(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型結晶シリコン基板と、前記シリコン基板の第一の主面に設けられたｐ型シリコン系薄膜と、前記シリコン基板の第二の主面に設けられたｎ型シリコン系薄膜とを有する光電変換部；前記ｐ型シリコン系薄膜上に設けられた透明な第一電極層；前記ｎ型シリコン系薄膜上に設けられた第二電極層；および前記第一電極層上に設けられたパターン集電極を備える太陽電池の製造方法であって、
結晶シリコン基板の第一の主面上へのｐ型シリコン系薄膜の形成後に、前記結晶シリコン基板の第二の主面上へのｎ型シリコン系薄膜の形成が行われ、
光電変換部の第一の主面の周縁部がマスクで被覆された状態で、ドライプロセスにより第一電極層が製膜されることにより、光電変換部の第一の主面の周端および側面には第一電極層が形成されず、第一の主面の周縁部に第一電極層が形成されていない領域が存在し、
マスクを用いずに、光電変換部の第二の主面上にドライプロセスにより第二電極層が製膜されることにより、第二の主面から側面を介して第一の主面の周縁部の第一電極層が形成されていない領域に回り込んで第二電極層が形成されることにより、
光電変換部の第一の主面上に、周端側から順に、前記第二電極層の回り込み部、前記第一電極層および前記第二電極層のいずれも設けられていない絶縁領域、および第一電極層形成領域を有し、前記第二電極層の回り込み部には、第一電極層が形成されていない、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記ｐ型シリコン系薄膜の形成および前記ｎ型シリコン系薄膜の形成が、いずれも、マスクを用いずにドライプロセスにより実施される、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記光電変換部は、第一の主面に、斜面を有する凹凸構造を有する、請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法により太陽電池を作製するステップ；
前記太陽電池のパターン集電極に、前記太陽電池を外部回路または他の太陽電池に電気的に接続するための配線材を接続するステップ；および
配線材を接続後の太陽電池を封止するステップ
を有する、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記配線材は、光入射面側の表面に凹凸構造を有する、請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
ｎ型結晶シリコン基板と、前記シリコン基板の第一の主面に設けられたｐ型シリコン系薄膜と、前記シリコン基板の第二の主面に設けられたｎ型シリコン系薄膜とを有する光電変換部；前記ｐ型シリコン系薄膜上に設けられた透明な第一電極層；前記ｎ型シリコン系薄膜上に設けられた第二電極層；および前記第一電極層上に設けられたパターン集電極を備える太陽電池であって、
前記ｐ型シリコン系薄膜は、前記シリコン基板の側面および第二の主面の周縁部にも設けられており、
前記ｎ型シリコン系薄膜は、前記シリコン基板の側面および第一の主面の周縁部にも設けられており、
前記光電変換部の側面において、前記ｎ型シリコン系薄膜よりも前記ｐ型シリコン系薄膜の方が、前記シリコン基板に近い側に位置し、
光電変換部の第一の主面の周端および側面には第一電極層が設けられておらず、前記光電変換部の第一の主面の周縁部には、前記第一電極層が設けられていない領域が存在し、
前記第二電極層は、前記光電変換部の側面および第一の主面の周縁部の第一電極層が設けられていない領域にも設けられることにより、第一の主面の周縁部には、前記第二電極層の回り込み部が形成されており、
前記光電変換部の第一の主面上に、周端側から順に、前記第二電極層の回り込み部、前記第一電極層および前記第二電極層のいずれも設けられていない絶縁領域、および第一電極層形成領域を有し、
前記第二電極層の回り込み部には、前記第一電極層が形成されておらず、
前記第二電極層の回り込み部の厚みが、１〜２００ｎｍであり、かつ前記第一電極層の膜厚および第二の主面における前記第二電極層の膜厚よりも小さい、太陽電池。
【請求項７】
前記光電変換部は、第一の主面に、斜面を有する凹凸構造を有し、
前記第二電極層の回り込み部は、前記凹凸構造の周端側斜面上の厚みが、前記凹凸構造の基板面中央側斜面上の厚みよりも大きい、請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記第二電極層が透明電極層を含む、請求項６または７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記第二電極層が、光電変換部側から順に、透明電極層と金属電極層とを有し、
前記金属電極層の最表面層が、抵抗率が６×１０−６Ωｃｍ以上の高抵抗金属層である、請求項６〜８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記高抵抗金属層が、Ｓｎ，ＴｉおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む、請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記透明電極層と前記高抵抗金属層との間に、抵抗率が３×１０−６Ωｃｍ以下の低抵抗金属層を含む、請求項９または１０に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記低抵抗金属層が、ＡｇおよびＣｕからなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む、請求項１１に記載の太陽電池。
【請求項１３】
請求項６〜１２のいずれか１項に記載の太陽電池と、前記太陽電池を外部回路または他の太陽電池に電気的に接続するための配線材とを備える太陽電池モジュールであって、
前記配線材は、前記太陽電池のパターン集電極に接続されており、
配線材が接続された前記太陽電池が封止材により封止されている、太陽電池モジュール。
【請求項１４】
前記配線材は、光入射面側の表面に凹凸構造を有する、請求項１３に記載の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、太陽電池および太陽電池モジュール、ならびに太陽電池および太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池では、半導体接合を有す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、光電変換部上に電極が設けられている。結晶シリコン基板上にシリコン系薄膜からなる半導体層を備えるヘテロ接合太陽電池では、電極として透明電極層や金属集電極が設けられ、光入射面側にはパターン集電極が設けられる。太陽電池の電極は配線材に接続され、配線材を隣接する太陽電池または外部回路と電気的に接続することによりモジュール化が行われる。【０００３】
ヘテロ接合太陽電池の光電変換部の形成においては、一般に、シリコン基板表面に、半導体層、透明電極層、金属電極層等の薄膜が、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等のドライプロセスにより形成される。これらの薄膜は、基板表面のみならず、側面や裏面にも回り込んで製膜されるため、表面と裏面との間の短絡やリーク電流を生じる場合がある。【０００４】
特許文献１では、薄膜の回り込みに起因する短絡やリークを防止するために、結晶シリコン基板の周縁部をマスクで覆いながら半導体層や電極層を形成する方法が提案されている。特許文献２では、半導体層および電極層を形成後の結晶シリコン基板の周縁部を割断して除去することにより、光電変換部の側面を、シリコン基板が露出した割断面とする方法が提案されている。特許文献３では、セル周縁部へのレーザ照射により分離溝を形成して、結晶シリコン基板上の透明電極層および半導体層を除去する方法が提案されている。特許文献２の割断面や特許文献３の分離溝では、表面に電極や半導体層が存在せずシリコン基板が露出した状態であり、回り込みに起因する短絡部分が除去されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４４４６１号公報
【特許文献２】特開２００６―３１０７７４号公報
【特許文献３】特開平９−１２９９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように基板表裏の周縁部をマスクで覆いながら半導体層や電極層を形成する方法では、各層の形成時にマスクの位置合わせが必要であるため、生産性の低下を招く。また、基板の周縁部でのキャリアを電極層で回収できないため、キャリア回収率低下による発電ロス（曲線因子（ＦＦ）や電流量の低下）が生じる。【０００７】
特許文献２のように、基板の周縁部を割断除去する場合、シリコン基板の面積が小さくなるため、電流量が低下する傾向がある。特許文献３のように、分離溝を形成する場合、分離溝の外周を有効発電領域として利用できないため、特許文献２の場合と同様に、電流量が低下する傾向がある。【０００８】
上記のように、マスクを用いた製膜、分離溝の形成、割断等の方法により、基板表裏の電極間の短絡やリークの防止を図る場合、有効発電領域の減少や、製造工程の複雑化が問題となる。また、本発明者らの検討では、太陽電池の光電変換部の周縁部にシリコン基板や半導体層が露出した領域が存在すると、当該太陽電池を配線材と接続してモジュール化した際に、周縁部に露出したシリコン基板や半導体層に配線材が接触して、リーク電流や機械的なダメージを生じ、モジュール性能が低下する傾向がみられた。【０００９】
上記に鑑み、本発明は、表裏の電極間の短絡を防止し、かつモジュール化の際にも配線材との接触に起因する特性低下が生じ難い太陽電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の太陽電池は、ｎ型結晶シリコン基板と、シリコン基板の第一の主面に設けられたｐ型シリコン系薄膜と、シリコン基板の第二の主面に設けられたｎ型シリコン系薄膜とを有する光電変換部を備える。ｐ型シリコン系薄膜上に透明な第一電極層が設けられており、ｎ型シリコン系薄膜上に第二電極層が設けられている。第一電極層上には、パターン集電極が設けられている。【００１１】
ｐ型シリコン系薄膜は、シリコン基板の側面および第二の主面の周縁部にも設けられており、ｎ型シリコン系薄膜は、シリコン基板の側面および第一の主面の周縁部にも設けられている。光電変換部の側面において、ｎ型シリコン系薄膜よりもｐ型シリコン系薄膜の方が、シリコン基板に近い側に位置する。ｐ型シリコン系薄膜の形成およびｎ型シリコン系薄膜の形成は、いずれも、マスクを用いずにドライプロセスにより実施されることが好ましい。【００１２】
光電変換部の第一の主面の周縁部がマスクで被覆された状態で、ドライプロセスにより第一電極層が製膜されることにより、第一の主面の周縁部には、第一電極層が形成されていない領域が存在する。マスクを用いずに、光電変換部の第二の主面上にドライプロセスにより第二電極層が製膜されることにより、第二電極層は、第二の主面から側面を介して第一の主面の周縁部に回り込んで形成される。第二電極層の第一の主面への回り込み部は、厚みが１〜２００ｎｍであることが好ましい。回り込み部の厚みは、第一電極層の膜厚および第二の主面における第二電極層の膜厚よりも小さいことが好ましい。【００１３】
光電変換部の第一の主面上には、周端側から順に、第二電極層の回り込み部、第一電極層および第二電極層のいずれも設けられていない絶縁領域、および第一電極層形成領域が存在する。【００１４】
光電変換部は、第一の主面に、斜面を有する凹凸構造を有することが好ましい。斜面を有する凹凸構造の具体例としては、ピラミッド状の凹凸構造が挙げられる。【００１５】
上記太陽電池のパターン集電極に、太陽電池を外部回路または他の太陽電池に電気的に接続するための配線材を接続し、配線材を接続後の太陽電池を封止することにより、太陽電池モジュールが作製される。一実施形態において、配線材は、光入射面側の表面に凹凸構造を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の太陽電池は、光電変換部の第一の主面に絶縁領域が存在するために、電極間の短絡やリークに起因する変換特性の低下が抑制される。また、第一の主面の周端が第二の主面から回り込んで形成された第二電極層により保護されているため、モジュール化の際の配線材との接触によるダメージを防止できる。さらに、第二電極層の回り込み部の厚みが小さく、配線材を介したリーク電流が小さいため、モジュール性能に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】太陽電池の集電極パターンの一例を示す平面図である。
【図２】一実施形態に係る太陽電池を示す模式的断面図である。
【図３】一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図４】比較例の太陽電池の製造工程において、マスクを用いずにシリコン系薄膜および電極層までが形成された状態を示す模式的断面図である。
【図５】太陽電池の周縁部の構成を示す図であり、Ａは平面図、Ｂは断面図である。
【図６】比較例の太陽電池の周縁部の構成を示す断面図である。
【図７】テクスチャ上に形成された電極の膜厚について説明するための模式的断面図である。
【図８】配線材を接続した太陽電池の周縁部の模式的断面図である。
【図９】封止後の太陽電池の周端近傍の模式的断面図である。
【図１０】太陽電池の周端近傍の光学顕微像である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、太陽電池の光入射面の平面図であり、集電極のパターン形状の一例を示している。太陽電池は、光入射面にパターン集電極７０を備える。集電極のパターン形状としては、図１に示すように、互いに平行に形成された細線状のフィンガー電極７２と、複数のフィンガー電極を接続するバスバー電極７１とから構成されるパターンが広く用いられている。
【００１９】
図２は、図１の集電極７０（バスバー電極７１）の延在方向における太陽電池の模式的断面図である。太陽電池１０１は、ヘテロ接合太陽電池である。ヘテロ接合太陽電池の光電変換部５０は、結晶シリコン基板１の表面に、結晶シリコンと異なるバンドギャップを有する導電型シリコン系薄膜３１，３２を有する。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シリコン系薄膜３１，３２と結晶シリコン基板１との間に、真性シリコン系薄膜２１，２２を介在させたものは、変換効率の最も高い太陽電池の形態の一つとして知られている。光電変換部５０の第一の主面上には、第一電極層６１およびパターン集電極７０が設けられ、第二の主面上には、第二電極層６２が設けられている。
【００２０】
本発明の太陽電池は、光電変換部５０の第一の主面の周縁部に、第一電極層６１および第二電極層６２のいずれも形成されていない絶縁領域４０１を有する。なお、本明細書において、主面の「周端」とは、主面の端縁を指す。「周縁部」とは、周端および周端から所定距離（数十μｍ〜数ｍｍ程度）の領域を指す。
【００２１】
図３は、太陽電池モジュールの一実施形態を表す模式的断面図であり、隣接する太陽電池１０１が、配線材９により電気的に接続されている。隣接して配置される２つの太陽電池は、一方の太陽電池の第一の主面側の電極と他方の太陽電池の第二の主面側の電極とが、配線材により接続されることにより、直列接続される。図１に示すように、集電極７０がフィンガー電極７２およびバスバー電極７１からなる場合、一般的には、バスバー電極上に配線材が接続される。
【００２２】
［ヘテロ接合太陽電池の積層構成］
以下では、図２を参照しながら、本発明の太陽電池の構成について説明する。本発明のヘテロ接合太陽電池では、結晶シリコン基板１としてｎ型単結晶シリコン基板が用いられる。第一の主面側（光入射面側）の導電型シリコン系薄膜３１はｐ型、第二の主面側（裏面側）の導電型シリコン系薄膜３２はｎ型である。結晶シリコン基板１は、光閉じ込め等の観点から、表面にテクスチャ構造（凹凸構造）を有することが好ましい。テクスチャの形状としてはピラミッド状が好ましい。単結晶シリコン基板の表面に異方性エッチング処理を施すことにより、ピラミッド状のテクスチャを形成できる。
【００２３】
結晶シリコン基板１の表面に製膜される真性シリコン系薄膜２１，２２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。結晶シリコン基板上に、ｉ型水素化非晶質シリコンが製膜されることにより、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。真性シリコン系薄膜２１，２２の膜厚は、それぞれ、３〜１６ｎｍが好ましく、４〜１４ｎｍがより好ましく、５〜１２ｎｍがさらに好ましい。
【００２４】
なお、本明細書における「膜厚」とは、製膜面上の厚みを指す。基板にテクスチャが形成されている場合は、テクスチャ斜面の垂直方向を厚み方向とする。
【００２５】
導電型シリコン系薄膜３１，３２としては、非晶質シリコン系薄膜、微結晶シリコン系薄膜（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。シリコン系薄膜として、シリコン以外に、シリコンオキサイド、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド等のシリコン系合金を用いることもできる。シリコン系薄膜は、非晶質シリコン薄膜であることが好ましい。
【００２６】
導電型シリコン系薄膜３１，３２の膜厚は、３〜３０ｎｍが好ましい。シリコン系薄膜の光吸収に起因する電流ロスを低減するために、シリコン基板１の光入射面側に配置されるｐ型シリコン系薄膜３１の膜厚は、拡散電位を形成可能な範囲でできる限り小さいことが好ましい。ｐ型シリコン系薄膜３１の膜厚は、１０ｎｍ以下が好ましく、８ｎｍ以下がより好ましい。一方、シリコン基板１の裏面側に配置されるｎ型シリコン系薄膜３２の光吸収に起因する電流ロスは、ｐ型シリコン系薄膜３１の光吸収に起因するロスに比べて小さい。そのため、拡散電位の形成および第二電極層製膜時の基板等へのダメージ低減の観点から、ｎ型シリコン系薄膜３２は、ｐ型シリコン系薄膜３１よりも大きな膜厚を有することが好ましい。具体的には、ｎ型シリコン系薄膜の膜厚は、ｐ型シリコン系薄膜の膜厚よりも、１ｎｍ以上大きいことが好ましく、２ｎｍ以上大きいことが好ましい。
【００２７】
本発明においては、ｎ型シリコン系薄膜３２の形成よりも、ｐ型シリコン系薄膜３１の形成が先に行われる。そのため、光電変換部５０の側面および主面周縁部のシリコン系薄膜の回り込み部において、ｎ型シリコン系薄膜３２よりもｐ型シリコン系薄膜３１の方が、ｎ型結晶シリコン基板１に近い側に位置する。側面および主面周縁部に、シリコン基板側からｎ／ｐ／ｎの接合が形成されるため、逆方向電流が阻止され、リークを抑制できる。
【００２８】
光電変換部５０の第一の主面上（ｐ型シリコン系薄膜３１上）には、第一電極層６１として、透明電極層が形成される。透明電極層の材料としては、導電性酸化物を用いることができる。例えば、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫等を単独で、あるいは複合酸化物と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、インジウム系酸化物が好ましく、中でもドーパントを添加したインジウム系酸化物が好ましい。インジウム系酸化物へのドーパントとしては、錫、タングステン、セリウム、チタン、水素が好ましく用いられる。また、ドーパントの濃度は、０．１原子％以上、１５原子％以下が好ましく、１原子％以上、１０原子％以下がより好ましく、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を主成分とするものが特に好ましく用いられる。ここで「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。
【００２９】
第一電極層６１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２００ｎｍ以下であることが好ましい。第一電極層の役割は、集電極７０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い。
【００３０】
光電変換部５０の第二の主面上（ｎ型シリコン系薄膜３２上）には、第二電極層６２が形成される。第二電極層６２としては、透明電極層や金属電極層が用いられる。第二電極層６２は、図２に示すように、透明電極層６２ａと金属電極層６２ｂとの積層体でもよい。金属電極層としては、近赤外から赤外域の波長領域の光の反射率が高く、低抵抗（例えば抵抗率が３×１０−６Ωｃｍ以下）で、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、銅、アルミニウム等が挙げられる。なお、金属電極層６２ｂが形成されない場合、配線材と回り込み部の第二導電層との接触抵抗とを増加させる観点からは、第二導電層の透明電極層はドーパントの濃度が低いことが好ましく、第二電極層としてインジウム系酸化物が用いられた場合、ドーパント濃度が１０原子％以下であることが好ましく、３原子％以下であることがより好ましい。
【００３１】
第二電極層６２が金属電極層を含む場合、光電変換部で吸収されず第二の主面側に到達した光を金属電極層により反射して、光電変換部に再入射させ、光の利用効率を高めることができる。特に、シリコンは近赤外から長波長側の吸光係数が小さいため、金属電極層として近赤外から赤外域の波長領域の光の反射率が高い材料を用いることにより、光の利用効率を高め、太陽電池の電流値を増大させることができる。また、光電変換部５０と金属電極層６２ｂとの間に金属酸化物を主成分とする透明電極層６２ａを有することにより、光電変換部と第二電極層との間の密着性の向上や接触抵抗の低減が図られると共に、金属電極層６２ｂから光電変換部５０への金属成分の拡散が透明電極層６２ａによって阻止されるため、変換特性を向上できる。
【００３２】
第二電極層６２の膜厚は、第二電極層が透明電極層からなる場合、第二電極層に金属電極層が含まれる場合、第二電極層６２上にパターン集電極が形成される場合等、電極の積層構成に応じて適宜設定し得る。例えば、第二電極層６２が透明電極層からなり、透明電極層上にパターン集電極が形成される場合、第二電極層６２の膜厚は、５〜５００ｎｍが好ましく、１０〜２００ｎｍがより好ましい。第二電極層に金属電極層が含まれる場合、第二電極層６２の膜厚は、５０ｎｍ〜３０μｍが好ましく、１００ｎｍ〜２０μｍがより好ましい。
【００３３】
なお、本明細書において、第二電極層の「金属電極層」とは、第二の主面上の全面に形成された金属電極を指す。図１に示すようなパターニングされた集電極は「金属電極層」に含まれない。
【００３４】
シリコン系薄膜、透明電極層および金属電極層の製膜方法としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等のドライプロセスが好ましい。中でも、シリコン系薄膜はプラズマＣＶＤ法により製膜されることが好ましい。透明電極層の製膜方法は、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。金属電極層の製膜方法は、スパッタ法や真空蒸着法等の物理気相堆積法が好ましい。金属電極層は、めっき法により形成することもできる。
【００３５】
［周縁部の構成］
図４は、マスクを用いることなく、シリコン基板１の第一の主面上に、シリコン系薄膜２１，３１および第一電極層６１が形成され、シリコン基板１の第二の主面上にシリコン系薄膜２２，３２および第二電極層６２が形成された状態を模式的に表す断面図である。図４では、シリコン基板１の第一の主面に真性シリコン系薄膜２１およびｐ型シリコン系薄膜３１が形成された後、第二の主面に真性シリコン系薄膜２２およびｎ型シリコン系薄膜３２が形成され、その後、第一電極層６１および第二電極層が形成された場合の構造が示されている。
【００３６】
マスクを使用せずに、ＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法やイオンプレーティング法等のドライプロセスにより上記各層が形成された場合、シリコン基板１の第二の主面上のシリコン系薄膜２２，３２および第二電極層６２は、第二の主面上に加え、製膜時の回り込みによって、結晶シリコン基板１の側面および第一の主面の周縁部にも形成される。また、結晶シリコン基板１の第一の主面上のシリコン系薄膜２１，３１および第一電極層６１は、製膜時の回り込みによって、シリコン基板１の側面および第二の主面の周縁部にまで形成される。このように、製膜時の回り込みが生じると、図４からも理解されるように、第一電極層６１と第二電極層６２とが短絡した状態となり、太陽電池の特性が低下する。
【００３７】
一方、本発明の太陽電池は、図２および図５に示すように、光電変換部の第一の主面の周縁部に、第一電極層および第二電極層のいずれも形成されていない絶縁領域４０１を有する。絶縁領域が存在することにより、第一電極層と第二電極層との短絡の問題を解決できる。
【００３８】
図５Ａは、本発明の太陽電池の製造過程において、結晶シリコン基板１の第一の主面にシリコン系薄膜２１，３１および第一電極層６１が形成され、第二の主面にシリコン系薄膜２２，３２および第二電極層６２が形成された状態の様子を、第一の主面側からみた平面図である。第一の主面の周縁部では、周端側から基板面中央側に向かって、順に、第二電極層の回り込み部５０１、絶縁領域４０１、および第一電極層６１形成領域が存在する。
【００３９】
図５Ｂは、図５ＡのＢ１‐Ｂ２線における断面図である。図５Ｂに示すように、第二電極層６２は、光電変換部の第二の主面の周端を含む全面に形成され、光電変換部の側面および第一の主面の周縁部にも回り込んで形成されている。すなわち、第二電極層６２は、光電変換部の第二の主面上に形成された部分６２１、光電変換部の側面に形成された部分６２３、および第一の主面の周縁部に回り込んで形成された部分６２５を有する。第二電極層が第一の主面の周縁部に回り込んで形成された部分６２５が、図５Ａにおける回り込み部５０１に対応する。
【００４０】
第一の主面の周縁部において、周端から幅Ｗ１の領域は、第一電極層が形成されていない第一電極層非形成領域である。回り込み部５０１の幅Ｗ２は、第一電極層非形成領域の幅Ｗ１よりも小さいため、第一の主面の周縁部には、Ｗ０＝Ｗ１−Ｗ２の幅で、絶縁領域４０１が存在する。
【００４１】
このように、光電変換部の第一の主面上に絶縁領域が存在することにより、第一電極層６１と第二電極層６２との短絡が防止され、太陽電池の変換効率が高められる。また、光電変換部の第二の主面上には、周端を含む全面に第二電極層が形成されているため、光電変換部の周縁部でも有効にキャリアを回収できる。そのため、本発明の構成では、光電変換部の両面に絶縁領域を有する場合に比べて、変換効率の向上が期待できる。
【００４２】
本発明の構成では、シリコン基板１の側面にも真性シリコン系薄膜が形成されるため、基板側面においても、シリコン基板に対するパッシベーション効果が得られる。そのため、側面でのキャリア再結合が抑制され、シリコン基板の周縁部を割断して絶縁領域を形成する方法に比べて、開放電圧（Ｖｏｃ）や曲線因子（ＦＦ）の向上が期待できる。また、本発明の構成では、基板を割断する場合に比べて、有効発電面積が大きいことからも、変換効率の向上が期待できる。
【００４３】
図５Ｂに示すように、本発明の太陽電池は、第一の主面の周縁部に絶縁領域４０１を有し、ｎ型シリコン系薄膜３２よりもｐ型シリコン系薄膜３１の方がｎ型結晶シリコン基板１に近い側に位置する。このような構成では、図６に示すように第二の主面の周縁部に絶縁領域を有する構成に比べて、リークを低減できる。
【００４４】
図６は、第一電極層６１が第二の主面の周縁部にまで回り込んで製膜されて回り込み部５０２が形成され、第二の主面の周縁部に第二電極層６２が形成されていない領域が存在することにより、第二の主面に絶縁領域４０２が存在する形態を模式的に示している。この形態では、第二電極層６２と、第二の主面に回り込んで形成された第一電極層６１５との間に、ｎ層３２を介したリーク経路が存在する。また、ｎ層３２、ｉ層２２を経由して、ｎ型結晶シリコン基板１も、第二電極層６２と第一電極層６１５とのリーク経路となり得る。
【００４５】
図５Ｂに示す形態では、第一の主面側において、第一電極層６１と第二電極層の回り込み部５０１との間に、ｐ層３１および第一の主面側に回り込んで形成されたｎ層３２を介するリーク経路が存在する。しかし、シリコン基板の光入射面側に形成されるｐ層３１は、ｎ層３２に比べて膜厚が小さく面方向の抵抗が大きいため、図６に示すようにｎ層がリーク経路となる場合に比べると、図５Ｂに示す形態の方が、導電型シリコン系薄膜を介したリーク量が小さい。
【００４６】
また、図５Ｂに示す形態では、第一電極層６１とｎ型結晶シリコン基板１との間、および第二電極層の回り込み部６２５とｎ型結晶シリコン基板１との間の両方にｐ層３１が存在するため、ｎ型結晶シリコン基板を介したリークが生じない。さらに、光電変換部の側面において、ｎ層３２よりもｐ層３１の方がｎ型結晶シリコン基板１に近い側に位置し、側面および主面周縁部に、シリコン基板側からｎ／ｐ／ｎの接合が形成されているため、逆方向電流が阻止され、側面を介したリークも抑制される。
【００４７】
［絶縁領域の形成方法］
第一の主面の周縁部に絶縁領域を設ける方法としては、生産性の観点、および電極層製膜時の回り込みによる表裏の短絡を確実に防止する観点から、第一の主面の周縁部をマスクで覆った状態で、第一電極層を製膜する方法が好ましい。第一電極層６１の製膜時に、光電変換部の第一の主面の周縁部をマスクで覆うことにより、第一の主面の周端から距離Ｗ１の範囲は、第一電極層非形成領域となる。第一電極層非形成部の幅Ｗ１は、第二電極層の回り込み部の幅Ｗ２よりも大きければよい。Ｗ１は、好ましくは、５０μｍ〜５ｍｍ程度である。
【００４８】
マスクを用いずに第二電極層の製膜が行われることにより、第二電極層は、側面および第一の主面の周縁部にも回り込んで形成される。製膜面が上向きとなるように基板を配置して製膜を行うフェースアップ（デポダウン）方式では、第二の主面の周端を含む全面に第二電極層が形成される。製膜面が下向きとなるように基板を配置して製膜を行うフェースダウン（デポアップ）方式では、基板を載置するための係止部を除く第二の主面の全面に第二電極層が形成される。
【００４９】
ドライプロセスにより、第二の主面上の全面、側面、および第一の主面の周縁部に回り込むように電極層の製膜を行った後、この電極層上に、メッキ法により別の電極層を形成してもよい。なお、電解メッキ法により金属層を形成する場合、第二の主面上へのメッキ厚みと第一の主面周縁部の回り込み部上へのメッキ厚みが同等となりやすい。太陽電池モジュールにおける配線材を介したリークを抑制する観点からは、回り込み部上のメッキ厚みが小さくなるように、メッキ方法を選択することが好ましい。例えば、電解メッキの際に、メッキ電極とメッキ対象との間に遮蔽板を設け、所定領域の電界密度を小さくすることにより、電界密度の小さい領域でのメッキ厚みを、他の部分に比して小さくできる。
【００５０】
第一の主面の周端およびその近傍のシリコン系薄膜を、第二電極層の回り込み部５０１により覆って保護する観点から、回り込み部５０１の幅Ｗ２は、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。第一電極層６１によるキャリア回収効率を高めるためには、第一電極層非形成部の幅Ｗ１が小さいことが好ましく、第一の主面上での第二電極層の回り込み部と第一電極層との短絡を防止する観点から、回り込み部５０１の幅Ｗ２は、第一の主面の周端を確実に保護できる範囲で小さいことが好ましい。Ｗ２は、３ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以下がさらに好ましい。Ｗ１、Ｗ２、および絶縁領域の幅Ｗ０は、太陽電池表面の光学顕微鏡観察により求められる。
【００５１】
本発明では、基板の周端部を割断除去する方法や、周縁部に分離溝を形成する方法に比して、表裏の電極層の短絡除去に伴う有効発電面積の減少を最小限に抑制できる。また、電極層を形成後にレーザ加工により割断面や分離溝を形成すると、レーザ加工面に付着した電極材料や、レーザ加工領域近傍のｐｎ接合のダメージ等がリークの原因となり得るのに対して、電極層のマスク製膜により短絡を防止する方法では、加工に伴う新たなリーク経路の生成を防止できる。さらに、本発明では、第二電極層の製膜にマスクを使用しないため、両面の電極層の製膜にマスクを用いる場合に比して、マスクの位置合わせの回数を半減でき、生産効率が高められる。
【００５２】
ドライプロセスによる製膜時に、製膜面の裏面に回り込んで製膜された部分の厚みは、製膜面の膜厚よりも小さくなる。そのため、第二電極層の回り込み部６２５の厚みは、第二の主面上における第二電極層６２１の膜厚より小さい。第二電極層の回り込み部の厚みは、１〜２００ｎｍであることが好ましい。また、第二電極層の回り込み部の厚みは、第一電極層の膜厚よりも小さいことが好ましい。
【００５３】
第二電極層の回り込み部の厚みが１ｎｍ以上であれば、第一の主面の周端付近の光電変換部に対する機械的なダメージを抑制できる。第二電極層の回り込み部の厚みが小さければ、配線材を介したリーク電流を抑制できる（詳細後述）。第二電極層の回り込み部の厚みは、１００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましい。
【００５４】
第二電極層の回り込み部の厚みは、回り込み部の幅方向の中央（周端からの距離がＷ２／２の位置）付近の断面顕微鏡観察により求められる。テクスチャ構造上に回り込み部が形成されている場合、図７に示すように、周端側（図中のＡ側）の斜面上の厚みｄ１が、基板面中央側（図中のＢ側）の斜面上の厚みｄ２よりも大きくなる傾向がある。この場合、ｄ１とｄ２の平均値を第二電極層の回り込み部の厚みとする。
【００５５】
図７に示すように、第二電極層の回り込み部の周端側斜面上の厚みが小さい場合や、回り込み部に局所的に厚みの小さい領域が存在する場合、膜厚の小さい部分は抵抗が高く、リーク経路のボトルネックとなるため、配線材を介したリーク電流が小さくなる傾向がある。第二電極層の回り込み部は、第二電極層が島状に形成された領域を含んでいてもよい。
【００５６】
［集電極］
第一電極層６１上には集電極７０が形成される。集電極７０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、めっき法等の公知技術によって作製できる。パターン化された集電極の形成には、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、パターンが印刷される。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に、例えば５分間〜１時間程度、乾燥が行われることが好ましい。スクリーン印刷法により形成された集電極の導電性を十分向上させるためには、熱処理によりペースト中のバインダー樹脂を硬化させることが望ましい。ペーストに含まれるバインダー樹脂としては、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂等が好ましい。
【００５７】
集電極は、複数の層から構成されてもよい。例えば、第一電極層６１との接触抵抗が低い下層と、配線材９との接続性に優れた特性を有する上層からなる積層構造であってもよい。このような構造によれば、第一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、集電極を積層構造とすることにより、集電極のさらなる低抵抗化や高信頼性化が期待できる。
【００５８】
［太陽電池モジュール］
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。タブ等の配線材を介して直列または並列に接続された複数の太陽電池を、封止材を介して表面部材と裏面部材とで挟持して封止することにより、太陽電池のモジュール化が行われる。
【００５９】
表面部材１０（透光性部材）および裏面部材１１は、板状またはシート状の部材であり、それぞれ、太陽電池１０１の第一の主面側（光入射面）および第二の主面側に配置される。表面部材１０の材料としては、ガラス、透光性プラスチック等の透明材料を採用できる。裏面部材１１としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の樹脂フィルムや鋼板、ガラス板等を採用できる。
【００６０】
封止材１２は、表面部材１０と裏面部材１１の間を充填して太陽電池を封止するものであり、透光性および絶縁性を有する接着性樹脂材料である。絶縁性を有する接着性樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリビニルブチラール等の熱硬化性樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等を採用できる。
【００６１】
配線材９は、太陽電池間あるいは外部回路と太陽電池とを接続するための、導電性の板状部材であり、屈曲性を有している。配線材の材料としては、一般的には銅が用いられている。銅等の芯材の表面が被覆材により被覆されていてもよい。太陽電池の電極との接合を容易とする観点から、配線材の被覆材としては、はんだが広く用いられている。被覆材として、銀、錫、ニッケル等の金属が用いられてもよい。被覆材として銀を用いれば、配線材の反射率を高めることができる。被覆材としてニッケルを用いれば、配線材の反射率を低くして、太陽電池モジュールの意匠性を高めることができる。配線材として、上面（光入射面）９ａに、高さ５μｍ〜１００μｍ程度の凹凸構造を有する板状部材を用いてもよい。配線材が上面に凹凸構造を有することにより、配線材表面での反射光を拡散させ、反射光を効率よく太陽電池に再入射させることができるため、モジュール性能を向上できる。
【００６２】
図８は、バスバー電極７１を配線材９の下面９ｂと接続後、封止前の太陽電池の周縁部近傍の断面構造の模式図である。バスバー電極７１に接続された配線材９は、下面９ｂが、太陽電池の第一の主面と対向するように配置されている。封止前は、配線材９と回り込み部の第二電極層６２５とは離間している。
【００６３】
図９は、封止後の第一の主面周端近傍の模式的断面図である。封止の圧力により、配線材９の下面９ｂと第二電極層の回り込み部６２５とが部分的に接触する。基板の周端近傍で光電変換部のシリコン系薄膜やシリコン基板が露出していると、配線材との接触により機械的なダメージが生じ易い。ヘテロ接合太陽電池では、シリコン系薄膜に機械的なダメージが生じると、シリコン基板表面のパッシベーション機能が失われ、変換特性が大幅に低下する場合がある。一方、本発明においては、図９に示すように、光電変換部の表面が第二電極層の回り込み部６２５により保護されているため、配線材との接触によるシリコン系薄膜への機械的なダメージを防止できる。
【００６４】
太陽電池の第一の主面側の集電極は配線材の下面９ｂと接合されるのに対して、第二の主面側の電極は配線材の上面９ａと接合される。上面９ａに凹凸構造を有する配線材が用いられる場合、太陽電池の第二の主面は、配線材の凹凸構造の凸部との接触による機械的なダメージを受けやすい。第二の主面側に絶縁領域が存在すると、配線材の凹凸構造の凸部と絶縁領域との接触により、シリコン系薄膜への機械的なダメージが生じ易く、モジュール変換特性の低下が問題となる。本発明の太陽電池では、第二の主面の全面に第二電極層が形成されているため、上面９ａに凹凸構造を有する配線材が用いられた場合でも、第二の主面側のシリコン系薄膜への機械的なダメージが生じ難い。そのため、配線材表面での反射散乱光を効率的に再利用できるとともに、配線材の接続に起因する機械的なダメージが少ないため、変換特性の高い太陽電池モジュールが得られる。
【００６５】
配線材９と、第二電極層の回り込み部６２５とが接触すると、同一セルの第一の主面の集電極７０と第二の主面の第二電極層６２とが短絡して、リークの原因となり得る。シリコン基板１の第一の主面にテクスチャ構造を有する場合、図９に模式的に示すように、第一の主面における第二電極層６２５と配線材９との接触領域はテクスチャの凸部の頂点付近のみである。そのため、第二電極層の回り込み部６２５と配線材９との接触面積が小さく、接触抵抗が大きいため、配線材との接触に起因するリーク電流を抑制できる。
【００６６】
また、第二電極層の回り込み部６２５の厚みは、第二の主面における第二電極層６２１の膜厚に比べて小さいため、回り込み部６２５は面方向の抵抗が大きい。そのため、第二電極層の回り込み部６２５と配線材９との接触に起因するリーク電流を抑制できる。
【００６７】
金属電極層は透明電極層に比べて抵抗率が小さいため、第二電極層６２が金属電極層を含む場合は、第二電極層が透明電極層からなる場合に比べて、第二電極層の回り込み部６２５と配線材９との接触抵抗が小さく、リーク電流が大きくなる傾向がある。Ａｇ，Ｃｕ等の低抵抗金属材料よりも高抵抗の金属材料からなる金属層を、第二電極層６２の最表面層として設け、この高抵抗金属層も第一の主面側に回り込むように形成することにより、回り込み部と配線材との接触抵抗を大きくして、リーク電流を低減できる。また、金属電極層を、光電変換部側から低抵抗金属層と高抵抗金属層の積層構成とすることにより、第二電極層での抵抗損を抑制しつつ、第二電極層の回り込み部と配線材との接触に起因するリーク電流を低減できる。
【００６８】
低抵抗金属材料は、３×１０−６Ωｃｍ以下の抵抗率を有する。低抵抗金属材料の抵抗率は、２×１０−６Ωｃｍ以下が好ましい。高抵抗金属材料は、６×１０−６Ωｃｍ以上の抵抗率を有する。高抵抗金属材料の抵抗率は、１０×１０−６Ωｃｍ以上が好ましい。第二の主面側での第二電極層と配線材との電気的コンタクトを良好に保つために、高抵抗導電材料の抵抗率は、６０×１０−６Ωｃｍ以下が好ましい。高抵抗導電材料としては、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、およびこれらを含む合金等を適用できる。Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｎｉのように、表面に安定な酸化物層を形成する高抵抗導電材料を用いれば、配線材と第二電極層の回り込み部との接触抵抗をより高めることができる。
【実施例】
【００６９】
以下、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。【００７０】
［実施例１］
（光電変換部の形成）
入射面の面方位が（１００）、厚みが２００μｍのｎ型単結晶シリコンウェハ（１５６ｍｍ角）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を除去した後、超純水によるリンスを２回行った。このウェハを、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してピラミッド状のテクスチャを形成した。その後に超純水によるリンスを２回行った。【００７１】
テクスチャが形成されたウェハがＣＶＤ装置へ導入され、その光入射面（第一の主面）側に、真性シリコン系薄膜として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：１７０℃、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と、製膜時間との積から算出された膜厚に、所定の係数ｓを掛けあわせた値である。テクスチャが形成された基板では、テクスチャ形成前に比して表面積が大きいために、テクスチャ基板上への製膜速度は、ガラス基板上への製膜速度よりも小さくなる。本実施例では、実験データに基づいて係数ｓ＝０．６７とした。【００７２】
ｉ型非晶質シリコン層上に、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の製膜条件は、基板温度：５０℃、圧力：６０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｂ２Ｈ６流量比：１／３、投入パワー密度：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。【００７３】
次に、ウェハの裏面側（第二の主面）に、真性シリコン系薄膜としてｉ型非晶質シリコン層が６ｎｍの膜厚で製膜された。第二の主面上のｉ型非晶質シリコン層の製膜条件は、第一の主面上のｉ型非晶質シリコン層の製膜条件と同様であった。第二の主面上のｉ型非晶質シリコン層上に、ｎ型非晶質シリコン層が２０ｎｍの膜厚で製膜された。ｎ型非晶質シリコン層の製膜条件は、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。【００７４】
（電極層の形成）
第一の主面のｐ型非晶質シリコン層上に、第一電極層（透明電極層）として、膜厚１００ｎｍの酸化インジウム錫（ＩＴＯ）がスパッタ法により製膜された。製膜の際、ウェハの周端から０．５ｍｍの領域をマスクで遮蔽し、第一の主面の周縁部および側面には透明電極層が製膜されないようにした。ターゲットとして酸化インジウムと酸化錫の焼結体を用い、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。【００７５】
第二の主面のｎ型非晶質シリコン層上に、第二電極層として、膜厚１００ｎｍのＩＴＯがスパッタ法により製膜された。スパッタ条件は第一透明電極層の製膜条件と同様であった。第二電極層の製膜時にはマスクを用いることなく、第二の主面の全面、基板の側面および第一の主面の周縁部にも第二電極層が形成された。第二電極層形成後のウェハの第一の主面の光学顕微鏡写真を図１０に示す。図１０から求められた第一の主面の周縁部への第二電極層の回り込み部の幅は約２０μｍであった。【００７６】
上記の様に、第一の主面上への透明電極層の形成時は、周縁部をマスクで遮蔽した状態で製膜を行い、第二電極層はマスクを用いずに製膜を行うことにより、第一の主面の周縁部に、幅約０．４ｍｍの絶縁領域が形成された。【００７７】
（集電極の形成）
集電極の形成には、金属材料としての銀粉末を含み、バインダー樹脂としてエポキシ系樹脂を含む印刷ペーストを用いた。図１に示す集電極パターンに対応する開口を有するスクリーン版を用いて、第一電極層上にスクリーン印刷法によりペーストを塗布し、２００℃で熱処理を行った。その後、第一電極層上と同様にして、第二電極層上にもスクリーン印刷法により集電極を形成した。【００７８】
（モジュール化）
隣接する太陽電池の第一の主面上の集電極と第二の主面上の集電極とを配線材に接続することにより、複数の太陽電池を直列接続し、両端の太陽電池に引き出し線としての配線材を接続した。集電極と配線材とは、はんだにより接続した。配線材を接続後の太陽電池を、封止材（充填剤）を介して、ガラス基板（表面部材）および裏面シート（裏面部材）で挟み込み、封止した。引き出し線を配線ボックスに取り付けて、太陽電池モジュールを作製した。封止後の太陽電池モジュールにおいて、配線材は、第一の主面上における第二電極層の回りこみ部と接触していた。【００７９】
［実施例２］
第二電極層として、膜厚１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極）に引き続き、膜厚５００ｎｍのＡｇがスパッタ法により製膜された。第二電極層のＡｇもＩＴＯと同様に、基板の側面および第一の主面の周縁部に回り込んで形成されていた。実施例２では、第二電極層上に集電極を形成せず、第一の主面上の集電極と第二電極層とを配線材に接続することにより、複数の太陽電池を直列接続した。これらの点を除いて、実施例１と同様にして太陽電池モジュールが作製された。【００８０】
［実施例３］
第二電極層として、膜厚１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極）に引き続き、膜厚５００ｎｍのＡｇと、膜厚２０ｎｍのＴｉがこの順にスパッタ法により製膜された。実施例３では、配線材と第二電極層との接続に、導電性フィルム（ＣＦ）を用いた。これらの点を除いて、実施例２と同様にして太陽電池モジュールが作製された。【００８１】
［実施例４］
第二電極層として、膜厚１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極）に引き続き、膜厚５００ｎｍのＡｇと、膜厚２０ｎｍのＣｒがこの順にスパッタ法により製膜された点を除いて、実施例３と同様にして太陽電池モジュールが作製された。【００８２】
［実施例５］
第二電極層として、膜厚１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極）に引き続き、膜厚５０ｎｍのＡｇと、膜厚５００ｎｍのＣｕと、膜厚２０ｎｍのＣｒがこの順にスパッタ法により製膜された点を除いて、実施例３と同様にして太陽電池モジュールが作製された。【００８３】
［比較例１］
電極層の形成時にマスクを用いず、図４に示すように第一電極層および第二電極層の両方が反対側の主面に回り込むように形成した後、基板の周端から０．５ｍｍの位置に、光入射面側からレーザ光を照射して、分離溝（絶縁領域）を形成した。分離溝は結晶シリコン基板にまで到達していた。これらの点を除いて、実施例１と同様にして太陽電池モジュールが作製された。【００８４】
［比較例２］
第一電極層製膜時にはマスクを用いず、第二電極層は、基板の周端から０．５ｍｍの領域をマスクで遮蔽した状態で製膜を行うことにより、第二の主面の周縁に絶縁領域が形成された。これらの点を除いて、実施例１と同様にして太陽電池モジュールが作製された。【００８５】
［比較例３］
第一電極層および第二電極層の両方を、基板の周端から０．５ｍｍの領域をマスクで遮蔽した状態で製膜を行うことにより、絶縁領域が第一の主面と第二の主面の両面に形成された点を除いて、実施例１と同様にして太陽電池モジュールが作製された。【００８６】
［評価］
＜第二電極層の回り込み部の厚み＞
基板周端から約１０μｍの位置における電極の厚みを、断面の透過型電子顕微鏡観察により求めた。
＜リーク電流＞
モジュール化前の太陽電池、および太陽電池モジュールのそれぞれに−２Ｖの電圧を印加した際の暗電流から、リーク電流を求めた。太陽電池モジュールでは、暗電流をセルの直列接続数で割ったもの（セル１個あたりのリーク電流）を、リーク電流とした。
＜モジュール性能＞
ＡＭ１．５のスペクトル分布を有するソーラーシミュレータを用いて、２５℃の環境下で擬似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ２のエネルギー密度で照射して太陽電池特性の測定を行った。【００８７】
各実施例、および比較例の製造条件、モジュール性能およびリーク電流の評価結果を表１に示す。表１では、比較例１のモジュールの曲線因子（ＦＦ）、電流（Ｉｓｃ）、最大出力（Ｐｍａｘ）を１とした相対値でモジュール性能を示している。【００８８】
【表１】
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【００８９】
第一電極層をマスク製膜することにより第一の主面（表面）に絶縁領域が設けられた実施例１では、レーザ加工により分離溝が設けられた比較例１よりも、高いＩｓｃおよびＦＦが得られた。この違いは、比較例１において、作製時のレーザ照射により非晶質シリコン層や結晶シリコン基板にダメージが生じ、リーク経路が形成されたこと、および分離溝よりも周端側で生じたキャリアが回収されなかったこと起因すると考えられる。【００９０】
実施例１と比較例２との比較から、絶縁領域が第二の主面に存在する場合よりも第一の主面に存在する場合の方が、リーク電流が小さく、より高いＦＦが得られることが分かる。また、実施例１では配線材を介してモジュール化を行った後もリーク電流量が小さく、配線材を介したリークが抑制されていることが分かる。なお、比較例２では、モジュール化前後のリーク電流量が同等であったが、これは、セル単体でのリーク量が大きいために、配線材を介したリーク電流が検出されなかったことに起因するものであり、比較例２においても実施例１と同等の配線材を介したリークが生じていると考えられる。【００９１】
実施例１と比較例３との比較から、絶縁領域を第一の主面に形成することにより、より高いＩｓｃが得られることが分かる。この違いの原因として、実施例１では、第二電極層が第一の主面側まで回り込んで形成されることにより有効発電領域が大きいことや、光電変換部の周端が電極層で覆われているために、モジュール化の際の配線材との接続に伴うダメージが生じ難いこと等が挙げられる。【００９２】
第二電極層として透明電極層と金属電極層とを積層した実施例２〜５においても、比較例１，２に比べて、セル単体でのリークが小さく、モジュール化後のリーク電流が小さいために、高いＦＦが得られている。第二電極層の最表面層として、Ａｇよりも体積抵抗率の高いＣｒ（体積抵抗率＝１．３×１０−７Ωｃｍ）やＴｉ（体積抵抗率＝４．３×１０−７Ωｃｍ）等からなる高抵抗金属層を形成することにより、高抵抗金属層が第一主面の回り込み部の最表面層となるために、最表面層がＡｇである実施例２に比べて、モジュール化後のリーク電流が小さく、ＦＦが向上していることが分かる。なお、実施例２〜５においては、第二電極層の膜厚を６００〜６７０ｎｍとしたが、第一の主面側に回り込んで形成された第二電極層の厚みはいずれの実施例においても大差がみられず、概ね同等であった。
【符号の説明】
【００９３】
１            ｎ型結晶シリコン基板
２１，２２    真性シリコン系薄膜
３１          ｐ型シリコン系薄膜
３２          ｎ型シリコン系薄膜
６１          第一電極層
６２          第二電極層
７０          集電極
５０１        回り込み部
４０１        絶縁領域
１０１        太陽電池
９            配線材
【図１】
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【図２】
0006592447.tif 000004
【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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