(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表主面および該表主面の反対側に位置する裏主面を有する半導体基板と、
該半導体基板の前記裏主面に配置されているパッシベーション膜と、
前記パッシベーション膜を覆っている被覆電極と、を備えており、
前記被覆電極は、アルミニウムよりも融点が低い低融点金属ＬＡ、アルミニウムおよびガラスＧＡを含み、下記式（１）を満足する、太陽電池素子。
ＴＬＡｍ＜ＴＧＡｓ＜ＴＡｍ  ・・・  （１）
（ただし、ＴＬＡｍ：前記低融点金属ＬＡの融点、ＴＧＡｓ：前記ガラスＧＡの軟化点、ＴＡｍ：アルミニウムの融点）
【請求項２】
前記パッシベーション膜を複数箇所で貫通して前記半導体基板に接している貫通電極をさらに備えており、該貫通電極が前記被覆電極に接続されている、請求項１に記載の太陽電池素子。
【請求項３】
前記被覆電極は下記式（２）を満足する、請求項１または２に記載の太陽電池素子。
ＴＡｍ−ＴＧＡｓ＜ＴＧＡｓ−ＴＬＡｍ  ・・・  （２）
（ただし、ＴＡｍ：アルミニウムの融点、ＴＧＡｓ：前記ガラスＧＡの軟化点、ＴＬＡｍ：前記低融点金属ＬＡの融点）
【請求項４】
前記貫通電極はアルミニウムよりも融点が低い低融点金属ＬＢ、アルミニウムおよびガラスＧＢを含む、請求項２または３に記載の太陽電池素子。
【請求項５】
前記低融点金属ＬＡと前記低融点金属ＬＢとは同一材料であり、前記貫通電極における前記低融点金属ＬＢの含有量は、前記被覆電極における前記低融点金属ＬＡの含有量よりも少ない、請求項４に記載の太陽電池素子。
【請求項６】
前記貫通電極および前記被覆電極は下記式（３）を満足する、請求項４または５に記載の太陽電池素子。
ＴＧＢｓ＜ＴＧＡｓ  ・・・  （３）
（ただし、ＴＧＢｓ：前記ガラスＧＢの軟化点、ＴＧＡｓ：前記ガラスＧＡの軟化点）
【請求項７】
前記貫通電極は下記式（４）を満足する、請求項４乃至６のいずれかに記載の太陽電池素子。
ＴＧＢｓ＜ＴＬＢｍ  ・・・  （４）
（ただし、ＴＧＢｓ：前記ガラスＧＢの軟化点、ＴＬＢｍ：前記低融点金属ＬＢの融点）
【請求項８】
前記低融点金属ＬＡが亜鉛を含んでいる、請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項９】
前記パッシベーション膜は酸化アルミニウムを主成分としている、請求項１乃至８のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項１０】
前記パッシベーション膜は複数層からなる、請求項１乃至９のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項１１】
請求項１に記載の太陽電池素子の製造方法であって、前記パッシベーション膜を形成した後に、前記低融点金属ＬＡ、アルミニウムおよび前記ガラスＧＡを含む導電性ペーストを前記ガラスＧＡの軟化点よりも高い温度で焼成して前記第２電極を形成する、太陽電池素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項３に記載の太陽電池素子の製造方法であって、前記パッシベーション膜を形成した後に、前記低融点金属ＬＡ、アルミニウムおよび前記ガラスＧＡを含み、前記式（２）を満足する導電性ペーストを、前記ガラスＧＡの軟化点よりも高い温度で焼成して前記第２電極を形成する、太陽電池素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶系のシリコン基板を用いた高効率の太陽電池素子として、ＰＥＲＣ（Passivated Emitter and Rear Cell）構造が知られている（例えば、下記の特許文献１および特許文献２を参照）。このような太陽電池素子は、シリコン基板の非受光面となる主面側に酸化膜、窒化膜などの絶縁膜またはそれらの積層膜からなるパッシベーション膜を配置している。さらに、このパッシベーション膜を貫通してシリコン基板に電気的接続する電極を配置している。また、この電極上には銀などのハンダ付け可能な金属によって集電電極を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／１５７０７９号
【特許文献２】国際公開第２０１２／５３０７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、上述のような太陽電池素子では光電変換効率を向上しうる構造が求められている。
【０００５】
そこで、光電変換効率を向上させることが可能な太陽電池素子およびその製造方法を提供することを本発明の目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る太陽電池素子は、表主面および該表主面の反対側に位置する裏主面を有する半導体基板と、該半導体基板の前記裏主面に配置されているパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜を覆っている被覆電極と、を備えており、前記被覆電極は、アルミニウムよりも融点が低い低融点金属ＬＡ、アルミニウムおよびガラスＧＡを含み、下記式（１）を満足する。
【０００７】
ＴＬＡｍ＜ＴＧＡｓ＜ＴＡｍ  ・・・  （１）
（ただし、ＴＬＡｍ：前記低融点金属ＬＡの融点、ＴＧＡｓ：前記ガラスＧＡの軟化点、ＴＡｍ：アルミニウムの融点）。
【０００８】
また、本発明の一形態に係る太陽電池素子の製造方法は、前記パッシベーション膜を形成した後に、前記低融点金属ＬＡ、アルミニウムおよび前記ガラスＧＡを含む導電性ペーストを前記ガラスＧＡの軟化点よりも高い温度で焼成して前記被覆電極を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
上記の太陽電池素子およびその製造方法によれば、光電変換効率を向上しうる構造の太陽電池素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池素子の第１主面側の外観を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る太陽電池素子の第２主面側の外観を示す平面図である。
【図３】図３は、図１および図２のＸ−Ｘ線における断面の状態を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｈ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る太陽電池素子の製造方法を示す拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る太陽電池素子の別の断面の状態を示す断面図である。
【図６】図６は、別の実施形態に係る太陽電池素子の断面の状態を示す断面図である。
【図７】図７は、別の実施形態に係る太陽電池素子の断面の状態を示す断面図である。
【図８】図８は、別の実施形態に係る太陽電池素子の断面の状態を示す断面図である。
【図９】図９は、第２電極のガラスの軟化点と少数キャリアのライフタイムとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る太陽電池素子およびその製造方法の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面は模式的に示したものであり、断面図等において一部を省略している。
【００１２】
＜太陽電池素子＞
本実施形態に係る太陽電池素子１０を、図１〜３に示す。太陽電池素子１０は、主として光が入射する表主面である第１主面１０ａと、この第１主面１０ａの反対側に位置する裏主面である第２主面１０ｂとを有する。
【００１３】
また、太陽電池素子１０に用いられる半導体基板である基板１も同様に第１主面１ａと、この第１主面の反対側に位置する第２主面１ｂとを有する。基板１は、一導電型（例えばｐ型）半導体領域である第１半導体層２と、第１半導体層２における第１主面１ａ側に設けられた逆導電型（例えばｎ型）半導体領域である第２半導体層３とを有する。
【００１４】
以下、基板１（または第１半導体層２）にｐ型シリコン基板を用いる太陽電池素子を例として説明する。
【００１５】
ｐ型の多結晶または単結晶のシリコン基板としては、例えば厚みが１００〜２５０μｍ程度のものを用いる。基板１の形状は、特に限定されるものではないが平面視で１辺が１５０〜２００ｍｍ程度の略四角形状であれば、複数の太陽電池素子１０を並べて太陽電池モジュールを作製する場合には都合がよい。基板１からなる第１半導体層２をｐ型にする場合には、ドーパント元素として、ボロン、ガリウム等の不純物をシリコン基板に含有させる。
【００１６】
第２半導体層３は、第１半導体層２における第１主面１ａ側に設けられる。また、第２半導体層３は、第１半導体層２に対して逆の導電型（本実施形態の場合はｎ型）の半導体層であり、第１半導体層２と第２半導体層３との間でｐｎ接合部が形成される。第２半導体層３は、例えば、基板１の第１主面１ａ側にドーパント元素として、リン等の不純物を含有させることによって形成できる。
【００１７】
図３に示すように、基板１の第１主面１ａ側には、照射された光の反射率を低減するための微細な凹凸構造（テクスチャ）を設けている。テクスチャの凸部の高さは０．１〜１
０μｍ程度であり、凸部の幅は０．１〜２０μｍ程度である。
【００１８】
また、太陽電池素子１０は、第１主面１０ａ側に反射防止層５および表面電極７を備えており、第２主面１０ｂ側に裏面電極８およびパッシベーション膜４を備えている。
【００１９】
反射防止層５は、太陽電池素子１０の第１主面１０ａに照射された光の反射率を低減することによって、太陽電池素子１０の光電変換効率を向上する効果を有する。反射防止層５は、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウムもしくは窒化シリコン層等の絶縁膜、またはこれらの積層膜からなる。反射防止層５の屈折率および厚みは、太陽光のうち、基板１に吸収されて発電に寄与し得る波長範囲の光に対して低反射条件を実現できる屈折率および厚みを適宜採用すればよい。
【００２０】
例えば、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法によって窒化
シリコンからなる反射防止層５を成膜する場合では、屈折率は１．８〜２．５程度とし、厚みは６０〜１２０ｎｍ程度とすることができる。
【００２１】
表面電極７は、図１に示すように、太陽電池素子１０の第１主面１０ａ側に設けられた電極である。表面電極７は、数本（例えば、図１では３本）のバスバー電極７ａと、複数の線状のフィンガー電極７ｂとを有する。
【００２２】
バスバー電極７ａは、基板１の第１主面１ａにおいて、光電変換によって得られた電気を太陽電池素子１０の外部に取り出すための電極であり、例えば、１〜３ｍｍ程度の幅を有している。バスバー電極７ａの少なくとも一部は、フィンガー電極７ｂと略垂直に交わるように電気的に接続されている。
【００２３】
フィンガー電極７ｂは、基板１での光生成キャリアを集めて、バスバー電極７ａに伝えるための電極である。フィンガー電極７ｂは複数の線状であって、例えば３０〜２００μｍ程度の幅を有し、互いに１〜３ｍｍ程度の間隔を空けて設けられている。このような表面電極７は、例えば、銀を主成分とする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。表面電極７の厚みは、１０〜４０μｍ程度である。
【００２４】
なお、本実施形態において、主成分とは、全体の成分に対して含有される比率が５０％以上であることを示し、以下の記述においても同様とする。
【００２５】
なお、フィンガー電極７ｂと同様な形状のサブフィンガー電極７ｃを基板１の周縁部に設けて、フィンガー電極７ｂ同士を電気的に接続するようにしてもよい。
【００２６】
パッシベーション膜４は、基板１の第２主面１ｂ側の略全面に設けられ、一主面が第２主面１ｂと当接している。これにより、基板１との界面において、少数キャリアの再結合の原因となる欠陥凖位を低減するので、少数キャリアの再結合を低減する機能を有する。
【００２７】
パッシベーション膜４は、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウムもしくは窒化シリコン層等の絶縁膜、またはこれらの複層膜からなる。
【００２８】
パッシベーション膜４の厚みは１０〜２００ｎｍ程度である。本実施形態のように、第１半導体層２がｐ型層であれば、パッシベーション膜４として、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法で形成した酸化アルミニウム層等、負の固定電荷を有する膜を用いること
が好適である。
【００２９】
このように、負の固定電荷を有するパッシベーション膜４では、電界効果によって少数キャリアである電子が基板１とパッシベーション膜４との界面から遠ざけられるので、少数キャリアの再結合が低減される。同様に、第２半導体層３がｎ型層であれば、反射防止層５としては、ＰＥＣＶＤ法などで形成した窒化シリコン等、正の固定電荷を有する膜を用いるとよい。
【００３０】
また、これらのパッシベーション膜４は、固定電荷の正負、界面準位密度の大小、電極材料との反応性、外部からの水分またはガス等に対するバリア性能がそれぞれ異なるため、適宜組み合わせて複層膜として用いてもよい。
【００３１】
裏面電極８は、基板１の第２主面１ｂ側に設けられる電極であり、図２および図３に示すように、貫通電極である第１電極８ａ、被覆電極である第２電極８ｂおよび第３電極８ｃを有する。
【００３２】
第１電極８ａは、パッシベーション膜４を複数箇所で貫通するように設けられる。第１電極８ａの一端部は、基板１の第２主面１ｂに当接して、基板１の第２主面１ｂにおいてキャリアを集めることができる。第１電極８ａの他端部は、第２電極８ｂと接している。第１電極８ａの形状は、ドット（点）状であってもよいし、帯状（線状）であってもよい。第１電極８ａの径（幅）は６０〜５００μｍ程度、ピッチは０．３〜２ｍｍ程度であればよい。第１電極８ａはアルミニウムおよびガラスＧＢを含む。
【００３３】
第３電極８ｃは、基板１の第２主面１ｂにおいて、光電変換によって得られた電力を太陽電池素子１０の外部に取り出すための電極である。第３電極８ｃは平面視して第１電極８ａに重ならない位置で、パッシベーション膜４の上に直線状に配置されている。または、第３電極８ｃは平面視して第１電極８ａに重ならない位置で、パッシベーション膜４を貫通して、基板１の上に直線状に配置されている。
【００３４】
第３電極８ｃの厚みは１〜３０μｍ程度であり、その幅は１〜７ｍｍ程度である。第３電極８ｃは、複数個、形成されて一直線状に配置されている。また、第３電極８ｃは、太陽電池モジュール製造工程において、リボン状の接続導体であるタブ銅箔を簡単に接続可能なように、ハンダ付け可能な銀を主成分として含んでいる。
【００３５】
このような第３電極８ｃは、例えば、銀を主成分とする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できる。なお、第３電極８ｃは、第２電極８ｂと導通できる形状であればよい。例えば、第３電極８ｃは、矩形状の電極本体部に対して突出部を設けた形状にし、この突出部を第２電極８ｂが覆うように構成にしてもよい。
【００３６】
第２電極８ｂは、第１電極８ａおよび第３電極８ｃのそれぞれに接して、両者を電気的に接続している。第２電極８ｂは、第３電極８ｃの一部、パッシベーション膜４および第１電極８ａのそれぞれを覆っている。第２電極８ｂは、第１電極８ａによって集電された電気を第３電極８ｃに伝えるものである。このため、第２電極８ｂは、すべての第１電極８ａを覆うように、例えば、基板１の第２主面１ｂの第３電極８ｃが形成された領域の一部を除く略全面に形成され、その厚みは１５〜５０μｍ程度である。
【００３７】
本実施形態に係る太陽電池素子１０では、第２電極８ｂは、アルミニウムよりも融点が低い低融点金属ＬＡ、アルミニウムおよびガラスＧＡを含み、下記式（１）を満足している。
【００３８】
ＴＬＡｍ＜ＴＧＡｓ＜ＴＡｍ  ・・・  （１）
ここで、ＴＬＡｍは低融点金属ＬＡの融点、ＴＧＡｓはガラスＧＡの軟化点、ＴＡｍはアルミニウムの融点を示す。
【００３９】
式（１）を満足すれば、パッシベーション性能を維持でき、太陽電池素子１０の光電変換効率を向上させることができる。これは、第２電極８ｂを形成する焼成時に、パッシベーション膜４を侵食するガラスＧＡよりも先に低融点金属ＬＡが融解してパッシベーション膜４を被覆し密着する。そして、ガラスＧＡよりも低融点金属ＬＡの方が、パッシベーション膜４への侵食の影響が小さいため、パッシベーション性能が維持されると考えられる。
【００４０】
また、低融点金属ＬＡの融解に続いて軟化するガラスＧＡの存在によって、第２電極８ｂを構成するアルミニウムなどの粒子間および低融点金属ＬＡとの間に結合力が発生し、第２電極８ｂとパッシベーション膜４との間の接着強度が高まる。これにより、第２電極８ｂの剥離が低減されるため、信頼性の高い太陽電池素子を得ることができると考えられる。
【００４１】
一方、アルミニウムの融点ＴＡｍよりもガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓが高い条件では、焼成後の第２電極８ｂは、ほぼ全面にわたって剥離し、電極構造を保持することは困難である。これは、ガラスＧＡが軟化せず、金属粒子同士の結合が低下するためと考えられる。
【００４２】
ガラスの軟化点は、電極の形成に用いられる導電性ペーストに添加されるガラスについて、ＴＭＡ（熱機械分析）によって測定した値を用いることができる。なお、第２電極８ｂを酸溶液にて溶解した後に、残渣として得られたガラスを加熱成型し、ＴＭＡによって測定した値を用いてもよい。また、電極を形成する金属粒子間に存在するガラスについて、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）などを用いた微視的組成分析を行い、その組成比を、公開データベースを参照することによって推定した値を用いてもよい。
【００４３】
低融点金属ＬＡとしては、アルミニウムよりも低い融点の金属であればよく、ガリウム、インジウム、スズ、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン、マグネシウムまたはそれらの金属を含有する合金を用いることができる。また、アルミニウムシリコン合金等のアルミニウム系合金、または金ゲルマニウム等の金系合金を用いても構わない。また、インジウム、スズおよび亜鉛は、いずれも比較的安全に取扱い可能であり、特に亜鉛は、犠牲防食性に優れるので、基板１がシリコンの場合には少数キャリアライフタイムへの影響が少ない。また、これらの元素の酸化物は導電性を有するのでよい。また、低融点金属ＬＡの融点は４００〜５８０℃の材料を用いることが好ましい。低融点金属ＬＡによるパッシベーション膜４への侵食の影響を低減できるため、パッシベーション性能をさらに維持することができる。上記理由からしても、低融点金属ＬＡとして亜鉛を用いることが好ましい。
【００４４】
ガラスＧＡとしては、式（１）を満足する軟化点をもつガラスであればよい。例えば、主に酸化亜鉛を含有する亜鉛系ガラスまたは主に酸化ビスマスを含有するビスマス系ガラスを用いてもよい。
【００４５】
また、第２電極８ｂは下記式（２）を満足していることが好ましい。
【００４６】
ＴＡｍ−ＴＧＡｓ＜ＴＧＡｓ−ＴＬＡｍ  ・・・  （２）
式（２）を満足することによって、パッシベーション性能をさらに維持できて、太陽電池素子１０の光電変換効率を向上させることができる。この理由は、焼成工程での昇温速度が略一定である場合には、低融点金属ＬＡが融解してパッシベーション膜４を保護するための時間を、ガラスＧＡが侵食してパッシベーション膜４を溶解する時間よりも長くす
ることができるからである。
【００４７】
また、第１電極８ａは、アルミニウムよりも融点が低い低融点金属ＬＢを含むことが好ましい。
【００４８】
第１電極８ａは、低融点金属ＬＢを含有することによって、焼成工程中にアルミニウムと低融点金属ＬＢとの間で合金化が起こるので、融解した合金が基板１の第２主面１ｂ側で面接触することが容易となる。このため、第１電極８ａは、後述するＢＳＦ（Back surface Field）層１３との接触抵抗が低下するとともに、第２電極８ｂとの接触抵抗も低下するので、太陽電池素子１０の光電変換効率を向上させうると考えられる。
【００４９】
低融点金属ＬＢとしては、低融点金属ＬＡと同様の材料を用いればよく、好適には亜鉛が用いられる。
【００５０】
第１電極８ａおよび第２電極８ｂのどちらもアルミニウムを含む場合には、第２電極８ｂの低融点金属ＬＡと、第１電極８ａの低融点金属ＬＢとは同一材料であり、第１電極８ａの低融点金属ＬＢの含有量は、第２電極８ｂの低融点金属ＬＡの含有量よりも少なくてもよい。
【００５１】
この理由は、アルミニウムへの低融点金属の含有量が多いほどアルミニウムとの合金化温度が低下し、パッシベーション膜４を被覆する低融点金属の量が増大するからである。このため、第１電極８ａと第２電極８ｂの熱処理を別々に実施する場合には、低融点金属ＬＡの多い第２電極８ｂの熱処理温度を低下させることができ、ガラスＧＡの侵食によるパッシベーション膜４の溶解をさらに低減できる。例えば、電極中の全成分に対する低融点金属ＬＡの含有量は、１〜４５原子％であればよく、電極中の全成分に対する低融点金属ＬＢの含有量は、０．５〜１０原子％であればよい。
【００５２】
また、第１電極８ａおよび第２電極８ｂは下記式（３）を満足するのが好ましい。
【００５３】
ＴＧＢｓ＜ＴＧＡｓ  ・・・  （３）
ここで、ＴＧＢｓはガラスＧＢの軟化点を示す。
【００５４】
ガラスＧＡの軟化点とガラスＧＢの軟化点とに差を設ける。軟化点の差は、例えば、５０℃以上、好ましくは１００℃以上あればよい。これにより、第１電極８ａと第２電極８ｂの熱処理を同時に実施する場合には、第１電極８ａがパッシベーション膜４を侵食（ファイアースルー）して、基板１の第２主面１ｂと電気的に接触している間に、第２電極８ｂのパッシベーション膜４への侵食が低減される。よって、パッシベーション性能の維持がより確実となる。
【００５５】
また、第１電極８ａと第２電極８ｂの熱処理を別々に実施する場合であっても、第２電極８ｂの焼成中において、第１電極８ａがパッシベーション膜４を侵食（ファイアースルー）して基板１の第２主面１ｂと電気的に接触することが促進されるため好適である。
【００５６】
また、第１電極８ａは下記式（４）を満足するのが好ましい。
【００５７】
ＴＧＢｓ＜ＴＬＢｍ  ・・・  （４）
ここで、ＴＬＢｍは低融点金属ＬＢの融点を示す。
【００５８】
ガラスＧＢは、第１電極８ａがパッシベーション膜４を侵食して基板１の第２主面１ｂ側と電気的に接触するのに必要な要素である。低融点金属ＬＢが溶融するよりも先にガラ
スＧＢが軟化して、パッシベーション膜４を侵食することによって、第１電極８ａと基板１の第２主面１ｂとの電気的接触が容易になる。
【００５９】
また、第１電極８ａを、アルミニウムを含有する導電性ペーストを用いて形成することによって、基板１にＢＳＦ層１３を形成することができる。例えば、アルミニウムを含有する導電性ペーストを塗布後、アルミニウムの融点以上の最高温度を有する所定の温度プロファイルで導電性ペーストを焼成する。これにより、第１電極８ａが形成されるとともに、導電性ペースト中のアルミニウムと基板１との間で相互拡散が起こる。そして、基板１と第１電極８ａとの界面には、基板１中にアルミニウムが第１半導体層２よりも高濃度に拡散したＢＳＦ層１３が形成される。
【００６０】
アルミニウムは、ｐ型ドーパントとなりうるので、ＢＳＦ層１３が含有するドーパントの濃度は、第１半導体層２が含有するドーパントの濃度よりも高くなる。すなわち、ＢＳＦ層１３中には、第１半導体層２において一導電型にするために、ドープされ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。
【００６１】
ＢＳＦ層１３では、基板１の第２主面１ｂ側において内部電界を形成する。これにより、基板１における第２主面１ｂの表面近傍で、少数キャリアの再結合による光電変換効率の低下を低減させる。ＢＳＦ層１３は、例えば、基板１の第２主面１ｂ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形成できる。第１半導体層２およびＢＳＦ層１３が含有するドーパント元素の濃度は、それぞれ５×１０１５〜１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、１×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度とすることができる。
【００６２】
以上述べたように、本実施形態の太陽電池素子１０は、第１主面１ａおよび第１主面１ａの反対側に位置する第２主面１ｂを有する基板１と、基板１の第２主面１ｂに配置されているパッシベーション膜４と、基板１の第２主面１ｂに配置された裏面電極８とを備えている。
【００６３】
裏面電極８は、第１電極８ａ、第２電極８ｂおよび第３電極８ｃを有している。第１電極８ａは、パッシベーション膜４を複数箇所で貫通して基板１に接している。第３電極８ｃは、平面視して第１電極８ａに重ならない位置で、パッシベーション膜４の上に、またはパッシベーション膜４を貫通して、基板１の上に直線状に配置されている。
【００６４】
特に、第２電極８ｂは、第３電極８ｃの周縁部などの一部、パッシベーション膜４および第１電極８ａのそれぞれを覆っているとともに、第１電極８ａおよび第３電極８ｃのそれぞれに接している。これらのことから、第２電極８ｂの一部が剥離しても、光生成キャリアは面状に設けられた第２電極８ｂの他の部分を通り第３電極８ｃに達することができて、光電変換効率が低下しにくい太陽電池素子１０を提供できる。
【００６５】
＜太陽電池素子の製造方法＞
次に、太陽電池素子１０の製造方法の各工程について、詳細に説明する。
【００６６】
まず図４（ａ）に示すように基板１を用意する。基板１は、単結晶シリコンであっても多結晶シリコンであってもよい。基板１は、例えば、既存のＣＺ法または鋳造法などによって形成される。以下では、基板１として、ｐ型多結晶シリコン基板を用いた例について説明する。
【００６７】
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する。インゴットの抵抗率は１〜５Ω・ｃｍ程度であればよい。ドーパント元素としては、例えばボロンを添加すれ
ばよい。次いで、そのインゴットを例えば１辺約１６０ｍｍ角の正方形状で、厚さ２００μｍ程度の厚みにスライスして基板１を作製する。その後、基板１の切断面の機械的ダメージ層および汚染層を清浄にするために、基板１の表面をＮａＯＨ、ＫＯＨ、フッ酸またはフッ硝酸などの水溶液でごく微量エッチングしてもよい。
【００６８】
また、図４（ｂ）に示すように、基板１の第１主面１ａに、光の反射を低減するためにテクスチャを形成してもよい。テクスチャの形成方法としては、ＮａＯＨ等のアルカリ溶液もしくはフッ硝酸等の酸溶液を使用したウエットエッチング方法、またはＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法等を使用したドライエッチング方法を用いることができる。
【００６９】
次に、図４（ｃ）に示すように、テクスチャを有する基板１の第１主面１ａに、ｎ型の第２半導体層３を形成する。第２半導体層３は、ペースト状にしたＰ２Ｏ５を基板１の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状にしたオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を拡散源とした気相熱拡散法などによって形成される。この第２半導体層３は０．１〜２μｍ程度の厚み、４０〜２００Ω／□程度のシート抵抗値を有するように形成される。例えば、気相熱拡散法では、ＰＯＣｌ３等からなる拡散ガスを有する雰囲気中で６００〜８００℃程度の温度において、基板１を５〜３０分程度熱処理してリンシリコンガラス（ＰＳＧ）を基板１の表面に形成する。その後、アルゴンまたは窒素等の不活性ガス雰囲気中で８００〜９００℃程度の高い温度において、基板１を１０〜４０分間程度熱処理する。これにより、ＰＳＧから基板１にリンが拡散して、基板１の第１主面１ａ側に第２半導体層３が形成される。
【００７０】
上記第２半導体層３の形成工程において、第２主面１ｂ側にも第２半導体層３が形成された場合には、第２主面１ｂ側に形成された第２半導体層３のみをエッチングして除去する。これにより、第２主面１ｂ側にｐ型の第１半導体層２を露出させる。例えば、フッ硝酸溶液に基板１における第２主面１ｂ側のみを浸して、第２主面１ｂ側に形成された第２半導体層３を除去する。その後、第２半導体層３を形成する際に、基板１の第１主面１ａ側に付着したＰＳＧをエッチングして除去する。この時、基板１の側面に形成された第２半導体層３を併せて除去してもよい。
【００７１】
次に、パッシベーション膜形成工程を行う。図４（ｄ）に示すように、第１半導体層２の第２主面１ｂ上に、酸化アルミニウムからなるパッシベーション膜４を形成する。パッシベーション膜４は、例えば、ＡＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法などを用いることで形成できる。特に、基板１の表面のカバーレッジに優れたＡＬＤ法を用いることによって、パッシベーション効果がより大きくなる。このため、パッシベーション膜４の形成方法としてはＡＬＤ法を好適に使用できる。
【００７２】
ＡＬＤ法によるパッシベーション膜４の形成工程では、まず、成膜装置のチャンバー内に上記第２半導体層３が形成された基板１を載置する。そして、基板１が１００〜２５０℃の温度域で加熱された状態で、アルミニウム原料の供給、アルミニウム原料の排気除去、酸化剤の供給、酸化剤の排気除去、の一連の工程を複数回繰り返す。これにより、酸化アルミニウムからなるパッシベーション膜４を形成する。ここで、アルミニウム原料として、例えばトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）等を用いることができる。また、酸化剤として、例えば、水（Ｈ２Ｏ）、オゾン（Ｏ３）等を用いることができる。
【００７３】
ＡＬＤ法を用いることによって、第１半導体層２の第１主面１ａだけでなく、基板１の側面を含む全周囲にもパッシベーション膜４を形成してもよい。この場合には、第２主面１ｂ上のパッシベーション膜４に耐酸レジストを塗布した後、フッ化水素酸（ＨＦ）などで不要なパッシベーション膜４をエッチングによって除去してもよい。
【００７４】
次に、図４（ｅ）に示すように、反射防止膜形成工程として、基板１の第１主面１ａ側に窒化シリコン膜からなる反射防止層５を形成する。反射防止層５は、例えばＰＥＣＶＤ法またはスパッタリング法を用いて形成される。ＰＥＣＶＤ法を用いる場合であれば、事前に基板１を成膜中の温度よりも高い温度で加熱する。その後、加熱した基板１にシラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを窒素（Ｎ２）で希釈して供給し、反応圧力を５０〜２００Ｐａにしてグロー放電分解でプラズマ化させて反応、堆積させることで反射防止層５が形成される。このときの成膜温度は、３５０〜６５０℃程度とする。また、グロー放電に必要な高周波電源の周波数としては１０〜５００ｋＨｚの周波数を使用する。また、ガス流量は反応室の大きさ等によって適宜決定される。ただし、例えばガスの流量としては、１５０〜６０００ｓｃｃｍの範囲とすることが望ましく、シランの流量Ａとアンモニアの流量Ｂとの流量比Ｂ／Ａは０．５〜１５であればよい。
【００７５】
次に、図４（ｆ）〜（ｈ）に示すように電極形成工程を行う。表面電極７（バスバー電極７ａとフィンガー電極７ｂ、サブフィンガー電極７ｃ）と、裏面電極８（第１電極８ａ、第２電極８ｂ、第３電極８ｃ）とを以下のようにして形成する。
【００７６】
まず図４（ｆ）に示すように、表面電極７を、第１ペースト１６を用いて形成する。第１ペースト１６は、例えば主成分として銀を含む金属粉末（例えば主たる金属成分が、粒径０．０５〜２０μｍ程度、好ましくは０．１〜５μｍ程度の銀粉末のみから成り、銀含有量が導電性ペーストの総質量の６５〜８５質量％程度）を有する。第１ペースト１６は、さらに有機ビヒクル（例えば、導電性ペーストの総質量の５〜１５質量％程度）およびガラスフリット（例えば、導電性ペーストの総質量の０．０５〜１０質量％程度、成分は鉛４０〜６０原子％程度、シリコン２０〜４０原子％程度、リン１〜５原子％程度、ホウ素７〜１５原子％程度）を含有する。まず、この第１ペースト１６を、スクリーン印刷を用いて、基板１の第１主面１ａに塗布する。この塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。
【００７７】
また、裏面電極８である第３電極８ｃは、主成分として銀を含む金属粉末、有機ビヒクルおよびガラスフリット等を含有する導電性ペースト（第２ペースト１７）を用いて作製される。第２ペースト１７の成分は、第１ペースト１６と同様でもよい。第２ペースト１７の塗布法としては、例えば、スクリーン印刷法などを用いることができる。この塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。
【００７８】
さらに、第１電極８ａを、第３ペースト１８を用いて形成する。第３ペースト１８は、主成分としてアルミニウムを含む金属粉末（例えば、主たる金属成分が、粒径０．０５〜２０μｍ程度、好ましくは０．１〜１０μｍ程度のアルミニウム粉末のみから成り、アルミニウム含有量が導電性ペーストの総質量の６５〜８０質量％程度）を有する。第３ペースト１８は、さらに有機ビヒクル（例えば、導電性ペーストの総質量の５〜１５質量％程度）およびガラスＧＢとしてガラスフリットを含有する。なお、ガラスフリットの含有量は、導電性ペーストの総質量の０．０５〜１０質量％程度である。また、ガラスフリットは、主に酸化鉛を含有する鉛系ガラスが好適に用いられる。
【００７９】
また、第３ペースト１８は、アルミニウムよりも融点が低い低融点金属ＬＢを含有してもよく、アルミニウムと低融点金属ＬＢの合計に対して、低融点金属ＬＢが０．５〜１０原子％添加されている。低融点金属ＬＢを含む金属粉末の粒径は、０．００１〜６０μｍ程度からなる。低融点金属ＬＢとしては、亜鉛を含む金属粉末を用いることが好ましく、亜鉛、亜鉛アルミニウム合金、亜鉛錫合金等が使用される。また、ガラスフリットと低融点金属ＬＢは上記式（４）を満たすような材料を選択することが好ましい。
【００８０】
この第３ペースト１８は、すでに塗布された第２ペースト１７とは離れた位置で、第２主面１ｂ上の所定の位置に、点状または線状に塗布する。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。この塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させてもよい。
【００８１】
その後、第１ペースト１６、第２ペースト１７および第３ペースト１８が塗布された基板１を、焼成炉内にて最高温度が約７００〜９００℃、最高温度の維持時間が０．１秒〜数秒程度で第１焼成を行う。これにより、各導電性ペーストが焼結し、図４（ｇ）に示すように、表面電極７と裏面電極８の第１電極８ａ、第３電極８ｃとが形成される。第１焼成の際に、第１ペースト１６は反射防止膜５をファイアースルーして、基板１の第１主面１ａのｎ型の第２半導体層３と接続され、表面電極７が形成される。また、第３ペースト１８もパッシベーション膜４をファイアースルーして、第２主面１ｂのｐ型の第１半導体層２と接続され、第１電極８ａが形成される。また、第１電極８ａの形成に伴い、ＢＳＦ層１３も形成される。さらに、第２ペースト１７が焼成され、第３電極８ｃが形成される。
【００８２】
この時、第２ペースト１７は、図３に示すように、パッシベーション膜４をファイアースルーせずに、パッシベーション膜４上に形成されてもよい。または、図５に示すように、パッシベーション膜４をファイアースルーして、第１半導体層２上に形成されてもよい。例えば、第２ペースト１７中のガラスフリットの成分を適宜選択することによって、ファイアースルーの有無を調整することができる。例えば、パッシベーション膜４をファイアースルーさせる場合には、ガラスフリット中の酸化鉛の割合を増加させる。一方、パッシベーション膜４をファイアースルーさせない場合には、ガラスフリット中の酸化亜鉛の割合を増加させる。パッシベーション膜４をファイアースルーさせない場合には、第３電極８ｃと第１半導体層２とが離れて配置されるため、第３電極８ｃ近傍のパッシベーション性能は維持されて、光電変換効率の向上に好適である。
【００８３】
第３ペースト１８に低融点金属ＬＢを含む場合には、第１焼成において、低融点金属ＬＢがアルミニウムよりも低い温度で溶融するために、溶融した低融点金属ＬＢによって、アルミニウムを含む金属が均一に分散する。その結果、ＢＳＦ層１３が均一に形成される可能性がある。これによって、基板１と第１電極８ａとの界面の接触抵抗の分布が改善されて太陽電池素子１０の光電変換効率を向上させることができる。
【００８４】
次に、図４（ｈ）に示すように、第２電極８ｂを、第４ペースト１９を用いて形成する。第４ペースト１９は、主成分としてアルミニウムを含む金属粉末（例えば、導電性ペーストの総質量の６５〜８０質量％程度）を有する。第４ペースト１９は、さらに有機ビヒクル（例えば、導電性ペーストの総質量の５〜１５質量％程度）およびガラスＧＡとしてガラスフリットを含有する。なお、ガラスフリットの含有量は、導電性ペーストの総質量の０．０５〜１０質量％程度である。また、ガラスフリットは、主に酸化亜鉛を含有する亜鉛系ガラスまたは主に酸化ビスマスを含有するビスマス系ガラスが好適に用いられる。
【００８５】
また、第４ペースト１９は、アルミニウムよりも融点が低い低融点金属ＬＡを含有し、アルミニウムと低融点金属ＬＡの合計に対して、低融点金属ＬＡが１〜４５原子％添加されている。低融点金属ＬＡを含む金属粉末の粒径は、０．００１〜６０μｍ程度からなる。低融点金属ＬＡとしては、亜鉛を含む金属粉末を用いることが好ましく、亜鉛、亜鉛アルミニウム合金、亜鉛錫合金等が使用される。また、ガラスフリットと低融点金属ＬＡは上記式（１）を満たすような材料を選択する。
【００８６】
この第４ペースト１９は、すでに形成された第１電極８ａ上および第３電極８ｃの端部に接触するように、第２主面１ｂ側に塗布する。このとき、第２主面１ｂ上の第３電極８
ｃが形成されない部位のほぼ全面に塗布すると、厳密な位置合わせをすることなく第３電極８ｃの端部に接触するようにできるため望ましい。この塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。この塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させてもよい。
【００８７】
その後、第４ペースト１９が塗布された基板１は、焼成炉にて、第１焼成よりも低い温度、例えば、最高温度が５００〜７００℃、最高温度の維持時間が０．１〜数秒程度で第２焼成を行う。なお、このときの焼成温度はガラスＧＡの軟化点よりも高い温度で焼成すればよい。これによって、第２電極８ｂが基板１の第２主面１ｂ側に形成される。このとき、パッシベーション膜４を侵食するガラスＧＡよりも先に低融点金属ＬＡが融解してパッシベーション膜４を被覆し密着する。そして、ガラスＧＡよりも低融点金属ＬＡの方が、パッシベーション膜４への侵食の影響が小さいため、パッシベーション性能が維持され、太陽電池素子１０の光電変換効率を向上させることができる。
【００８８】
また、低融点金属ＬＡの融解に続いて軟化するガラスＧＡの存在によって、第２電極８ｂを構成するアルミニウムなどの粒子間および低融点金属ＬＡとの間に結合力が発生し、第２電極８ｂとパッシベーション膜４との間の接着強度が維持される。これにより、第２電極８ｂの剥離が低減されるため、信頼性の高い太陽電池素子を得ることができる。
【００８９】
さらに、第１焼成温度よりも第２焼成温度の方が低いので、第２電極８ｂによるパッシベーション膜４のファイアースルーが低減される。このため、光生成キャリアの再結合を低減する機能の低下が改善され、太陽電池素子１０の光電変換効率を向上させうる。
【００９０】
なお、本発明は上記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。例えば電極形成工程の焼成は、成分が類似した表面電極７（バスバー電極７ａ、フィンガー電極７ｂ、サブフィンガー電極７ｃ）と裏面電極８の第３電極８ｃ形成のための焼成を行った後、第２電極８ｂおよび第１電極８ａ形成のための焼成を別途行ってもよい。また、表面電極７と裏面電極８の焼成を同時に行ってもよい。
【００９１】
＜変形例１＞
変形例１に係る実施形態を図６に示す。変形例１では、第２主面１０ｂ側において、パッシベーション膜４と基板１との間に、パッシベーション膜４よりも薄い第１酸化シリコン膜１１が介在している。他の構成については上述した実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００９２】
第１酸化シリコン膜１１を設けることによって、基板１表面の結晶欠陥に由来する未結合手を効果的に終端させることができ、太陽電池素子の光電変換効率をより向上させることができる。
【００９３】
この第１酸化シリコン膜１１は、カバーレッジに優れたＡＬＤ法を用いることが望ましい。ＡＬＤ法による原料ガスとしては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，テトラエチルシランジアミン〈Ｈ２Ｓｉ[Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２]２〉ガスと、水またはオゾンなどとを用いて成膜できる。
【００９４】
ここで、第１酸化シリコン膜１１の膜厚を、パッシベーション膜４よりも薄くする。これにより、パッシベーション膜４を形成する酸化アルミニウムの負の固定電荷が、第１酸化シリコン膜１１の正の固定電荷に比べ優勢になる。そして、パッシベーション膜４のパッシベーション効果を低下させにくくすることができる。
【００９５】
＜変形例２＞
変形例２に係る実施形態を図７に示す。変形例２では、パッシベーション膜４と第２電極８ｂとの間に、パッシベーション膜４よりも薄い第２酸化シリコン膜１２が介在している。他の構成については上述した実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００９６】
第２酸化シリコン膜１２を設けることによって、第２電極８ｂ形成時においてアルミニウムなどがパッシベーション膜４へ拡散しにくくすることができる。これにより、パッシベーション膜４のパッシベーション効果をより向上させることができる。
【００９７】
この第２酸化シリコン膜１２は、第１酸化シリコン膜１１と同様にカバーレッジに優れたＡＬＤ法を用いることが望ましい。
【００９８】
＜変形例３＞
変形例３に係る実施形態を図８に示す。変形例３では、第３電極８ｃの周縁部とパッシベーション膜４との間に第２電極８ｂが形成されている。他の構成については上述した実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００９９】
第２電極８ｂを形成するための導電性ペースト（第４ペースト１９）を形成した後に、第３電極８ｃを形成するための導電性ペースト（第２ペースト１７）を形成して焼成を行う。これにより、第２ペースト１７と第４ペースト１９とを異なる条件で焼成した場合と比較して、第２電極８ｂと第３電極８ｃとの接触抵抗が低下し、さらなる変換効率の向上を図ることができる。
【０１００】
＜変形例４＞
変形例４に係る実施形態は、第３電極８ｃを形成するための導電性ペースト（第２ペースト１７）の金属成分が、主として銀とアルミニウムからなる。他の構成については上述した実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、以下に説明する変形例４の第２ペースト１７は、金属成分の組成を除いて、他の成分は、上述と同様である。
【０１０１】
第２ペースト１７に、銀の他にアルミニウムを添加することによって、第２ペースト１７の焼成に伴い、第３電極８ｃの直下の基板１の第１半導体層２にもＢＳＦ層１３を形成することができる。これにより、ＢＳＦ層１３部分の少数キャリアの再結合を低減し、さらなる光電変換効率の向上を図ることができる。
【０１０２】
また、発明者らが繰り返し行ったテストの結果では、金属成分における銀は、８５〜９９．５質量％程度であり、アルミニウムは０．５〜１５質量％程度であることがより望ましい。これにより、第３電極８ｃの直下の基板１の第１半導体層２に良好なＢＳＦ層１３を形成できるとともに、第３電極８ｃへのハンダ付けも可能になる。
【０１０３】
さらに、第１電極８ａを形成するための導電性ペースト（第３ペースト１８）と、第３電極８ｃとを形成するための導電性ペースト（第２ペースト１７）とを同一材料にすることが望ましい。これにより、スクリーン印刷法で、第３ペースト１８と第２ペースト１７とを同時に印刷することが可能になり、太陽電池素子１０の製造工程における工数の削減を図ることができる。
【実施例】
【０１０４】
以下に、本発明の実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
【０１０５】
＜実施例１＞
まず、ｐ型の単結晶シリコン基板上に酸化アルミニウム膜を製膜したサンプルを準備した。次に、アルミニウムを含む金属粉末を主成分とする、種々の水準の導電性ペーストを
準備した。
【０１０６】
各導電性ペーストの違いは、軟化点ＴＧＡｓが異なるガラスＧＡと、低融点金属ＬＡの含有量である。ここで、ガラスＧＡは、軟化点が亜鉛の融点よりも低い、酸化鉛を含有した鉛系ガラス、軟化点が亜鉛の融点よりも高い、酸化鉛を実質的に含有せず酸化亜鉛を含有した亜鉛系ガラスを用いた。
【０１０７】
各ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓは３１８℃、３８７℃、４２６℃、５２６℃および５６５℃であった。これらの軟化点はＴＭＡによって確認できた。また、低融点金属ＬＡの含有量はアルミニウムと低融点金属ＬＡの合計に対して、０原子％、１原子％および６原子％とした。また、ガラスＧＡの含有量は導電性ペーストの総質量の２質量％とした。低融点金属ＬＡとして亜鉛を用いた。低融点金属ＬＡの融点ＴＬＡｍは４２０℃、アルミニウムの融点ＴＡｍは６６０℃である。
【０１０８】
そして、各条件を組み合わせた１５種類の導電性ペーストをそれぞれ、サンプルに塗布・乾燥して、６４０℃で焼成した後に、少数キャリアのライフタイムτを測定した。その結果を図９に示す。なお、少数キャリアのライフタイムτの測定結果は、ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓが３１８℃、低融点金属ＬＡを含有しない導電性ペーストを用いたサンプルの測定値を１として規格化したライフタイムτを示す。
【０１０９】
図９に示すように、亜鉛からなる低融点金属ＬＡを含有し、ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓが低融点金属ＬＡの融点ＴＬＡｍよりも高く、アルミニウムの融点ＴＡｍよりも低い範囲でライフタイムτが増大した。さらに、ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓとアルミニウムの融点ＴＡｍとの差が小さいほどライフタイムτは増大する傾向を示した。この結果から、ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓと低融点金属ＬＡの融点ＴＬＡｍが上記式（１）を満足すれば、パッシベーション性能を維持できることが確認できた。
【０１１０】
＜実施例２＞
次に、半導体基板としてｐ型の導電性を有する第１半導体層２を有する多数の基板１を用いた。基板１は、平面視して正方形の一辺が約１５６ｍｍ角、厚さが約２００μｍの単結晶シリコン基板である。これらの基板１をＮａＯＨ水溶液でエッチングして、その後、洗浄を行った。そして、基板１に対して、以下の処理を行った。
【０１１１】
まず、基板１の第１主面１ａ側にＮａＯＨ水溶液を用いてテクスチャを形成した。
【０１１２】
次に、基板１にガス状にしたＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）を拡散源とした気相熱拡散法によって、リンを拡散させて、シート抵抗が９０Ω／□程度となるｎ型の第２半導体層３を形成した。なお、基板１の第２主面１ｂ側に形成された第２半導体層３をフッ硝酸溶液で除去して、その後、ＰＳＧをフッ酸溶液でエッチングして除去した。
【０１１３】
次に、基板１の片面にＡＬＤ法を用いて酸化アルミニウムからなるパッシベーション膜４を形成した。ここでは、成膜装置のチャンバー内に基板１を載置して、基板１の表面温度が１００〜２００℃程度になるように維持した。そして、アルミニウム源材料としてＴＭＡを用い、酸化剤としてオゾンガスを用いて、約３０ｎｍの厚さのパッシベーション膜４を形成した。
【０１１４】
その後、第１主面１ａの上にプラズマＣＶＤ法によって、窒化シリコン膜からなる反射防止層５を形成した。
【０１１５】
そして、表面電極７を形成する銀粉末を主成分とする第１ペースト１６を塗布して乾燥
させた。また、第３電極８ｃを形成する銀粉末を主成分とする第２ペースト１７を塗布して乾燥させた。また、第１電極８ａを形成するアルミニウム粉末を主成分とする第３ペースト１８を塗布して乾燥させた。その後、第１ペースト１６、第２ペースト１７、第３ペースト１８を８００℃で焼成して、表面電極７、第１電極８ａ、第３電極８ｃを形成した。
【０１１６】
次に、第２電極８ｂを形成するアルミニウム粉末を主成分とする、種々の水準の第４ペースト１９を、第２電極８ｂが形成されない部位のほぼ全面に塗布して乾燥させた。そして、第４ペースト１９を６４０℃で焼成して第２電極８ｂを形成した。
【０１１７】
このようにして、表１に示す各第４ペースト１９を用いて、試料１−１〜３−６の太陽電池素子１０を作製した。各第４ペースト１９の違いは、軟化点ＴＧＡｓが異なるガラスＧＡと、低融点金属ＬＡの含有量である。各ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓは３１８℃、３８７℃、４２６℃、５２６℃、５６５℃および７１８℃であった。これらの軟化点は実施例１と同様にしてＴＭＡで確認した。低融点金属ＬＡの含有量はアルミニウムと低融点金属ＬＡとの合計に対して、０原子％、１原子％および６原子％とした。また、ガラスＧＡの含有量は導電性ペーストの総質量の２質量％とした。試料１−１，１−２、試料２−１，２−２、試料３−１，３−２は、いずれも軟化点が亜鉛の融点よりも低い、酸化鉛を含有した鉛系ガラスをガラスＧＡとして用いた。また、それ以外の試料は、軟化点が亜鉛の融点よりも高い、酸化鉛を実質的に含有せず酸化亜鉛を含有した亜鉛系ガラスを用いた。また、低融点金属ＬＡとして亜鉛を用いた。
【０１１８】
試料１−１〜３−６について光電変換効率を測定した。光電変換効率の測定は、ＪＩＳ
Ｃ  ８９１３に基づいてＡＭ(Air Mass)１．５および１００ｍＷ／ｃｍ２の条件下にて測定した。表１に光電変換効率の測定結果を示す。なお、試料１−１の測定値を１００として規格化した光電変換効率を示す。
【０１１９】
【表１】
0006495713.tif 000002
【０１２０】
表１に示すように、亜鉛からなる低融点金属ＬＡを含有し、ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓが低融点金属ＬＡの融点ＴＬＡｍよりも高く、アルミニウムの融点ＴＡｍよりも低い範
囲の試料２−３〜５および３−３〜５の光電変換効率が向上した。さらに、ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓとアルミニウムの融点ＴＡｍの差が小さい試料２−５および３−５の光電変換効率はさらに向上する傾向を示した。この結果から、ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓと低融点金属ＬＡの融点ＴＬＡｍが上記式（１）を満足すれば、太陽電池素子１０の光電変換効率を向上させることが確認できた。なお、ガラスＧＡの軟化点ＴＧＡｓがアルミニウムの融点ＴＡｍよりも高い試料１−６、２−６および３−６は、第２電極８ｂが剥離したため太陽電池素子１０を作製できなかった。
【符号の説明】
【０１２１】
１    ：基板（半導体基板）
１ａ：第１主面（表主面）
１ｂ：第２主面（裏主面）
２    ：第１半導体層（ｐ型半導体層）
３    ：第２半導体層（ｎ型半導体層）
４    ：パッシベーション膜
５    ：反射防止層
７    ：表面電極
７ａ：バスバー電極
７ｂ：フィンガー電極
７ｃ：サブフィンガー電極
８    ：裏面電極
８ａ：第１電極（貫通電極）
８ｂ：第２電極（被覆電極）
８ｃ：第３電極
１０  ：太陽電池素子
１０ａ：第１主面（表主面）
１０ｂ：第２主面（裏主面）
１１  ：第１酸化シリコン膜
１２  ：第２酸化シリコン膜
１３  ：ＢＳＦ層
１６  ：第１ペースト
１７  ：第２ペースト
１８  ：第３ペースト
１９  ：第４ペースト
【図１】
0006495713.tif 000003
【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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