(57)【要約】  光電変換素子（１０）は、第１導電型または第２導電型の半導体基板（１）の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜（３）および第２導電型非晶質半導体膜（５）と、第１導電型非晶質半導体膜（３）上の第１電極（１１）と、第２導電型非晶質半導体膜（５）上の第２電極（１２）と、半導体基板（１）の一方の面側を覆う絶縁層（１３）とを備えている。絶縁層（１３）には、第１電極（１１）との電気的な接続および第２電極（１２）との電気的な接続を図るための開口（１４）が設けられている。
2016143547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型または第２導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、
前記半導体基板の前記一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、
前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、
前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、
前記半導体基板の前記一方の面側を覆う絶縁層と、を備え、
前記絶縁層には、前記第１電極との電気的な接続および前記第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられている、光電変換素子。
【請求項２】
前記第１電極と前記第２電極との間に前記絶縁層が位置している、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
光電変換素子と、
配線シートと、を備え、
前記光電変換素子は、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、前記半導体基板の前記一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、前記半導体基板の前記一方の面側を覆う絶縁層とを備え、前記絶縁層には、前記第１電極との電気的な接続および前記第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられており、
前記配線シートは、絶縁性基材と、前記絶縁性基材上の第１配線と第２配線とを備え、
前記第１電極と前記第１配線とは第１導電層により電気的に接続されており、
前記第２電極と前記第２配線とは第２導電層により電気的に接続されている、光電変換装置。
【請求項４】
第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記半導体基板の前記一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、
前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、
前記第１電極を形成する工程および前記第２電極を形成する工程の後に前記半導体基板の前記一方の面側を覆うように、前記第１電極との電気的な接続および前記第２電極との電気的な接続を図るための開口を有する絶縁層を形成する工程と、を含む、光電変換素子の製造方法。
【請求項５】
光電変換素子を作製する工程と、
前記光電変換素子を配線シートに接続する工程と、含み、
前記光電変換素子を作製する工程は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、前記半導体基板の前記一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、前記第１電極を形成する工程および前記第２電極を形成する工程の後に前記半導体基板の前記一方の面側を覆うように、前記第１電極との電気的な接続および前記第２電極との電気的な接続を図るための開口を有する絶縁層を形成する工程とを含み、
前記配線シートに接続する工程は、前記第１電極と前記第１配線とを前記開口に配置された第１導電層により電気的に接続する工程と、前記第２電極と前記第２配線とを前記開口に配置された第２導電層により電気的に接続する工程とを含む、光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子、光電変換装置、光電変換素子の製造方法および光電変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギを電気エネルギに直接変換する太陽電池は、近年、特に、地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池には、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類のものがあるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。【０００３】
現在、最も多く製造および販売されている太陽電池は、太陽光が入射する側の面である受光面と、受光面の反対側である裏面とにそれぞれ電極が形成された構造のものである。【０００４】
しかしながら、受光面に電極を形成した場合には、電極における太陽光の反射および吸収があることから、電極の面積分だけ入射する太陽光の量が減少する。そのため、裏面のみに電極を形成した裏面接合型太陽電池の開発が進められている（たとえば特許文献１参照）。【０００５】
図１７に、特許文献１に記載の裏面接合型太陽電池の模式的な断面図を示す。図１７に示される特許文献１に記載の裏面接合型太陽電池は、半導体基板１１１と、半導体基板１１１の裏面上の第１半導体層１１２および第２半導体層１１４とを備えている。ここで、第１半導体層１１２は半導体基板１１１の裏面側から順次積層されたｉ型アモルファスシリコン層とｐ型アモルファスシリコン層とによって構成されている。また、第２半導体層１１４は半導体基板１１１の裏面側から順次積層されたｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層とによって構成されている。【０００６】
第１半導体層１１２および第２半導体層１１４のそれぞれの端部を覆うように絶縁層１１６が設けられている。また、第１半導体層１１２上には第１半導体層１１２側から透明電極層１１８ａとｐ側電極層１２０ａとが順次積層されており、第２半導体層１１４上には第２半導体層１１４側から透明電極層１１８ｂとｎ側電極層１２０ｂとが順次積層されている。【０００７】
ここで、透明電極層１１８ａ，１１８ｂ、ｐ側電極層１２０ａおよびｎ側電極層１２０ｂは以下のように形成される。すなわち、まず、第１半導体層１１２、第２半導体層１１４および絶縁層１１６上に、スパッタリング法によりＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）層を一様に形成した後に、ＩＴＯ層上に印刷法や塗布法を用いて銀ペーストを設置する。その後絶縁層１１６が形成された位置に対してレーザ光を照射し、所定の方向に走査することによって、当該走査方向と直交する方向に幅Ｇ0を有する分離溝１３０が形成され、これにより、透明電極層１１８ａ，１１８ｂ、ｐ側電極層１２０ａおよびｎ側電極層１２０ｂが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−４４７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１においては、照射されるレーザ光のスポット径によって、分離溝１３０の幅Ｇ0が決定されるため、幅Ｇ0が非常に狭かった。そのため、ｐ側電極層１２０ａとｎ側電極層１２０ｂとの分離が不十分となり、信頼性が低くなることがあったため、その改善が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここで開示された実施形態は、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、半導体基板の一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、半導体基板の一方の面側を覆う絶縁層と、を備え、絶縁層には、第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられている光電変換素子である。【００１１】
ここで開示された実施形態は、光電変換素子と、配線シートと、を備え、光電変換素子は、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、半導体基板の一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、半導体基板の一方の面側を覆う絶縁層とを備え、絶縁層には、第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられており、配線シートは、絶縁性基材と、絶縁性基材上の第１配線と第２配線とを備え、第１電極と第１配線とは第１導電層により電気的に接続されており、第２電極と第２配線とは第２導電層により電気的に接続されている光電変換装置である。【００１２】
ここで開示された実施形態は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、半導体基板の一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、第１電極を形成する工程および第２電極を形成する工程の後に、半導体基板の一方の面側を覆うように、第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口を有する絶縁層を形成する工程とを含む光電変換素子の製造方法である。【００１３】
ここで開示された実施形態は、光電変換素子を作製する工程と、光電変換素子を配線シートに接続する工程と、含み、光電変換素子を作製する工程は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、半導体基板の一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、第１電極を形成する工程および第２電極を形成する工程の後に半導体基板の一方の面側を覆うように第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口を有する絶縁層を形成する工程とを含み、配線シートに接続する工程は、第１電極と第１配線とを開口に配置された第１導電層により電気的に接続する工程と、第２電極と第２配線とを開口に配置された第２導電層により電気的に接続する工程とを含む光電変換装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
ここで開示された実施形態によれば、光電変換素子および光電変換装置の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの模式的な断面図である。
【図２】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの裏面側の模式的な平面図である。
【図３】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図４】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図５】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図６】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図７】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図８】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図９】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１０】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１１】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１２】実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。
【図１３】実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの模式的な平面図である。
【図１４】実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルに用いられる配線シートの模式的な平面図である。
【図１５】実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの第１配線および第２配線の長手方向と直交する方向に沿った模式的な拡大断面図である。
【図１６】実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１７】特許文献１に記載の裏面接合型太陽電池の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、ここで開示される実施形態の光電変換素子の一例としての実施形態のヘテロ接合型バックコンタクトセルと、実施形態の光電変換装置の一例としての実施形態の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルとについて説明する。なお、実施形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００１７】
［実施形態１］
＜ヘテロ接合型バックコンタクトセルの構造＞
図１に、実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の模式的な断面図を示す。実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０は、半導体基板１と、半導体基板１の受光面となる第１の面１ａとは反対側の裏面となる第２の面１ｂ上の第１のｉ型非晶質半導体膜２および第２のｉ型非晶質半導体膜４と、第１のｉ型非晶質半導体膜２上の第１導電型非晶質半導体膜３と、第２のｉ型非晶質半導体膜４上の第２導電型非晶質半導体膜５と、第１導電型非晶質半導体膜３上の第１電極１１と、第２導電型非晶質半導体膜５上の第２電極１２と、半導体基板１の第２の面１ｂ側を覆う絶縁層１３とを備えている。ここで、絶縁層１３には、第１電極１１との電気的な接続および第２電極１２との電気的な接続を図るための開口１４が設けられている。
【００１８】
半導体基板１の第１の面１ａには凹凸１ａが形成されている。半導体基板１の第１の面１ａ上には非晶質半導体膜６が設けられており、非晶質半導体膜６上には誘電体膜７が設けられている。
【００１９】
本実施形態において、半導体基板１はｎ型単結晶シリコン基板であり、第１のｉ型非晶質半導体膜２および第２のｉ型非晶質半導体膜４はそれぞれｉ型非晶質シリコン膜であり、第１導電型非晶質半導体膜３はｐ型非晶質シリコン膜であり、第２導電型非晶質半導体膜５はｎ型非晶質シリコン膜である。また、本実施形態において、非晶質半導体膜６はｉ型非晶質シリコン膜であり、誘電体膜７は窒化シリコン膜である。
【００２０】
なお、本実施形態において、「ｉ型」は、完全な真性の状態だけでなく、十分に低濃度（ｎ型不純物濃度が１×１０15個／ｃｍ3未満、かつｐ型不純物濃度が１×１０15個／ｃｍ3未満）であればｎ型またはｐ型の不純物が混入された状態のものも含む意味である。また、本実施形態において、「ｎ型」は、ｎ型不純物濃度が１×１０15個／ｃｍ3以上の状態を意味し、「ｐ型」は、ｐ型不純物濃度が１×１０15個／ｃｍ3以上の状態を意味する。ｎ型不純物濃度およびｐ型不純物濃度は、たとえば二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によって測定することができる。
【００２１】
また、本実施形態において、「非晶質シリコン」には、シリコン原子の未結合手が水素で終端されていない非晶質シリコンだけでなく、水素化非晶質シリコンなどのシリコン原子の未結合手が水素等で終端されたものも含まれるものとする。
【００２２】
図２に、実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の裏面側の模式的な平面図を示す。図２に示すように、実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の裏面には、帯状の第１電極１１と帯状の第２電極１２とが交互に配置されている。また、帯状の第１電極１１と帯状の第２電極１２とは同一方向に延在しており、隣り合う第１電極１１の側壁１１ａと第２電極１２の側壁１２ａとの間の間隔はＧとなっている。なお、本実施形態においては、第１電極１１の延在方向と第２電極１２の延在方向とが同一である場合について説明するが、第１電極１１の延在方向と第２電極１２の延在方向とは異なっていてもよい。
【００２３】
また、図２の平面視に示されるように、第１電極１１の形成領域および第２電極１２の形成領域のそれぞれに含まれるように帯状の開口１４が形成されている。帯状の開口１４の延在方向も第１電極１１の延在方向および第２電極１２の延在方向のそれぞれと同一である。なお、本実施形態においては、開口１４の延在方向と、第１電極１１および第２電極１２のそれぞれの延在方向とが同一である場合について説明するが、開口１４の延在方向は第１電極１１の延在方向および第２電極１２の延在方向の少なくとも一方と異なっていてもよい。
【００２４】
＜ヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法＞
以下、図３〜図１２の模式的断面図を参照して、実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の製造方法の一例について説明する。まず、図３に示すように、受光面となる第１の面１ａに凹凸構造が形成され、当該凹凸構造上に非晶質半導体膜６と誘電体膜７との積層体が設けられた半導体基板１を作製し、当該半導体基板１の裏面となる第２の面１ｂの全面に接するように第１のｉ型非晶質半導体膜２を形成する。第１のｉ型非晶質半導体膜２の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法を用いることができる。
【００２５】
次に、図４に示すように、第１のｉ型非晶質半導体膜２の全面に接するように第１導電型非晶質半導体膜３を形成する。第１導電型非晶質半導体膜３の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いることができる。
【００２６】
次に、図５に示すように、第１導電型非晶質半導体膜３上に、第１のｉ型非晶質半導体膜２と第１導電型非晶質半導体膜３との第１の積層体５１を厚さ方向にエッチングする箇所に開口部を有するエッチングマスク３１を形成する。
【００２７】
次に、図６に示すように、エッチングマスク３１をマスクとして、第１の積層体５１の一部を厚さ方向にエッチングする。これにより、半導体基板１の第２の面１ｂの一部を露出させる。その後、図７に示すように、エッチングマスク３１をすべて除去する。
【００２８】
次に、図８に示すように、半導体基板１の第２の面１ｂおよび第１の積層体５１を覆うように第２のｉ型非晶質半導体膜４を形成する。第２のｉ型非晶質半導体膜４の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いることができる。
【００２９】
次に、図９に示すように、第２のｉ型非晶質半導体膜４上に第２導電型非晶質半導体膜５を形成する。第２導電型非晶質半導体膜５の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いることができる。
【００３０】
次に、図１０に示すように、半導体基板１の第２の面１ｂ上の第２のｉ型非晶質半導体膜４と第２導電型非晶質半導体膜５との第２の積層体５２を残す部分にのみエッチングマスク３２を形成する。
【００３１】
次に、エッチングマスク３２をマスクとして、第２の積層体５２の一部を厚さ方向にエッチングすることによって、図１１に示すように、第１導電型非晶質半導体膜３の一部を露出させる。その後、エッチングマスク３２を完全に除去する。
【００３２】
次に、図１２に示すように、第１導電型非晶質半導体膜３上に第１電極１１を形成し、第２導電型非晶質半導体膜５上に第２電極１２を形成する。ここで、第１電極１１および第２電極１２は、隣り合う第１電極１１の側壁１１ａと第２電極１２の側壁１２ａとの間の間隔がＧとなるように形成される。なお、第１電極１１および第２電極１２の形成方法は特に限定されないが、たとえば蒸着法などを用いることができる。
【００３３】
その後、図１に示すように、半導体基板１の第２の面１ｂ側を覆うように、開口１４を有する絶縁層１３を形成する。実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の製造においては、絶縁層１３は、第１電極１１および第２電極１２の形成後の半導体基板１の第２の面１ｂ側の全面を覆うようにスパッタリング法により酸化シリコン膜および／または窒化シリコン膜を形成することによって形成される。その後、絶縁層１３の開口１４の形成領域に対応する領域にレーザ光を照射することにより絶縁層１３の一部を蒸散させることによって開口１４を形成する。以上により、実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０が完成する。
【００３４】
＜配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセル＞
図１３に、実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの模式的な平面図を示す。実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルは、たとえば図１３に示すように、実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の複数が配線シート２０上に設置されて電気的に直列に接続されることにより構成される。
【００３５】
図１４に、実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルに用いられる配線シート２０の模式的な平面図を示す。配線シート２０は、絶縁性基材２１と、絶縁性基材２１上の第１配線２２と第２配線２３とを備えている。第１配線２２および第２配線２３も、それぞれ帯状に形成されており、絶縁性基材２１上で互いに間隔を空けて、これらの配線の長手方向が同一の方向となるようにして、交互に配置されている。また、複数の第１配線２２の一端および複数の第２配線２３の一端は、それぞれ、帯状の集電用配線２４に電気的に接続されている。集電用配線２４は、第１配線２２および第２配線２３の長手方向と直交する方向に長手方向を有するように、絶縁性基材２１上に配置されている。集電用配線２４は、複数の第１配線２２または複数の第２配線２３から電流を集電するとともに、実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０を電気的に直列に接続する。
【００３６】
絶縁性基材２１としては、絶縁性の基材を用いることができ、たとえば、ポリエステル、ポリエチレンナフタレートまたはポリイミドなどのフィルムを用いることができる。
【００３７】
第１配線２２、第２配線２３および集電用配線２４としては、導電性材料を用いることができ、たとえば、銅などを用いることができる。なお、第１配線２２、第２配線２３および集電用配線２４は、それぞれ、たとえば、絶縁性基材２１の表面の全面に金属膜などの導電膜を形成した後に、その一部をエッチングなどにより除去してパターニングすることによって形成することができる。
【００３８】
図１５に、実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの第１配線２２および第２配線２３の長手方向と直交する方向に沿った模式的な拡大断面図を示す。図１５に示すように、配線シート２０の第１配線２２と実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の第１電極１１とは開口１４に設けられた第１導電層１５により電気的に接続されている。また、配線シート２０の第２配線２３と実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の第２電極１２とは開口１４に設けられた第２導電層１６により電気的に接続されている。ここで、第１導電層１５としては、たとえば第１電極１１と第１配線２２との導通を図ることができるとともに、第１電極１１と第１配線２２との接着が可能である材質を用いることができる。また、第２導電層１６としては、たとえば第２電極１２と第２配線２３との導通を図ることができるとともに、第２電極１２と第２配線２３との接着が可能である材質を用いることができる。
【００３９】
なお、実施形態１の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルは、たとえば図１６の模式的断面図に示すように、実施形態１のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の絶縁層１３の開口１４に第１導電層１５および第２導電層１６を設置した後に、第１電極１１および第２電極１２をそれぞれ第１電極１１および第１配線２２上に設置することによって作製することができる。
【００４０】
＜課題解決のメカニズム＞
本実施形態においては、特許文献１のように、レーザ光の照射によって第１電極１１と第２電極１２との間に狭い幅の分離溝を設けて第１電極１１と第２電極１２とを分離する必要がないため、第１電極１１と第２電極１２との間に間隔Ｇを特許文献１の分離溝の幅Ｇ0よりも広くすることができる。これにより、本実施形態においては、第１電極１１と第２電極１２との間の絶縁距離（間隔Ｇ）を特許文献１の場合と比べて長く取ることができる。
【００４１】
また、本実施形態においては、第１電極１１と第２電極１２との間の間隔Ｇに絶縁層１３を設けていることから、第１電極１１と第２電極１２との間の電気的な分離をさらに確実なものとすることができる。
【００４２】
以上により、本実施形態においては、ヘテロ接合型バックコンタクトセルおよび配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの信頼性を向上することができる。
【００４３】
なお、ヘテロ接合型バックコンタクトセルおよび配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの信頼性をさらに向上するためには、第１電極１１と第２電極１２との間の間隔Ｇが４０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。
【００４４】
また、第１電極１１と第２電極１２との間の間隔Ｇを狭くすることによって、ヘテロ接合型バックコンタクトセルおよび配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの特性をさらに向上するためには、第１電極１１と第２電極１２との間の間隔Ｇが４００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。
【００４５】
＜変形例＞
なお、上記においては、半導体基板１の導電型がｎ型である場合について説明したが、半導体基板１の導電型はｐ型であってもよい。
【００４６】
また、上記においては、第１導電型がｐ型であり、第２導電型がｎ型である場合について説明したが、第１導電型がｎ型であり、第２導電型がｐ型であってもよい。
【００４７】
［実施形態２］
実施形態２においては、絶縁層１３の開口１４の形成領域に対応する領域にエッチングペーストを塗布した後に加熱することによって開口１４を形成していることを特徴としている。
【００４８】
実施形態２における上記以外の説明は実施形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
【００４９】
［実施形態３］
実施形態３においては、開口１４を形成すべき箇所に開口１４が形成されるように、絶縁層１３として有機絶縁樹脂を印刷法により塗布することによって絶縁層１３および開口１４を形成していることを特徴としている。
【００５０】
実施形態３における上記以外の説明は実施形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
【００５１】
［実施形態４］
実施形態４においては、開口１４を形成すべき箇所に開口１４が形成されるように、絶縁層１３として有機絶縁樹脂をインクジェット法により印刷することによって絶縁層１３および開口１４を形成していることを特徴としている。
【００５２】
実施形態４における上記以外の説明は実施形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
【００５３】
［実施形態５］
実施形態５においては、絶縁層１３の開口１４に対応する領域をマスクするシャドウマスクを用いたスパッタリング法により酸化シリコン膜および／または窒化シリコン膜を形成することによって、開口１４を有する絶縁層１３を形成することを特徴としている。
【００５４】
実施形態５における上記以外の説明は実施形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
【００５５】
［付記］
（１）ここで開示された実施形態は、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、半導体基板の一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、半導体基板の一方の面側を覆う絶縁層とを備え、絶縁層には、第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられている光電変換素子である。これにより、光電変換素子の信頼性を向上することができる。
【００５６】
（２）ここで開示された実施形態の光電変換素子においては、第１電極と第２電極との間に絶縁層が位置していることが好ましい。この場合には、光電変換素子の信頼性をより向上することができる。
【００５７】
（３）ここで開示された実施形態の光電変換素子においては、第１電極と第２電極との間の間隔が４０μｍ以上であることが好ましい。この場合には、光電変換素子の信頼性をさらに向上することができる。
【００５８】
（４）ここで開示された実施形態の光電変換素子においては、第１電極と第２電極との間の間隔が４００μｍ以下であることが好ましい。この場合には、光電変換素子の特性を向上することができる。
【００５９】
（５）ここで開示された実施形態の光電変換素子は、半導体基板と第１導電型非晶質半導体膜との間に第１のｉ型非晶質半導体膜をさらに備えていてもよい。この場合にも、光電変換素子の信頼性を向上することができる。
【００６０】
（６）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第１のｉ型非晶質半導体膜は、半導体基板および第１導電型非晶質半導体膜のそれぞれと接していてもよい。この場合にも、光電変換素子の信頼性を向上することができる。
【００６１】
（７）ここで開示された実施形態の光電変換素子は、半導体基板と第２導電型非晶質半導体膜との間に第２のｉ型非晶質半導体膜をさらに備えていてもよい。この場合にも、光電変換素子の信頼性を向上することができる。
【００６２】
（８）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第２のｉ型非晶質半導体膜は、半導体基板および第２導電型非晶質半導体膜のそれぞれと接していてもよい。この場合にも、光電変換素子の信頼性を向上することができる。
【００６３】
（９）ここで開示された実施形態は、光電変換素子と、配線シートと、を備え、光電変換素子は、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、半導体基板の一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、半導体基板の一方の面側を覆う絶縁層とを備え、絶縁層には、第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられており、配線シートは、絶縁性基材と、絶縁性基材上の第１配線と第２配線とを備え、第１電極と第１配線とは第１導電層により電気的に接続されており、第２電極と第２配線とは第２導電層により電気的に接続されている光電変換装置である。これにより、光電変換装置の信頼性を向上することができる。
【００６４】
（１０）ここで開示された実施形態の光電変換装置においては、第１電極と第２電極との間に絶縁層が位置していることが好ましい。この場合には、光電変換装置の信頼性をより向上することができる。
【００６５】
（１１）ここで開示された実施形態の光電変換装置においては、第１電極と第２電極との間の間隔が４０μｍ以上であることが好ましい。この場合には、光電変換装置の信頼性をさらに向上することができる。
【００６６】
（１２）ここで開示された実施形態の光電変換装置においては、第１電極と第２電極との間の間隔が４００μｍ以下であることが好ましい。この場合には、光電変換装置の特性をさらに向上することができる。
【００６７】
（１３）ここで開示された実施形態の光電変換装置は、半導体基板と第１導電型非晶質半導体膜との間に第１のｉ型非晶質半導体膜をさらに備えていてもよい。この場合にも、光電変換装置の信頼性を向上することができる。
【００６８】
（１４）ここで開示された実施形態の光電変換装置は、半導体基板と第２導電型非晶質半導体膜との間に第２のｉ型非晶質半導体膜をさらに備えていてもよい。この場合にも、光電変換装置の信頼性を向上することができる。
【００６９】
（１５）ここで開示された実施形態は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、半導体基板の一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、第１電極を形成する工程および第２電極を形成する工程の後に半導体基板の一方の面側を覆うように第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口を有する絶縁層を形成する工程とを含む光電変換素子の製造方法である。この場合には、信頼性が向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７０】
（１６）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、開口を形成する工程は、絶縁層の一部にレーザ光を照射する工程を含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７１】
（１７）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、開口を形成する工程は、絶縁層の一部にエッチングペーストを塗布する工程を含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７２】
（１８）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、絶縁層を形成する工程は、絶縁層として酸化シリコン膜を形成する工程を含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７３】
（１９）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、絶縁層を形成する工程は、絶縁層として窒化シリコン膜を形成する工程を含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７４】
（２０）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、絶縁層を形成する工程は、第１電極と第２電極との間に位置するように絶縁層を形成する工程を含んでいることが好ましい。この場合には、信頼性がより向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７５】
（２１）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、第１電極および第２電極は、第１電極と第２電極との間の間隔が４０μｍ以上となるように形成されることが好ましい。この場合には、信頼性がさらに向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７６】
（２２）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、第１電極および第２電極は、第１電極と第２電極との間の間隔が４００μｍ以下となるように形成されることが好ましい。この場合には、特性がさらに向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７７】
（２３）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程は、半導体基板の一方の面側に第１のｉ型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１のｉ型非晶質半導体膜上に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程とを含んでいてもよい。この場合にも、信頼性がより向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７８】
（２４）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法において、第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程は、半導体基板の一方の面側に第２のｉ型非晶質半導体膜を形成する工程と、第２のｉ型非晶質半導体膜上に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程とを含んでいてもよい。この場合にも、信頼性がより向上した光電変換素子を製造することができる。
【００７９】
（２５）ここで開示された実施形態は、光電変換素子を作製する工程と、光電変換素子を配線シートに接続する工程と、含み、光電変換素子を作製する工程は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、半導体基板の一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、第１電極を形成する工程および第２電極を形成する工程の後に半導体基板の一方の面側を覆うように第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口を有する絶縁層を形成する工程とを含み、配線シートに接続する工程は、第１電極と第１配線とを開口に配置された第１導電層により電気的に接続する工程と、第２電極と第２配線とを開口に配置された第２導電層により電気的に接続する工程とを含む光電変換装置の製造方法である。この場合には、信頼性が向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８０】
（２６）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、開口を形成する工程は、絶縁層の一部にレーザ光を照射する工程を含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８１】
（２７）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、開口を形成する工程は、絶縁層の一部にエッチングペーストを塗布する工程を含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８２】
（２８）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、絶縁層を形成する工程は、絶縁層として酸化シリコン膜を形成する工程を含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８３】
（２９）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、絶縁層を形成する工程は、絶縁層として窒化シリコン膜を形成する工程を含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８４】
（３０）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、絶縁層を形成する工程は、第１電極と第２電極との間に位置するように絶縁層を形成する工程を含むことが好ましい。この場合には、信頼性がより向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８５】
（３１）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、第１電極および第２電極は、第１電極と第２電極との間の間隔が４０μｍ以上となるように形成されることが好ましい。この場合には、信頼性がさらに向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８６】
（３２）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、第１電極および第２電極は、第１電極と第２電極との間の間隔が４００μｍ以下となるように形成されることが好ましい。この場合には、特性がより向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８７】
（３３）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程は、半導体基板の一方の面側に第１のｉ型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１のｉ型非晶質半導体膜上に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程とを含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８８】
（３４）ここで開示された実施形態の光電変換装置の製造方法において、第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程は、半導体基板の一方の面側に第２のｉ型非晶質半導体膜を形成する工程と、第２のｉ型非晶質半導体膜上に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程とを含んでいてもよい。この場合にも、信頼性が向上した光電変換装置を製造することができる。
【００８９】
以上のように実施形態について説明を行なったが、上述の各実施形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００９０】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
ここで開示された実施形態は、光電変換素子、光電変換装置およびこれらの製造方法に利用することができ、特に太陽電池、太陽電池モジュールおよびこれらの製造方法、ヘテロ接合型バックコンタクトセル、配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルおよびこれらの製造方法に好適に利用することができる可能性がある。
【符号の説明】
【００９２】
１  半導体基板、１ａ  第１の面、１ｂ  第２の面、２  第１のｉ型非晶質半導体膜、３  第１導電型非晶質半導体膜、４  第２のｉ型非晶質半導体膜、５  第２導電型非晶質半導体膜、６  非晶質半導体膜、７  誘電体膜、１０  ヘテロ接合型バックコンタクトセル、１１  第１電極、１１ａ  側壁、１２  第２電極、１２ａ  側壁、１３  絶縁層、１４  開口、１５  第１導電層、１６  第２導電層、２０  配線シート、２１  絶縁性基材、２２  第１配線、２３  第２配線、２４  集電用配線、３１，３２  エッチングマスク、５１  第１の積層体、５２  第２の積層体、１１１  半導体基板、１１２  第１半導体層、１１４  第２半導体層、１１６  絶縁層、１１８ａ，１１８ｂ  透明電極層、１２０ａ  ｐ側電極層、１２０ｂ  ｎ側電極層、１３０  分離溝。
【図１】
2016143547.tif 000003
【図２】
2016143547.tif 000004
【図３】
2016143547.tif 000005
【図４】
2016143547.tif 000006
【図５】
2016143547.tif 000007
【図６】
2016143547.tif 000008
【図７】
2016143547.tif 000009
【図８】
2016143547.tif 000010
【図９】
2016143547.tif 000011
【図１０】
2016143547.tif 000012
【図１１】
2016143547.tif 000013
【図１２】
2016143547.tif 000014
【図１３】
2016143547.tif 000015
【図１４】
2016143547.tif 000016
【図１５】
2016143547.tif 000017
【図１６】
2016143547.tif 000018
【図１７】
2016143547.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月5日(2017.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型または第２導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、
前記半導体基板の前記一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、
前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、
前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、
前記半導体基板の前記一方の面側を覆う絶縁層と、を備え、
前記絶縁層には、前記第１電極との電気的な接続および前記第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられており、
前記絶縁層は前記第１電極および前記第２電極の前記半導体基板側とは反対側に設けられている、光電変換素子。
【請求項２】
前記第１電極と前記第２電極との間に前記絶縁層が位置している、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
光電変換素子と、
配線シートと、を備え、
前記光電変換素子は、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、前記半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、前記半導体基板の前記一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、前記半導体基板の前記一方の面側を覆う絶縁層とを備え、前記絶縁層には、前記第１電極との電気的な接続および前記第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられており、前記絶縁層は前記第１電極および前記第２電極の前記半導体基板側とは反対側に設けられており、
前記配線シートは、絶縁性基材と、前記絶縁性基材上の第１配線と第２配線とを備え、  前記第１電極と前記第１配線とは第１導電層により電気的に接続されており、
前記第２電極と前記第２配線とは第２導電層により電気的に接続されている、光電変換装置。
【請求項４】
第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記半導体基板の前記一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、
前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、
前記第１電極を形成する工程および前記第２電極を形成する工程の後に前記半導体基板の前記一方の面側を覆うように、前記第１電極との電気的な接続および前記第２電極との電気的な接続を図るための開口を有し、前記第１電極および前記第２電極の前記半導体基板側とは反対側に設けられている絶縁層を形成する工程と、を含む、光電変換素子の製造方法。
【請求項５】
光電変換素子を作製する工程と、
前記光電変換素子を配線シートに接続する工程と、含み、
前記光電変換素子を作製する工程は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、前記半導体基板の前記一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、前記第１電極を形成する工程および前記第２電極を形成する工程の後に前記半導体基板の前記一方の面側を覆うように、前記第１電極との電気的な接続および前記第２電極との電気的な接続を図るための開口を有し、前記第１電極および前記第２電極の前記半導体基板側とは反対側に設けられている絶縁層を形成する工程とを含み、
前記配線シートに接続する工程は、前記第１電極と前記第１配線とを前記開口に配置された第１導電層により電気的に接続する工程と、前記第２電極と前記第２配線とを前記開口に配置された第２導電層により電気的に接続する工程とを含む、光電変換装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ここで開示された実施形態は、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、半導体基板の一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、半導体基板の一方の面側を覆う絶縁層と、を備え、絶縁層には、第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられており、絶縁層は第１電極および第２電極の半導体基板側とは反対側に設けられている光電変換素子である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ここで開示された実施形態は、光電変換素子と、配線シートと、を備え、光電変換素子は、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の面側の第１導電型非晶質半導体膜と、半導体基板の一方の面側の第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、半導体基板の一方の面側を覆う絶縁層とを備え、絶縁層には、第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口が設けられており、絶縁層は第１電極および第２電極の半導体基板側とは反対側に設けられており、配線シートは、絶縁性基材と、絶縁性基材上の第１配線と第２配線とを備え、第１電極と第１配線とは第１導電層により電気的に接続されており、第２電極と第２配線とは第２導電層により電気的に接続されている光電変換装置である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ここで開示された実施形態は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、半導体基板の一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、第１電極を形成する工程および第２電極を形成する工程の後に、半導体基板の一方の面側を覆うように、第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口を有し、第１電極および第２電極の半導体基板側とは反対側に設けられている絶縁層を形成する工程とを含む光電変換素子の製造方法である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
ここで開示された実施形態は、光電変換素子を作製する工程と、光電変換素子を配線シートに接続する工程と、含み、光電変換素子を作製する工程は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の面側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、半導体基板の一方の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極を形成する工程と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極を形成する工程と、第１電極を形成する工程および第２電極を形成する工程の後に半導体基板の一方の面側を覆うように第１電極との電気的な接続および第２電極との電気的な接続を図るための開口を有し、第１電極および第２電極の半導体基板側とは反対側に設けられている絶縁層を形成する工程とを含み、配線シートに接続する工程は、第１電極と第１配線とを開口に配置された第１導電層により電気的に接続する工程と、第２電極と第２配線とを開口に配置された第２導電層により電気的に接続する工程とを含む光電変換装置の製造方法である。 
【国際調査報告】
2016143547.tif 000020
2016143547.tif 000021
2016143547.tif 000022
2016143547.tif 000023