予め耐酸性レジストを塗布した後、フッ硝酸溶液で所望のパターンをエッチングする方法などがある。
【００３５】
次に、半導体基板２の表面９に凹部１０を形成する。このとき、第２半導体部４を形成するときに、気相熱拡散法を用いて半導体基板２の表面にリンガラス層を形成する場合では、凹部１０の形成には、レーザーを用いるのが好適である。このような場合、図７に示すように、半導体基板２表面９ａにリンガラス層１７を形成した後に、リンガラス層１７の上から、表面電極５の一部の形成予定位置、すなわち凹部の形成位置にレーザーを照射する。例えば、フィンガー電極５ｂの形成予定位置にレーザーを照射する場合、凹部形成位置１６は、フィンガー電極５ｂの形成予定位置となる。また、バスバー電極５ａの形成
予定位置１８を横断するように、Ｘ方向に直線状に、レーザーを照射して走査させる。これにより、多孔質層８の表面部の一部を除去することによって、凹部１０を形成できる。また、レーザーが照射されて凹部１０が形成された部位は、半導体基板２の深さ方向にリンの拡散が進みやすい。それゆえ、本実施形態では、レーザーが照射されていない他の部分に比べて、凹部１０の底部１３におけるリンの濃度を高めることができる。また、この方法によって、第１領域１４における第２導電型（ｎ型）のドーパント濃度を第２領域１５における第２導電型（ｎ型）のドーパント濃度よりも高めることができる。これにより、半導体基板２の底部１３と底部１３に配置された表面電極５とのオーミックコンタクト性が改善され、太陽電池素子の光電変換効率をより向上させることが可能となる。なお、第１領域１４および第２領域１５における第２導電型のドーパント濃度は、例えば、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ；Secondary  Ion  Mass  Spectrometry）によって測定できる。
【００３６】
なお、上述のレーザーとしては、例えばエキシマレーザー、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザーまたはＳＨＧ（second harmonic Generation）−ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４（イットリウム・バナデイト）レーザー等を使用することができる。その後、半導体基板２の表面に形成された燐ガラスをエッチングして除去、洗浄する。
【００３７】
また、レーザーの照射は不連続なものが望ましく、例えばレーザーのスポット径毎に間隔を空けて凹部１０を設けるが望ましい。この場合、レーザーのスポット径が０．０５〜０．１ｍｍ程度であれば、スポット径とスポット径の間にこのスポット径以下の間隔を空けて、凹部１０を設ける。これにより、凹部１０の底部１３とフィンガー電極５ｂのオーミックコンタクト性を向上させることができ、多孔質層８とフィンガー電極５ｂとの接合強度が向上する。
【００３８】
次に、図６（ｅ）に示すように、半導体基板２の裏面９ｂ側に、集電電極６ｂおよびＢＳＦ領域７を形成する。この製法としては、例えば、アルミニウムペーストを印刷法で塗布した後、温度６００〜８５０℃程度で焼成して、アルミニウムを半導体基板２に拡散することによって集電電極６ｂおよびＢＳＦ領域７を形成できる。また、アルミニウムペーストを印刷して焼成する方法を用いれば、印刷面だけに所望の拡散領域を形成することができるうえに、第２半導体部４の形成時に裏面９ｂ側にも形成されているｎ型の逆導電型層を除去する必要もなく、裏面９ｂ側の周辺部のみにレーザー等を用いてｐｎ分離（ｐｎ接合部の連続領域を分離すること）を行なえばよい。
【００３９】
集電電極６ｂを形成するためのアルミニウムペーストとしては、例えばアルミニウムを主成分とする金属粉末と、ガラスフリットと有機ビヒクルとを含有するペーストを用いて作製される。このペーストを、出力電極６ａを形成する部位の一部を除いて、裏面９ｂのほぼ全面に塗布する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。なお、ＢＳＦ領域７の形成方法は上記方法に限定されるものではなく、三臭化ボロン（ＢＢｒ３）を拡散源とした熱拡散法を用いて温度８００〜１１００℃程度で形成する方法を用いることができる。また、薄膜技術を用いて、水素化アモルファスシリコン膜、または微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを形成してもよい。さらに、第１半導体部３とＢＳＦ領域７との間にｉ型シリコン領域を形成してもよい。
【００４０】
次に、図６（ｆ）に示すように、表面電極５および出力電極６ａを形成する。
【００４１】
表面電極５は、銀（または銅もしくは銀銅合金）とガラスフリットと有機ビヒクルとを含有する導電性ペーストを用いて作製される。本実施形態で用いる導電性ペーストは、銀（または銅もしくは銀銅合金）を主成分として、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溶解して得られる。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、銀などの導電成分の合計質量（１００質量部）に対して、およそ６質量部以上２０質量部以下であることが好ましい。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ほか、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。ガラスフリットの含有質量は、銀などの導電成分の合計質量（１００質量部）に対して、およそ２質量部以上１３量部以下であることが好ましい。
【００４２】
この導電性ペーストを、半導体基板２の表面９ａに図１に示したような、所定の電極パターン形状に塗布する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。スクリーン印刷法による塗布では、スクリーン製版の電極パターンと上述の多孔質層８に形成した凹部１０の位置が精度よく合うように位置合わせするとともに、塗布された導電ペーストが凹部１０の内部に入り込むように、使用する導電性ペーストの２５℃における粘度を２０〜５０Ｐａ・Ｓ程度に調整しておくことが望ましい。次に、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。次いで、最高温度６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって、半導体基板２上に表面電極５が形成される。
【００４３】
出力電極６ａは、表面電極５の形成に用いた上述の導電性ペーストを用いて作製される。この導電性ペーストを例えば図２に示すような、予め決められた形状に塗布する。なお、導電性ペーストは、アルミニウムペーストの一部と接する位置に塗布されることで、出力電極６ａと集電電極６ｂとの一部が重なって電気的コンタクトを形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。次に、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。次いで、半導体基板２を焼成炉にて最高温度が６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって、裏面電極６が半導体基板２の裏面９ｂ側に形成される。出力電極６ａと集電電極６ｂはどちらを先に塗布してもよく、また、同時に焼成してもよいし、どちらかを先に塗布・焼成してから、もう一方を塗布・焼成してもよい。
【００４４】
また、裏面電極６は蒸着もしくはスパッタリング等の薄膜形成法、またはめっき法を用いて形成することも可能である。
【００４５】
なお、本発明に係る太陽電池素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えば、多孔質層８上に保護膜を形成してもよい。この保護膜は、例えば窒化シリコン、酸化チタン、酸化シリコン、または酸化アルミニウムなどからなる膜で、ＰＥＣＶＤ（plasma enhanced chemical vapor
deposition）法、熱ＣＶＤ法、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成される
。例えば、窒化シリコン膜からなる反射防止層４をＰＥＣＶＤ法で形成する場合であれば、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。
【００４６】
＜太陽電池モジュール＞
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の一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、この太陽電池パネル２３の外周部に配置されたフレーム２４とを有する。図８（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を有し、図８（ｂ）に示すように、第１面２１ａの裏面に相当する第２面２１ｂを有する。そして、太陽電池モジュール２１は、第２面２１ｂに端子箱２５等をさらに有している。端子箱２５には、太陽電池モジュール２１が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が接続されている。
【００４７】
また、一方向に配列された太陽電池素子１のうち、隣り合う太陽電池素子１同士は、図８、９に示すように、接続部材２２によって電気的に接続されている。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、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５ａの幅と同等またはバスバー電極５ａ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および出力電極６ａ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の電気抵抗成分を小さくできる。ここで、接続部材２２で、１５０ｍｍ角程度の２つの太陽電池素子１同士を接続する場合、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】
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９（ａ）に示すように、太陽電池素子１の表面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の出力電極６ａに半田付けされている。
【００４９】
また、図９（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の表面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の出力電極６ａ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に対して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程度の所定間隔を空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にて半田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】
次いで、透光性基板３１、表面側充填材３２、裏面側充填材３３および裏面材３４を準備する。透光性基板３１としては、ガラスや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、例えば白板強化ガラス、倍強化ガラスまたは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、白板強化ガラスであれば、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）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）から成り、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る。裏面材３４は、太陽電池モジュール２１の第２面２１ｂ側からの光入射を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等を用いても良い。
【００５４】
次に、図１０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および裏面材３４等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を、第２面２１ｂ側に端子箱２５を必要に応じてそれぞれ取り付けることで、図８に示す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、上述した太陽電池素子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：受光面
１ｂ：非受光面
２：半導体基板
３：第１半導体部
４：第２半導体部
５：表面電極
５ａ：バスバー電極
５ｂ：フィンガー電極
５ｃ：補助フィンガー
６：裏面電極
６ａ：出力取出電極
６ｂ：裏面集電電極
７：ＢＳＦ領域
８：多孔質層
９ａ：半導体基板の表面
９ｂ：半導体基板の裏面
１０：凹部
１１：側面
１２：空隙部
１３：底面
１４：第１領域
１５：第２領域
１６：凹部形成位置
１７：リンガラス層
１８：バスバー電極の形成予定位置
２１  ：太陽電池モジュール
２１ａ：太陽電池モジュールの第１面
２１ｂ：太陽電池モジュールの第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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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