(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の基板と、
前記第１導電型と反対の第２導電型を有して前記基板とｐ−ｎ接合を形成するエミッタ部と、
前記エミッタ部と接続され、第１電極層及び第２電極層を含み、２層以上に構成される多層構造を有する複数の第１電極と、
前記複数の第１電極と接続され、単一層構造を有する少なくとも一つの第１集電部と、
前記基板と接続される第２電極を含み、
前記第１電極層と前記第２電極層及び前記第１集電部は同一の物質からなり、
前記第１電極層の銀（Ａｇ）の含量が前記第２電極層の銀（Ａｇ）の含量及び前記第１集電部の銀（Ａｇ）の含量よりも多く、
前記第２電極層の銀（Ａｇ）の含量は前記第１集電部の銀（Ａｇ）の含量と実質的に同じであり、
前記第１電極層の銀（Ａｇ）の含量は８０〜９０重量％であり、前記第２電極層及び前記第１集電部の銀（Ａｇ）の含量は７０〜７５重量％である、太陽電池。
【請求項２】
半導体基板の第１表面の第１領域に第１ペーストを印刷して第１方向と平行に形成される第１電極層パターンを形成する段階と、
前記第１電極層パターンが形成された前記半導体基板の前記第１領域に第２ペーストを印刷し前記第１電極層パターンの直上に形成される第２電極層パターン及び前記第１方向に直交する第２方向に形成される第１集電部パターンを同時に形成する段階と、を含み、
前記第１集電部パターンは前記第２ペーストと実質的に同じであるペーストをスクリーン印刷してパターンを形成し、前記第１ペースト及び前記第２ペーストは同一の物質からなり、
前記第１ペーストの銀（Ａｇ）の含量は前記第２ペーストの銀（Ａｇ）の含量より多く、
前記第１ペーストの銀（Ａｇ）の含量は８０〜９０重量％であり、前記第２ペーストの銀（Ａｇ）の含量は７０〜７５重量％である、太陽電池の電極製造方法。
【請求項３】
前記半導体基板の前記第１表面と反対方向に位置する第２表面の第２領域に第２電極パターン及び第２集電部パターンを形成する段階をさらに含む、請求項２記載の太陽電池の電極製造方法。
【請求項４】
前記第２電極パターン及び第２集電部パターン形成段階は、
前記第２ペーストと実質的に同一であるペーストをスクリーン印刷しパターンを形成する、請求項３記載の太陽電池の電極製造方法。
【請求項５】
前記第１方向の第１電極層パターンは前記第２方向の第１集電部パターンと重畳する位置には形成しない、請求項２記載の太陽電池の電極製造方法。
【請求項６】
半導体基板の第１表面の第１領域に第１ペーストを印刷し第１方向と平行に形成される第１電極層パターン及び前記第１方向に直交する第２方向に形成される第１集電部パターンを同時に形成する段階と、
前記第１電極層パターンの上に並行に第２ペーストを印刷して形成される第２電極層パターンを形成する段階と、を含み、
前記第１集電部パターンは前記第２ペーストと実質的に同じであるペーストをスクリーン印刷してパターンを形成し、
前記第１ペースト及び前記第２ペーストは同一の物質からなり、
前記第１ペーストの銀（Ａｇ）の含量は前記第２ペーストの銀（Ａｇ）の含量より多く、
前記第１ペーストの銀（Ａｇ）の含量は８０〜９０重量％であり、前記第２ペーストの銀（Ａｇ）の含量は７０〜７５重量％である、太陽電池の電極製造方法。
【請求項７】
前記半導体基板の前記第１表面と反対方向に位置する第２表面の第２領域に第２電極パターン及び第２集電部パターンを形成する段階をさらに含む、請求項６記載の太陽電池の電極製造方法。
【請求項８】
前記第２電極パターン及び第２集電部パターン形成段階は
前記第２ペーストと実質的に同一であるペーストをスクリーン印刷しパターンを形成する、請求項７記載の太陽電池の電極製造方法。
【請求項９】
前記第２電極層は前記第１集電部と重畳する位置には形成しない、請求項７記載の太陽電池の電極製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近石油や石炭のような既存エネルギ資源の枯渇が予測されこれらを代替する代替エネルギに対する関心が高くなり、これによって太陽エネルギから電気エネルギを生産する太陽電池が注目されている。
【０００３】
一般的な太陽電池はｐ型とｎ型のように互いに異なる導電型(conductive type)によりｐ−ｎ接合を形成する半導体部、そして互いに異なる導電型の半導体部にそれぞれ接続された電極を備える。
【０００４】
このような太陽電池に光が入射されると半導体で複数の電子-正孔対が生成され、生成された電子-正孔対は光起電力効果によって電荷である電子と正孔にそれぞれ分離し、電子はｎ型の半導体部の方に移動し、正孔はｐ型の半導体部の方に移動する。移動した電子と正孔は各々ｎ型の半導体部とｐ型の半導体部に接続された互いに異なる電極により収集されこの電極を電線で接続し電力を得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、太陽電池の製造費用を減らすことにある。それと本発明の他の目的は太陽電池の効率を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明の一側面による太陽電池は第１導電型の基板と、第１導電型と反対の第２導電型を有し基板とｐ−ｎ接合を形成するエミッタ部、エミッタ部と接続され、２層以上に構成される多層構造を有する複数の第１電極、複数の第１電極と接続され単一層構造を有する少なくとも一つの第１集電部と、基板と接続されている第２電極を含む。
【０００７】
複数の第１電極は第１電極層と第１電極層上に位置する第２電極層をそれぞれ含み、第１電極層は第２電極層と異なる物質または同一の物質から成り得る。
【０００８】
少なくとも一つの第１集電部は第１電極層と同一である物質から成り得り、これとは異なり、少なくとも一つの第１集電部は第２電極層と同一の物質から成り得る。
【０００９】
一例では、第１電極層は銀（Ａｇ）を含み、第２電極層はニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
【００１０】
他の例では、第１電極と第１集電部は銀（Ａｇ）を含み、第１電極は第１電極層と第１電極層上に位置し第１電極層と銀（Ａｇ）の含量が異なる第２電極層を含み、第１集電部は第１電極層と銀（Ａｇ）の含量が実質的に同一であることがある。この場合、第１電極層及び第１集電部の銀（Ａｇ）の含量は第２電極層の銀（Ａｇ）の含量より多くなることがある。
【００１１】
これとは異なり、第２電極層は第１電極層と銀（Ａｇ）の含量が異なることができ、この時、第１電極層の銀（Ａｇ）の含量は第２電極層及び第１集電部の銀（Ａｇ）の含量より大きくなることができる。
【００１２】
第１電極層及び第２電極層の線幅は約３０μｍないし１００μｍであり得る。
【００１３】
第１電極層及び第２電極層の厚さは約１０μｍないし３５μｍであり得る。
【００１４】
第２電極層は第１電極層上にだけ位置するか、第１電極層及び第１集電部上に位置することができる。
【００１５】
第１電極層は第２電極層の下にだけ位置するか、第１電極層及び第１集電部の下に位置することができる。
【００１６】
本発明の一側面による太陽電池の電極製造方法は半導体基板の第１領域に第１ペーストを印刷し第１方向と平行に形成される第１電極層パターンを形成する段階と、第１電極層パターンが形成された半導体基板の第１領域に第２ペーストを印刷し第１電極層パターン直上に形成される第２電極層パターン及び第１方向に直交する第２方向に形成される第１集電部パターンを同時に形成する段階を含むことができる。
【００１７】
この時、第１方向の第１電極層パターンは前記第２方向の第１集電部パターンと重畳する位置には形成しないことがある。
【００１８】
本発明の他の側面による太陽電池の電極製造方法は半導体基板の第１領域に第１ペーストを印刷し第１方向と平行に形成される第１電極層パターン及び第１方向に直交する第２方向に形成される第１集電部パターンを同時に形成する段階と、第１電極層パターンの上に形成される第２電極層パターンを形成する段階を含むことができる。
【００１９】
この時、第２電極層は前記第１集電部と重畳する位置には形成しないこともある。
【００２０】
第１ペースト及び第２ペーストは同一の物質から成り得る。
【００２１】
この時、第１ペースト及び第２ペーストは銀（Ａｇ）を含み、第１ペーストの銀（Ａｇ）の含量が第２ペーストの銀（Ａｇ）の含量より大きくなりえる。
【００２２】
第１ペースト及び第２ペーストは互いに異なる物質から成り得る。
【００２３】
この時、第１ペーストは銀（Ａｇ）を含み、第２ペーストはニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
【００２４】
半導体基板の第２領域に第２電極パターン及び第２集電部パターンを形成する段階をさらに含むことができる。
【００２５】
第２電極パターン及び第２集電部パターン形成段階は第２ペーストと実質的に同一であるペーストをスクリーン印刷し電極パターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のこのような特徴によれば、各第１電極は第１電極層とその上に位置する第２電極層からなる２層構造になっているので、１層構造の第１電極の厚さより厚い。
したがって、第１電極の直列抵抗が減少しこれにより、エミッタ部から複数の第１電極への電荷伝送効率が向上して太陽電池の効率が向上する。
【００２７】
また、エミッタ部と接触する第１電極の部分は銀（Ａｇ）を含むのでエミッタ部との接触抵抗が低くなり、エミッタ部から第１電極への電荷伝送効率が向上するので太陽電池の効率はより一層向上する。
【００２８】
また、銀（Ａｇ）より安価な導電性物質を利用し第２電極層を形成するので、銀（Ａｇ）ペーストの使用量を減らし、生産費用を節減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る太陽電池の一部斜視図である。
【図２】図１に示した太陽電池をＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態に係る太陽電池の電極製造方法を示した図である。
【図４】本発明の第２実施の形態に係る太陽電池の電極製造方法を示した図である。
【図５】本発明の第３実施の形態に係る太陽電池の電極製造方法を示した図である。
【図６】本発明の第４実施の形態に係る太陽電池の電極製造方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では添付した図面を参照して本発明の実施の形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施するように詳しく説明する。しかし本発明はいろいろ相異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。
【００３１】
図で多くの層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あると言う時、これは他の部分「真上に」ある場合だけではなくその中間に他の部分がある場合も含む。反対に何れの部分が他の部分「真上に」あると言う時には中間に他の部分がないことを意味する。
【００３２】
それでは添付した図面を参照して本発明の一実施の形態に係る太陽電池を説明する。
【００３３】
先ず、図１及び２を参照して本発明の一つの実施の形態に係る太陽電池を説明する。
【００３４】
図１は本発明の一つの実施の形態に係る太陽電池の部分斜視図であり、図２は図１に示した太陽電池をＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【００３５】
図１及び図２に示すように、太陽電池１は基板１１０、光が入射される基板１１０の受光面に位置するエミッタ部１２０、エミッタ部１２０上に位置する複数の第１電極１４１、複数の第１電極１４１と交差する方向にエミッタ部１２０上に位置する少なくとも一つの第１集電部１４２、第１電極１４１と第１集電部１４２が位置しないエミッタ部１２０上に位置する反射防止膜１３０、受光面の反対側面に位置し基板１１０と接続される第２電極１５１を備える。
【００３６】
基板１１０は第１導電型、例えばｐ導電型のシリコンからなる半導体基板で有り得る。この時、シリコンは単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは非晶質シリコンで有り得る。基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、硼素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）のような３価元素の不純物を含むことがある。
【００３７】
代案的な実施の形態で、基板１１０はテクスチャリング表面(texturing surface)を備えることができる。基板１１０の表面がテクスチャリング表面に形成されれば基板１１０の受光面での光反射度が減少し、テクスチャリング表面で入射と反射動作により太陽電池の内部に光が閉じこめられ光の吸収率が増加される。したがって、太陽電池１の効率が向上する。これに加えて、基板１１０に入射する光の反射損失が減って基板１１０に入射される光の量はさらに増加する。
【００３８】
エミッタ部１２０は基板１１０の導電型と反対の第２導電型、例えば、ｎ導電型を備え不純物がドーピングされた領域として、基板１１０とｐ−ｎ接合を成す。
【００３９】
エミッタ部１２０がｎ導電型を有する場合、エミッタ部１２０ははリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）のように５価元素の不純物を基板１１０にドーピングして形成されうる。
【００４０】
これによって、基板１１０に入射された光によって基板１１０ 内部の電子がエネルギを受ければ電子が励起され電子-正孔対が生成されて、電子はｎ型半導体の方に移動し正孔はｐ型半導体の方に移動する。したがって、基板１１０がｐ型でエミッタ部１２０がｎ型の場合、正孔は基板１１０の方へ移動し電子はエミッタ部１２０の方へ移動する。
【００４１】
本実施の形態とは異なり、基板１１０はｎ導電型でありえ、シリコン以外の他の半導体物質からなることもできる。基板１１０がｎ導電型を有する場合、基板１１０はリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）のような５価元素の不純物を含むことができる。
【００４２】
エミッタ部１２０は基板１１０とｐ−ｎ接合を形成するので、基板１１０がｎ導電型を有する場合、エミッタ部１２０はｐ導電型を有する。この場合、分離した電子は基板１１０の方へ移動し分離した正孔はエミッタ部１２０の方へ移動する。エミッタ部１２０がｐ導電型を有する場合、エミッタ部１２０は硼素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）のような３価元素の不純物を基板１１０にドーピングして形成されうる。
【００４３】
基板１１０のエミッタ部１２０上に位置した反射防止膜１３０はシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）やシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）などからなる。反射防止膜１３０は太陽電池１に入射される光の反射度を減らし特定の波長領域の選択性を増加させ太陽電池１の効率を高める。
【００４４】
図１及び図２で反射防止膜１３０は単一膜からなるが、２重膜や３重膜のように多層膜から成り得り、必要によって反射防止膜１３０は省略されうる。
【００４５】
複数の第１電極１４１それぞれはエミッタ部１２０と接続されている導電性物質からなる第１電極層１４１ａと第１電極層１４１ａ上に位置する第２電極層１４１ｂを備える。この時、第１電極層１４１ａとその上に位置する第２電極層１４１ｂの平面形状は実質的に同一である。例えば、第１電極層１４１ａ及び第２電極層１４１ｂは上から見た時同一の形状を有する。
【００４６】
したがってエミッタ部１２０の方へ移動した電荷(例えば、電子)は複数の第１電極層１４１ａによって主に収集され、収集された電荷の少なくとも一部は複数の第１電極層１４１ａと接続される第２電極層１４１ｂに移動する。
【００４７】
第１電極層１４１ａと第２電極層１４１ｂは同一の導電性物質から成り得る。これとは異なり、第１電極層１４１ａと第２電極層１４１ｂは他の導電性物質から成り得る。
【００４８】
本実施の形態で、第１電極１４１は銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つからなる。
【００４９】
この時、第１電極層１４１ａは伝導度が良い銀（Ａｇ）を含み、第２電極層１４１ｂはニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などを含むことができる。
【００５０】
したがって、基板１１０のエミッタ部１２０と複数の第１電極層１４１ａとの接触抵抗が低くなるので、エミッタ部１２０から第１電極層１４１ａへの電荷伝送効率が向上する。
【００５１】
また、本実施の形態に係る各第１電極１４１は第１電極層１４１ａとその上に位置する第２電極層１４１ｂからなる２層構造を有しているので、１層構造の第１電極より厚い厚さを有することができる。したがって、太陽電池１の直列抵抗が減少しこれにより、エミッタ部１２０から複数の第１電極１４１への電荷伝送効率が向上して電流損失が減少する。
【００５２】
本実施の形態に係る太陽電池１で、第１電極１４１は３０μｍないし１００μｍの線幅（Ｗ１）を有することができる。また、第１電極層１４１ａの厚さ（Ｔ１）は約１５μｍないし３０μｍで有り得り、第２電極層１４１ｂの厚さ（Ｔ２）は約４０μｍないし５０μｍであり得る。
【００５３】
ここで、第１電極１４１の線幅（Ｗ１）が約３０μｍより小さい場合第１電極１４１の断線が発生することがある。
【００５４】
また第１電極１４１の線幅（Ｗ１）が約１００μｍを超過する場合受光面積が減って太陽電池１の効率が低下することがある。
【００５５】
エミッタ部１２０上に位置する少なくとも一つの第１集電部１４２はバス バーとも呼ばれ複数の第１電極１４１と交差する方向に伸びている。
【００５６】
図１及び図２に示すように、第１集電部１４２は第１電極層１４１ａ及び第２電極層１４１ｂと接続されている。
【００５７】
第１集電部１４２は第１電極層１４１ａ及び第２電極層１４１ｂとそれぞれ他の物質から成り得る。このような構造の太陽電池を示す断面図が図２に示されている。この時、図１及び図２に示した第１集電部１４２の厚さ（Ｔ３）は第１電極１４１の厚さ（Ｔ１＋Ｔ２）と実質的に同一であるか、異なるように形成することができる。厚さが異なる場合第１電極１４１と第１集電部１４２の接する部分は傾斜に形成されうる。
【００５８】
この時、第１集電部１４２は第１集電部１４２の側面を通じて複数の第１電極層１４１ａ及び第２電極層１４１ｂと部分的に接続される。この場合、第１集電部１４２の第３厚さ（Ｔ３）は第１電極層１４１ａの第１厚さ（Ｔ１）及び第２電極層１４１ｂの第２厚さ（Ｔ２）の内いずれか一つと実質的に同一であるか、第１電極１４１の厚さ（Ｔ１＋Ｔ２）と実質的に同一でありえる。
【００５９】
既に説明したように、第１電極１４１は第１電極層１４１ａと第２電極層１４１ｂからなる２重膜構造を有し、第１集電部１４２は単一膜構造を有している。この時、第１電極１４１の厚さ（Ｔ１＋Ｔ２）は第１集電部１４２の厚さ（Ｔ３）と同一であるか異なることができる。
【００６０】
複数の第１電極１４１の第１電極層１４１ａは互いに離隔され第１集電部１４２と交差する方向に伸びているが、エミッタ部１２０の真上に複数の第１電極１４１と交差する方向に伸びている第１集電部１４２が位置するので、複数の第１電極層１４１ａは第１集電部１４２が位置したエミッタ部１２０の上には位置しない。
【００６１】
このように、第１集電部１４２は複数の第１電極１４１とエミッタ部１２０の一部に接続されるので、エミッタ部１２０と複数の第１電極１４１から伝達する電荷、例えば電子を外部装置に出力する。この時、第１集電部１４２で伝達する電荷は第２電極層１４１ｂだけでなく第１電極層１４１ａを通じて伝達する。このような構造の太陽電池において、前記第１電極１４１と第１集電部１４２は基板の上に形成された反射防止膜の上に第１電極層１４１ａ及び第２電極層１４１ｂを順次に形成した後第１集電部１４２を形成するか、反射防止膜の上に第１集電部１４２を先に形成した後第１電極層１４１ａと第２電極層１４１ｂを順次に形成することによって製造できる。
【００６２】
一方、第１電極層１４１ａ、第２電極層１４１ｂ及び第１集電部１４２の主成分を成す導電性物質は同一に形成することができる。
【００６３】
この時、第１集電部１４２の主成分を成す導電性物質の含量が第１電極層１４１ａまたは第２電極層１４１ｂと異なるように形成することができる。
【００６４】
さらに具体的に、第１電極層１４１ａの導電性物質の含量は第２電極層１４１ｂ及び第１集電部１４２の導電性物質の含量と異なるように形成することもできる。
【００６５】
例えば、第１電極層１４１ａの銀（Ａｇ）の含量が第２電極層１４１ｂ及び第１集電部１４２の銀（Ａｇ）の含量より大きく形成することができる。言い換えれば、第１電極層１４１ａの銀（Ａｇ)の含量は約８０乃至９０重量％、そして第２電極層１４１ｂ及び第１集電部１４２の銀（Ａｇ）の含量は約７０乃至７５重量％で形成することができる。
【００６６】
太陽電池１は第２電極１５１と基板１１０の間に形成される後面電界(back surface field、ＢＳＦ、１７１)部をさらに含む。後面電界部１７１は基板１１０と同一での導電型の不純物が基板１１０より高濃度にドーピングされた領域、例えば、ｐ＋領域である。このような後面電界部１７１は基板１１０電位障壁で作用するようになる。したがって、基板１１０の後面部の方で電子と正孔が再結合し消滅するのが減少されるので太陽電池１の効率が向上する。
【００６７】
基板１１０の後面に位置した第２電極１５１は基板１１０方へ移動する電荷、例えば正孔を収集する。
【００６８】
第２電極１５１は少なくとも一つの導電性物質からなる。導電性物質はニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つであり、また、その他の導電性金属物質からなることができる。
【００６９】
本実施の形態に係る太陽電池１は基板１１０の後面に位置し後面電極１５１と接続されている少なくとも一つの第２集電部１５２をさらに備える。
【００７０】
本実施の形態で少なくとも一つの第２集電部１５２は基板の後面にすぐ位置して隣接した後面電極１５１と接続される。すなわち、第２電極１５１と重畳されないように形成される。しかし、これに限定されるのではなく、第２電極１５１と一部重畳されるように形成することもでき、基板１１０の後面に位置した後面電極１５１の下に位置して下部の後面電極１５１と接続することができる。
【００７１】
本実施の形態で、第２集電部１５２は実質的に基板１１０を中心に第１集電部１４２と対応する位置に位置し、これにより、第１集電部１４２と同一の方向に伸びるが、これに限定されるのではない。
【００７２】
図１は太陽電池の部分斜視図として、第２集電部１５２が一つだけ示されているが、これに限定されず複数個の第２集電部１５２を有することができる。
【００７３】
第２集電部１５２は第１集電部１４２と同様に、後面電極１５１と接続されて第２電極１５１から伝達する電荷、例えば正孔を収集した後、導電性テープなどを通じて外部装置に出力する。
【００７４】
第２集電部１５２を構成する導電性物質はニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、 銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つであり得るが、その他の導電性金属物質から成り得る。
【００７５】
太陽電池１は第２電極１５１と基板１１０の間に形成される後面電界部をさらに含む。後面電界部１７１は基板１１０と同一の導電型の不純物が基板１１０より高濃度にドーピングされた領域、例えば、ｐ＋領域である。このような後面電界部１７１は基板１１０電位障壁で作用するようになる。したがって、基板１１０の後面部の方で電子と正孔が再結合し消滅するのが減少されるので太陽電池１の効率が向上する。
【００７６】
基板１１０の後面に位置した第２電極１５１は基板１１０の方へ移動する電荷、 例えば正孔を収集する。
【００７７】
第２電極１５１は少なくとも一つの導電性物質からなる。導電性物質はニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、 銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つであり得るが、その他の導電性金属物質から成り得る。
【００７８】
以下、図３ないし図６を参照し本発明の実施の形態に係る太陽電池の電極製造方法を説明する。
【００７９】
図３ないし図６は本発明の第１ないし第４実施の形態に係る電極製造方法を示す。図３ないし図６で（ａ）に表示されるものは各実施の形態で１次印刷作業によって形成される第１前面電極部パターンの平面図を示した。図３ないし図６で（ｂ）に表示されるものは各実施の形態で２次印刷作業によって形成される第２前面電極部パターンの平面図を示した。そして図３ないし図６で（ｃ）に表示されるものは第１電極層パターンの長さ方向に切断した第１及び第２前面電極部パターンの断面図である。
【００８０】
電極形成の前に基板１１０の一方面にはエミッタ部１２０及び反射防止膜１３０が形成されている。
【００８１】
エミッタ部１２０の製造方法を簡略に見れば、先ずｐ型の基板１１０にはりん（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）のような５価元素の不純物を含む物質、例えば、ＰＯＣl3や Ｈ3ＰＯ4 等を高温で熱処理し５価元素の不純物を基板１１０に拡散させ基板１１０全面、すなわち、前面、後面及び側面にｎ型のエミッタ部１２０を形成することができる。
【００８２】
これとは異なり、基板１１０の導電型がｎ型の場合、３価元素の不純物を含む物質、例えば、Ｂ２Ｈ６を高温で熱処理し基板１１０の全体面にｐ型のエミッタ部を形成することができる。
【００８３】
その後、ｎ型不純物またはｐ型不純物が基板１１０内部に拡散するによって生成されたりんを含む酸化物(ＰＳＧ)や硼素を含む酸化物(ＢＳＧ)を蝕刻工程を通じてとり除く。
【００８４】
そして反射防止膜の製造方法に対して簡略に見れば、反射防止膜１３０はプラズマ気相成長（ＰＥＣＶＤ）法のような多様な膜形成方法で基板１１０の前面にシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）を蒸着することによって形成することができる。
【００８５】
反射防止膜１３０の屈折率（ｎ１）は空気の屈折率（ｎ２、ｎ２＝１）とシリコン基板１１０の屈折率（ｎ３、ｎ３＝３．５）の間の屈折率、例えば約 １．９乃至２．３の屈折率（ｎ１）を有することができる。これにより、空気から基板１１０にの屈折率が順次変化するので反射防止膜１３０の反射防止効果が向上する。
【００８６】
このようにエミッタ部１２０及び反射防止膜１３０を形成した後に図３ないし図６の実施の形態によって電極を製造する。
【００８７】
先ず、図３を参照して第１実施の形態を説明する。図３（ａ）に示すように、基板１１０に第１前面電極部パターン用ペーストをスクリーン印刷法で印刷した後、一定温度、例えば約１２０℃ないし２００℃で乾燥し第１前面電極部パターン４０ａを形成する。この時、第１前面電極部パターン４０ａは製１電極層パターン４１ａ及び第１集電部パターン４２を具備し、第１集電部パターン４２は第１電極層パターン４１ａと交差する方向に伸びている。
【００８８】
この時、第１前面電極部パターン４０ａを銀（Ａｇ）ペーストで形成する場合、基板１１０との接触抵抗が減少され光電変換特性を向上することができる。
【００８９】
その後、図３（ｂ）に示すように、第２前面電極部パターン４０ｂを形成する。第２前面電極部パターン４０ｂは第２電極層パターン４１ｂからなり、第２電極層パターン４１ｂは第１電極層パターン４１ａと同一の平面形状を有する。即ち第２電極層パターン４１ｂは第１集電部パターン４２と重畳する領域には形成されない。
【００９０】
第２前面電極部パターン４０ｂは第１前面電極部パターン４０ａとは異なる物質を含むペーストを第１電極層パターン４１ａ上に印刷した後約１２０℃ないし２００℃で乾燥することによって形成することができる。
【００９１】
この時、第２前面電極部パターン４０ｂ用ペーストは第１前面電極部パターン４０ａ用ペーストとは異なる導電性物質、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、 銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
【００９２】
このような方法によって形成された電極は図３（ｃ）に示すような断面形状を有する。
【００９３】
これとは異なり、第２実施の形態に係る図４（ｂ）に示すように、第２前面電極部パターン４０ｂを第１集電部領域で切れないでつながるように印刷することも可能である。このような場合第１集電部１４２の一部が伝導性が高い第１電極層１４１ａと重畳するので、シリコン基板１１０と第１集電部１４２との接触抵抗が低くなり、第１電極１４１で第１集電部１４２に移動する電流の損失が減少し、太陽電池２の光電変換特性が向上する。
【００９４】
このような方法によって形成された電極は図４（ｃ）に示すような断面形状を有する。
【００９５】
次に、図５を参照して第３実施の形態を説明する。図５（ａ）に示すように、基板１１に第１前面電極部パターン用ペーストをスクリーン印刷法で印刷した後一定温度、例えば約１２０℃ないし２００℃で乾燥し第１前面電極部パターン４０ａを形成する。この時、第１前面電極部パターン４０ａは第１電極層パターン４１ａを備え、第１電極層パターン４１ａは第１集電部パターン４２が形成される領域にも形成される。すなわち、第１電極層パターン４１ａは第１集電部領域で切れないでつながるように印刷する。
【００９６】
その後、図５（ｂ）に示した第２前面電極部パターン４０ｂを形成する。 第２前面電極部パターン４０ｂは第２電極層パターン４１ｂ及び第１集電部パターン４２からなる。この時、第１集電部パターン４２は第２電極層パターン４１ｂと交差する方向に伸びている。したがって、第１電極層パターン４１ａの一部分は第１集電部パターン４２の一部分と重畳する。
【００９７】
このような方法によって形成された電極は図５（ｃ）に示すような断面形状を有する。
【００９８】
これとは異なり、第４実施の形態に係る図６（ａ）に示すように、第１電極層パターン４１ａを第１集電部領域で切れる形状で印刷することも可能である。そして図６（ｂ）に示すように、第２前面電極部パターン４０ｂが形成される。第２前面電極部パターン４２ｂは第２電極層パターン４１ｂ及び第１集電部パターン４２を含む。第１集電部パターン４２は第１電極層パターン４１ａと交差する方向に延長される。
【００９９】
このような方法によって形成された電極は図６（ｃ）に示すような断面形状を有する。しかし、この実施の形態で、第１電極層パターン４１ａの一部分は第１集電部パターン４２の一部と重畳せず、むしろ第２電極層パターン４１ｂが第１電極層パターン４１ａと重畳する。
【０１００】
前述の方法によれば、二度印刷するので、一度印刷することに比べて厚い厚さの第１電極１４１を形成することができる。本発明の他の実施の形態で、第１電極部パターン４０を形成するための印刷工程は３回以上遂行することができる。例えば、第１電極部パターン４０を形成するための印刷工程は第１電極層パターン４１ａを形成するための印刷工程、第１集電部パターン４２を形成するための印刷工程及び第２電極層パターン４１ｂを形成するための印刷工程を含むことができる。３回以上の印刷工程を有する実施の形態で、第１電極層パターン４１ａを形成するための印刷工程は第２電極層パターン４１ｂを形成するための印刷工程以前に実施されるが、第１集電部パターン４２を形成するための印刷工程は前記３回以上の印刷工程中いつでも実施されることができる。
【０１０１】
以上では第１前面電極部パターン４１ａと第２前面電極部パターン４１ｂが互いに異なる物質からなることについて説明したが、代案的な実施の形態で、第１前面電極部パターン４０ａと第２前面電極部パターン４０ｂを形成するペーストの主成分を成す導電性物質を同一に形成することができる。
【０１０２】
この時、第１電極層パターン４１ａ及び第１集電部パターン４２のためのペーストで主成分である導電性物質の含量と第２電極層パターン４１ｂのためのペーストで主成分である導電性物質の含量、すなわち、第１前面電極部パターン４０ａと第２前面電極部パターン４０ｂのそれぞれのペーストの主成分である導電性物質の含量が互いに異なることができる。
【０１０３】
例えば、反射防止膜１３０の上に全体重量対比銀（Ａｇ）パウダーの含量が相対的に高い第１ペーストを印刷し第１前面電極部パターン４０ａを形成し、全体重量対比銀（Ａｇ）パウダーの含量が第１ペーストに比べて少ない第２ペーストを第１前面電極部パターン４０ａの上に印刷し第２前面電極部パターン４０ｂを形成することができる。この時、第１ペーストは銀パウダーの含量を全体重量対比約８０ないし９０重量％含んでいる銀（Ａｇ）ペーストであり、第２ペーストは銀パウダーの含量を全体重量対比約７０ないし７５重量％含んでいる銀（Ａｇ）ペーストで有り得る。
【０１０４】
以上で説明した方法によって第１電極１４１を形成した後、スクリーン印刷法を利用し、前面電極部パターン４０が印刷された領域と電気的に分離された領域、本実施の形態では基板１１０の後面の該当の部分にアルミニウム（Ａｌ）を含む後面電極用ペーストを塗布した後乾燥させ、後面電極パターン（図示せず)を形成する。ここで、後面電極パターンは第２電極（１５１、後面電極）を形成する。
【０１０５】
後面電極用ペーストはアルミニウム（Ａｌ）代わりにニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
【０１０６】
次に、スクリーン印刷法を利用し、基板１１０後面の該当の部分にアルミニウム（Ａｌ）を含む第２集電部用ペーストを塗布した後乾燥させ、第２集電部パターン（図示せず)を形成する。ここで、第２集電部パターンは第２集電部１５２を形成する。
【０１０７】
本実施の形態で少なくとも一つの第２集電部パターンは基板の後面に位置し隣接した後面電極パターンと接続される。すなわち、後面電極パターンと重畳されないように形成される。しかし、これに限定されず、後面電極パターンと一部重畳されるように形成することもでき、基板１１０の後面に位置した後面電極パターンの下に位置し下部の後面電極パターンと接続することができる。
【０１０８】
第２集電部パターンは実質的に基板１１０を中心に第１集電部パターン４２と対応する位置に形成する。すなわち、第１集電部パターン４２と同一の方向に伸びるが、これに限定されるのではない。
【０１０９】
第２集電部用ペーストはアルミニウム（Ａｌ）代わりにニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、 銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、 金（Ａｕ）及びこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つを含むことができ、または、その他の導電性金属物質から成り得る。
【０１１０】
前面電極部パターン４０と後面電極部パターン(後面電極パターンと第２集電部パターンを含み)の形成順序は変更可能である。また、後面電極部パターンの形成において、後面電極パターンと第２集電部パターンの形成順序は変更が可能である。
【０１１１】
その後、約７５０℃ないし約８００℃の温度で前面電極部パターン４０と後面電極部パターンを備えた基板１１０を焼成し(firing)、複数の第１電極１４１と少なくとも一つの第１集電部１４２、後面電極１５１、第２集電部１５２ 及び後面電界部１７１を形成する。
【０１１２】
すなわち、熱処理が施行されれば、前面電極部パターン４０のガラスフリットに含有された鉛（Ｐｂ）などによって前面電極部パターン４０は下部の反射防止膜１３０部分を貫通する。したがって、第１電極層パターン４１ａ、第１集電部パターン４２及び第２電極層パターン４１ｂの内少なくとも一つ以上がガラスフリットに鉛成分を含んでいる。第２電極層４１ｂが第１電極層４１ａの上に位置する場合には第２電極層４１ｂがガラスフリットに鉛成分を含む必要がない。これにより、エミッタ部１２０と接触する複数の第１電極１４１と少なくとも一つの第１集電部１４２を備えた前面電極部１４０を完成する。この時、前面電極部パターン４０の第１電極パターン４１は複数の前面電極、すなわち、第１電極１４１になり、第１集電部パターン４２は少なくとも一つの第１集電部１４２になる。
【０１１３】
また熱処理工程によって後面電極パターン及び第２集電部パターンはそれぞれ基板１１０と接続される第２電極１５１及び第２集電部１５２になり、第２電極１５１及び第２集電部１５２の含有物であるアルミニウム（Ａｌ）が後面電極１５１と接触した基板１１０の方へ拡散して主に後面電極１５１と接している基板１１０の後面に後面電界部１７１を形成する。この時、基板１１０の後面に位置するエミッタ部１２０を越してまでアルミニウム（Ａ１）が拡散して後面電界部１７１が形成される。
【０１１４】
前述したように、他の例で、第２集電部１５２は本実施の形態と異なりい第２電極１５１の下部に接続されるように第２電極１５１の下に形成されることもできる。
【０１１５】
その後、レーザビームなどを利用し基板１１０の側面や端部分に形成されたエミッタ部１２０の少なくとも一部をとり除く側面分離(edge isolation)を実施し（図示せず)、基板１１０の前面に形成されたエミッタ部１２０と基板１１０の後面に形成されたエミッタ部１２０を電気的に分離し太陽電池１を完成する(図１及び図２)。
【０１１６】
以上で本発明の望ましい実施の形態に対して詳細に説明したが本発明の権利範囲はここに限定されるのではなく次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多くの変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するのである。
【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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