(57)【要約】  簡易な工程で電極パターンを形成することができる電極パターンの形成方法及びこれを用いた太陽電池の製造方法を提供する。  基材２の上に、電極パターンに対応するパターンを有するシード層３を形成する工程と、シード層３の上に有機物層４を形成する工程と、電解めっきにより、シード層３をシードとして、有機物層４の上に電極層５を形成し、電極層転写シート１を作製する工程と、電極パターンを形成すべき基板６の上に、電極層５が接触するように電極層転写シート１を配置し、電極層５を基板６の上に圧着する工程と、電極層５を基板６の上に圧着した状態で、有機物層４及びシード層３が設けられた基材２を剥離し、電極層５を基板６上に転写する工程とを備える。
2015145886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極パターンを形成する方法であって、
基材の上に、前記電極パターンに対応するパターンを有するシード層を形成する工程と、
前記シード層の上に有機物層を形成する工程と、
電解めっきにより、前記シード層をシードとして、前記有機物層の上に電極層を形成し、電極層転写シートを作製する工程と、
前記電極パターンを形成すべき基板の上に、前記電極層が接触するように前記電極層転写シートを配置し、前記電極層を前記基板の上に圧着する工程と、
前記電極層を前記基板の上に圧着した状態で、前記有機物層及び前記シード層が設けられた前記基材を剥離し、前記電極層を前記基板上に転写する工程とを備える、電極パターンの形成方法。
【請求項２】
剥離した前記基材の前記有機物層の上に、電解めっきにより前記電極層を形成し、再び前記電極層転写シートとして用いる、請求項１に記載の電極パターンの形成方法。
【請求項３】
前記シード層が、Ｃｕ層である、請求項１または２に記載の電極パターンの形成方法。
【請求項４】
前記電極層が、Ｃｕ層である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電極パターンの形成方法。
【請求項５】
電極パターンを形成すべき太陽電池構造体を作製する工程と、
前記電極パターンに対応するパターンを有するシード層と、前記シード層の上に形成された有機物層とを備えた基材に、電解めっきにより、前記シード層をシードとして、前記有機物層の上に電極層を形成し、電極層転写シートを作製する工程と、
前記太陽電池構造体の上に、前記電極層が接触するように前記電極層転写シートを配置し、前記電極層を前記太陽電池構造体の上に圧着する工程と、
前記電極層を前記太陽電池構造体の上に圧着した状態で、前記有機物層及び前記シード層が設けられた前記基材を剥離し、前記電極層を前記太陽電池構造体上に転写する工程とを備える、太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池が、裏面接合型の太陽電池である、請求項５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記電極層転写シートを作製する工程と、前記太陽電池構造体を作製する工程とは、並行して行われる、請求項５または６に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極パターンの形成方法及びそれを用いた太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池においては、受光面及び裏面の少なくとも一方に、フィンガー電極及びバスバー電極などが形成される。裏面接合型の太陽電池では、裏面にｎ型及びｐ型のそれぞれのパターン形状を有するフィンガー電極及びバスバー電極が形成される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３２８５４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】
【０００４】
裏面接合型の太陽電池では、裏面にのみ電極パターンが形成される。裏面接合型の太陽電池の高出力化を図る方法の１つとして、電極パターンを微細化することが挙げられる。しかしながら、電極パターンを微細化すると、プロセスコストが高くなるという問題を生じる。【０００５】
本発明の目的は、簡易な工程で電極パターンを形成することができる電極パターンの形成方法及びこれを用いた太陽電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電極パターンの形成方法は、基材の上に、前記電極パターンに対応するパターンを有するシード層を形成する工程と、前記シード層の上に有機物層を形成する工程と、電解めっきにより、前記シード層をシードとして、前記有機物層の上に電極層を形成し、電極層転写シートを作製する工程と、前記電極パターンを形成すべき基板の上に、前記電極層が接触するように前記電極層転写シートを配置し、前記電極層を前記基板の上に圧着する工程と、前記電極層を前記基板の上に圧着した状態で、前記有機物層及び前記シード層が設けられた前記基材を剥離し、前記電極層を前記基板上に転写する工程とを備える。【０００７】
本発明の太陽電池の製造方法は、電極パターンを形成すべき太陽電池構造体を作製する工程と、前記電極パターンに対応するパターンを有するシード層と、前記シード層の上に形成された有機物層とを備えた基材に、電解めっきにより、前記シード層をシードとして、前記有機物層の上に電極層を形成し、電極層転写シートを作製する工程と、前記太陽電池構造体の上に、前記電極層が接触するように前記電極層転写シートを配置し、前記電極層を前記太陽電池構造体の上に圧着する工程と、前記電極層を前記太陽電池構造体の上に圧着した状態で、前記有機物層及び前記シード層が設けられた前記基材を剥離し、前記電極層を前記太陽電池構造体上に転写する工程とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な工程で電極パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態の電極層転写シートを示す模式的断面図である。
【図２】図２は、実施形態において、電極層を形成すべき基板を示す模式的断面図である。
【図３】図３は、実施形態において、基板の上に、電極層が接触するように電極層転写シートを配置した状態を示す模式的断面図である。
【図４】図４は、実施形態において、電極層を基板の上に圧着した状態で、有機物層及びシード層が設けられた基材を剥離し、電極層を基板上に転写した状態を示す模式的断面図である。
【図５】図５は、実施形態の太陽電池を示す模式的平面図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。
【図７】図７は、実施形態の太陽電池を製造する工程を示す模式的断面図である。
【図８】図８は、実施形態の太陽電池を製造する工程を示す模式的断面図である。
【図９】図９は、実施形態の太陽電池を製造する工程を示す模式的断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態の太陽電池を製造する工程を示す模式的断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態の太陽電池を製造する工程を示す模式的断面図である。
【図１２】図１２は、実施形態の太陽電池を製造する工程を示す模式的断面図である。
【図１３】図１３は、実施形態の太陽電池を製造する工程を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１１】
図１は、実施形態の電極層転写シートを示す模式的断面図である。図１に示すように、電極層転写シート１は、基材２と、基材２の上に形成されたシード層３と、シード層３の上に形成された有機物層４と、有機物層４の上に形成された電極層５とを備えている。基材２としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、ＰＥＴなどの樹脂基板などが用いられる。
【００１２】
シード層３は、形成すべき電極パターンに対応するパターンを有している。シード層３の厚みは、０．０１〜１．０μｍの範囲内であることが好ましい。シード層３は、基材２上にシード層３になる金属層などの導電層を形成した後、この導電層をフォトリソグラフィー法などでパターニングすることにより形成することができる。この場合、シード層３は、例えば、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの金属またはそれらの１種以上を含む合金から構成することが好ましい。
【００１３】
また、上記の形成方法に代えて、導電性粒子を含むペーストをスクリーン印刷やインクジェッ卜で基材２に塗布し、パターニングされたシード層３を形成してもよい。導電性粒子としては、上記の金属及び合金の粒子が挙げられる。
【００１４】
有機物層４は、例えば、シード層３の上に、有機物層４を形成するための有機物を塗布することにより形成することができる。有機物層４は、水酸基を多く有する化合物などから形成することが好ましい。有機物層４を形成するための有機物としては、例えば、グリコール類を含んだ有機物が用いられる。具体的には、有機物層４は、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＭＥ）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、エチレングリコールモノブチールエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ブチルジグリコール（ＢＤＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）のうち、少なくとも１つを含むことが好ましい。有機物層４の厚みが薄すぎると、有機物層４を形成する有機物が、シード層３上に離散的に形成されるため、シード層３の表面の有機物層４による被覆率が低くなる。有機物層４の厚みが厚すぎると、有機物層４の電気抵抗が高くなり、後述する電解めっきによる電極層５の形成が困難になる。
【００１５】
電極層５は、シード層３をシードとして、電解めっきにより、有機物層４の上に形成することができる。ここで、「シード」とは、めっき成長の際に電流を流す部分を意昧する。電極層５は、例えば、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの金属またはそれらの１種以上を含む合金から構成することができる。電極層５の厚みは、形成すべき電極パターンの厚みに応じて決定される。
【００１６】
図２〜図４は、図１に示す電極層転写シート１を用いて、基板上に電極パターンを形成する工程を示す模式的断面図である。図２は、電極層を形成すべき基板６を示す模式的断面図である。基板６は、電極パターンが形成される前のものであればよく、特に限定されない。例えば、半導体基板の上に種々の半導体層が形成されたものであってもよい。このようなものとして、例えば、バスバー電極及びフィンガー電極が形成される前の太陽電池構造体などが挙げられる。
【００１７】
図３は、基板６の上に、電極層５が接触するように電極層転写シート１を配置した状態を示す模式的断面図である。図３に示すように、基板６の上に、電極層５が接触するように電極層転写シート１を配置する。この状態で、電極層転写シート１を基板６に押圧し、基板６に電極層５を圧着する。
【００１８】
図４は、電極層５を基板６の上に圧着した状態で、有機物層４及びシード層３が設けられた基材２を剥離し、電極層５を基板６上に転写した状態を示す模式的断面図である。有機物層４と電極層５との間の接着力は弱いので、基材２を持ち上げることにより、有機物層４及びシード層３が設けられた基材２を剥離することができる。このとき、電極層５の上に有機物層４の一部が残った状態であってもよい。この場合、必要に応じて、基板６を洗浄することにより、残った有機物層４を除去することができる。
【００１９】
以上のようにして、基板６の上に電極層５を転写し、電極パターンを形成することができる。
【００２０】
剥離した基材２の上には、シード層３及び有機物層４が形成されている。したがって、剥離した基材２の有機物層４の上に、電解めっきにより電極層５を形成し、再び電極層転写シート１として用いることができる。有機物層４の厚みが薄くなっている場合には、有機物を再度塗布して、有機物層４を形成し直した後、電極層５を形成してもよい。
【００２１】
以上のように、本実施形態では、簡易な工程で電極パターンを基板上に形成することができる。具体的には、剥離した基材を再度電極パターンの形成に用いることができるので、低コストで電極パターンを形成することができる。
【００２２】
図５〜図１３は、実施形態の電極パターンの形成方法を用いて太陽電池を製造する工程を示す模式的平面図及び模式的断面図である。
【００２３】
図５は、実施形態の太陽電池を裏面側から見た模式的平面図である。図５に示すように、太陽電池１０は、太陽光等の光を受光することでキャリア（電子及び正孔）を生成する光電変換部２０と、光電変換部２０の裏面側に形成されたｎ側電極４０及びｐ側電極５０とを備える。太陽電池１０では、光電変換部２０で生成されたキャリアがｎ側電極４０及びｐ側電極５０によりそれぞれ収集される。ここで、「裏面」とは、装置の外部から光が入射する面である「受光面」と反対側の面を意昧する。すなわち、ｎ側電極４０及びｐ側電極５０が形成される面が裏面である。
【００２４】
本実施形態において、ｎ側電極４０及びｐ側電極５０は、複数のフィンガー電極部４１及び５１と、各フィンガー電極部を繋ぐバスバー電極部４２及び５２とを有している。バスバー電極部４２及び５２に、図示されない配線材が電気的に接続されて、太陽電池１０をモジュール化することができる。
【００２５】
本実施形態において、光電変換部２０は、結晶系半導体基板であるｎ型単結晶シリコン基板２１を有する。結晶系半導体基板は、ｎ型多結晶シリコン基板やｐ型の単結晶または多結晶シリコン基板であってもよい。
【００２６】
ｎ型単結晶シリコン基板２１は、発電層として機能する。その厚みは、例えば、１００〜３００μｍである。ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面には、テクスチャ構造（図示せず）を形成することが好ましい。ここで、「テクスチャ構造」とは、表面反射を抑制し、光電変換部２０の光吸収量を増大させた凹凸構造である。テクスチャ構造の具体例として（１００）面を有する受光面に異方性エッチングを施すことによって得られるピラミッド状（四角錐状や四角錐台状）の凹凸構造が例示できる。
【００２７】
図６は、図５に示すＡ−Ａ線に沿う断面図である。図６に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面側には、ｉ型非晶質シリコン層２２と、ｎ型非晶質シリコン層２３と、保護層２４とがこの順序で形成される。ｉ型非晶質シリコン層２２及びｎ型非晶質シリコン層２３は、パッシベーション層として機能する。保護層２４は、パッシベーション層を保護するとともに、反射防止機能を有する。
【００２８】
ｉ型非晶質シリコン層２２は、真性の非晶質シリコンの薄膜層であって、例えば、０．１ｎｍ〜２５ｎｍ程度の厚みを有する。一方、ｎ型非晶質シリコン層２３は、例えば、リン（Ｐ）等がドープされた非晶質シリコンの薄膜層であって、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚みを有する。
【００２９】
保護層２４は、光透過性が高い材料から構成されることが好ましい。このような材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、または酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）等が挙げられる。本実施形態では、保護層２４として、ＳｉＮ層を形成している。保護層２４の厚みは、反射防止特性等を考慮して適宜変更できるが、例えば、８０ｎｍ〜１μｍ程度であることが好ましい。
【００３０】
光電変換部２０において、ｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面側には、ｎ型領域を形成するＩＮ非晶質シリコン層２５（以下、ＩＮ層２５とする）と、ｐ型領域を形成するＩＰ非晶質シリコン層２６（以下、ＩＰ層２６とする）とがそれぞれ積層される。ＩＮ層２５の表面とＩＰ層２６とは、絶縁層３１によって絶縁される。ＩＮ層２５及びＩＰ層２６は、ｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面上に直接積層される。一方、絶縁層３１は、ＩＮ層２５上の一部に積層される。
【００３１】
ＩＮ層２５は、ｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面上に積層されるｉ型非晶質シリコン層２７と、ｉ型非晶質シリコン層２７上に積層されるｎ型非晶質シリコン層２８とを含む。ｉ型非晶質シリコン層２７及びｎ型非晶質シリコン層２８は、それぞれ、ｉ型非晶質シリコン層２２及びｎ型非晶質シリコン層２３と同様の組成、同様の厚みで形成することができる。
【００３２】
ＩＰ層２６は、主にｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面上に積層されるｉ型非晶質シリコン層２９と、ｉ型非晶質シリコン層２９上に積層されるｐ型非晶質シリコン層３０とを含む。ｉ型非晶質シリコン層２９は、例えば、ｉ型非晶質シリコン層２２、ｉ型非晶質シリコン層２７と同様の組成、同様の厚みで形成できる。ｐ型非晶質シリコン層３０は、ボ口ン（Ｂ）等がドープされた非晶質シリコンの薄膜層である。ｐ型非晶質シリコン層３０の厚みは、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度が好ましい。
【００３３】
ＩＮ層２５及びＩＰ層２６は、光電変換効率等の観点から、裏面に平行な一方向に沿って交互に形成されることが好ましい。また、ＩＮ層２５及びＩＰ層２６は、ｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面上の広範囲を覆うように形成されることが好ましい。このため、ＩＮ層２５の一部とＩＰ層２６の一部とが互いに重なり合うように、例えば、一方の層が他方の層にオーバーラップして隙間なく積層されることが好ましい。
【００３４】
以下では、ＩＰ層２６がＩＮ層２５上に重なって積層される形態を例示する。そして、ＩＮ層２５とＩＰ層２６とが重なり合う部分を「重なり部２６ａ」と称して説明する。
【００３５】
絶縁層３１は、重なり部２６ａにおいて、ＩＮ層２５の表面とＩＰ層２６との間の少なくとも一部に設けられることが好ましい。絶縁層３１は、ＩＮ層２５とＩＰ層２６との間の絶縁性を高める機能を有する。絶縁層３１としては、例えば、保護層２４と同様の組成、同様の厚みで形成できる。特に、ＳｉＮ層とすることが好ましい。
【００３６】
絶縁層３１は、ＩＮ層２５上において、ＩＰ層２６が積層される領域の全域、即ち重なり部２６ａに沿って形成される。ＩＮ層２５において、ＩＰ層２６が積層されない領域上には、絶縁層３１を積層しない。
【００３７】
ｎ側電極４０は、光電変換部２０のＩＮ層２５からキャリア（電子）を収集する電極である。ｎ側電極４０は、ＩＮ層２５上に直接形成される。ｐ側電極５０は、光電変換部２０のＩＰ層２６からキャリア（正孔）を収集する電極である。ｐ側電極５０は、ＩＰ層２６上に直接形成される。本実施形態では、ＩＰ層２６の積層面積の方が、ＩＮ層２５の積層面積よりも広く、これに対応して、ｐ側電極５０の積層面積の方が、ｎ側電極４０の積層面積よりも広くなる。
【００３８】
ｎ側電極４０とｐ側電極５０との間には、両電極を分離する分離溝６０が形成されている。分離溝６０は、ＩＰ層２６上に形成されることが好ましい。分離溝６０は、重なり部２６ａ上に形成することが好ましい。
【００３９】
ｎ側電極４０は、ＩＮ層２５上に形成されたｎ側下地層４３と、ｎ側下地層４３上に形成されたｎ側主導電層４４を含む積層構造とする。ｐ側電極５０は、ＩＰ層２６上に形成されたｐ側下地層５３と、ｐ側下地層５３上に形成されたｐ側主導電層５４とを含む積層構造とする。
【００４０】
本実施形態において、主導電層４４，５４は、後述するように、本発明の電極パターンの形成方法により形成される。したがって、主導電層４４，５４は、金属層とすることが好ましい。下地層４３，５３は、透明導電層（ＴＣＯ膜）とすることが好ましい。透明導電層は、光電変換部２０と金属層との接触を防止し、金属層と半導体との合金化を防いで入射光の反射率を高める機能を有する。
【００４１】
透明導電層（ＴＣＯ膜）は、例えば、多結晶構造を有する酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、及び酸化チタン（ＴｉＯ２）等の金属酸化物のうち少なくとも１種を含んで構成されることが好ましい。これらの金属酸化物に、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、アンチモン（Ｓｂ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、セリウム（Ｃｅ）、ガリウム（Ｇａ）などのドーパン卜がドープされていてもよく、例えば、Ｉｎ２Ｏ３にＳｎがドープされたＩＴＯが特に好ましい。ドーパン卜の濃度は、０〜２０質量％とすることができる。透明導電層の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度が好ましい。
【００４２】
金属層は、高い導電性を有し、かつ光の反射率が高い金属から構成されることが好ましい。また、電解めっきにより形成可能な金属層とすることが特に好ましい。具体的には、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの金属またはそれらの１種以上を含む合金が例示できる。
【００４３】
主導電層４４，５４は、例えば、導電性や反射率、材料コスト等の観点から、Ｃｕ層とすることが特に好ましい。Ｃｕ層の厚みは、例えば、０．５μｍ〜５０μｍ程度が好ましい。
【００４４】
次に、図７〜図１３を参照して、本実施形態の太陽電池１０の製造方法を説明する。
【００４５】
まず、図７〜図１０を参照し、太陽電池構造体１５の製造工程について説明する。
【００４６】
図７に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板２１を真空チャンバ内に設置して、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）やスパッタリングにより、ｉ型非晶質シリコン層、ｎ型非晶質シリコン層、及び絶縁層（保護層）を順に積層する。本実施形態では、ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面１１上に、ｉ型非晶質シリコン層２２、ｎ型非晶質シリコン層２３、及び保護層２４を順に積層し、裏面１２上に、ｉ型非晶質シリコン層２７、ｎ型非晶質シリコン層２８、及び絶縁層３１を順に積層する。
【００４７】
ＰＥＣＶＤによるｉ型非晶質シリコン層２２，２７の積層工程では、例えば、シランガス（ＳｉＨ４）を水素（Ｈ２）で希釈したものを原料ガスとして使用する。また、ｎ型非晶質シリコン層２３，２８の積層工程では、例えば、シラン（ＳｉＨ４）にホスフィン（ＰＨ３）を添加し、水素（Ｈ２）で希釈したものを原料ガスとして使用する。
【００４８】
ｉ型非晶質シリコン層２２等を積層する前において、ｎ型単結晶シリコン基板２１の受光面１１にテクスチャ構造を形成することが好ましい。テクスチャ構造は、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用いて、（１００）面を異方性エッチングすることで形成できる。
【００４９】
続いて、図８に示すように、裏面１２上に積層された各層をパターニングする。まず、絶縁層３１を部分的にエッチングして除去する。絶縁層３１のエッチング工程では、例えば、スクリーン印刷やインクジェッ卜による塗工プロセス、またはフォトリソプロセス等により形成されたレジス卜膜をマスクとして使用する。絶縁層３１が、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、または酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）である場合は、例えば、フッ化水素（ＨＦ）水溶液を用いてエッチングできる。
【００５０】
絶縁層３１のエッチング終了後、例えば、レジス卜膜を除去し、パターニングされた絶縁層３１をマスクとして、露出しているＩＮ層２５をエッチングする。ＩＮ層２５のエッチングは、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液（例えば、１質量％ＮａＯＨ水溶液）等のアルカリ性エッチング液を用いて行う。この工程により、裏面１２上にパターニングされたＩＮ層２５、絶縁層３１が形成される。
【００５１】
ＩＮ層２５、ＩＰ層２６、及び絶縁層３１のエッチングには、例えば、エッチングペース卜や粘度が調整されたエッチングインクを用いることもできる。この場合には、スクリーン印刷やインクジェッ卜等により、ＩＮ層２５等の除去した領域上にエッチングペース卜を塗工する。
【００５２】
続いて、図９に示すように、裏面１２上の端縁領域を除く全域にＩＰ層２６を積層する。つまり、パターニングしたＩＮ層２５上にも絶縁層３１を介してＩＰ層２６が積層される。ＩＰ層２６は、ＩＮ層２５と同様に、ＰＥＣＶＤによってｉ型非晶質シリコン層２９及びｐ型非晶質シリコン層３０を順に成膜することで形成できる。ただし、ｐ型非晶質シリコン層３０の積層工程では、例えば、ＰＨ３の代わりに、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を原料ガスとして使用する。
【００５３】
続いて、図１０に示すように、ＩＮ層２５上に積層されたＩＰ層２６をパターニングし、絶縁層３１を部分的に除去して光電変換部２０を得る。この工程では、まず、ＩＮ層２５上に積層されたＩＰ層２６を部分的にエッチングして除去する。除去するＩＰ層２６の領域は、後工程でｎ側電極４０を形成するＩＮ層２５上の領域である。ＩＰ層２６のエッチング工程では、例えば、スクリーン印刷等によって形成されるレジス卜膜をマスクとして使用し、ＮａＯＨ水溶液等のアルカリ性エッチング液を用いて行う。この工程では、レジス卜膜が形成されて保護された領域が、ＩＰ層２６の重なり部２６ａと、ＩＮ層２５が除去された領域となる。
【００５４】
ＩＰ層２６は、通常、ＩＮ層２５よりもエッチングされ難いため、ＩＮ層２５のＮａＯＨ水溶液よりも高濃度のもの（例えば、１０質量％ＮａＯＨ水溶液）、またはフッ硝酸（ＨＦとＨＮＯ３の混合水溶液（例えば、各々３０質量％））を用いることが好ましい。或いは、ＮａＯＨ水溶液を７０〜９０℃程度に加熱して用いること（熱アルカリ処理）も好ましい。
【００５５】
次に、ＩＰ層２６のエッチング終了後、レジス卜膜を除去し、パターニングされたＩＰ層２６をマスクとして使用し、ＨＦ水溶液を用いて、露出している絶縁層３１をエッチングして除去する。そして、絶縁層３１の一部が除去されることで、ＩＮ層２５の一部が露出する。
【００５６】
続いて、図１１に示すように、ＩＮ層２５上及びＩＰ層２６上に、下地層１３を形成する。下地層１３は、ＩＮ層２５上及びＩＰ層２６上の全域に積層される。
【００５７】
以上のようにして、太陽電池構造体１５が得られる。
【００５８】
次に、図１２〜図１３を参照し、電極パターンの形成工程について説明する。
【００５９】
図１２に示すように、太陽電池構造体１５の下地層１３の上に、電極層であるｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４が下地層１３に接触するように電極層転写シート１を配置する。電極層転写シート１は、図１を参照して説明したように、基材２と、基材２の上に形成されたシード層３と、シード層３の上に形成された有機物層４と、有機物層４の上に形成されたｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４とを備えている。本実施形態において、基材２としては、ガラス基板を用い、シード層３としては、Ｃｕ層を用い、有機物層４としては、グリコールを用いている。
【００６０】
シード層３は、本実施形態において、Ｃｕ層を形成した後、このＣｕ層をパターニングすることにより形成することができる。Ｃｕ層は、スパッタリング法、ＣＶＤ法などの薄膜形成法により形成することができる。また、Ｃｕ層を、電解めっき、無電解めっきなどで形成してもよい。パターニングは、フォトリソグラフィ法などで行うことができる。パターニングの形状は、ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４の電極パターンに対応した形状にする。ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４は、具体的には、図５に示すｎ側電極４０及びｐ側電極５０のパターン形状を有している。
【００６１】
また、上記の形成方法に代えて、上述のように、導電性粒子を含むペーストをスクリーン印刷やインクジェッ卜で基材２に塗布し、パターニングされたシード層３を形成してもよい。
【００６２】
有機物層４は、本実施形態において、グリコールをシード層３の上に塗布することにより形成している。
【００６３】
ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４は、本実施形態において、シード層３をシードとして、電解めっきによりＣｕ層を形成することにより、形成している。これにより、シード層３と同様のパターン形状を有するｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４を形成することができる。電解めっきの工程は、図７〜図１１に示す太陽電池構造体１５の形成工程と並行して行うことが好ましい。電極層転写シート１において、ｎ側主導電層４４とｐ側主導電層５４の間には、図１２に示すように、空隙１６が形成されている。
【００６４】
次に、ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４が下地層１３に接触するように電極層転写シート１を配置した状態で、電極層転写シート１を下地層１３に押圧し、下地層１３にｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４を圧着する。この状態で、基材２を持ち上げると、ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４と、有機物層４との間で剥離が生じ、有機物層４及びシード層３が設けられた基材２を取り除くことができる。剥離した基材２の上には、シード層３及び有機物層４が形成されている。したがって、剥離した基材２の有機物層４の上に、電解めっきによりｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４を再度形成し、新たな電極層転写シート１として用いることができる。
【００６５】
以上のようにして、下地層１３の上に、ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４を形成することができる。
【００６６】
図１３は、下地層１３の上に、ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４を形成した状態を示している。図１３に示すように、ｎ側主導電層４４とｐ側主導電層５４の間には、空隙１６が形成されている。次に、ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４をマスクとして、下地層１３をエッチングする。これにより、下地層１３が分断され、図６に示すように、互いに分離されたｎ側下地層４３及びｐ側下地層５３が形成される。下地層１３は、例えば、塩化水素（ＨＣｌ）水溶液やシュウ酸水溶液を用いてエッチングできる。
【００６７】
以上のようにして、図６に示す太陽電池１０が得られる。
【００６８】
本実施形態では、電極層転写シート１を用いて、ｎ側主導電層４４及びｐ側主導電層５４を形成している。このため、電極パターンの形成を簡易な工程で形成することができる。具体的には、剥離した基材を再度電極パターンの形成に用いることができるので、低コストで太陽電池を製造することができる。さらに、太陽電池構造体１５を形成する工程と、電解めっきの工程とを同時に実行することができるため、太陽電池１０の生産性を高めることができる。
【００６９】
本実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で設計変更することができる。
【００７０】
例えば、本実施形態では、ＩＮ層２５を積層してからＩＰ層２６を積層するものとして説明したが、ＩＰ層２６を先に積層してもよい。この場合、ＩＰ層２６上の一部に、ＩＮ層２５の一部が重なって積層された構成とすることが好ましい。
【００７１】
また、本実施形態では、ｎ型単結晶シリコン基板２１の裏面１２上に、ＩＮ層２５とＩＰ層２６とを、例えば、互いに噛み合う櫛歯状パターンで積層して、ｎ型領域及びｐ型領域を形成したが、ドーパン卜を熱拡散させて各領域を形成してもよい。例えば、裏面１２上のーの領域にｎ型ドーパン卜を熱拡散させて高ドープのｎ型領域を形成し、他の領域にｐ型ドーパン卜を熱拡散させてｐ型領域を形成してもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、太陽電池１０として、裏面接合型の太陽電池を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。受光面に電極を形成する太陽電池にも、本発明を適用することができる。
【００７３】
また、本発明により電極パターンが形成される基板は、太陽電池構造体に限定されるものではなく、その他のものにも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１…電極層転写シート
２…基材
３…シード層
４…有機物層
５…電極層
６…基板
１０…太陽電池
１１…受光面
１２…裏面
１３…下地層
１５…太陽電池構造体
１６…空隙
２０…光電変換部
２１…ｎ型単結晶シリコン基板
２２…ｉ型非晶質シリコン層
２３…ｎ型非晶質シリコン層
２４…保護層
２５…ＩＮ非晶質シリコン層
２６…ＩＰ非晶質シリコン層
２６ａ…重なり部
２７…ｉ型非晶質シリコン層
２８…ｎ型非晶質シリコン層
２９…ｉ型非晶質シリコン層
３０…ｐ型非晶質シリコン層
３１…絶縁層
４０…ｎ側電極
４１…フィンガー電極部
４２…バスバー電極部
４３…ｎ側下地層
４４…ｎ側主導電層
５０…ｐ側電極
５１…フィンガー電極部
５２…バスバー電極部
５３…ｐ側下地層
５４…ｐ側主導電層
６０…分離溝
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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