(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部の第一主面上において一方向に延在する集電極とを有する太陽電池であって、
前記集電極は、前記光電変換部側から順に第一導電層と第二導電層とを含み、かつ、前記第一導電層と前記第二導電層の間に開口が形成された絶縁層を含み、前記第一導電層は、前記絶縁層により被覆されており、前記第二導電層の一部が、前記絶縁層の前記開口を通じて前記第一導電層に導通されており、
前記第一導電層は、その延在方向と直交する方向において、前記第一導電層の両端からそれぞれｄ２−ｄＩの範囲内にある非中央部と、前記２つの非中央部の間の中央部とを有し、
前記中央部における前記第一導電層上の絶縁層の開口の密度Ｓｃと、前記非中央部における前記第一導電層上の絶縁層の開口の密度Ｓｏが、Ｓｏ＜Ｓｃを満たす太陽電池：
ただし、ｄＩは前記絶縁層の膜厚であり、ｄ２は前記第二導電層の膜厚である。
【請求項２】
前記第一導電層は、熱流動開始温度Ｔ１が前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である低融点材料を含み、
前記低融点材料は、前記第一導電層の中央部に偏在している、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記第一導電層に含まれる低融点材料が複数の島状領域に形成され、
前記島状領域の１つと、それに最近接の島状領域との間隔ｄＰＬが、ｄＰＬ≦２×（ｄ２―ｄＩ）を満たす、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第二導電層の膜厚ｄ２が、５μｍ≦ｄ２≦３５μｍを満たす、請求項１〜３のいずれか１項に記載に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記光電変換部の第一主面上において前記第一導電層が形成されていない第一導電層非形成領域上にも、前記絶縁層が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記光電変換部は、結晶シリコン基板の第一主面上に、シリコン系薄膜および透明電極層をこの順に有し、
前記透明電極層上に前記集電極を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池を備える太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池を製造する方法であって、
光電変換部の第一主面上に第一導電層が形成される第一導電層形成工程；
前記第一導電層上に絶縁層が形成される絶縁層形成工程；および
前記絶縁層に設けられた開口を介して、めっき法により前記第一導電層と導通する第二導電層が形成されるめっき工程、
を、この順に有し、
前記絶縁層の開口が、前記第一導電層上の中央部に偏在するように形成される、太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記第一導電層形成工程において、前記光電変換部の第一主面上に、粘度が１０〜５００Ｐａ・ｓの塗布材料を塗布した後、前記塗布材料を硬化させることにより前記第一導電層が形成される、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第一導電層は、熱流動開始温度Ｔ１が前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である低融点材料を含み、
前記絶縁層形成工程後に、前記低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温のアニール温度Ｔａで加熱処理が行われることにより、前記第一導電層上の前記絶縁層に前記開口が形成される、請求項８または９に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記絶縁層形成工程において、前記光電変換部の第一主面上において前記第一導電層が形成されていない第一導電層非形成領域上にも絶縁層が形成される、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の第一主面上に、シリコン系薄膜および透明電極層をこの順に有し、
前記透明電極層上に前記集電極が形成される、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
太陽電池モジュールの製造方法であって、
請求項８〜１２のいずれか１項に記載の方法により太陽電池が製造される工程；および
前記太陽電池が封止される工程、
をこの順に有する、太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池およびその製造方法に関する。さらに、本発明は太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー問題や地球環境問題が深刻化する中、化石燃料にかわる代替エネルギーとして、太陽電池が注目されている。太陽電池では、半導体接合等からなる光電変換部への光照射により発生したキャリア（電子および正孔）を外部回路に取り出すことにより、発電がおこなわれる。光電変換部で発生したキャリアを効率的に外部回路へ取出すために、太陽電池の光電変換部上には集電極が設けられる。【０００３】
例えば、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系の太陽電池では、受光面に細い金属からなる集電極が設けられる。また、結晶シリコン基板上に、非晶質シリコン層および透明電極層を有するヘテロ接合太陽電池でも、透明電極層上に集電極が設けられる。【０００４】
太陽電池の集電極は、一般に、スクリーン印刷法により、銀ペーストをパターン印刷することにより形成される。この方法は、工程自体は単純であるが、銀の材料コストが大きいことや、樹脂を含有する銀ペースト材料が用いられるために、集電極の抵抗率が高くなるとの問題がある。銀ペーストを用いて形成された集電極の抵抗率を小さくするためには、銀ペーストを厚く印刷する必要がある。しかしながら、印刷厚みを大きくすると、電極の線幅も大きくなるため、電極の細線化が困難であり、集電極による遮光面積が大きくなる。【０００５】
これらの課題を解決するための手法として、材料コストおよびプロセスコストの面で優れるめっき法により集電極を形成する方法が知られている。例えば、特許文献１〜３では、光電変換部を構成する透明電極上に、銅等からなる金属層がめっき法により形成された太陽電池が開示されている。この方法においては、まず、光電変換部の透明電極層上に、集電極の形状に対応する開口を有するレジスト材料層（絶縁層）が形成され、透明電極層上のレジスト開口部に、電解めっきにより金属層が形成される。その後、レジストが除去されることで、所定形状の集電極が形成される。特許文献３では、下地電極層形成後にマスクを用いてめっき電極層を形成することにより、めっき電極の線幅を下地電極層の線幅以下とすることが開示されている。【０００６】
また、特許文献４では、透明電極上にＳｉＯ２等の絶縁層を設けた後、絶縁層を貫通する溝を設けて透明電極層の表面または側面を露出させ、透明電極の露出部と導通するように金属集電極を形成する方法が開示されている。具体的には、透明電極層の露出部に光めっき法等により金属シードを形成し、この金属シードを起点として電解めっきにより金属電極を形成する方法が提案されている。このような方法によれば、特許文献１，２のようにレジストを用いる必要がないため、材料コストおよびプロセスコスト面でより有利である。また、低抵抗の金属シードを設けることにより、透明電極層と集電極との間の接触抵抗を低下させることができる。【０００７】
また特許文献５では、適当な粗さと多孔性を有する導電性シードを用い、この導電性シード上に絶縁層を製膜することにより、導電性シード上の絶縁層に不連続な開口を形成し、該開口を起点としてめっきにより集電極を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−６６４２６号公報
【特許文献２】特開２０００−５８８８５号公報
【特許文献３】特開２０１０−９８２３２号公報
【特許文献４】特開２０１１−１９９０４５号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ２０１１／０４５２８７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３のように、集電極パターンに対応するマスクを用いる場合、マスクを作製するための費用や工数が必要となり、実用化に向かないという問題がある。【００１０】
特許文献４の方法によれば、高価なレジスト材料を用いることなく、めっき法により細線パターンの集電極を形成可能である。しかしながら、電解めっきの起点となる金属シードを光めっき法により形成する方法は、半導体接合のｎ層側には適用可能であるものの、ｐ層側に適用することはできない。一般に、ヘテロ接合太陽電池では、ｎ型単結晶シリコン基板を用い、ｐ層側のヘテロ接合を受光面側とする構成の特性が最も高いことが知られているが、特許文献４の方法は、ｐ層側を受光面とするヘテロ接合太陽電池における受光面側の集電極の形成には適していないとの問題がある。また、特許文献４では、絶縁層と透明電極層とを貫通する溝内で、透明電極層の側面と金属集電極とが接しているが、透明電極層の厚みは一般に１００ｎｍ程度であるため、両者の接触面積が小さい。そのため、透明電極と集電極との間の抵抗が高くなり、集電極としての機能を十分に発揮しにくいとの問題がある。【００１１】
特許文献５に開示されている方法では、導電性シードの表面形状の変化（起伏）が大きい部分に局所的に絶縁層が形成されないため、絶縁層に開口Ａが形成される。この方法では、特許文献４に記載されている方法に比べて、導電性シードとめっき金属電極層との接触面積を大きくできる。また、特許文献５の方法は、太陽電池の半導体接合のｐ層型およびｎ層側のいずれにも適用可能である。しかしながら、導電性シード形成領域の端部（導電性シード形成領域と導電性シード非形成領域との境界）付近では、導電性シードの厚みの変化が急峻であるため、導電性シード形成領域の端部周辺に、絶縁層の開口Ａが形成されやすいと推測される。導電性シード形成領域の端部を起点として、めっきにより金属層を析出させると、導電性シード非形成領域にも金属が析出するため（図１２：特許文献４のＦＩＧ．４ｃ 参照）、集電極による遮光面積が大きくなり、太陽電池の発電量が低下する。【００１２】
本発明は、上記のような太陽電池の集電極形成に関わる従来技術の問題点を解決し、太陽電池の変換効率を向上させること、および太陽電池の製造コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らが上記課題に鑑み鋭意検討した結果、導電性シード上に形成される絶縁層の開口を、集電極の幅方向の中央部に偏在させることにより、集電極による遮光面積を低減し、太陽電池の変換効率を向上可能であることを見出し、本発明に至った。【００１４】
本発明は、光電変換部の第一主面上において一方向に延在する集電極を有する太陽電池、および当該太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する。集電極は、光電変換部側から順に第一導電層と第二導電層とを含み、かつ、第一導電層と第二導電層の間に開口が形成された絶縁層を含む。第一導電層は、絶縁層により被覆されており、第二導電層の一部が、絶縁層の開口を通じて第一導電層に導通されている。【００１５】
第一導電層は、その延在方向と直交する方向において、第一導電層の両端からそれぞれｄ２−ｄＩの範囲内にある非中央部Ｌｏと、２つの非中央部の間の中央部とを有する。中央部における第一導電層上の絶縁層の開口の密度Ｓｃは、非中央部における第一導電層上の絶縁層の開口の密度Ｓｏよりも高い。なお、ｄＩは絶縁層の膜厚であり、ｄ２は第二導電層の膜厚である。【００１６】
中央部および非中央部についてより詳細に説明すると、第一導電層上の領域Ｘの一端（地点ｓ１）から、第一導電層の延在方向に一定間隔で位置する点の集合Ｓ＝｛ｓ１、ｓ２、・・・、ｓＮ、・・・、ｓｕ｝（Ｎ＝１、２、・・、ｕ；ｓｕは領域Ｘの他方の一端）について、中央部と非中央部の境界点の集合ＢＡ＝｛ｂＡ１、ｂＡ２、・・・、ｂＡＮ、・・・、ｂＡｕ｝（Ｎ＝１、２、・・、ｕ），ＢＢ＝｛ｂＢ１、ｂＢ２、・・・、ｂＢＮ、・・・、ｂＢｕ｝（Ｎ＝１、２、・・、ｕ）にそれぞれ含まれる点を、各々、順に結んで形成した２本の線に挟まれた領域が中央部（Ｌｃ）、中央部以外の第一導電層の領域が非中央部（Ｌｏ）である。
ただし、
ＡＮ：第一導電層の延在方向に直交するｓＮにおける直線；
ＥＮＡ，ＥＮＢ：ＡＮと第一導電層両端部とのそれぞれの交点；
ＬＮ：ＥＮＡ，ＥＮＢの間隔（ｓＮでの第一導電層の線幅）；
ＣＮ：ＥＮＡとＥＮＢとの中点；
ｓＮでの中央部と非中央部の境界点：直線ＡＮ上における点ＣＮからの距離がＬＮ／２―（ｄ２−ｄＩ）である点（ＥＮＡ側の点をｂＡＮ、ＥＮＢ側の点ｂＢＮとする）
である。【００１７】
第一導電層は、熱流動開始温度Ｔ１が光電変換部の耐熱温度よりも低温である低融点材料を含むことが好ましく、低融点材料が、第一導電層の中央部に偏在していることが好ましい。この場合、低融点材料が複数の島状領域に形成され、島状領域の１つと、それに最近接の島状領域との間隔ｄＰＬは、ｄＰＬ≦２×（ｄ２―ｄＩ）を満たすことが好ましい。【００１８】
本発明の太陽電池の一形態において、光電変換部は、結晶シリコン基板の第一主面上に、シリコン系薄膜および透明電極層をこの順に有し、透明電極層上に集電極を有する。【００１９】
本発明の太陽電池の製造方法は、光電変換部の第一主面上に第一導電層が形成される工程（第一導電層形成工程）、第一導電層上に絶縁層が形成される工程（絶縁層形成工程）、および絶縁層に設けられた開口を介して、めっき法により第一導電層と導通する第二導電層が形成される工程（めっき工程）、をこの順に有する。絶縁層には、第一導電層上の中央部に偏在するように開口が形成される。【００２０】
第一導電層は、例えば光電変換部の第一主面上に、粘度が１０〜５００Ｐａ・ｓの塗布材料を塗布した後、塗布材料を硬化させることにより形成される。第一導電層は、熱流動開始温度Ｔ１が光電変換部の耐熱温度よりも低温である低融点材料を含むことが好ましい。【００２１】
絶縁層形成後に、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温のアニール温度Ｔａで加熱処理が行われることにより、第一導電層上の絶縁層に開口を形成できる。また、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温の基板温度Ｔｂで絶縁層を形成すれば、絶縁層の形成と同時に、第一導電層上の絶縁層に開口を形成できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、めっき法により集電極が形成可能であるため、集電極が低抵抗化され、太陽電池の変換効率を向上することができる。また、第一導電層上の中央部にめっき法により第二導電層が形成されるために、集電極の幅を小さくでき、遮光面積の小さい集電極の形成が可能である。そのため、高効率の太陽電池を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の太陽電池の一実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】一実施形態にかかるヘテロ接合太陽電池を示す模式的断面図である。
【図３Ａ】関連技術における集電極の構造を示す概念図である。
【図３Ｂ】集電極の構造を示す概念図である。
【図３Ｃ】集電極の構造を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による太陽電池の製造工程の概念図である。
【図５】第一導電層の中央部および非中央部の特定、ならびに開口部の密度の測定方法を説明するための概念図である。
【図６】第一導電層中の低融点材料の密度の測定方法を説明するための概念図である。
【図７】第一導電層の形成時に、時間の経過とともに流動が生じて印刷塗布層の形状が変化する様子を模式的に表す断面図である。
【図８Ａ】隣接する開口部間の距離について説明するための概念図である。
【図８Ｂ】隣接する低融点材料間の距離について説明するための概念図である。
【図９Ａ】隣接する開口部間の距離と、隣接する第二導電層の電気的接触との関係について説明するための概念図である。
【図９Ｂ】隣接する開口部間の距離と、隣接する第二導電層の電気的接触との関係について説明するための概念図である。
【図１０】集電極の表面で光が反射する様子を表す概念図である。
【図１１】めっき装置の構造模式図である。
【図１２】関連技術における集電極の構造を模式的に表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に模式的に示すように、本発明の太陽電池１００は、光電変換部５０の第一主面上に集電極７を備える。集電極７は、光電変換部５０側から順に、第一導電層７１と第二導電層７２とを含む。第一導電層７１と第二導電層７２との間には、開口を有する絶縁層９が形成されている。第二導電層７２の一部は、例えば絶縁層９の開口９ｈを介して、第一導電層７１に導通されている。
【００２５】
第一導電層上の絶縁層９は、非中央部における開口の密度よりも中央部における開口の密度の方が高くなるよう形成されている。第一導電層７１は、光電変換部５０の耐熱温度よりも低温の熱流動開始温度Ｔ１を有する低融点材料を含むことが好ましい。熱流動開始温度Ｔ１は、例えば２５０℃以下である。第一導電層が低融点材料を含む場合、第一導電層中の低融点材料は、非中央部における存在密度よりも中央部における存在密度の方が高くなるように位置することが好ましい。
【００２６】
以下、本発明の一実施形態であるヘテロ接合結晶シリコン太陽電池（以下、「ヘテロ接合太陽電池」と記載する場合がある）を例として、本発明をより詳細に説明する。ヘテロ接合太陽電池は、一導電型の単結晶シリコン基板の表面に、単結晶シリコンとはバンドギャップの異なるシリコン系薄膜を有することで、拡散電位が形成された結晶シリコン系太陽電池である。シリコン系薄膜としては非晶質のものが好ましい。中でも、拡散電位を形成するための導電型非晶質シリコン系薄膜と結晶シリコン基板の間に、薄い真性の非晶質シリコン層を介在させたものは、変換効率の最も高い結晶シリコン太陽電池の形態の一つとして知られている。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態に係るヘテロ接合太陽電池の模式的断面図である。ヘテロ接合太陽電池１０１は、光電変換部５０として、一導電型単結晶シリコン基板１の一方の面（受光面）に、導電型シリコン系薄膜３ａおよび受光面側透明電極層６ａをこの順に有する。一導電型単結晶シリコン基板１の他方の面（受光面の反対面）には、導電型シリコン系薄膜３ｂおよび裏面側透明電極層６ｂをこの順に有することが好ましい。光電変換部５０表面の受光面側透明電極層６ａ上には、第一導電層７１および第二導電層７２を含む集電極７が形成されている。第一導電層７１と第二導電層７２との間には開口を有する絶縁層９が形成されている。
【００２８】
一導電型単結晶シリコン基板１と導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂとの間には、真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂを有することが好ましい。裏面側透明電極層６ｂ上には裏面金属電極８を有することが好ましい。
【００２９】
［光電変換部の構成］
まず、ヘテロ接合太陽電池における、一導電型単結晶シリコン基板について説明する。一般的に単結晶シリコン基板は、導電性を持たせるために、シリコンに対して電荷を供給する不純物を含有している。単結晶シリコン基板は、シリコン原子に電子を導入するための原子（例えばリン）を含有させたｎ型と、シリコン原子に正孔を導入する原子（例えばボロン）を含有させたｐ型がある。すなわち、本発明における「一導電型」とは、ｎ型またはｐ型のどちらか一方であることを意味する。
【００３０】
ヘテロ接合太陽電池では、単結晶シリコン基板へ入射した光が最も多く吸収される入射側のへテロ接合を逆接合として強い電場を設けることで、電子・正孔対を効率的に分離回収することができる。そのため、受光面側のヘテロ接合は逆接合であることが好ましい。一方で、正孔と電子とを比較した場合、有効質量および散乱断面積の小さい電子の方が、一般的に移動度が大きい。以上の観点から、ヘテロ接合太陽電池に用いられる一導電型単結晶シリコン基板は、ｎ型単結晶シリコン基板であることが好ましい。一導電型単結晶シリコン基板は、光閉じ込めの観点から、表面にテクスチャ構造を有することが好ましい。
【００３１】
テクスチャ構造が形成された一導電型単結晶シリコン基板の表面に、シリコン系薄膜が製膜される。シリコン系薄膜の製膜方法としては、プラズマＣＶＤ法が好ましい。プラズマＣＶＤ法によるシリコン系薄膜の形成条件としては、基板温度１００〜３００℃、圧力２０〜２６００Ｐａ、高周波パワー密度０．００４〜０．８Ｗ／ｃｍ２が好ましく用いられる。シリコン系薄膜の形成に使用される原料ガスとしては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６等のシリコン系ガス、またはシリコン系ガスとＨ２との混合ガスが好ましく用いられる。
【００３２】
導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂは、一導電型または逆導電型のシリコン系薄膜である。例えば、一導電型単結晶シリコン基板１としてｎ型が用いられる場合、一導電型シリコン系薄膜、および逆導電型シリコン系薄膜は、各々ｎ型、およびｐ型となる。ｐ型またはｎ型シリコン系薄膜を形成するためのドーパントガスとしては、Ｂ２Ｈ６またはＰＨ３等が好ましく用いられる。また、ＰやＢといった不純物の添加量は微量でよいため、予めＳｉＨ４やＨ２で希釈された混合ガスを用いることが好ましい。導電型シリコン系薄膜の製膜時に、ＣＨ４、ＣＯ２、ＮＨ３、ＧｅＨ４等の異種元素を含むガスを添加して、シリコン系薄膜を合金化することにより、シリコン系薄膜のエネルギーギャップを変更することもできる。
【００３３】
シリコン系薄膜としては、非晶質シリコン薄膜、微結晶シリコン（非晶質シリコンと結晶質シリコンとを含む薄膜）等が挙げられる。中でも非晶質シリコン系薄膜を用いることが好ましい。例えば、一導電型単結晶シリコン基板１としてｎ型単結晶シリコン基板を用いた場合の光電変換部５０の好適な構成としては、透明電極層６ａ／ｐ型非晶質シリコン系薄膜３ａ／ｉ型非晶質シリコン系薄膜２ａ／ｎ型単結晶シリコン基板１／ｉ型非晶質シリコン系薄膜２ｂ／ｎ型非晶質シリコン系薄膜３ｂ／透明電極層６ｂの順の積層構成が挙げられる。この場合、前述の理由から、ｐ層側を受光面とすることが好ましい。
【００３４】
真性シリコン系薄膜２ａ，２ｂとしては、シリコンと水素で構成されるｉ型水素化非晶質シリコンが好ましい。単結晶シリコン基板上に、ＣＶＤ法によってｉ型水素化非晶質シリコンが製膜されると、単結晶シリコン基板への不純物拡散を抑えつつ表面パッシベーションを有効に行うことができる。また、膜中の水素量を変化させることで、エネルギーギャップにキャリア回収を行う上で有効なプロファイルを持たせることができる。
【００３５】
ｐ型シリコン系薄膜は、ｐ型水素化非晶質シリコン層、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層、またはｐ型非晶質シリコンオキサイド層であることが好ましい。不純物拡散の抑制や直列抵抗低下の観点ではｐ型水素化非晶質シリコン層が好ましい。一方、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層およびｐ型非晶質シリコンオキサイド層は、ワイドギャップの低屈折率層であるため、光学的なロスを低減できる点において好ましい。
【００３６】
ヘテロ接合太陽電池１０１の光電変換部５０は、導電型シリコン系薄膜３ａ，３ｂ上に、透明電極層６ａ，６ｂを備えることが好ましい。透明電極層６ａ，６ｂは、導電性酸化物を主成分とすることが好ましい。導電性酸化物としては、例えば、酸化亜鉛や酸化インジウム、酸化錫を単独または混合して用いることができる。導電性、光学特性、および長期信頼性の観点から、酸化インジウムを含んだインジウム系酸化物が好ましく、中でも酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を主成分とするものがより好ましく用いられる。
【００３７】
ここで、本明細書において、特定の成分を「主成分とする」とは、含有量が５０重量％より多いことを意味し、７０重量％以上が好ましく、９０重量％以上がより好ましい。透明電極層は、単層でもよく、複数の層からなる積層構造でもよい。
【００３８】
透明電極層には、ドーピング剤を添加することができる。例えば、透明電極層として酸化亜鉛が用いられる場合、ドーピング剤としては、アルミニウムやガリウム、ホウ素、ケイ素、炭素等が挙げられる。透明電極層として酸化インジウムが用いられる場合、ドーピング剤としては、亜鉛や錫、チタン、タングステン、モリブデン、ケイ素等が挙げられる。透明電極層として酸化錫が用いられる場合、ドーピング剤としては、フッ素等が挙げられる。
【００３９】
ドーピング剤は、受光面側透明電極層６ａおよび裏面側透明電極層６ｂの一方もしくは両方に添加することができる。特に、受光面側透明電極層６ａにドーピング剤を添加することが好ましい。受光面側透明電極層６ａにドーピング剤を添加することで、透明電極層自体が低抵抗化されるとともに、透明電極層６ａと集電極７との間での抵抗損を抑制することができる。
【００４０】
受光面側透明電極層６ａの膜厚は、透明性、導電性、および光反射低減の観点から、１０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下であることが好ましい。透明電極層６ａの役割は、集電極７へのキャリアの輸送であり、そのために必要な導電性があればよく、膜厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。膜厚を１４０ｎｍ以下にすることにより、透明電極層６ａでの吸収ロスが小さく、透過率の低下に伴う光電変換効率の低下を抑制することができる。また、透明電極層６ａの膜厚が上記範囲内であれば、透明電極層内のキャリア濃度上昇も防ぐことができるため、赤外域の透過率低下に伴う光電変換効率の低下も抑制される。
【００４１】
透明電極層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法等の物理気相堆積法や、有機金属化合物と酸素または水との反応を利用した化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法等が好ましい。いずれの製膜方法においても、熱やプラズマ放電によるエネルギーを利用することもできる。
【００４２】
透明電極層作製時の基板温度は、適宜設定される。例えば、シリコン系薄膜として非晶質シリコン系薄膜が用いられる場合、２００℃以下が好ましい。基板温度を２００℃以下とすることにより、非晶質シリコン層からの水素の脱離や、それに伴うシリコン原子へのダングリングボンドの発生を抑制でき、結果として変換効率を向上させることができる。
【００４３】
裏面側透明電極層６ｂ上には、裏面金属電極８が形成されることが好ましい。裏面金属電極８としては、近赤外から赤外域の反射率が高く、かつ導電性や化学的安定性が高い材料を用いることが望ましい。このような特性を満たす材料としては、銀やアルミニウム等が挙げられる。裏面金属電極層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法や真空蒸着法等の物理気相堆積法や、スクリーン印刷等の印刷法等が適用可能である。
【００４４】
［集電極］
透明電極層６ａ上に、集電極７が形成される。集電極７は、光電変換部上で、所定方向に延在するフィンガー電極であり、第一導電層７１と、第二導電層７２とを含む。第一導電層７１は、光電変換部の耐熱温度よりも低温の熱流動開始温度Ｔ１を有する、低融点材料を含むことが好ましい。
【００４５】
本実施形態においては、第一導電層７１と第二導電層７２との間に開口を有する絶縁層９が形成される。第二導電層７２の一部は、第一導電層７１に導通されている。ここで「一部が導通されている」とは、典型的には絶縁層に開口が形成され、その開口に第二導電層の材料が充填されていることによって、導通されている状態であり、また絶縁層の一部の膜厚が、数ｎｍ程度と非常に薄くなる（すなわち局所的に薄い膜厚の領域が形成される）ことによって、第二導電層７２が第一導電層７１に導通しているものも含む。例えば、第一導電層７１の低融点材料がアルミニウム等の金属材料である場合、その表面に形成された酸化被膜（絶縁層に相当）を介して第一導電層７１と第二導電層との間が導通されている状態が挙げられる。
【００４６】
本発明においては、第一導電層７１を覆うように、絶縁層９が形成される。第一導電層上における絶縁層には開口が形成されており、絶縁層の開口は、第一導電層上の中央部に偏在している。第一導電層の中央部Ｌｃとは、第一導電層の延在方向と直交する方向において、第一導電層の両端からそれぞれｄ２−ｄＩの範囲内の領域（非中央部Ｌｏ）に挟まれた領域である。具体的には、図５（Ｃ１），（Ｃ２）に示すように、第一導電層の延在方向に一定間隔で位置する点ｓＮの集合Ｓ＝｛ｓ１、ｓ２、・・・、ｓｕ｝（Ｎ＝１、２、・・、ｕ）に含まれる点ｓＮを通る直線ＡＮ上に、中央部と非中央部の境界ｂＡＮおよびｂＢＮが存在する。ｂＡＮの集合ＢＡ＝｛ｂＡ１、ｂＡ２、・・・、ｂＡｕ｝（Ｎ＝１、２、・・、ｕ）に含まれる各点を順に結んで形成した線ＯＡと、ｂＢＮの集合ＢＢ＝｛ｂＢ１、ｂＢ２、・・・、ｂＢｕ｝（Ｎ＝１、２、・・、ｕ）に含まれる各点を結んで形成した線ＯＢとの間に挟まれた領域が中央部である。また、第一導電層の非中央部Ｌｏとは、中央部以外の第一導電層の領域のことであり、第一導電層の延在方向と直交する方向において、第一導電層の両端からそれぞれｄ２−ｄＩの範囲内の領域である。ただし、ｄ２は第二導電層の膜厚であり、ｄＩは絶縁層の膜厚である。
【００４７】
「中央部に偏在する」とは、中央部における密度が非中央部における密度よりも高いことを意味する。例えば、第一導電層上に形成された絶縁層の開口が中央部に偏在するとは、中央部の絶縁層の開口の密度Ｓｃが非中央部の絶縁層の開口の密度Ｓｏよりも高い、すなわち、Ｓｏ＜Ｓｃを満たすことを意味する。また、後述のように、第一導電層に含まれる低融点材料が中央部に偏在するとは、中央部の低融点材料の密度Ｍｃが非中央部の低融点材料の密度ＭＯよりも高いことを意味する。
【００４８】
（開口部の密度の測定方法）
以下では、第一導電層上の中央部および非中央部における絶縁層の開口の密度の測定方法について説明する。絶縁層の開口の密度は、（ｉ）絶縁層の膜厚ｄＩおよび第二導電層の膜厚ｄ２の測定、（ｉｉ）第一導電層の中央部と非中央部の把握、ならびに（ｉｉｉ）絶縁層の開口の密度の測定、の各ステップにより実施される。図５（Ｄ）において、領域Ｂが、絶縁層の開口の密度の被測定領域である。領域Ｂに隣接する領域Ａおよび領域Ｃの観察により、第一導電層の中央部と非中央部の把握が行われる。
【００４９】
（ｉ）絶縁層の膜厚ｄＩおよび第二導電層の膜厚ｄ２の測定
まず、絶縁層の開口の密度の被測定領域の近傍において、絶縁層の膜厚ｄＩおよび第二導電層の膜厚ｄ２を測定する。図９Ａおよび図９Ｂに示すように、絶縁層９の膜厚ｄＩは、絶縁層９の第一導電層７１側界面と第二導電層７２側界面との距離である。第二導電層７２の膜厚ｄ２は、絶縁層９の開口部に露出した第一導電層７１の表面と、第二導電層７２の表面との距離である。なお、２つの面が非平行である場合は、第一導電層と絶縁層との界面（または第一導電層と絶縁層の開口部との界面）から引いた垂線の足の長さを面間距離（厚み）と定義する。絶縁層や第二導電層の膜厚が不均一な場合は、複数箇所において膜厚を測定し、複数個所における膜厚の平均値をｄＩやｄ２とすればよい。
【００５０】
（ｉｉ）第一導電層の中央部と非中央部の把握
第一導電層の表面観察により、第一導電層の中央部および非中央部を把握する。領域Ｘは被測定領域に隣接する領域であり、図５（Ｄ）では、領域Ａおよび領域Ｃのそれぞれが領域Ｘに該当する。領域Ｘは、例えば、第一導電層の延在方向（図５（Ａ）、（Ｂ）中の矢印で示す方向）に沿って０．５ｍｍ程度の領域である。中央部Ｌｃは、第一導電層の領域Ｘにおいて、中央部と非中央部の境界点を順に結んで形成される２本の線に挟まれた領域のことである。非中央部Ｌｏとは、第一導電層の中央部以外の領域である。
【００５１】
以下では、図５を用いて、絶縁層の第一導電層の中央部および非中央部を把握するための方法を説明する。第一導電層上に第二導電層が形成されている場合は、第一導電層の表面を直接観察することが困難であるため、第二導電層の膜厚を測定した領域に近接する領域の第二導電層を選択的に除去して、第一導電層の表面を観察可能な状態にする。第二導電層の除去方法は特に限定されないが、化学的なエッチング、粘着テープ等を用いた剥離、機械的な研磨等の手法により、第一導電層に形状変化を与えない手法で行うことが好ましい。なお、絶縁層が非透明である場合、第一導電層の表面を観察するために、第二導電層に加えて、絶縁層も除去される。
【００５２】
図５（Ａ）は、化学的なエッチングにより第二導電層を除去した後の第一導電層の光学顕微鏡写真である。まず、領域Ｘの一端における第一導電層の幅方向の両端部Ｅ１ＡおよびＥ１Ｂを抽出する。観察像（例えば、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡により観察した写真）の二値化画像（図５（Ｂ））を用いれば、第一導電層の幅方向の端部、すなわち、第一導電層形成領域と第一導電層非形成領域との境界を容易に抽出できる。
【００５３】
二値化処理の際の閾値は、外観像をもとに適宜設定すればよい。両端部Ｅ１ＡとＥ１Ｂは、点Ｓ１を通り、第一導電層の延在方向と直交する直線Ａ１に沿って、二値化画像の明るさの強度を走査した際に、明るさが０から１に変化する点（Ｅ１Ａ）、および１から０に変化する点（Ｅ１Ｂ）である。このようにして求められたＥ１ＡとＥ１Ｂとの距離をＬ１、Ｅ１ＡとＥ１Ｂの中点をＣ１とする。
【００５４】
図５（Ｃ１）は、二値化画像から、第一導電層の中央部と非中央部との境界線（ＯＡおよびＯＢ）を求める方法を説明するための図であり、図５（Ｃ２）は、領域Ｘの一部の拡大図である。Ｓ１を通り、第一導電層の延在方向と平行な直線上に、一定間隔で存在する点ＳＮ（Ｎ＝１，２，３，…，ｕ）のそれぞれに対して、第一導電層の幅方向の両端部の点ＥＮＡおよびＥＮＢ、ならびに中点ＣＮの抽出を行う。上述のように、点ＳＮを通り、第一導電層の延在方向と直交する直線ＡＮに沿って、画像の明るさの強度を走査することにより、ＥＮＡおよびＥＮＢ、ならびにその中点ＣＮを抽出できる。中点ＣＮを結んだ線が、第一導電層の中心線Ｏ１である。点ＳＮにおける第一導電層の線幅ＬＮは、ＥＮＡとおよびＥＮＢとの距離であり、ＬＮ（Ｎ＝１，２，３，…，ｕ）の平均値がＬＴ１である。
【００５５】
点ＥＮＡおよび点ＥＮＢのそれぞれから、直線ＬＮに沿って距離が（ｄ２−ｄＩ）である点（直線ＡＮ上で点ＣＮからの距離がＬＮ／２―（ｄ２−ｄＩ）である点）が、中央部と非中央部の境界ｂＡＮおよびｂＢＮである。点ＥＮＡ側の境界ｂＡＮの集合ＢＡ＝｛ｂＡ１，ｂＡ２，ｂＡ３，・・・，ｂＡｕ｝（Ｎ＝１，２，３，…，ｕ）に含まれる各点を順に結んで形成した線が、中央部と非中央部との境界線ＯＡである。点ＥＮＢ側の境界ｂＢＮの集合ＢＢ＝｛ｂＢ１，ｂＢ２，ｂＢ３，・・・，ｂＢｕ｝（Ｎ＝１，２，３，…，ｕ）に含まれる各点を順に結んで形成した線が、中央部と非中央部との境界線ＯＢである。これら２本の境界線ＯＡおよびＯＢに挟まれた領域が、第一導電層の中央部Ｌｃである。
【００５６】
ただし、
ｄ２：第二導電層の膜厚；
ｄＩ：絶縁層の膜厚；
ＡＮ：第一導電層の延在方向に直交し、ｓＮを通る直線；
ＥＮＡ，ＥＮＢ：ＡＮと第一導電層両端部とのそれぞれの交点；
ＬＮ：ＥＮＡ，ＥＮＢ間の距離（ｓＮでの第一導電層の線幅）；
ＬＴ１：ＬＮ（Ｎ＝１、２、・・・、ｕ）の平均値；
ＣＮ：ＥＮＡとＥＮＢとの中点；
ｂＡＮおよびｂＢＮ：直線ＡＮ上でＣＮからの距離がＬＮ／２―（ｄ２−ｄＩ）である点（ＥＮＡ側の点をｂＡＮ、ＥＮＢ側の点をｂＢＮとする）；
Ｏ１：ＣＮ（Ｎ＝１、２、・・・、ｕ）をＮ＝１から順に結んだ線（中心線ともいう）；
ＯＡ：ｂＡＮ（Ｎ＝１、２、・・・、ｕ）をＮ＝１から順に結んだ線；
ＯＢ：ｂＢＮ（Ｎ＝１、２、・・・、ｕ）をＮ＝１から順に結んだ線；
である。
なお、ｄＩがｄ２に比べて十分小さい場合（例えば、ｄ２≧５０ｄＩの場合）は、ｄ２−ｄＩ＝ｄ２として、中央部および非中央部の把握を行ってもよい。
【００５７】
（ｉｉｉ）絶縁層の開口の密度の測定
最後に、絶縁層の開口の密度を求める。まず、「中央部」における絶縁層の開口の密度の求め方を説明する。はじめに、領域Ａ、Ｃの第一導電層の中央部を通る直線Ｑｃに沿って、被測定領域（領域Ｂ）の断面を形成する。図５（Ｄ）に示すように、この直線Ｑｃは、領域Ａの中心線付近および領域Ｃの中心線付近を通り、かつ、第一導電層の延在方向と略平行である。断面の形成方法は特に限定されない。公知の手法としては、樹脂に埋め込んだ試料を切断し、切断面に研磨処理を行うことによって断面を形成する方法や、集束イオンビーム（ＦＩＢ）により加工を行う方法が適用可能である。第二導電層の断面像は光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡で観察することができる。
【００５８】
上記断面の観察により、絶縁層の開口が形成された領域の長さの総和ＨＬ（＝Ｈ１＋Ｈ２＋…Ｈｎ）と測定領域の長さＬｘをそれぞれ算出し（図６参照）、両者の比ＨＬ／Ｌｘを第一導電層の中央部における絶縁層の開口の密度Ｓｃとする。測定領域の長さＬｘは、領域Ｂの全幅とすることが好ましく、０．５ｍｍ程度に設定される。
【００５９】
引き続き、第一導電層の「非中央部」における絶縁層の開口の密度を評価する。これは、第一導電層の中央部における絶縁層の開口の密度の測定時と同様にして、領域Ａ、Ｃの第一導電層の非中央部を通る直線ＱＯに沿って被測定領域（領域Ｂ）の断面を形成し、断面を走査型電子顕微鏡等により観察し、絶縁層の開口の長さと測定領域の長さを算出し、その比を第一導電層の非中央部における絶縁層の開口の密度Ｓｏとする。図５（Ｄ）に示すように、この直線ＱＯは、領域Ａの非中央部の中心（境界線ＯＢと第一導電層の端部の中心）付近、および領域Ｃの非中央部の中心付近を通り、かつ、第一導電層の延在方向と略平行である。第一導電層は、両端に非中央部を有するが、一般には、これら２つの非中央部における絶縁層の開口の密度は同等である。そのため、いずれか一方の非中央部における絶縁層の開口の密度を、その被測定領域の非中央部の開口の密度として差支えない。
【００６０】
集電極の複数の被測定領域のそれぞれにおいて、上記の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を実施し、各測定領域において、中央部の開口の密度Ｓｃおよび非中央部の開口の密度ＳＯを算出する。例えば、１０の被測定領域のそれぞれで上記の測定を行い、各被測定領域における絶縁層の開口の密度の平均値を、絶縁層の開口の密度を定義する。
【００６１】
（集電極による遮光面積の低減）
以下では、図３Ａ，Ｂを用いて、集電極による遮光について説明する。一般に、めっき法では生成の起点を中心にして等方的に金属が成長する。そのため、図３Ａ（１）に示されるように、絶縁層の開口（めっきの起点７９）が第一導電層２７１上に均一に形成されている場合、第一導電層の端部近傍からも金属が成長し、図３Ａ（２）に示すように、第二導電層２７２は、第一導電層２７１の形成領域からはみ出して成長する（図３Ａ（２）のハッチング領域）。このように、第二導電層２７２が、第一導電層２７１が形成されていない領域（第一導電層非形成領域）上にも成長するため、第二導電層２７２の幅が、第一導電層２７１の幅よりも大きくなりやすい。すなわち、第一導電層のみを形成したときと比べて、集電極による遮光面積が大きくなりやすく、太陽電池の電流（Ｊｓｃ）低下の原因となる。
【００６２】
第一導電層の線幅を小さくすることによっても、遮光面積を低減できる。しかしながら、第一導電層と透明電極層との間の接触抵抗は、両者の接触面積によっても変化するため、第一導電層の線幅（面積）を小さくすると、接触抵抗増大による太陽電池性能の低下が無視できなくなる場合がある。これに対して、本発明では、図３Ｂ（１）に示すように、絶縁層の開口（めっきの起点７９）を、第一導電層７１の中央部に偏在するように配置し、図３Ｂ（２）に示すように、絶縁層の開口を起点として第二導電層７２をめっき法により形成する。
【００６３】
図３Ｃは、図３Ｂ（２）で形成された集電極のＣ１−Ｃ２線における断面を表す模式図である。本発明の太陽電池においては、図３Ｃに示すように、第二導電層７２の析出の起点となる絶縁層９の開口９ｈが第一導電層７１の中央部に偏在する。そのため、第一導電層上からはみ出して第二導電層が生成されにくくなり、第二導電層による遮光面積を増やすことなく、フィンガー電極における接触抵抗を低減することができる。
【００６４】
第二導電層による遮光面積増大を抑制する観点から、第一導電層上の非中央部における絶縁層の開口の密度は、第一導電層上の中央部における絶縁層の開口の密度よりも小さいことが好ましい。特に、絶縁層の開口は、第一導電層上の非中央部に形成されていないことが好ましい。
【００６５】
（絶縁層への開口の形成方法）
絶縁層９に、第一導電層と第二導電層とを導通させるための開口を形成する方法は特に限定されず、レーザ照射、機械的な孔開け、化学エッチング等の方法が採用できる。一実施形態では、第一導電層中の低融点材料を熱流動させることによって、その上に形成された絶縁層に開口が形成される。
【００６６】
第一導電層中の低融点材料の熱流動により開口を形成する方法としては、低融点材料を含有する第一導電層７１上に絶縁層９を形成後、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１以上に加熱（アニール）して第一導電層の表面形状に変化が生じさせ、その上に形成されている絶縁層９に開口（き裂）を形成する方法；あるいは、低融点材料を含有する第一導電層７１上に絶縁層９を形成する際にＴ１以上に加熱することにより、低融点材料を熱流動させ、絶縁層の形成と同時に開口を形成する方法が挙げられる。
【００６７】
以下、第一導電層中の低融点材料の熱流動を利用して、絶縁層に開口を形成する方法を図面に基づいて説明する。
【００６８】
図４は、太陽電池の光電変換部５０上への集電極７の形成方法の一実施形態を示す工程概念図である。この実施形態では、まず、光電変換部５０が準備される（光電変換部準備工程、図４（Ａ））。例えば、ヘテロ接合太陽電池の場合は、前述のように、一導電型シリコン基板上に、シリコン系薄膜および透明電極層を備える光電変換部が準備される。
【００６９】
光電変換部の第一主面上に、低融点材料７１１を含む第一導電層７１が形成される（第一導電層形成工程、図４（Ｂ））。第一導電層７１は、低融点材料７１１が中央部に偏在するように形成されることが好ましい。
【００７０】
第一導電層７１上には、絶縁層９が形成される（絶縁層形成工程、図４（Ｃ））。絶縁層９は、第一導電層７１上にのみ形成されていてもよく、光電変換部５０の第一導電層７１が形成されていない領域（第一導電層非形成領域）上にも形成されてもよい。特に、ヘテロ接合太陽電池のように、光電変換部５０の表面に透明電極層が形成されている場合は、第一導電層非形成領域上にも絶縁層９が形成されることが好ましい。
【００７１】
絶縁層が形成された後、加熱によるアニール処理が行われる（アニール工程、図４（Ｄ））。アニール処理により、第一導電層７１がアニール温度Ｔａに加熱され、低融点材料７１１が熱流動することによって、第一導電層７１の表面形状が変化し、それに伴って第一導電層７１上に形成された絶縁層９に変形が生じる。絶縁層９の変形は、典型的には、絶縁層への開口９ｈの形成である。開口９ｈは、例えばき裂状に形成される。低融点材料７１１が、第一導電層７１の中央部に偏在している場合、アニール処理により、第一導電層上の中央部に偏在するように絶縁層の開口が形成される。
【００７２】
アニール処理により絶縁層に開口を形成した後に、めっき法により第二導電層７２が形成される（めっき工程、図４（Ｅ））。第一導電層７１は絶縁層９により被覆されているが、絶縁層９に開口９ｈが形成された部分では、第一導電層７１が露出した状態である。そのため、第一導電層がめっき液に曝されることとなり、この開口９ｈを起点として金属の析出が可能となる。このような方法によれば、集電極の形状に対応する開口を有するレジスト材料層を設けずとも、集電極の形状に対応する第二導電層をめっき法により形成することができる。すなわち、第一導電層上の中央部に偏在する、絶縁層の開口を起点として、第二導電層がめっき法により形成されるため、第二導電層の線幅の広がりを抑制することができる。
【００７３】
（第一導電層）
第一導電層７１は、めっき法により第二導電層が形成される際の導電性下地層として機能する層である。そのため、第一導電層は電解めっきの下地層として機能し得る程度の導電性を有していればよい。なお、本明細書においては、体積抵抗率が１０−２Ω・ｃｍ以下であれば導電性であると定義する。また、体積抵抗率が、１０２Ω・ｃｍ以上であれば、絶縁性であると定義する。
【００７４】
第一導電層７１の膜厚は、コスト的な観点から２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。一方、第一導電層７１のライン抵抗を所望の範囲とする観点から、膜厚は０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましい。
【００７５】
第一導電層７１は、熱流動開始温度Ｔ１の低融点材料を含むことが好ましい。熱流動開始温度とは、加熱により材料が熱流動を生じ、低融点材料を含む層の表面形状が変化する温度であり、典型的には融点である。高分子材料やガラスでは、融点よりも低温で材料が軟化して熱流動を生じる場合がある。このような材料では、熱流動開始温度＝軟化点と定義できる。軟化点とは、粘度が４．５×１０６Ｐａ・ｓとなる温度である（ガラスの軟化点の定義に同じ）。
【００７６】
第一導電層７１が、低融点材料を含むことにより、低融点材料が存在する領域上の絶縁層に開口を形成することができ、該開口を起点としてめっきにより第二導電層を析出させることができる。
【００７７】
この場合、低融点材料が第一導電層上の中央部に偏在することにより、絶縁層の開口を第一導電層上の中央部に容易に形成することが可能となる。図６に示すように、低融点材料７１１上の絶縁層９に開口が形成される。そのため、第二導電層の線幅を小さくするためには、第一導電層の非中央部における低融点材料の密度が中央部より低いことが好ましく、低融点材料が、第一導電層の非中央部に存在しないことがより好ましい。
【００７８】
第一導電層中の低融点材料の分布を観察することにより、絶縁層の開口の分布（密度）を見積もることができる。低融点材料の分布は、第一導電層の表面を観察することにより評価することができる。低融点材料の密度は、所定の観察領域において低融点材料が占める面積を観察領域の面積で割ることにより求めることができる。
【００７９】
表面観察を行う場合、低融点材料が占める面積は、光学顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡を用いて測定することができる。外観観察による、低融点材料と低融点材料以外の材料との区別が困難な場合は、第一導電層の組成のマッピング測定などにより、低融点材料が占める面積を測定することができる。なお、組成分析は、電子線などの照射により発生する特性Ｘ線を検出し、分光することにより実施することができる。例えば、電子線照射位置を走査することにより組成の空間分布を測定することができる。
【００８０】
第一導電層上の中央部における低融点材料の密度をＭｃ、非中央部における低融点材料の密度をＭＯとした場合、高効率の太陽電池を実現する観点から、ＭＯ／Ｍｃは、１未満が好ましい（すなわち、中央部に低融点材料が偏在していることが好ましい）。ＭＯ／Ｍｃは、０．５以下がより好ましく、０．２以下がさらに好ましい。ＭＯ／Ｍｃが小さいほど、中央部への低融点材料の偏在の程度が高く、これに伴って、第一導電層上の絶縁層の中央部に偏在して開口が形成され易くなるため（すなわち、ＳＯ／Ｓｃが小さくなり）、高効率の太陽電池が得られる。
【００８１】
低融点材料が第一導電層の中央部に偏在するように第一導電層を形成する方法としては、例えば、第一導電層を、低融点材料を含まない第一の電極パターン層と、第一の電極パターンよりも線幅が小さく低融点材料を含み第二の電極パターン層との二層構成とする方法が挙げられる。このとき、第二の電極パターン層を、第一の電極パターン層の中央部に位置するように形成することが好ましい。
【００８２】
また、後述のように、粒子状の低融点材料、粒子状の高融点材料、および樹脂等からなる塗布材料を用いて第一導電層をパターン形成する場合には、低融点材料および高融点材料の粒径および含有量や、塗布材料の粘度を制御することによっても、第一導電層の中央部に、低融点材料を偏在させることができる。
【００８３】
第一導電層が低融点材料に加えて高融点材料を含有する場合、低融点材料の粒径は、高融点材料の粒径より大きいことが好ましい。例えば、第一導電層をスクリーン印刷法によりパターン状に形成する場合、塗布材料には粘性があるため、図７に示すように、時間の経過とともに流動が生じて印刷塗布層７８の形状が変化する。このとき、低融点材料７１１の粒径が高融点材料７１２の粒径よりも大きいと、粒径が小さな高融点材料の方が流動しやすいため、第一導電層７１の端部に、高融点材料７１２が優先して移動する。結果として第一導電層７１の中央部に低融点材料７１１が取り残され、第一導電層７１の中央部に、低融点材料７１１を偏在させることができる。
【００８４】
このような観点から、第一導電層を形成する塗布材料の粘度は、１０〜５００Ｐａ・ｓであることが好ましく、５０〜３００Ｐａ・ｓであることがより好ましい。塗布材料の粘度が上記範囲内であれば、粒径の大きい低融点材料の流動が生じ難く、かつ高融点材料等の流動が生じやすいため、図７（Ｂ）に示すように、第一導電層の中央部に低融点材料が偏在しやすい。なお、塗布材料の粘度は、株式会社ブルックフィールド製の回転式粘度計（Ｂ型粘度計）により、温度２５℃、回転速度１０ｒｐｍの条件で測定することができる。
【００８５】
低融点材料は、アニール処理において熱流動を生じ、第一導電層７１の表面形状に変化を生じさせるものであることが好ましい。そのため、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、アニール温度Ｔａよりも低温であることが好ましい。また、本発明においては、光電変換部５０の耐熱温度よりも低温のアニール温度Ｔａでアニール処理が行われることが好ましい。したがって、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、光電変換部の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。
【００８６】
光電変換部の耐熱温度とは、当該光電変換部を備える太陽電池（「セル」ともいう）あるいはセルを用いて作製した太陽電池モジュールの特性が不可逆的に低下する温度である。例えば、図２に示すヘテロ接合太陽電池１０１では、光電変換部５０を構成する単結晶シリコン基板１は、５００℃以上の高温に加熱された場合でも特性変化を生じ難い。一方、透明電極層６ａ，６ｂや非晶質シリコン系薄膜２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは２５０℃程度に加熱されると、熱劣化や、ドープ不純物の拡散を生じ、太陽電池特性の不可逆的な低下を生じる場合がある。そのため、ヘテロ接合太陽電池においては、第一導電層７１は、熱流動開始温度Ｔ１が２５０℃以下の低融点材料を含むことが好ましい。
【００８７】
低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１の下限は特に限定されない。アニール処理時における第一導電層の表面形状の変化量を大きくして、絶縁層９に開口９ｈを容易に形成する観点からは、第一導電層の形成工程において、低融点材料は熱流動を生じないことが好ましい。例えば、塗布や印刷により第一導電層が形成される場合は、乾燥のために加熱が行われることがある。この場合は、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、第一導電層の乾燥のための加熱温度よりも高温であることが好ましい。かかる観点から、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、８０℃以上が好ましく、１００℃以上がより好ましい。
【００８８】
低融点材料は、熱流動開始温度Ｔ１が上記範囲であれば、有機物であっても、無機物であってもよい。低融点材料は、電気的には導電性であっても、絶縁性でも良いが、導電性を有する金属材料であることが望ましい。低融点材料が金属材料であれば、第一導電層の抵抗値を小さくできるため、電解めっきにより第二導電層が形成される場合に、第二導電層の膜厚の均一性を高めることができる。また、低融点材料が金属材料であれば、光電変換部５０と集電極７との間の接触抵抗を低下させることも可能となる。
【００８９】
低融点材料としては、低融点金属材料の単体もしくは合金、複数の低融点金属材料の混合物を好適に用いることができる。低融点金属材料としては、例えば、インジウムやビスマス、ガリウム等が挙げられる。
【００９０】
第一導電層７１は、上記の低融点材料に加えて、低融点材料よりも相対的に高温の熱流動開始温度Ｔ２を有する高融点材料を含有することが好ましい。第一導電層７１が高融点材料を有することで、第一導電層と第二導電層とを効率よく導通させることができ、太陽電池の変換効率を向上させることができる。例えば、低融点材料として表面エネルギーの大きい材料が用いられる場合、アニール処理により第一導電層７１が高温に曝されて、低融点材料が液相状態になると、低融点材料の粒子が集合して粗大な粒状となり、第一導電層７１に断線を生じる場合がある。これに対して、高融点材料はアニール処理時の加熱によっても液相状態とならないため、第一導電層形成材料中に高融点材料を含有することによって、低融点材料の粗大化による第一導電層の断線が抑制され得る。
【００９１】
高融点材料の熱流動開始温度Ｔ２は、アニール温度Ｔａよりも高いことが好ましい。すなわち、第一導電層７１が低融点材料および高融点材料を含有する場合、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１、高融点材料の熱流動開始温度Ｔ２、およびアニール処理におけるアニール温度Ｔａは、Ｔ１＜Ｔａ＜Ｔ２を満たすことが好ましい。高融点材料は、絶縁性材料であっても導電性材料であってもよいが、第一導電層の抵抗をより小さくする観点から導電性材料が好ましい。また、低融点材料の導電性が低い場合は、高融点材料として導電性の高い材料を用いることにより、第一導電層全体としての抵抗を小さくすることができる。導電性の高融点材料としては、例えば、銀、アルミニウム、銅などの金属材料の単体もしくは、複数の金属材料を好ましく用いることができる。
【００９２】
第一導電層７１が低融点材料と高融点材料とを含有する場合、その含有比は、上記のような低融点材料粗大化による断線の抑止や、第一導電層の導電性、絶縁層への開口の形成容易性（第二導電層の金属析出の起点数の増大）等の観点から、適宜に調整される。その最適値は、用いられる材料や粒径の組合せに応じて異なるが、例えば、低融点材料と高融点材料の重量比（低融点材料：高融点材料）は、５：９５〜６７：３３の範囲である。低融点材料：高融点材料の重量比は、１０：９０〜５０：５０がより好ましく、１５：８５〜３５：６５がさらに好ましい。
【００９３】
第一導電層７１の材料として、金属粒子等の粒子状低融点材料が用いられる場合、アニール処理による絶縁層への開口の形成を容易とする観点から、低融点材料の粒径ＤＬは、第一導電層の膜厚ｄの１／２０以上であることが好ましく、１／１０以上であることがより好ましい。低融点材料の粒径ＤＬは、０．２５μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。また、第一導電層７１が、スクリーン印刷等の印刷法により形成される場合、粒子の粒径は、スクリーン版のメッシュサイズ等に応じて適宜に設定され得る。例えば、粒径は、メッシュサイズより小さいことが好ましく、メッシュサイズの１／２以下がより好ましい。なお、粒子が非球形の場合、粒径は、粒子の投影面積と等面積の円の直径（投影面積円相当径、Ｈｅｙｗｏｏｄ径）により定義される。
【００９４】
低融点材料の粒子の形状は特に限定されないが、扁平状等の非球形が好ましい。また、球形の粒子を焼結等の手法により結合させて非球形としたものも好ましく用いられる。一般に、金属粒子が液相状態となると、表面エネルギーを小さくするために、表面形状が球形となりやすい。アニール処理前の第一導電層の低融点材料が非球形であれば、アニール処理により熱流動開始温度Ｔ１以上に加熱されると、粒子が球形に近付くため、第一導電層の表面形状の変化量がより大きくなる。そのため、第一導電層７１上の絶縁層９への開口の形成が容易となる。
【００９５】
前述のごとく、第一導電層７１は導電性であり、体積抵抗率が１０−２Ω・ｃｍ以下であればよい。第一導電層７１の体積抵抗率は、１０−４Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。第一導電層が低融点材料のみを有する場合は、低融点材料が導電性を有していればよい。第一導電層が、低融点材料および高融点材料を含有する場合は、低融点材料および高融点材料のうち、少なくともいずれか一方が導電性を有していればよい。例えば、低融点材料／高融点材料の組合せとしては、絶縁性／導電性、導電性／絶縁性、導電性／導電性が挙げられるが、第一導電層をより低抵抗とするためには、低融点材料および高融点材料の双方が導電性を有する材料であることが好ましい。
【００９６】
第一導電層の形成材料には、上記の低融点材料（および高融点材料）に加えて、バインダー樹脂等を含有するペースト等を好ましく用いることができる。また、スクリーン印刷法により形成された第一導電層の導電性を十分向上させるためには、熱処理により第一導電層を硬化させることが望ましい。したがって、ペーストに含まれるバインダー樹脂としては、上記乾燥温度にて硬化させることができる材料を用いることが好ましく、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂等が適用可能である。この場合、硬化とともに低融点材料の形状が変化し、図４（Ｄ）に示すように、アニール処理時に、低融点材料近傍の絶縁層に開口（き裂）が生じやすくなるためである。なお、バインダー樹脂と導電性の低融点材料の比率は、いわゆるパーコレーションの閾値（導電性が発現する低融点材料含有量に相当する比率の臨界値）以上になるように設定すればよい。
【００９７】
第一導電層７１は、インクジェット法、スクリーン印刷法、導線接着法、スプレー法、真空蒸着法、スパッタ法等の公知技術によって作製できる。第一導電層７１は、櫛形等の所定形状にパターン化されていることが好ましい。パターン化された第一導電層の形成には、生産性の観点からスクリーン印刷法が適している。スクリーン印刷法では、金属粒子からなる低融点材料を含む印刷ペースト、および集電極のパターン形状に対応した開口パターンを有するスクリーン版を用いて、集電極パターンを印刷する方法が好ましく用いられる。
【００９８】
一方、印刷ペーストとして、溶剤を含む材料が用いられる場合には、溶剤を除去するための乾燥工程が必要となる。前述のごとく、この場合の乾燥温度は、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも低温であることが好ましい。乾燥時間は、例えば５分間〜１時間程度で適宜に設定され得る。
【００９９】
第一導電層は、複数の層から構成されてもよい。例えば、光電変換部表面の透明電極層との接触抵抗が低い下層と、低融点材料を含む上層からなる積層構造であっても良い。このような構造によれば、透明電極層との接触抵抗の低下に伴う太陽電池の曲線因子向上が期待できる。また、低融点材料含有層と、高融点材料含有層との積層構造とすることにより、第一導電層のさらなる低抵抗化が期待できる。
【０１００】
以上、第一導電層が印刷法により形成される場合を中心に説明したが、第一導電層の形成方法は印刷法に限定されるものではない。例えば、第一導電層は、パターン形状に対応したマスクを用いて、蒸着法やスパッタ法により形成されてもよい。
【０１０１】
（絶縁層）
第一導電層７１上には、絶縁層９が形成される。ここで、第一導電層７１が所定のパターン（例えば櫛形）に形成された場合、光電変換部５０の表面上には、第一導電層が形成されている第一導電層形成領域と、第一導電層が形成されていない第一導電層非形成領域とが存在する。絶縁層９は、少なくとも第一導電層形成領域に形成される。本発明において、絶縁層９は、第一導電層非形成領域上にも形成されていることが好ましく、第一導電層非形成領域の全面に形成されていることが特に好ましい。絶縁層が第一導電層非形成領域にも形成されている場合、めっき法により第二導電層が形成される際に、光電変換部をめっき液から化学的および電気的に保護することが可能となる。例えば、ヘテロ接合太陽電池のように光電変換部５０の表面に透明電極層が形成されている場合は、透明電極層の表面に絶縁層が形成されることで、透明電極層とめっき液との接触が抑止され、透明電極層上への金属層（第二導電層）の析出を防ぐことができる。また、生産性の観点からも、第一導電層形成領域と第一導電層非形成領域との全体に絶縁層が形成されることがより好ましい。
【０１０２】
本発明においては、第一導電層を覆うように、開口を有する絶縁層が形成される。絶縁層の開口は、第一導電層上の中央部に偏在するように形成される。上述のように、第二導電層による遮光面積の増大を抑制する観点から、第一導電層上の中央部よりも第一導電層上の非中央部の方が、絶縁層の開口の密度が低いことが好ましく、絶縁層の開口が、第一導電層上の非中央部に形成されていないことがより好ましい。
【０１０３】
絶縁層９の材料としては、電気的に絶縁性を示す材料が用いられる。また、絶縁層９は、めっき液に対する化学的安定性を有する材料であることが望ましい。めっき液に対する化学的安定性が高い材料を用いることにより、第二導電層形成時のめっき工程中に、絶縁層が溶解しにくく、光電変換部表面へのダメージが生じにくくなる。また、第一導電層非形成領域上にも絶縁層９が形成される場合、絶縁層は、光電変換部５０との付着強度が大きいことが好ましい。例えば、ヘテロ接合太陽電池では、絶縁層９は、光電変換部５０表面の透明電極層６ａとの付着強度が大きいことが好ましい。透明電極層と絶縁層との付着強度を大きくすることにより、めっき工程中に、絶縁層が剥離しにくくなり、透明電極層上への金属の析出を防ぐことができる。
【０１０４】
絶縁層９には、光吸収が少ない材料を用いることが好ましい。絶縁層９は、光電変換部５０の受光面側に形成されるため、絶縁層による光吸収が小さければ、より多くの光を光電変換部へ取り込むことが可能となる。例えば、絶縁層９が透過率９０％以上の十分な透明性を有する場合、絶縁層での光吸収による光学的な損失が小さく、第二導電層形成後に絶縁層を除去することなく、そのまま太陽電池として使用することができる。そのため、太陽電池の製造工程を単純化でき、生産性をより向上させることが可能となる。絶縁層９が除去されることなくそのまま太陽電池として使用される場合、絶縁層９は、透明性に加えて、十分な耐候性、および熱・湿度に対する安定性を有する材料を用いることがより望ましい。
【０１０５】
絶縁層の材料は、無機絶縁性材料でも、有機絶縁性材料でもよい。無機絶縁性材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の材料を用いることができる。有機絶縁性材料としては、例えば、ポリエステル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル、エポキシ、ポリウレタン等の材料を用いることができる。アニール処理における第一導電層の表面形状の変化に伴って生じる界面の応力等による、絶縁層への開口の形成を容易とする観点から、絶縁層の材料は、破断伸びが小さい無機材料であることが好ましい。このような無機材料の中でも、めっき液耐性や透明性の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム等が好ましく用いられる。中でも、電気的特性や透明電極層との密着性等の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム等が好ましく、屈折率を適宜に調整し得る観点からは、酸化シリコンや窒化シリコン等が特に好ましく用いられる。なお、これらの無機材料は、化学量論的（stoichiometric）組成を有するものに限定されず、酸素欠損等を含むものであってもよい。
【０１０６】
絶縁層９の膜厚は、絶縁層の材料や形成方法に応じて適宜設定される。絶縁層９の膜厚は、アニール処理における第一導電層の表面形状の変化に伴って生じる界面の応力等によって、絶縁層に開口が形成され得る程度に薄いことが好ましい。かかる観点から、絶縁層９の膜厚は、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、第一導電層非形成部における絶縁層９の光学特性や膜厚を適宜設定することで、光反射特性を改善し、太陽電池セル内部へ導入される光量を増加させ、変換効率をより向上させることが可能となる。このような効果を得るためには、絶縁層９の屈折率が、光電変換部５０表面の屈折率よりも低いことが好ましい。また、絶縁層９に好適な反射防止特性を付与する観点から、膜厚は３０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内で設定されることが好ましく、５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内で設定されることがより好ましい。なお、第一導電層形成領域上の絶縁層の膜厚と第一導電層非形成領域上の絶縁層の膜厚は異なっていてもよい。例えば、第一導電層形成領域では、アニール処理による開口の形成を容易とする観点で絶縁層の膜厚が設定され、第一導電層非形成領域では、適宜の反射防止特性を有する光学膜厚となるように絶縁層の膜厚が設定されてもよい。
【０１０７】
ヘテロ接合太陽電池のように、光電変換部５０の表面に透明電極層（一般には屈折率：１．９〜２．１程度）を有する場合、界面での光反射防止効果を高めて太陽電池セル内部へ導入される光量を増加させるために、絶縁層の屈折率は、空気（屈折率＝１．０）と透明電極層との中間的な値であることが好ましい。また、太陽電池セルが封止されてモジュール化される場合、絶縁層の屈折率は、封止剤と透明電極層の中間的な値であることが好ましい。かかる観点から、絶縁層９の屈折率は、例えば１．４〜１．９が好ましく、１．５〜１．８がより好ましく、１．５５〜１．７５がさらに好ましい。絶縁層の屈折率は、絶縁層の材料、組成等により所望の範囲に調整され得る。例えば、酸化シリコンの場合は、酸素含有量を小さくすることにより、屈折率が高くなる。なお、本明細書における屈折率は、特に断りがない限り、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率であり、分光エリプソメトリーにより測定される値である。また、絶縁層の屈折率に応じて、反射防止特性が向上するように絶縁層の光学膜厚（屈折率×膜厚）が設定されることが好ましい。
【０１０８】
絶縁層は、公知の方法を用いて形成できる。例えば、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁性材料の場合は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法等の乾式法が好ましく用いられる。また、有機絶縁性材料の場合は、スピンコート法、スクリーン印刷法等の湿式法が好ましく用いられる。これらの方法によれば、ピンホール等の欠陥が少なく、緻密な構造の膜を形成することが可能となる。
【０１０９】
中でも、より緻密な構造の膜を形成する観点から、絶縁層９はプラズマＣＶＤ法で形成されることが好ましい。この方法により、２００ｎｍ程度の厚いものだけでなく、３０〜１００ｎｍ程度の薄い膜厚の絶縁層を形成した場合も、緻密性の高い構造の膜を形成することができる。
【０１１０】
例えば、図２に示す太陽電池のように、光電変換部５０の表面にテクスチャ構造（凹凸構造）を有する場合、テクスチャの凹部や凸部にも精度よく膜形成できる観点からも、絶縁層はプラズマＣＶＤ法により形成されることが好ましい。緻密性が高い絶縁層を用いることにより、めっき処理時の透明電極層へのダメージを低減できることに加えて、透明電極層上への金属の析出を防止することができる。このように緻密性が高い絶縁膜は、図２のヘテロ接合太陽電池におけるシリコン系薄膜３のように、光電変換部５０内部の層に対しても、水や酸素などのバリア層として機能し得るため、太陽電池の長期信頼性の向上の効果も期待できる。
【０１１１】
なお、第一導電層７１と第二導電層７２との間にある絶縁層９、すなわち第一導電層形成領域上の絶縁層９の形状は、必ずしも連続した層状でなくてもよく、島状であっても良い。なお、本明細書における「島状」との用語は、表面の一部に、絶縁層９が形成されていない非形成領域を有する状態を意味する。
【０１１２】
絶縁層９は、第一導電層７１と第二導電層７２との付着力の向上にも寄与し得る。例えば、下地電極層であるＡｇ層上にめっき法によりＣｕ層が形成される場合、Ａｇ層とＣｕ層との付着力は小さいが、酸化シリコン等の絶縁層上にＣｕ層が形成されることにより、第二導電層の付着力が高められ、太陽電池の信頼性を向上することが期待される。
【０１１３】
上述のように、第一導電層７１上に絶縁層が形成された後、第二導電層７２が形成される前にアニール処理が行われる。アニール処理時に、第一導電層７１が低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温に加熱され、低融点材料が流動状態となるために、第一導電層の表面形状が変化する。この変化に伴って、その上に形成される絶縁層９に開口９ｈが形成される（図４（Ｄ））。したがって、その後のめっき工程において、第一導電層７１の表面の一部が、めっき液に曝されて導通するため、図４（Ｅ）に示すように、この導通部を起点として金属を析出させることが可能となる。
【０１１４】
なお、この場合、開口は主に第一導電層７１の低融点材料７１１上に形成される。低融点材料が絶縁性材料の場合、開口の直下は絶縁性であるが、低融点材料の周辺に存在する導電性の高融点材料にもめっき液が浸透するために、第一導電層とめっき液とを導通させることが可能である。
【０１１５】
アニール処理時におけるアニール温度（加熱温度）Ｔａは、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温、すなわちＴ１＜Ｔａであることが好ましい。アニール温度Ｔａは、Ｔ１＋１℃≦Ｔａ≦Ｔ１＋１００℃を満たすことがより好ましく、Ｔ１＋５℃≦Ｔａ≦Ｔ１＋６０℃を満たすことがさらに好ましい。アニール温度は、第一導電層の材料の組成や含有量等に応じて適宜設定され得る。
【０１１６】
また、前述のごとく、アニール温度Ｔａは、光電変換部５０の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。光電変換部の耐熱温度は、光電変換部の構成により異なる。例えば、ヘテロ接合太陽電池や、シリコン系薄膜太陽電池のように透明電極層や非結晶質シリコン系薄膜を有する場合の耐熱温度は２５０℃程度である。そのため、光電変換部が非晶質シリコン系薄膜を備えるヘテロ接合太陽電池や、シリコン系薄膜太陽電池の場合、非晶質シリコン系薄膜およびその界面での熱ダメージ抑制の観点から、アニール温度は２５０℃以下に設定されることが好ましい。より高性能の太陽電池を実現するためにはアニール温度は２００℃以下にすることがより好ましく、１８０℃以下にすることがさらに好ましい。
これに伴って、第一導電層７１の低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１は、２５０℃未満であることが好ましく、２００℃未満がより好ましく、１８０℃未満がさらに好ましい。一方、一導電型結晶シリコン基板の第一主面上に逆導電型の拡散層を有する結晶シリコン太陽電池は、非晶質シリコン薄膜や透明電極層を有していないため、耐熱温度は８００℃〜９００℃程度である。そのため、２５０℃よりも高温のアニール温度Ｔａでアニール処理が行われてもよい。
【０１１７】
なお、絶縁層への開口の形成方法は、上記のように、絶縁層形成後にアニール処理を行う方法に限定されない。例えば、図４（Ｃ’）で示されるように、絶縁層９の形成と同時に開口９ｈを形成することもできる。
【０１１８】
例えば、基板を加熱しながら絶縁層が形成されることで、絶縁層の形成と略同時に開口が形成される。ここで、「絶縁層の形成と略同時」とは、絶縁層形成工程の他に、アニール処理等の別途の工程が行われていない状態、すなわち、絶縁層の製膜中、あるいは製膜直後の状態を意味する。製膜直後とは、絶縁層の製膜終了後（加熱停止後）から、基板が冷却され室温等に戻るまでの間も含むものとする。また、低融点材料上の絶縁層に開口が形成される場合、低融点材料上の絶縁層の製膜が終わった後であっても、その周辺に絶縁層が製膜されることに追随して、低融点材料周辺の絶縁層に変形が生じ、開口が形成される場合も含むものとする。
【０１１９】
絶縁層の形成と略同時に開口を形成する方法としては、例えば、絶縁層形成工程において、第一導電層７１の低融点材料７１１の熱流動開始温度Ｔ１よりも高い温度Ｔｂに基板を加熱しながら、第一導電層７１上に絶縁層９を製膜する方法が用いられる。低融点材料が流動状態となっている第一導電層上に絶縁層９が製膜されるため、製膜と同時に製膜界面に応力が生じ、例えばき裂状の開口が絶縁層に形成される。なお、絶縁層形成時の基板温度Ｔｂ（以下、「絶縁層形成温度」）とは、絶縁層の製膜開始時点の基板表面温度（「基板加熱温度」ともいう）を表す。一般に、絶縁層の製膜中の基板表面温度の平均値は、通常製膜開始時点の基板表面温度以上となる。したがって、絶縁層形成温度Ｔｂが、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温であれば、絶縁層に開口等の変形を形成することができる。
【０１２０】
例えば、絶縁層９がＣＶＤ法やスパッタ法等の乾式法により形成される場合は、絶縁層製膜中の基板表面温度を低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温とすることにより、開口を形成することができる。また、絶縁層９がコーティング等の湿式法により形成される場合は、溶媒を乾燥する際の基板表面温度を低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１よりも高温とすることにより、開口を形成することができる。なお、湿式法により絶縁層が形成される場合の「製膜開始時点」とは、溶媒の乾燥開始時点を指す。絶縁層形成温度Ｔｂの好ましい範囲は、前記アニール温度Ｔａの好ましい範囲と同様である。
【０１２１】
基板表面温度は、例えば基板表面に温度表示材（サーモラベルやサーモシールとも呼ばれる）や熱電対を貼り付けて測定することができる。また、加熱部（ヒーターなど）の温度は、基板の表面温度が所定範囲となるように適宜に調整することができる。絶縁層形成工程においてアニール処理を行う場合、絶縁層の材料および組成、製膜条件（製膜方法、基板温度、導入ガスの種類および導入量、製膜圧力、パワー密度等）を適宜調整することにより、絶縁層に開口を形成することができる。
【０１２２】
プラズマＣＶＤ法により絶縁層９が形成される場合、緻密な膜を形成する観点から、絶縁層形成温度Ｔｂは、１３０℃以上が好ましく、１４０℃以上がより好ましく、１５０℃以上がさらに好ましい。また、絶縁層製膜時の基板表面の最高到達温度は、光電変換部の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。
【０１２３】
プラズマＣＶＤによる製膜速度は、より緻密な膜を形成する観点から、１ｎｍ／秒以下が好ましく、０．５ｎｍ／秒以下がより好ましく、０．２５ｎｍ／秒以下がさらに好ましい。プラズマＣＶＤにより、酸化シリコンが形成される場合の製膜条件としては、基板温度１４５℃〜２５０℃、圧力３０Ｐａ〜３００Ｐａ、パワー密度０．０１Ｗ／ｃｍ２〜０．１６Ｗ／ｃｍ２が好ましい。
【０１２４】
絶縁層の形成と略同時に開口が形成された後、開口の形成が不十分な箇所がある場合等は、さらに前述のアニール工程が行われてもよい。
【０１２５】
上述のように、第一導電層中の低融点材料を熱流動させることによって、その上に形成された絶縁層に開口を形成する方法では、低融点材料上の絶縁層に開口が形成されるため、低融点材料が第一導電層上の中央部に偏在するように第一導電層を形成すれば、第一導電層上の中央部に偏在するように絶縁層の開口が形成される。なお、図６に示すように、低融点材料が第一導電層の最表面に無い場合であっても、低融点材料の厚み方向の投影面上の絶縁層に開口が形成され得る。
【０１２６】
本発明においては、第一導電層上の中央部に偏在するように絶縁層の開口が形成されるため、中央部の絶縁層の開口の密度Ｓｃは、非中央部の絶縁層の開口の密度ＳＯよりも高い。すなわち、中央部の絶縁層の開口の密度Ｓｃと、非中央部の絶縁層の開口の密度ＳＯの比ＳＯ／Ｓｃは、１未満である。ＳＯ／ＳＣは、０．５以下が好ましく、０．２以下がさらに好ましい。ＳＯ／ＳＣが小さいほど、第二導電層の厚みｄ１が大きい場合でも、第二導電層の幅を小さくすることができる。そのため、集電極の幅が小さくなり、集電極による遮光が低減するため、太陽電池の発電量を向上できる。
【０１２７】
なお、第一導電層上の中央部に、絶縁層の開口を偏在させる方法は、第一導電層中の低融点材料を熱流動させる方法に限定されない。例えば、レーザ照射、機械的な孔開け、化学エッチング等の方法により、第一導電層上の中央部の絶縁層に偏在するように開口を形成してもよい。
【０１２８】
第二導電層を低抵抗化するためには、絶縁層において、隣接する開口間の距離ｄＩＰが、小さいことが好ましい。図９Ａおよび図９Ｂに示すように、第一導電層上の絶縁層の１つの開口の底部（第一導電層上）から析出した第二導電層の金属材料が、隣接する開口の底部から析出した金属材料と接触することにより、複数の開口を起点とする第二導電層が電気的に接続され、集電極が低抵抗化される。
【０１２９】
図９Ａに示すように、隣接する開口間の距離ｄＩＰが、２×（ｄ２−ｄＩ）以下であれば、隣接する開口の底部から析出した第二導電層の金属材料同士が電気的に接続される。図９Ｂに示すように、隣接する開口間の距離ｄＩＰが小さくなるほど、隣接する開口の底部から析出した第二導電層材料の重なる領域がより大きくなる。そのため、ｄＩＰは、ｄ２−ｄＩの１．５倍以下（すなわち、ｄＩＰ≦１．５×（ｄ２−ｄＩ））であることがより好ましい。
【０１３０】
図８Ａに模式的に示すように、第一導電層の延在方向をＹ軸方向としたとき、ある開口９ｈｍと＋Ｙ方向側の隣接する開口９ｈｍ（＋Ｙ）との間隔ｄＩＰ（＋Ｙ）、および開口９ｈｍと−Ｙ方向側の隣接する開口との間隔ｄＩＰ（−Ｙ）のうち、いずれか大きい方の値をｄＩＰとする。図８Ａの場合、ｄＩＰ（＋Ｙ）＜ｄＩＰ（−Ｙ）であるため、隣接する開口間の距離ｄＩＰ＝ｄＩＰ（−Ｙ）となる。ｄＩＰ（−Ｙ）およびｄＩＰ（−Ｙ）は、いずれも（ｄ２−ｄＩ）の２倍以下であることが望ましく、（ｄ２−ｄＩ）の１．５倍以下であることがより望ましい。
【０１３１】
第一導電層が低融点材料を含み、低融点材料が島状に形成される場合、隣接する低融点材料間の距離ｄＰＬは、２×（ｄ２−ｄＩ）以下であることが好ましく、１．５×（ｄ２−ｄＩ）以下であることがより好ましい。第一導電層内で隣接する低融点材料間の距離が小さければ、その上の絶縁層において隣接する開口部間の距離ｄＩＰが小さくなるため、複数の開口を起点とする第二導電層が電気的に接続され、集電極が低抵抗化される。
【０１３２】
図８Ｂに模式的に示すように、第一導電層のある低融点材料７１１ｍと、＋Ｙ方向側の隣接する低融点材料７１１ｍ（＋Ｙ）との間隔ｄＰＬ（＋Ｙ）、および低融点材料７１１ｍと、−Ｙ方向側の隣接する低融点材料７１１ｍ（−Ｙ）との間隔ｄＰＬ（−Ｙ）のうち、いずれか大きい方の値を、隣接する低融点材料間の距離ｄＰＬとする。図８Ｂの場合、ｄＰＬ（＋Ｙ）＜ｄＰＬ（−Ｙ）であるため、隣接する低融点材料間の距離ｄＰＬ＝ｄＰＬ（−Ｙ）となる。ｄＰＬ（−Ｙ）およびｄＰＬ（−Ｙ）は、いずれも（ｄ２−ｄＩ）の２倍以下であることが望ましく、（ｄ２−ｄＩ）の１．５倍以下であることがより望ましい。
【０１３３】
なお、低融点材料が島状に形成されるとは、例えば、粒子状の低融点材料が第一導電層の低融点材料以外の材料（例えば高軟化点材料や樹脂ペーストなど）に囲まれて、孤立して存在している場合を指す。また低融点材料が凝集している場合、凝集している低融点材料を１つの島（低融点材料）とみなして、隣接する低融点材料間の距離を求めればよい。
【０１３４】
（第二導電層）
上記のように、開口９ｈを有する絶縁層９が形成された後、第一導電層形成領域の絶縁層９上に第二導電層７２がめっき法により形成される。第二導電層として析出させる金属は、めっき法で形成できる材料であれば特に限定されず、例えば、銅、ニッケル、錫、アルミニウム、クロム、銀、金、亜鉛、鉛、パラジウム等、あるいはこれらの混合物を用いることができる。
【０１３５】
第二導電層の線幅Ｌ２は、第一導電層の線幅ＬＴ１や第二導電層の膜厚ｄ２等に応じて設定され得る。第一導電層上に絶縁層を有さない場合や、第一導電層上の絶縁層の開口が第一導電層の端部近傍に形成されている場合は、第一導電層の幅方向の端部を起点として第二導電層が形成される。第一導電層非形成領域にはみだして形成される第二導電層の幅は、最大ｄ２であるから、集電極の線幅（第二導電層の線幅）は、最大でＬＴ１＋２×ｄ２となり遮光面積が大きくなる。
【０１３６】
一方、本発明においては、絶縁層の開口が第一導電層上の中央部に偏在しているため、第一導電層上の端部を起点として第二導電層が形成される割合が少なく、第一導電層非形成領域上にはみ出して形成される第二導電層の幅を小さくできる。そのため、第二導電層の幅ＬＦを小さくすることができ、結果として集電極の線幅を小さくすることができる。
【０１３７】
集電極の線幅ＬＦは、ＬＦ≦ＬＴ１＋ｄ２を満たすことが好ましく、ＬＦ≦ＬＴ１＋０．６×ｄ２を満たすことがより好ましい。ＬＦ≦ＬＴ１＋ｄ２を満たせば、第二導電層による遮光を低減し、太陽電池性能を向上できる。
【０１３８】
図１０に示すように、第二導電層の端部から０．３×ｄ２の範囲では、受光面の法線方向の光ＩＢが、集電極の表面に概ね４５°以上の角度をなして入射する。集電集電極に４５°以上の角度で入射した光ＩＢの週電極表面での反射光ＲＢは、太陽電池側に反射されるため、セル内に取り込まれやすくなる。そのため、第一導電層形成領域の端部から、幅０．３×ｄ２の範囲内で第二導電層がはみ出して形成されていても、この領域の第二導電層による遮光は、実質的に無視しうる程度になりやすい。したがって、第二導電層が、第一導電層形成領域からはみ出して形成されたとしても、第一導電層の両端からはみだした第二導電層の幅が、それぞれ０．３×ｄ２以下である場合、すなわち、集電極の線幅ＬＦが、ＬＦ≦ＬＴ１＋０．６×ｄ２を満たせば、集電極の遮光による発電量の低下を抑制できる。
【０１３９】
めっき時間や、めっき液の濃度などを適宜調整することにより、第二導電層層の厚みｄ２や、集電極の線幅（第二導電層の線幅）ＬＦを調整できる。集電極の線幅の増大を抑制し、かつライン抵抗を小さくする観点から、第二導電層の厚みｄ２は、１μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましい。ｄ２は５μｍ〜３５μｍがさらに好ましい。
【０１４０】
太陽電池の動作時（発電時）には、電流は主として第二導電層を流れる。そのため、第二導電層の抵抗による電流ロスを抑制する観点から、第二導電層のライン抵抗は、できる限り小さいことが好ましい。具体的には、第二導電層のライン抵抗は、１Ω／ｃｍ以下であることが好ましく、０．５Ω／ｃｍ以下であることがより好ましい。一方、第一導電層のライン抵抗は、電解めっきの際の下地層として機能し得る程度に小さければよく、例えば、５Ω／ｃｍ以下にすればよい。
【０１４１】
第二導電層は、無電解めっき法、電解めっき法のいずれでも形成され得るが、生産性の観点から、電解めっき法が好適である。電解めっき法では、金属の析出速度を大きくすることができるため、第二導電層を短時間で形成することができる。
【０１４２】
酸性銅めっきを例として、電解めっき法による第二導電層の形成方法を説明する。図１１は、第二導電層の形成に用いられるめっき装置１０の概念図である。光電変換部上に第一導電層および開口を有する絶縁層が形成された基板１２と、陽極１３とが、めっき槽１１中のめっき液１６に浸されている。基板１２上の第一導電層７１は、基板ホルダ１４を介して電源１５と接続されている。陽極１３と基板１２との間に電圧を印加することにより、絶縁層９で覆われていない第一導電層の上、すなわちアニール処理により絶縁層に生じた開口を起点として、選択的に銅を析出させることができる。
【０１４３】
酸性銅めっきに用いられるめっき液１６は銅イオンを含む。例えば硫酸銅、硫酸、水を主成分とする公知の組成のものが使用可能であり、これに０．１〜１０Ａ／ｄｍ２の電流を流すことにより、第二導電層である金属を析出させることができる。適切なめっき時間は、集電極の面積、電流密度、陰極電流効率、設定膜厚等に応じて適宜設定される。
本発明においては、集電極として、第二導電層上に、更に第三導電層を形成してもよい。
例えば、Ｃｕ等の導電率の高い材料からなる第一のめっき層（第二導電層）を、絶縁層の開口を介して第一導電層上に形成した後、化学的安定性に優れる第二のめっき層（第三導電層）を、前記第二導電層上に形成することにより、低抵抗で化学的安定性に優れた集電極を形成することができる。
【０１４４】
めっき工程の後には、めっき液除去工程を設けて、基板１２の表面に残留しためっき液を除去することが好ましい。めっき液除去工程を設けることによって、アニール処理で形成された絶縁層９の開口９ｈ以外を起点として析出し得る金属を除去することができる。
開口９ｈ以外を起点として析出する金属としては、例えば絶縁層９のピンホール等を起点とするものが挙げられる。めっき液除去工程によってこのような金属が除去されることによって、遮光面積が低減され、太陽電池特性をより向上させることが可能となる。
【０１４５】
ここで、一般に、ＩＴＯ等の透明電極層や、酸化シリコン等の絶縁層は親水性であり、基板１２の表面や絶縁層９の表面の水との接触角は、１０°程度あるいはそれ以下である場合が多い。一方、エアーブロー等によるめっき液の除去を容易にする観点からは、基板１２の表面の水との接触角を２０°以上とすることが好ましい。基板表面の接触角を大きくするために、基板１２表面に撥水処理が行われてもよい。撥水処理は、例えば表面への撥水層の形成することにより行われる。撥水処理により、基板表面のめっき液に対する濡れ性を低下させることができる。
【０１４６】
なお、絶縁層９の表面への撥水処理に代えて、撥水性を有する絶縁層９が形成されてもよい。すなわち水との接触角θの大きい（例えば２０°以上）絶縁層９が形成されることにより、別途の撥水処理工程を省略できるため、太陽電池の生産性をより向上させることができる。絶縁層に撥水性を持たせる方法としては、例えば、絶縁層の製膜条件（例えば、製膜室に導入するシリコン原料ガスと酸素原料ガスの流量比）を変更したプラズマＣＶＤ法により、絶縁層としての酸化シリコン層を製膜する方法が挙げられる。
【０１４７】
［集電極形成後の付加工程］
本発明においては、集電極形成後（めっき工程後）に絶縁層除去工程が行われてもよい。特に、絶縁層として光吸収の大きい材料が用いられる場合は、絶縁層の光吸収による太陽電池特性の低下を抑制するために、絶縁層除去工程が行われることが好ましい。絶縁層の除去方法は、絶縁層材料の特性に応じて適宜選択される。例えば、化学的なエッチングや機械的研磨により絶縁層が除去され得る。また、材料によってはアッシング（灰化）法も適用可能である。この際、光取り込み効果をより向上させる観点から、第一導電層非形成領域上の絶縁層が全て除去されることがより好ましい。また、絶縁層９上に撥水層が形成されている場合、絶縁層９とともに撥水層も除去されることが好ましい。なお、絶縁層として光吸収の小さい材料が用いられる場合は、絶縁層除去工程が行われる必要はない。
【０１４８】
以上、ヘテロ接合太陽電池の受光面側に集電極７が設けられる場合を中心に説明したが、裏面側にも同様の集電極が形成されてもよい。ヘテロ接合太陽電池のように結晶シリコン基板を用いた太陽電池は、電流量が大きいため、一般に、透明電極層／集電極間の接触抵抗の損失による発電ロスが顕著となる傾向がある。これに対して、本発明では、第一導電層と第二導電層を有する集電極は、透明電極層との接触抵抗が低いため、接触抵抗に起因する発電ロスを低減することが可能となる。
【０１４９】
［ヘテロ接合太陽電池以外への適用例］
本発明は、ヘテロ接合太陽電池以外の結晶シリコン太陽電池や、ＧａＡｓ等のシリコン以外の半導体基板が用いられる太陽電池、非晶質シリコン系薄膜や結晶質シリコン系薄膜のｐｉｎ接合あるいはｐｎ接合上に透明電極層が形成されたシリコン系薄膜太陽電池や、ＣＩＳ，ＣＩＧＳ等の化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池や有機薄膜（導電性ポリマー）等の有機薄膜太陽電池のような各種の太陽電池に適用可能である。
【０１５０】
結晶シリコン太陽電池としては、一導電型（例えばｐ型）結晶シリコン基板の第一主面上に逆導電型（例えばｎ型）の拡散層を有し、拡散層上に前記集電極を有する構成が挙げられる。このような結晶シリコン太陽電池は、一導電型層の裏面側にｐ＋層等の導電型層を備えるのが一般的である。このように、光電変換部が非晶質シリコン層や透明電極層を含まない場合は、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１およびアニール温度Ｔａは、２５０℃より高くてもよい。
【０１５１】
シリコン系薄膜太陽電池としては、例えば、ｐ型薄膜とｎ型薄膜との間に非晶質の真性（ｉ型）シリコン薄膜を有する非晶質シリコン系薄膜太陽電池や、ｐ型薄膜とｎ型薄膜との間に結晶質の真性シリコン薄膜を有する結晶質シリコン系半導体太陽電池が挙げられる。また、複数のｐｉｎ接合が積層されたタンデム型の薄膜太陽電池も好適である。このようなシリコン系薄膜太陽電池では、透明電極層や非晶質シリコン系薄膜の耐熱性を勘案して、低融点材料の熱流動開始温度Ｔ１およびアニール温度Ｔａは２５０℃以下であることが好ましく、２００℃以下であることがより好ましく、１８０℃以下であることがさらに好ましい。
【０１５２】
本発明の太陽電池は、実用に供するに際して、モジュール化されることが好ましい。太陽電池のモジュール化は、適宜の方法により行われる。例えば、集電極にタブ等のインターコネクタを介してバスバーが接続されることによって、複数の太陽電池セルが直列または並列に接続され、封止剤およびガラス板により封止されることによりモジュール化が行われる。
【実施例】
【０１５３】
以下、図２に示すヘテロ接合太陽電池に関する実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【０１５４】
（実施例１）
実施例１のヘテロ接合太陽電池を、以下のようにして作製した。【０１５５】
一導電型単結晶シリコン基板として、入射面の面方位が（１００）で、厚みが２００μｍのｎ型単結晶シリコンウェハを用い、このシリコンウェハを２重量％のＨＦ水溶液に３分間浸漬し、表面の酸化シリコン膜が除去された後、超純水によるリンスが２回行われた。このシリコン基板を、７０℃に保持された５／１５重量％のＫＯＨ／イソプロピルアルコール水溶液に１５分間浸漬し、ウェハの表面をエッチングすることでテクスチャが形成された。その後に超純水によるリンスが２回行われた。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ  パシフィックナノテクノロジー社製）により、ウェハの表面観察を行ったところ、ウェハの表面はエッチングが進行しており、（１１１）面が露出したピラミッド型のテクスチャが形成されていた。【０１５６】
エッチング後のウェハがＣＶＤ装置へ導入され、その受光面側に、真性シリコン系薄膜２ａとしてｉ型非晶質シリコンが５ｎｍの膜厚で製膜された。ｉ型非晶質シリコンの製膜条件は、基板温度：１５０℃、圧力：１２０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｈ２流量比：３／１０、投入パワー密度：０．０１１Ｗ／ｃｍ２であった。なお、本実施例における薄膜の膜厚は、ガラス基板上に同条件にて製膜された薄膜の膜厚を、分光エリプソメトリー（商品名Ｍ２０００、ジェー・エー・ウーラム社製）にて測定することにより求められた製膜速度から算出された値である。【０１５７】
ｉ型非晶質シリコン層２ａ上に、逆導電型シリコン系薄膜３ａとしてｐ型非晶質シリコンが７ｎｍの膜厚で製膜された。ｐ型非晶質シリコン層３ａの製膜条件は、基板温度が１５０℃、圧力６０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｂ２Ｈ６流量比が１／３、投入パワー密度が０．０１Ｗ／ｃｍ２であった。なお、上記でいうＢ２Ｈ６ガス流量は、Ｈ２によりＢ２Ｈ６濃度が５０００ｐｐｍまで希釈された希釈ガスの流量である。【０１５８】
次にウェハの裏面側に、真性シリコン系薄膜２ｂとしてｉ型非晶質シリコン層が６ｎｍの膜厚で製膜された。ｉ型非晶質シリコン層２ｂの製膜条件は、上記のｉ型非晶質シリコン層２ａの製膜条件と同様であった。ｉ型非晶質シリコン層２ｂ上に、一導電型シリコン系薄膜３ｂとしてｎ型非晶質シリコン層が４ｎｍの膜厚で製膜された。ｎ型非晶質シリコン層３ｂの製膜条件は、基板温度：１５０℃、圧力：６０Ｐａ、ＳｉＨ４／ＰＨ３流量比：１／２、投入パワー密度：０．０１Ｗ／ｃｍ２であった。なお、上記でいうＰＨ３ガス流量は、Ｈ２によりＰＨ３濃度が５０００ｐｐｍまで希釈された希釈ガスの流量である。【０１５９】
この上に透明電極層６ａおよび６ｂとして、各々酸化インジウム錫（ＩＴＯ、屈折率：１．９）が１００ｎｍの膜厚で製膜された。ターゲットとして酸化インジウムを用い、基板温度：室温、圧力：０．２Ｐａのアルゴン雰囲気中で、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワー密度を印加して透明電極層の製膜が行われた。裏面側透明電極層６ｂ上には、裏面金属電極８として、スパッタ法により銀が５００ｎｍの膜厚で形成された。受光面側透明電極層６ａ上には、第一導電層７１および第二導電層７２を有する集電極７が以下のように形成された。【０１６０】
第一導電層７１の形成には、低融点材料としてのＳｎＢｉ金属粉末（粒径ＤＬ＝２０μｍ、融点Ｔ１＝１４１℃）と、高融点材料としての銀粉末（粒径ＤＨ＝１〜３μｍ、融点Ｔ２＝９７１℃）とを、２０：８０の重量比で含み、さらにバインダー樹脂としてエポキシ系樹脂を含む塗布材料（印刷ペースト）が用いられた。この印刷ペーストを、集電極パターンに対応する開口幅（Ｌ＝８０μｍ）を有する＃２３０メッシュ（開口幅：ｌ＝８５μｍ）のスクリーン版を用いて、スクリーン印刷し、９０℃で乾燥が行われた。【０１６１】
乾燥後、光学顕微鏡（オリンパス製ＬＥＸＴ−ＯＬＳ３０００）を用いて、第一導電層の延在方向に沿って長さ５００μｍの範囲で第一導電層の表面を観察し、第一導電層の延在方向に２０μｍ間隔で、第一導電層の線幅ＬＮを求めた。表１には線幅ＬＮの平均値ＬＴ１を記載した。低融点材料は、中心線から概ね４０μｍの距離の領域内、すなわち、スクリーン版の開口部分に対応する領域内に偏在していた。【０１６２】
第一導電層７１が形成されたウェハが、ＣＶＤ装置に投入され、絶縁層９として酸化シリコン層（屈折率：１．５）が、プラズマＣＶＤ法により８０ｎｍの厚みで受光面側に形成された。【０１６３】
絶縁層９の製膜条件は、基板温度：１３５℃、圧力１３３Ｐａ、ＳｉＨ４／ＣＯ２流量比：１／２０、投入パワー密度：０．０５Ｗ／ｃｍ２（周波数１３．５６ＭＨｚ）であった。その後、絶縁層形成後のウェハが熱風循環型オーブンに導入され、大気雰囲気において、１８０℃で２０分間、アニール処理が実施された（後述のように、短時間のめっきを行うことにより、アニール処理により絶縁層に開口が形成されたことを確認した）。【０１６４】
以上のようにアニール工程までが行われた基板１２が、図１１に示すように、めっき槽１１に投入された。めっき液１６には、硫酸銅五水和物、硫酸、および塩化ナトリウムが、それぞれ１２０ｇ／ｌ、１５０ｇ／ｌ、および７０ｍｇ／ｌの濃度となるように調製された溶液に、添加剤（上村工業製：品番ＥＳＹ−２Ｂ、ＥＳＹ−Ｈ、ＥＳＹ−１Ａ）が添加されたものが用いられた。このめっき液を用いて、温度４０℃、電流３Ａ／ｄｍ２の条件でめっきが行われた。まず、短時間めっきを行った後、光学顕微鏡観察を行ったところ、第一導電層の低融点材料近傍で銅が析出していた。このことから、第一導電層の低融点材料近傍に絶縁層の開口が形成されており、開口を起点としてめっきが起きていることが確認された。その後、所定時間めっきを行ったところ、第一導電層７１上の絶縁層上に、１０μｍ程度の厚みで第二導電層７２として銅が均一に析出した。第二導電層の線幅は１００μｍであり、第一導電層形成領域内に、銅が析出していた。第一導電層が形成されていない領域への銅の析出はほとんどみられなかった。
【０１６５】
その後、レーザ加工機によりセル外周部のシリコンウェハが０．５ｍｍの幅で除去され、本発明のヘテロ接合太陽電池が作製された。この太陽電池の特性（開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、曲線因子（ＦＦ）および変換効率（Ｅｆｆ））の測定結果を表１に示す。【０１６６】
第二導電層をエッチングにより除去して、光学顕微鏡により第一導電層の表面観察を行い、面積比に基づいて、第一導電層の中央部および非中央部における低融点材料の密度を算出した。また、集電極の断面観察を行い、長さの比に基づいて、中央部および非中央部における開口の密度を算出した。これらの結果を表１に示す。なお、中央部および非中央部の把握、および低融点材料の密度の測定に際しては、第二導電層にエッチング液を滴下して、第二導電層を所定時間エッチングし、その後エッチング液を除去、水洗することにより、第二導電層の除去が行われた。エッチングに際しては、第二導電層の表面をテープによりマスクし、テープに幅１ｍｍの開口を形成し、その開口に露出する第二導電層にエッチング液を滴下した。【０１６７】
（実施例２〜４）
第二導電層形成時のめっき時間を変更して、第二導電層の膜厚をそれぞれ１５、２０、３０μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。【０１６８】
（実施例５、６）
第一導電層７１形成用の印刷ペースト中の低融点金属材料粉末と銀粉末との比率（低融点材料重量比）、塗布材料（印刷ペースト）の粘度、および第二導電層の膜厚が表１に示すように変更された点を除いて、実施例１と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。なお、これらの実施例では、第一導電層の線幅ＬＴ１が実施例１と同等になるように、塗布材料の粘度に応じてスクリーン版の開口幅を変更した。【０１６９】
（比較例１）
第一導電層形成用の塗布材料（印刷ペースト）として、平均粒径０．５μｍの銀微粒子と、樹脂と、溶剤とを含む電極材料ペーストが用いられた点を除いて、実施例１と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。なお、銀の融点は９６１℃であるが、粒径が小さい銀粒子は、１８０℃程度に加熱されると、微粒子の融着（ネッキング）を生じて、粒子形状が変化する。すなわち、比較例１の塗布材料中の銀微粒子は、「低融点材料」として作用する。そのため、比較例１では、上記各実施例と同様に、アニール処理によって、絶縁層に開口が形成され、めっき工程において、この開口を起点として銅が析出していた。【０１７０】
［評価結果］
上記各実施例および比較例のヘテロ接合太陽電池の作製条件（第一導電層の作製に用いたペースト材料の特性およびスクリーン開口幅）、ならびに太陽電池特性（開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、曲線因子（ＦＦ）および変換効率（Ｅｆｆ））の測定結果を表１に示す。【０１７１】
また、第一導電層の線幅ＬＴ１、第一導電層の中央部Ｌｃの幅、第一導電層中の低融点材料の間隔、第一導電層の中央部における低融点材料の密度Ｍｃと非中央部における低融点材料の密度ＭＯの比ＭＯ／Ｍｃ、第二導電層の膜厚ｄ２、第二導電層の線幅、第一導電層上の絶縁層における中央部の開口の密度Ｓｃと非中央部における開口の密度ＳＯの比ＳＯ／Ｓｃ、および集電極幅（フィンガー電極の線幅）を、あわせて、表１に示す。なお、集電極幅は、第一導電層の幅と第二導電層の幅のいずれか大きい方に等しい。【０１７２】
【表１】
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【０１７３】
比較例１と実施例３を比較すると、両者は第二導電層の膜厚が同じであるが、第二導電層の幅が異なっていた。すなわち、中央部と非中央部の低融点材料の密度が同一である（低融点材料が中央部に偏在していない）比較例１では、低融点材料が中央部に偏在している実施例３に比べて第二導電層の幅（集電極幅）が大きくなった。比較例１では、集電極幅の増大により、遮光面積が増加したため、太陽電池のＪｓｃが低下していた。【０１７４】
この結果から、第一導電層の中央部に低融点材料を偏在させることにより、アニール処理により形成される絶縁層の開口を第一導電層の中央部上に偏在させることが可能であることが分かる。また、第一導電層の中央部上に絶縁層の開口が偏在していれば、第二導電層の幅が小さく、第二導電層による遮光面積の増大が抑制されるため、高いＪｓｃを得られることが確認された。【０１７５】
第二導電層の膜厚が同じである実施例３と実施例６の比較では、粘度が高い塗布材料を用いて第一導電層が形成された実施例３の方が、高い性能が得られた。塗布材料の粘度が高くなるにつれて、第一導電層印刷後（乾燥前）の第一導電層の線幅の広がりが小さくなるため、第一導電層の幅を同一に保つ場合、塗布材料の粘度が高いほど、材料の印刷幅（スクリーンの開口幅）を大きくすることができる。そのため、実施例３では、実施例６に比べて、第一導電層形成材料の塗布量を大きくすることができ、より低抵抗の第一導電層が形成されたと考えられる。【０１７６】
第一導電層が低抵抗である実施例３では、電解めっきにより形成される第二導電層の膜厚を、第二導電層形成領域内において、より均一とすることができ、実施例６に比べてＦＦが向上し、Ｅｆｆの向上につながったと考えられる。以上の結果から、第一導電層材料の粘度は、好適な領域があることが示唆され、本実施例においては、２５０Ｐａ・ｓ程度が好適であると考えられる。【０１７７】
実施例２は実施例１に比べて、第二導電層形成時のめっき時間が長いため、第二導電層の膜厚および幅が大きくなっていた。一方、実施例１および実施例２の第二導電層の幅は、いずれも第一導電層の幅以下であるため、両者の集電極幅は同一であり、太陽電池のＪｓｃは同じ値であった。実施例２は、実施例１よりも、第二導電層の膜厚が大きく、第二導電層のライン抵抗が小さいために、ＦＦが上昇し、Ｅｆｆの向上につながったと考えられる。【０１７８】
実施例２よりもさらに第二導電層の膜厚が大きい実施例４では、第二導電層の膜厚の増加とともに第二導電層の幅が増加し、第一導電層形成領域からのはみ出しが大きくなったため、Ｊｓｃが低下したと考えられる。なお、実施例３でも、第一導電層形成領域から第二導電層がはみ出して形成されていたが、そのはみ出し幅が小さいために、実施例２と同等のＪｓｃが得られたと考えられる。【０１７９】
また、実施例３および実施例４では、第二導電層の膜厚の増加に伴って、ＦＦが向上していた。これらの結果から、第一導電層中の低融点材料を中央部に偏在させて、ＭＯ／Ｍｃを小さくすることにより、膜厚が大きく、かつ第一導電層からのはみ出し幅の小さい第二導電層を形成できることが分かる。そのため、集電極による遮光面積が低減し、Ｊｓｃを高めつつ、集電極を低抵抗化してＦＦを高められることが分かる。【０１８０】
実施例５と実施例６を比較すると、塗布材料中の低融点材料の含有量が大きい実施例５の方が、高いＦＦを示した。これは、実施例５では、第一導電層における低融点材料の間隔が小さいため、絶縁層の開口がより密に形成され、第二導電層材料の重なる領域がより大きくなり、第二導電層の抵抗が小さくなったことに起因すると考えられる。【０１８１】
以上、実施例を用いて説明したように、本発明によれば、絶縁層のパターニングを行うことなく、太陽電池の集電極を作製することができるため、高出力の太陽電池を低コストで提供することが可能となる。
【符号の説明】
【０１８２】
１．一導電型単結晶シリコン基板
２ａ，３ａ．真性シリコン系薄膜
３ａ，３ｂ．導電型シリコン系薄膜
６ａ，６ｂ．透明電極層
７．集電極
７１．第一導電層
７１１．低融点材料
７２．第二導電層
８．裏面金属電極
９．絶縁層
９ｈ．開口
５０．光電変換部
１００．太陽電池
１０１．ヘテロ接合太陽電池
【要約】
本発明の太陽電池は、光電変換部（５０）の第一主面上において一方向に延在する集電極（７）を有する。集電極（７）は、光電変換部（５０）側から順に、第一導電層（７１）と第二導電層（７２）とを含み、かつ、第一導電層（７１）と前記第二導電層（７２）の間に、開口が形成された絶縁層（９）を含む。第一導電層（７１）は、絶縁層（９）により被覆されており、第二導電層（７２）の一部が、絶縁層（９）の開口を通じて第一導電層（７１）に導通されている。第一導電層（７１）は、その延在方向と直交する方向において、第一導電層の両端からそれぞれｄ２−ｄＩの範囲内にある非中央部（Ｌｏ）と、前記２つの非中央部の間の中央部（Ｌｃ）とを有する。中央部（Ｌｃ）における第一導電層上の絶縁層の開口の密度Ｓｃは、非中央部（Ｌｏ）における第一導電層上の絶縁層の開口の密度Ｓｏよりも高い。【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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