(57)【要約】  本発明は、一導電型単結晶シリコン基板（１）の第一面側に集電極（６）を有し、上記一導電型単結晶シリコン基板（１）の第二面側の最表面に透明電極（５）を有する太陽電池（１０）のＩ‐Ｖ測定方法に関する。本発明の太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法においては、上記第一面を受光面とし、上記一導電型単結晶シリコン基板（１）のうねりに追従するように、可撓性の金属箔（２０）と上記透明電極（５）とを着脱可能に接触させた状態で、上記太陽電池（１０）に電流を流してＩ‐Ｖ測定を行う。上記金属箔（２０）は、少なくとも上記透明電極（５）と接触する部分が、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成されることが好ましい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一導電型単結晶シリコン基板の第一面側に集電極を有し、前記一導電型単結晶シリコン基板の第二面側の最表面に透明電極を有する太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法であって、
前記第一面を受光面とし、前記一導電型単結晶シリコン基板のうねりに追従するように、可撓性の金属箔と前記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で、前記太陽電池に電流を流してＩ‐Ｖ測定を行い、
前記金属箔は、少なくとも前記透明電極と接触する部分が、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成される、太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法。
【請求項２】
前記金属箔は、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された第一金属箔を有し、
前記コンタクト金属層は、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成され、
前記コンタクト金属層が前記透明電極と対向するように前記金属箔を配置し、
前記コンタクト金属層と前記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で前記Ｉ‐Ｖ測定を行う、請求項１に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法。
【請求項３】
前記金属箔は、前記第一金属箔の前記透明電極側とは反対側に、少なくとも第二金属箔をさらに有する、請求項２に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法。
【請求項４】
前記金属箔と前記透明電極とを着脱可能に接触させた状態では、前記透明電極の表面の投影面積の８０％以上１００％未満の領域において、前記透明電極と前記金属箔との間に空隙部が存在する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法。
【請求項５】
前記金属箔の厚みは、４〜１９０μｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法。
【請求項６】
一導電型単結晶シリコン基板の第一面側に集電極を有し、前記一導電型単結晶シリコン基板の第二面側の最表面に透明電極を有する太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置であって、
前記Ｉ‐Ｖ測定装置は、可撓性の金属箔を有するＩ‐Ｖ測定部を備え、
前記Ｉ‐Ｖ測定部では、前記第一面を受光面とし、前記一導電型単結晶シリコン基板のうねりに追従するように、前記金属箔と前記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で、前記太陽電池に電流を流してＩ‐Ｖ測定が行われ、
前記金属箔は、少なくとも前記透明電極と接触する部分が、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成される、太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置。
【請求項７】
前記Ｉ‐Ｖ測定部は、前記金属箔の前記透明電極側とは反対側に、剛直な金属板をさらに有し、
前記金属箔は、前記金属板側に向かって貫通する開口部を有し、
前記金属板は、前記開口部と重なる吸着孔を有し、
前記Ｉ‐Ｖ測定部では、前記金属板の前記吸着孔から、前記金属箔の前記開口部を介して前記太陽電池が吸着されることにより、前記金属箔と前記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で前記Ｉ‐Ｖ測定が行われる、請求項６に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置。
【請求項８】
前記金属箔は、前記開口部を複数有し、
前記金属板は、前記吸着孔を複数有する、請求項７に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置。
【請求項９】
前記金属箔の前記開口部は、前記金属板の前記吸着孔よりも大きい、請求項７または８に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置。
【請求項１０】
前記金属箔は、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された第一金属箔を有し、
前記コンタクト金属層は、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成され、
前記Ｉ‐Ｖ測定部では、前記コンタクト金属層が前記透明電極と対向するように前記金属箔が配置され、
前記コンタクト金属層と前記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で前記Ｉ‐Ｖ測定が行われる、請求項６〜９のいずれか１項に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置。
【請求項１１】
前記金属箔は、前記第一金属箔の前記透明電極側とは反対側に、少なくとも第二金属箔をさらに有する、請求項１０に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置。
【請求項１２】
前記金属箔の厚みは、４〜１９０μｍである、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置。
【請求項１３】
一導電型単結晶シリコン基板の第一面側に集電極を有し、前記一導電型単結晶シリコン基板の第二面側の最表面に透明電極を有する太陽電池を準備する工程と、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法により、前記太陽電池のＩ‐Ｖ測定を行う工程と、
前記Ｉ‐Ｖ測定の結果および所定の判定基準に基づいて、前記太陽電池が良品および不良品のいずれであるかを判定する工程と、をこの順で有する、太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記良品および不良品のいずれであるかを判定する工程において良品と判定された前記太陽電池のみに対して、前記第二面側の前記透明電極上に金属電極を形成する請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の方法により太陽電池を製造し、
前記太陽電池の複数を接続し、封止材により封止する、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１６】
太陽電池が封止材により封止された太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池は、一導電型単結晶シリコン基板の受光面側に集電極を有し、前記一導電型単結晶シリコン基板の裏面側に透明電極を有し、
前記太陽電池は、前記一導電型単結晶シリコン基板の裏面側の最表面に、前記一導電型単結晶シリコン基板のうねりに追従するように前記透明電極と着脱可能に接触する可撓性の金属箔をさらに有し、
前記金属箔は、少なくとも前記透明電極と接触する部分が、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成されており、
前記太陽電池が前記封止材により封止されることで、前記金属箔と前記裏面側の透明電極とを着脱可能に接触させた状態が保持されている、太陽電池モジュール。
【請求項１７】
前記太陽電池は、前記太陽電池の受光面側の受光面側保護材と、裏面側の裏面側保護材との間に配置される、請求項１６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、太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法、太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法、および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池は、光電変換効率が高く、既に太陽光発電システムとして広く一般に実用化されている。中でも、単結晶シリコンとギャップの異なるシリコン系薄膜を単結晶シリコン基板の表面へ製膜し半導体接合を形成した結晶シリコン太陽電池は、ヘテロ接合太陽電池と称される。ヘテロ接合太陽電池の中でも、エミッタ或いはベースとなる導電型シリコン系薄膜層と結晶シリコン基板表面との間に、薄い真性シリコン系薄膜層を介在させる太陽電池は、変換効率の最も高い結晶シリコン太陽電池の形態の一つである。結晶シリコン基板表面と導電型シリコン系薄膜層との間に薄い真性シリコン系薄膜層が製膜されることで、結晶シリコン基板の表面欠陥が終端され、変換効率が向上することが知られている。【０００３】
ヘテロ接合太陽電池も、他の太陽電池と同様に金属電極（受光面側の集電極や、裏面側の裏面金属電極）を設け、結晶シリコン内で発生したキャリアを収集する。導電型シリコン系薄膜層とこの金属電極との間には、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等からなる透明電極が挿入されている。【０００４】
このように、ヘテロ接合太陽電池では、結晶シリコン基板表面に製膜された導電型シリコン系薄膜層と金属電極とが直接接触しない構造になっているため、金属電極からの金属元素の拡散による再結合中心の形成を防ぎ、真性シリコン系薄膜によるパッシベーション（表面欠陥の終端）の品質を維持している。【０００５】
結晶シリコン太陽電池の課題の一つとして、金属電極材料のコストが高いことが挙げられる。特にヘテロ接合太陽電池は、非晶質の導電型シリコン系薄膜層が使用されるため、接合の許容温度が低く、金属電極材料の焼結条件に制限がある。また、十分な導電性を確保するためには金属電極材料が多く必要となり、更に高コストになってしまう。【０００６】
特に裏面側は、シャドーイングロスの影響を無視できることから、裏面全面に裏面金属電極が形成される等、裏面金属電極の面積を大きくする検討もなされている。例えば、太陽電池モジュールのバックシートとして、外観的に好まれる黒いタイプを使用する場合、裏面側に到達した光をバックシートでの反射により太陽電池に再入射させることができない。そのため、裏面側に到達した光を裏面透明電極／裏面金属電極界面で反射させ、セル内で反射を完結させ光閉じ込めを行うために、太陽電池の裏面透明電極上の全面に裏面金属電極を形成することが有効である。このように、裏面全面に裏面金属電極が形成される場合、裏面金属電極材料の使用量が多くなり、コストが高くなる傾向にある。したがって、裏面金属電極の材料コストを下げることが望まれている。【０００７】
ところで、太陽電池を量産した場合、複数の太陽電池の中には良品と不良品とが存在する。従来では、受光面側の集電極と裏面側の裏面金属電極を形成後の太陽電池を用いて、電流を印加して太陽電池特性（電流電圧特性、Ｉ‐Ｖ特性ともいう）を測定することにより、良品・不良品の判定を行っていた。例えば、特許文献１では、受光面側の集電極と裏面金属電極を形成後に、太陽電池の電気的特性を測定する方法が開示されている。【０００８】
一方、特許文献２では、太陽電池の裏面側の裏面集電極（Ａｇペースト）もしくは裏面透明電極上に、Ａｇ微粒子等を有する導電性接着剤を介して金属板或いは金属箔を貼り付けることにより、従来のような、タブ線と裏面集電極とを接合させてモジュール化した際の搬送時の外力や充填材の封止プロセス時の応力等による破損を抑制できる旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−１９５１４２号公報
【特許文献２】特開２００７−２０１３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のように従来の測定方法を用いて良品・不良品を判定する場合、高コストな裏面金属電極を形成後に良品・不良品を判定する必要がある。不良品と判定された太陽電池に使用した裏面金属電極は再利用することができず、生産コスト低減の観点からは問題があった。【００１１】
特許文献２には、裏面集電極上の導電性接着剤と金属板等をそのまま集電極として使用できる旨が記載されているが、導電性接着剤として使用されている導電性ペーストは、樹脂材料を含むため、抵抗低減のためには材料を多く使用する必要があり、材料コストが上がってしまう。また、不良品となった太陽電池にも導電性ペーストを使用した場合、生産コストの点でさらに課題が残る。【００１２】
上記に鑑み、本発明は、太陽電池の生産コスト低減に寄与し得る太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、金属電極を形成する前の透明電極と所定の金属箔とを接触させることで、太陽電池のＩ‐Ｖ測定を容易に測定できることを見出し、本発明を完成した。【００１４】
本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一面側に集電極を有し、上記一導電型単結晶シリコン基板の第二面側の最表面に透明電極を有する太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法に関する。本発明の太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法においては、上記第一面を受光面とし、上記一導電型単結晶シリコン基板のうねりに追従するように、可撓性の金属箔と上記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で、上記太陽電池に電流を流してＩ‐Ｖ測定を行う。上記金属箔は、少なくとも上記透明電極と接触する部分が、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成されることが好ましい。【００１５】
上記金属箔は、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された第一金属箔を有し、上記コンタクト金属層は、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成されることが好ましい。上記コンタクト金属層が上記透明電極と対向するように上記金属箔を配置し、上記コンタクト金属層と上記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で上記Ｉ‐Ｖ測定を行うことが好ましい。上記金属箔は、上記第一金属箔の上記透明電極側とは反対側に、少なくとも第二金属箔をさらに有することがより好ましい。【００１６】
上記金属箔と上記透明電極とを着脱可能に接触させた状態では、上記透明電極の表面の投影面積の８０％以上１００％未満の領域において、上記透明電極と上記金属箔との間に空隙部が存在してもよい。【００１７】
上記金属箔の厚みは、４〜１９０μｍであることが好ましい。【００１８】
また、本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一面側に集電極を有し、上記一導電型単結晶シリコン基板の第二面側の最表面に透明電極を有する太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置に関する。本発明の太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置は、可撓性の金属箔を有するＩ‐Ｖ測定部を備える。上記Ｉ‐Ｖ測定部では、上記第一面を受光面とし、上記一導電型単結晶シリコン基板のうねりに追従するように、上記金属箔と上記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で、上記太陽電池に電流を流してＩ‐Ｖ測定が行われる。上記金属箔は、少なくとも上記透明電極と接触する部分が、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成されることが好ましい。【００１９】
上記Ｉ‐Ｖ測定部は、上記金属箔の上記透明電極側とは反対側に、剛直な金属板をさらに有し、上記金属箔は、上記金属板側に向かって貫通する開口部を有し、上記金属板は、上記開口部と重なる吸着孔を有することが好ましい。上記Ｉ‐Ｖ測定部では、上記金属板の上記吸着孔から、上記金属箔の上記開口部を介して上記太陽電池が吸着されることにより、上記金属箔と上記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で前記Ｉ‐Ｖ測定が行われることが好ましい。【００２０】
上記金属箔は、上記開口部を複数有し、上記金属板は、上記吸着孔を複数有することが好ましい。【００２１】
上記金属箔の上記開口部は、上記金属板の上記吸着孔よりも大きいことが好ましい。【００２２】
上記金属箔は、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された第一金属箔を有し、上記コンタクト金属層は、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成されることが好ましい。上記Ｉ‐Ｖ測定部では、上記コンタクト金属層が上記透明電極と対向するように上記金属箔が配置され、上記コンタクト金属層と上記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で上記Ｉ‐Ｖ測定が行われることが好ましい。上記金属箔は、上記第一金属箔の上記透明電極側とは反対側に、少なくとも第二金属箔をさらに有することがより好ましい。【００２３】
上記金属箔の厚みは、４〜１９０μｍであることが好ましい。【００２４】
さらに、本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一面側に集電極を有し、上記一導電型単結晶シリコン基板の第二面側の最表面に透明電極を有する太陽電池を準備する工程と、上記のＩ‐Ｖ測定方法により、上記太陽電池のＩ‐Ｖ測定を行う工程と、上記Ｉ‐Ｖ測定の結果および所定の判定基準に基づいて、上記太陽電池が良品および不良品のいずれであるかを判定する工程と、をこの順で有する太陽電池の製造方法に関する。【００２５】
上記良品および不良品のいずれであるかを判定する工程において良品と判定された上記太陽電池のみに対して、上記第二面側の上記透明電極上に金属電極を形成することが好ましい。【００２６】
さらにまた、本発明は、上記の製造方法により太陽電池を製造し、上記太陽電池の複数を接続し、封止材により封止する太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、透明電極と金属箔とを接触させることで、金属電極形成前の太陽電池を用いた場合であっても、太陽電池のＩ‐Ｖ測定を行うことができ、太陽電池の良品・不良品の判定が可能となる。また、金属電極材料を用いた金属電極形成プロセスを行うことなく不良品を排除できるため、不良品発生に伴う金属電極材料のロスを抑制し、太陽電池の量産における材料コストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のＩ‐Ｖ測定で用いる太陽電池の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る裏面側の構造を示す断面模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＩ‐Ｖ測定装置を示す断面模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るＩ‐Ｖ測定装置を示す断面模式図である。
【図５】吸着孔および開口部の一例を示す平面模式図である。
【図６】金属箔を用いた太陽電池モジュールの一例を示す断面模式図である。
【図７】モジュール構造の一実施形態の裏面側を拡大した断面模式図である。
【図８】モジュール構造の他の実施形態の裏面側を拡大した断面模式図である。
【図９】実施例２および参考例２で作製した太陽電池モジュールの長波長領域における内部量子効率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明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、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
本発明に係る太陽電池のＩ‐Ｖ測定方法は、一導電型単結晶シリコン基板の第一面側に集電極を有し、上記一導電型単結晶シリコン基板の第二面側の最表面に透明電極を有する太陽電池を用い、上記第一面を受光面とし、上記一導電型単結晶シリコン基板のうねりに追従するように、可撓性の金属箔と上記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で、上記太陽電池に電流を流してＩ‐Ｖ測定を行うものである。
【００３１】
また、本発明に係る太陽電池のＩ‐Ｖ測定装置は、可撓性の金属箔を有するＩ‐Ｖ測定部を備えるものである。上記Ｉ‐Ｖ測定部において、上記第一面を受光面とし、上記一導電型単結晶シリコン基板のうねりに追従するように、上記金属箔と上記透明電極とを着脱可能に接触させた状態で、上記太陽電池に電流を流してＩ‐Ｖ測定を行う。
【００３２】
本明細書において、太陽電池とは、完成品だけでなく、製造途中の仕掛品も意味する。本発明のＩ‐Ｖ測定に用いる太陽電池とは、基板の第一面側（受光面側）は集電極形成まで済んでおり、第二面側（裏面側）の最表面が透明電極で覆われた状態の太陽電池仕掛品のことを意味する。
【００３３】
本発明においては、基板の第一面を受光面とし、基板の第二面を裏面としてＩ‐Ｖ測定を行う。ただし、Ｉ‐Ｖ測定を行った後、第二面側にパターン状の金属電極を形成する場合、金属電極形成後の完成品の太陽電池においては、第一面側は受光面側であってもよく、裏面側であってもよい。以下のＩ‐Ｖ測定の説明においては、第一面側を受光面側、第二面側を裏面側と記載している。
【００３４】
通常、受光面側の集電極と裏面側の金属電極とを有する太陽電池についてＩ‐Ｖ測定を行っており、裏面側の金属電極を有さない状態の仕掛品の太陽電池のＩ‐Ｖ測定を行うことは極めて難しい。理由としては、透明電極のキャリア濃度が金属と比較して極めて低いことによる接触抵抗の高さが挙げられる。また、太陽電池の裏面側には、単結晶シリコン基板をインゴットから切り出す際に生じる１０〜２０μｍ程度の高低差（うねり）がウェハ全体にわたって存在する。この高低差は異方性エッチングによるテクスチャ形成後も残るため、平滑で剛直な金属板（厚み２００μｍ程度）を用いた場合ではウェハ全体にわたって、裏面側の透明電極と均一に接触を取ることが難しい。
【００３５】
本発明者らは、裏面側の透明電極と可撓性の金属箔とを着脱可能に接触させることで、当該金属箔を裏面側の透明電極と均一に接触させること（すなわち、当該金属箔を基板のうねりに追従させること）ができ、裏面側の金属電極が形成されていない状態でＩ‐Ｖ測定を行えることを見出した。
【００３６】
本明細書において、「金属箔と透明電極とを着脱可能に接触させた状態」とは、典型的には押圧、吸着等により両者に圧力を掛けて、両者を着脱可能に接触させた状態を意味する。したがって、粘着剤の硬化や溶融半田の固化等により両者を接着させた状態は「着脱可能に接触させた状態」に該当しない。また、印刷、めっき、スパッタ等により金属電極を透明電極上に形成した状態も「着脱可能に接触させた状態」に該当しない。
【００３７】
本発明のＩ‐Ｖ測定に用いる太陽電池（ヘテロ接合太陽電池）の一例を図１に示す。図１に示す太陽電池１０は、一導電型単結晶シリコン基板１の受光面側に集電極６を有し、裏面側の最表面に透明電極５を有する。太陽電池１０は、一導電型単結晶シリコン基板１と受光面側の集電極６との間に、基板側から順に真性シリコン系薄膜層２ａ、逆導電型シリコン系薄膜層３ａ、および透明電極４を有することが好ましい。また、太陽電池１０は、一導電型単結晶シリコン基板１と裏面側の透明電極５との間に、基板側から順に真性シリコン系薄膜層２ｂ、一導電型シリコン系薄膜層３ｂを有することが好ましい。逆導電型シリコン系薄膜層３ａと一導電型シリコン系薄膜層３ｂは入れ代わっていてもよい。本明細書における「一導電型」とは、ｎ型またはｐ型のいずれか一方であることを意味し、「逆導電型」とは、一導電型がｎ型である場合にはｐ型、一導電型がｐ型である場合にはｎ型を意味する。
【００３８】
受光面側の集電極は、公知の方法により形成することができ、櫛形パターン等の形状にパターン化されていることが好ましい。本発明において、受光面側の集電極は、Ｉ‐Ｖ測定が可能な程度に導電性を有していればよい。例えば、完成品の太陽電池が、受光面側の集電極として、下地電極層とその上にめっき層とを有する場合、めっきの下地層を形成後めっき層形成前の太陽電池でＩ‐Ｖ測定を行い、Ｉ‐Ｖ測定後にめっき層を形成してもよい。
【００３９】
本発明においては、裏面側の透明電極は、一導電型単結晶シリコン基板の裏面側表面の９０％〜１００％に形成されていることが好ましく、９４％〜１００％に形成されていることがより好ましく、９６％〜１００％に形成されていることが特に好ましい。
【００４０】
受光面側および裏面側の透明電極としては、一般に、透明導電性金属酸化物、例えば酸化インジウムや酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンやその複合酸化物などからなる薄膜が用いられる。中でも、酸化インジウムを主成分とするインジウム系複合酸化物が好ましい。高い導電率と透明性の観点からは、インジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）が特に好ましく用いられる。
【００４１】
一導電型単結晶シリコン基板１としては、ｎ型単結晶シリコン基板を用いることが好ましい。また、図１に示すように、一導電型単結晶シリコン基板１の表面にテクスチャ構造を有するものを用いることが好ましい。
【００４２】
図２に、本発明の一実施形態に係る太陽電池の裏面側の透明電極と金属箔とを接触させた構造の模式図を示す。
【００４３】
図２に示す太陽電池は、一導電型単結晶シリコン基板１の裏面側の最表面層として透明電極５が形成されている。なお、図２に示す太陽電池においては、説明を簡略化するため、図１に示した真性シリコン系薄膜層２ｂおよび一導電型シリコン系薄膜層３ｂを省略している（以下の図でも同様）。
【００４４】
図２に示す実施形態では、金属箔２０として、金属基材２１ｂの透明電極５と対向する側の表面にコンタクト金属層２１ａが形成された第一金属箔２１が使用されている。本実施形態においては、Ｉ‐Ｖ測定を測定できる程度に、透明電極５とコンタクト金属層２１ａとが着脱可能に接触している。なお、太陽電池は、裏面側の表面に凹凸構造を有しており、凹凸構造の少なくとも一部の凸部が金属箔２０（コンタクト金属層２１ａ）に食い込んでいてもよい。
【００４５】
図２に示すように、金属箔としては、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された第一金属箔を用いることが好ましい。この際、コンタクト金属層としては、透明電極との接触抵抗が低い金属或いは柔軟な金属を用いることが好ましい。このようなコンタクト金属層を裏面側の透明電極と着脱可能に接触させることで、接触抵抗を低減でき、容易にＩ‐Ｖ測定を行うことができる。
【００４６】
金属箔と透明電極とを接触させた状態において、裏面側表面の少なくとも一部の凹部には、金属箔と透明電極との間に空隙部が存在してもよい。図２では、コンタクト金属層２１ａと透明電極５との間に空隙部２５が存在している。本発明では、金属箔と透明電極との間に空隙部が存在していても、太陽電池のＩ‐Ｖ測定を行うことができる。この場合、裏面側透明電極の表面の投影面積の８０％以上１００％未満の領域において、透明電極と金属箔との間（または透明電極とコンタクト金属層との間）に空隙部が存在してもよい。Ｉ‐Ｖ測定以降の裏面プロセスを考慮した場合、金属箔と透明電極との接触が少ない方が透明電極の表面清浄性を確保しやすいため、空隙部は、裏面側透明電極の表面の投影面積の８５％以上１００％未満の領域に存在してもよく、９０％以上１００％未満の領域に存在してもよい。
【００４７】
なお「裏面側の透明電極の表面」とは、裏面側の透明電極の裏面側のむき出しになった表面全面を意味し、表面に凹凸構造を有する場合は、該凹凸構造の全面を意味する。すなわち、該領域の８０％以上１００％未満に空隙部が形成され、０％より大きく２０％以下の領域が金属箔（またはコンタクト金属層）と接していてもよい。また、後述のように、裏面側の透明電極上にドット状の緩衝電極等を有する場合、該緩衝電極が形成された領域以外の領域が、「裏面側の透明電極の表面」に該当する。
【００４８】
金属箔のうち、少なくとも透明電極と接触する部分は、透明電極との接触抵抗が低い金属または柔軟な金属から構成されることが好ましい。例えば、金属箔がコンタクト金属層と金属基材とを有する場合、コンタクト金属層の材料としては、透明電極との接触抵抗が低い金属または柔軟な金属であることが好ましい。接触抵抗が低い金属としては、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ等が挙げられ、柔軟な金属としてはＳｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ａｌが挙げられる。本発明においては、上記金属のうち、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕの中の少なくとも一種から選ばれる材料を用いることが好ましい。中でも、反射率が高く最終的な完成セルに近い電流値を予測できるという観点から、Ａｇを使用することが好ましい。また、コンタクト金属層としては、接触抵抗が低い金属と柔軟な金属とを積層させたものを使用してもよい。
【００４９】
金属箔としては、厚みが４〜１９０μｍのものを使用することが好ましく、上述のようにコンタクト金属層を有するものを使用することがより好ましい。つまり、金属箔は、コンタクト金属層のみから構成されていてもよいし、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された構造であってもよい。中でも、コストを低減するという点で、高価で薄いコンタクト金属層と、安価で適度な強度および柔軟性を有する金属基材とを組み合わせた構造の金属箔を用いることが好ましい。金属基材の材料としては、安価で加工性の高い金属材料が好ましく、ステンレス、Ｃｕ、Ａｌ等が好ましい。
【００５０】
金属箔の厚みは、５〜１００μｍがより好ましく、７〜５５μｍがさらに好ましく、８〜５０μｍが特に好ましい。この範囲の金属箔を使用することにより、透明電極とのより均一な接触の確保と、金属箔の適度な強度の確保とが期待できる。
【００５１】
金属箔として、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成されたものを用いる場合、コンタクト金属層の厚みは、０．０１〜２μｍが好ましく、０．０５〜０．８μｍがより好ましい。この範囲のコンタクト金属層を用いることにより、適度な微視的な柔軟性と、裏面側の透明電極との良好な電気的接触とが期待できる。
【００５２】
後述するように、金属箔としては、１層の金属箔を用いてもよいし、複数層の金属箔を重ねて用いてもよい。複数層の金属箔を用いる場合、金属箔は、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された第一金属箔とともに、上記第一金属箔の透明電極側とは反対側に第二金属箔を有することが好ましい。金属箔は、第一金属箔および第二金属箔以外にも、第三金属箔、第四金属箔等を有していてもよい。なお、複数層の金属箔を用いる場合、第一金属箔は、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された構成に限定されず、コンタクト金属層のみからなる構成であってもよい。
【００５３】
本明細書において、単に「金属箔」と記載する場合、金属箔が第一金属箔のみ（１層）の場合は、第一金属箔を意味し、第一金属箔と第二金属箔等の複数層を含む場合は、複数層の合計を意味する。
【００５４】
本発明のＩ‐Ｖ測定に用いる太陽電池は、単結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池であり、太陽電池の表面が、単結晶シリコンの異方性エッチングにより、シリコン（１１１）面で構成される２〜１０μｍ程度の微細なピラミッド状の凹凸構造で覆われたものが好ましく用いられる。本発明においては、裏面側の透明電極が金属箔（またはコンタクト金属層）と接する際に、主として微細なピラミッド状の凹凸構造の頂点部分（凸部）が金属箔（またはコンタクト金属層）と着脱可能に接触されて、電気的なコンタクトを得ることができる。なお、凹凸構造は、太陽電池の裏面側表面に形成されていることが好ましく、受光面側表面にも形成されていることがより好ましい。
【００５５】
本発明では、Ｉ‐Ｖ測定を行う場合、上述した金属箔を有するＩ‐Ｖ測定部を備えたＩ‐Ｖ測定装置を使用することが好ましい。Ｉ‐Ｖ測定装置を使用する場合、可撓性の金属箔と、剛直な金属板とを組み合わせてＩ‐Ｖ測定を行うことが好ましい。
【００５６】
Ｉ‐Ｖ測定装置で用いられる金属板は、上述した可撓性の金属箔とは異なり、剛直なものである。金属板の厚みは、５〜５０ｍｍが好ましく、１０〜４０ｍｍがより好ましい。金属板の材料としては、例えば、ステンレス、Ｃｕ、Ａｌ等が挙げられ、これらの材料にＡｕ等が被覆されたものであってもよい。
【００５７】
なお、Ｉ‐Ｖ測定装置で用いられる金属板は、平滑な金属板であることが好ましい。「平滑な金属板」とは、表面粗さ（Ｒａ）が１μｍ以内の金属板を意味する。Ｒａは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）やプロフィロメトリー等により測定することができる。
【００５８】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に、本発明の一実施形態に係るＩ‐Ｖ測定装置を示す断面模式図を示す。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す実施形態では、金属箔２０として、金属基材２１ｂの透明電極５と対向する側の表面にコンタクト金属層２１ａが形成された第一金属箔２１が使用されている。第一金属箔２１の金属基材２１ｂ側に金属板４０が配置され、第一金属箔２１の透明電極５と対向する側にコンタクト金属層２１ａが配置されている。
【００５９】
Ｉ‐Ｖ測定を行う場合、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、第一金属箔２１は、第一開口部３１を有することが好ましく、金属板４０は、第一開口部３１と重なる吸着孔５０を有することが好ましい。測定する太陽電池を太陽電池／金属箔／金属板の順に配置し、吸着孔５０より、第一開口部３１を介して太陽電池を吸着することで、太陽電池の裏面側の透明電極５をプローブとなる第一金属箔２１のコンタクト金属層２１ａに押し付けることができ、コンタクトを得ることができる。
【００６０】
上述したように、太陽電池の裏面側には、単結晶シリコン基板を切り出す際に生じる高低差（うねり）が存在している。図３（Ａ）に示すように、太陽電池を吸着していない状態では、金属箔２０（第一金属箔２１）は金属板４０に押し付けられていないので、金属箔２０の大部分は数〜数百μｍ程度の浮き代を保った状態である。一方、図３（Ｂ）に示すように、太陽電池を吸着すると、太陽電池により金属箔２０は金属板４０に押し付けられる。この際、金属箔２０は可撓性を有しているため、復元力が生じ、太陽電池の裏面側の透明電極５と第一金属箔２１のコンタクト金属層２１ａとの接触が、太陽電池面内にわたって均一化し、良好なコンタクトが得られる。
【００６１】
Ｉ‐Ｖ測定の際には、モジュール化する際の加圧封止ほど強い吸引は行われないが、本発明では、上記の金属箔を用いることで金属箔（またはコンタクト金属層）と透明電極との接触性を確保することができる。この際、金属箔として、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された第一金属箔を用いることが好ましい。後述のように、金属箔として、第一金属箔以外に第二金属箔等を含んでいてもよい。
【００６２】
太陽電池を吸着する方法としては、例えば、ポンプ等によって吸着孔と接続したラインを吸引する方法等が挙げられる。ポンプで吸引する場合、例えば、１０〜９０ｋＰａの圧力で吸引することができる。
【００６３】
太陽電池を吸着する際、金属板の吸着孔より第一金属箔の第一開口部を大きくすることが好ましい。こうすることで、太陽電池を吸着する際に、金属箔と金属板との間で、吸着圧力の損失がなく、太陽電池のみを吸着できる。
【００６４】
金属箔の復元力を更に向上させる観点から、金属箔として、第一金属箔以外の金属箔を含む複数層を用いることが好ましい。図４に示す実施形態では、金属箔２２０は、第一金属箔２１と金属板４０との間に、第二金属箔２２を有している。こうすることで、前述した金属箔の浮き代が増大し、太陽電池面内の接触圧力が更に均一化される。また、金属箔は、第一金属箔と金属板との間に、第二金属箔以外の別の金属箔（第三金属箔、第四金属箔等）を有していてもよい。すなわち、第一金属箔以外の金属箔は、１層であってもよいし、２層以上であってもよい。なお、第一金属箔は、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された構成に限定されず、コンタクト金属層のみからなる構成であってもよい。
【００６５】
第二金属箔（または第三金属箔等）は、透明電極と直接接触しないため、第一金属箔の金属基材と同材料を使用しても構わない。例えば、第二金属箔（または第三金属箔等）として、Ａｌ箔等を使用することができる。また、第二金属箔（または第三金属箔等）には、第一金属箔の金属基材の材料金属と固相反応し難く、酸化もされ難く、コンタクト性も比較的良いＡｕ等の被覆が上記材料に形成されていることが好ましい。
【００６６】
第二金属箔（または第三金属箔等）は、第一金属箔の第一開口部と金属板の吸着孔とに重なる第二開口部（または第三開口部等）を有することが好ましい。例えば、図４に示すように、金属箔２２０が第一金属箔２１および第二金属箔２２を有する場合、第二金属箔２２は、第一金属箔２１の第一開口部３１と金属板４０の吸着孔５０とに重なる第二開口部３２を有することが好ましい。また、金属箔が第一金属箔、第二金属箔および第三金属箔を有する場合、第二金属箔および第三金属箔は、第一金属箔の第一開口部と金属板の吸着孔とに重なる第二開口部および第三開口部を各々有することが好ましい。
【００６７】
「第一開口部に重なる吸着孔（または第一金属箔の開口部と金属板の吸着孔とに重なる第二開口部等）」とは、基板に垂直な断面において、第一開口部と吸着孔との少なくとも一部が重なり（または第一開口部と吸着孔と第二開口部等との少なくとも一部が重なり）、貫通した開口領域を有する状態を意味する。
【００６８】
本明細書において、単に「開口部」と記載する場合、金属箔が第一金属箔のみの場合は、第一金属箔の開口部を意味し、複数層を含む場合は、すべての層の開口部を意味する。
【００６９】
金属箔を二層以上有する場合であっても、金属箔の開口部は金属板の吸着孔よりも大きいことが好ましい。すなわち、第二金属箔等を有する場合、第一金属箔の第一開口部および他の金属箔の開口部のいずれも金属板の吸着孔よりも大きいことが好ましい。この場合、図５に示すように、基板を光入射側から平面視した際に、金属板４０の吸着孔５０が金属箔の開口部（図５では第一金属箔２１の第一開口部３１）の内部に存在することが好ましい。これにより、金属箔の撓みや歪みによる吸着孔と開口部との重なりへの影響を低減でき、金属箔が金属板に吸着されることを抑制できると考えられる。なお、第二開口部等の大きさは、第一開口部と同じ大きさであることが好ましいが、それぞれ異なる大きさであってもよい。開口部の大きさがそれぞれ異なる場合、第一開口部が最も大きく、金属板に近い開口部ほど小さい（ただし、すべての開口部が吸着孔よりも大きい）ことが好ましい。
【００７０】
本発明においては、Ｉ‐Ｖ測定装置の金属板が吸着孔を複数有することが好ましい。吸着孔の間隔は０．４ｃｍ〜３ｃｍが好ましく、０．４ｃｍ〜１ｃｍがより好ましい。吸着孔の間隔を小さくして密度を増大させることでも吸着圧力を均質化できる。この場合、吸着孔に対応する部分には、裏面側の透明電極と金属箔との接触領域は存在しないため、吸着孔の形状は限定されるものではないが、円であることが好ましい。吸着孔の形状が円の場合は、直径が好ましくは３００〜１５００μｍ程度、また、面積が０．０７ｍｍ２以上２ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００７１】
また、太陽電池を吸着するために、金属板の吸着孔に対応する領域に金属箔が開口部を有することが好ましい。金属板が吸着孔を複数有する場合、金属箔が開口部を複数有することが好ましい。いずれの場合であっても、吸着孔と太陽電池とのコンダクタンスが良くなる様に、開口部の直径は吸着孔の直径よりも１０〜３０％程度大きいことが好ましい。吸着孔および開口部の設置周期は、太陽電池を均一に吸着できる範囲であれば特に制限されないが、金属板の実効面積を確保する観点から、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の周期で吸着孔および開口部が配置されることが好ましい。
【００７２】
本発明においては、このようにして作製した太陽電池についてＩ‐Ｖ測定を行った後、第二面側（Ｉ‐Ｖ測定時の裏面側）に金属電極を形成することで太陽電池を製造することができる。このような太陽電池の製造方法もまた、本発明の１つである。
【００７３】
本発明の太陽電池の製造方法は、一導電型単結晶シリコン基板の第一面側に集電極を有し、一導電型単結晶シリコン基板の第二面側の最表面に透明電極を有する太陽電池を準備する工程と、上記の方法により、上記太陽電池のＩ‐Ｖ測定を行う工程と、上記Ｉ‐Ｖ測定の結果および所定の判定基準に基づいて、上記太陽電池が良品および不良品のいずれであるかを判定する工程と、をこの順で有する。
【００７４】
本発明の太陽電池の製造方法においては、上記良品および不良品のいずれであるかを判定する工程において良品と判定された上記太陽電池のみに対して、上記第二面側の上記透明電極上に金属電極を形成することが好ましい。
【００７５】
上述のように、従来では、太陽電池の性能を判断するために第二面側（Ｉ‐Ｖ測定時の裏面側）の金属電極まで形成した太陽電池に対してＩ‐Ｖ測定等を行う必要があり、良品であるか不良品であるかを判定するには、太陽電池を完成させる必要があった。すなわち、高価な金属電極を形成後に良品・不良品を判定する必要があったため、生産コストの点で問題があった。
【００７６】
一方、本発明においては、第二面側の金属電極形成前の太陽電池の状態でＩ‐Ｖ測定を行うことができ、良品と判定された太陽電池にのみ第二面側の金属電極を形成することができるため、より低コストで太陽電池を作製することができる。
【００７７】
本発明のＩ‐Ｖ測定を行う場合、従来の方法で製造された太陽電池の完成品に対してＩ‐Ｖ測定を行う場合と同様の基準により、太陽電池が良品であるか不良品であるかを判定することができる。ただし、本発明のＩ‐Ｖ測定を行う場合、開放電圧（Ｖｏｃ）は従来のＩ‐Ｖ測定の結果と同様の値、短絡電流（Ｉｓｃ）は従来のＩ‐Ｖ測定の結果よりも高い値、曲線因子（ＦＦ）は従来のＩ‐Ｖ測定の結果より低い値となる傾向がある。このような傾向を考慮して、良品・不良品の判定を行うことが好ましい。本測定方法を用いることで、裏面側の金属電極がないにもかかわらず、Ｉｓｃ、Ｖｏｃ、ＦＦについて完成品と同程度の値を得ることができる。例えば、この段階でＩｓｃやＶｏｃが閾値よりも低い場合は、不良品と判断することができる。ＦＦについても、この段階でライフタイムの面内分布（電圧の面内分布）や、表面側の金属電極の断線等による局所抵抗の影響はこの段階でも反映されるため、良品・不良品の判断が可能となる。
【００７８】
良品と判定された太陽電池にのみ、第二面側の透明電極上に金属電極を形成することが好ましい。
【００７９】
第二面側の金属電極の形成方法としては、特に制限されず、印刷、スパッタ、めっき、蒸着、ＲＰＤ法等を使用して製膜することができる。中でも、生産性の観点から、めっき法もしくはスパッタ法により形成することが好ましい。
【００８０】
第二面側の金属電極は、櫛形パターン等の形状にパターン化されていてもよく、パターン化されていなくともよい。例えば、第二面側の透明電極上の略全面に金属電極を形成した場合、第二面側は、完成品の太陽電池において裏面側となる。一方、第二面側の透明電極上にパターン化された金属電極を形成した場合、第二面側は、完成品の太陽電池において裏面側にも受光面側にもなり得る。例えば、印刷等で第二面側に金属電極を形成した場合、第二面側を受光面側とすることで、第二面側から光を取り込むこともできる。
【００８１】
上記のように作製された太陽電池は、実用に供するに際して、モジュール化されることが好ましい。太陽電池のモジュール化は、適宜の方法により行われる。例えば、集電極にタブ線等のインターコネクタを介してバスバーが接続されることによって、複数の太陽電池セルが直列または並列に接続され、封止材およびガラス基板等により封止されることによりモジュール化が行われる。
【００８２】
また、Ｉ‐Ｖ測定に使用するような金属箔と裏面側の透明電極とを着脱可能に接触させた状態を保持することで、該金属箔を金属電極として使用できる。つまり、Ｉ‐Ｖ測定に使用する太陽電池（太陽電池仕掛品）および金属箔から、太陽電池の完成品および太陽電池モジュールを作製することができる。
【００８３】
このように、Ｉ−Ｖ測定に使用するような金属箔を金属電極として用いる場合、太陽電池の完成品は、一導電型単結晶シリコン基板の受光面側に集電極を有し、上記一導電型単結晶シリコン基板の裏面側に透明電極を有する。上記太陽電池は、上記一導電型単結晶シリコン基板の裏面側の最表面に、上記一導電型単結晶シリコン基板のうねりに追従するように上記透明電極と着脱可能に接触する可撓性の金属箔をさらに有する。上記金属箔は、少なくとも上記透明電極と接触する部分が、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、ＩｎおよびＣｕからなる群より選択される少なくとも一種から構成されることが好ましい。太陽電池モジュールにおいては、上記太陽電池が封止材により封止されることで、上記金属箔と上記裏面側の透明電極とを着脱可能に接触させた状態が保持されている。上記太陽電池モジュールにおいて、上記太陽電池は、上記太陽電池の受光面側の受光面側保護材と、裏面側の裏面側保護材との間に配置されることが好ましい。
【００８４】
本実施形態に係る太陽電池の完成品および太陽電池モジュールでは、Ｉ‐Ｖ測定に使用するような金属箔と裏面側の透明電極とを着脱可能に接触させた状態を保持することで、太陽電池の裏面側の金属電極として当該金属箔を使用することができる。例えば、図６に示すように、タブ線１５０を介して接続された複数の太陽電池が受光面側保護材１３０と裏面側保護材（バックシート１６０）との間に配置され、封止材１４０により封止されることにより、太陽電池モジュール１００が作製される。モジュール化の際に真空封止され、大気圧相当の圧力が掛かる。太陽電池仕掛品１１０（Ｉ‐Ｖ測定に使用する太陽電池１０）は、大気圧によってＩＣ（インターコネクション）用の金属箔１２０に押し付けられ、電気的コンタクトが得られる。ＩＣ用の金属箔１２０としては、Ｉ‐Ｖ測定の場合と同様の厚みや材質、構造の金属箔が適用される。Ｉ‐Ｖ測定の場合と同様に、ＩＣ用の金属箔は、金属基材の表面にコンタクト金属層が形成された第一金属箔を有していてもよく、第一金属箔に加えて第二金属箔等を有する複数層であってもよい。ＩＣ用の金属箔としては、Ｉ‐Ｖ測定に使用した金属箔をＩ‐Ｖ測定後にそのまま用いてもよく、Ｉ‐Ｖ測定に使用した金属箔とは別の金属箔を用いてもよい。金属箔を金属電極として使用する場合、金属箔は開口部を有しないことが好ましい。
【００８５】
図７に、図６のＡで示す点線領域を拡大した断面模式図を示す。図７に示す実施形態では、金属箔１２０が、金属基材１２１ｂの表面にコンタクト金属層１２１ａが形成された第一金属箔１２１を有する。Ｉ‐Ｖ測定の場合と同様に、太陽電池の裏面側表面の透明電極５の凹凸が、微視的レベルでＩＣ用の金属箔１２０表面のコンタクト金属層１２１ａに着脱可能に接触することで電気的コンタクトが得られている。さらに、太陽電池モジュールを作製する際に封止した圧力により、金属箔と透明電極との接触状態を保持することができる。また、太陽電池仕掛品１１０の裏面側表面と金属箔１２０の表面とが着脱可能な状態で接触していることで、温度変化の際に太陽電池仕掛品１１０と金属箔１２０との熱膨張差から生じる応力が容易に緩和されるため、温度変化に対するモジュール信頼性に優れている。
【００８６】
このようにして、太陽電池の完成品および該太陽電池を用いた太陽電池モジュールを作製することができる。
【００８７】
本実施形態に係る太陽電池モジュールでは、裏面側の凹凸表面の凹部に相当する箇所では、金属箔と透明電極との間に空隙部が存在してもよい。図７では、コンタクト金属層１２１ａと透明電極５との間に空隙部１２５が存在している。この場合、上述のＩ‐Ｖ測定を行った太陽電池と同様に、裏面側透明電極の表面の投影面積の８０％以上１００％未満の領域において、透明電極と金属箔との間（または透明電極とコンタクト金属層との間）に空隙部が存在してもよい。
【００８８】
図７において、太陽電池モジュール内は封止材１４０で満たされているが、裏面側の透明電極５とＩＣ用の金属箔１２０とで囲まれた空隙部１２５は、封止材１４０で満たされずに低圧状態が保持されている。空隙部１２５で発生している低圧状態によって継続的に圧力が加わり、ＩＣ用の金属箔１２０の表面のコンタクト金属層１２１ａと透明電極５との接触状態が保持される。
【００８９】
空隙部は、封止前は気体（空気）を含む状態、封止後は真空に近い状態となっており、屈折率は１〜１．０５程度である。空隙部が存在する場合、太陽電池の表面側から入射した光の内、波長９５０ｎｍ以上の長波長光は、大部分が裏面側に到達する。一部の光は裏面側の透明電極／空隙部の界面で反射され、太陽電池の光電変換部である結晶シリコン中に戻ってゆく。残りの光は裏面側の透明電極／空隙部の界面を透過し、空隙部／裏面側の金属電極の界面で反射され、再度裏面側の透明電極／空隙部の界面を通過し、太陽電池に吸収される。
【００９０】
本実施形態の重要な効果の一つとして、裏面側の透明電極上に金属電極が直接製膜されていないため、裏面側の透明電極／金属電極界面で生じうるプラズモン吸収が発生しないことが挙げられる。
【００９１】
通常、裏面側の透明電極／金属電極界面のプラズモン吸収を極力低減するための方策として、裏面側の透明電極の膜厚を８０〜１００ｎｍに調整し、シリコン／透明電極界面での反射が最大化するように調整している。しかしながら、本実施形態のように裏面側の金属電極として金属箔を物理的に接触させたものを使用することにより、裏面側の透明電極／金属電極界面のプラズモン吸収を抑制できるため、裏面側の透明電極の膜厚を２０ｎｍ程度にまで大幅に低減することができる。こうすることで、裏面側の透明電極自身による吸収を低減することができ、更に電流値を向上させることができる。
【００９２】
一方、裏面側の透明電極が薄くなることに伴い生じうる、太陽電池の透明電極の凹凸の頂点への機械的ダメージをより抑制するために、ドット状の緩衝電極を裏面側の透明電極上に配置することが好ましい。
【００９３】
図８に、緩衝電極６０を裏面側の透明電極５上に配置した状態で太陽電池モジュールを作製した際の、透明電極５とＩＣ用の金属箔１２０とを接触させた箇所を拡大した模式図を示す。ＩＣ用の金属箔１２０は、金属基材１２１ｂの表面にコンタクト金属層１２１ａが形成された第一金属箔１２１を有する。緩衝電極６０を配置することで、圧力を掛けた際に緩衝電極６０とコンタクト金属層１２１ａとが最初に接触し、その後、緩衝電極６０が存在しない透明電極５上にコンタクト金属層１２１ａが押し付けられる。最初に緩衝電極６０がコンタクト金属層１２１ａの圧力を受け止めることで、緩衝電極６０の存在しない透明電極５とコンタクト金属層１２１ａとが接触する領域において圧力が均一化され、透明電極５へ局所的な圧力が加わることがなくなり、機械的なダメージをより低減することができる。
【００９４】
ドット状の緩衝電極は、裏面側の透明電極の裏面側表面の０．２％以上１．５％以下程度の面積に離散して配置されることが好ましい。緩衝電極の高さは、基板の凹凸よりも大きいことが好ましく、６〜３０μｍ程度が好ましく、材料コストの低減と緩衝能力とのバランスから１０〜２５μｍ程度がより好ましい。緩衝電極の直径は、１０〜１００μｍ程度が好ましく、材料の利用効率とパターニング均一性の確保のし易さとの観点から３０〜６０μｍ程度がより好ましい。緩衝電極間の間隔は０．５〜３ｍｍ程度が好ましい。
【００９５】
緩衝電極を裏面側の透明電極上に配置することで、機械的ダメージが低減され、モジュール化に伴うＶｏｃの低下が抑制される。さらに、圧力が均一化されることで接触抵抗も均一化して直列抵抗が低下し、ＦＦが向上する。
【００９６】
ドット状の緩衝電極の材料としては、例えば、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、カーボン等の材料からなる微粒子と、エポキシ、ＰＶＤＦ等のバインダーとを混合したペースト等が使用でき、圧力緩和および接触抵抗という観点から、Ｓｎ、ＡｇおよびＮｉの中の少なくとも一種からなる微粒子を用いることが好ましい。また、ドット状の緩衝電極は、例えば、スクリーン印刷等により形成することができる。
【００９７】
太陽電池モジュールを構成する封止材としては、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性の樹脂を用いることが好ましい。
【００９８】
太陽電池モジュールを構成する受光面側保護材は、それぞれの太陽電池の受光面側（光入射面側）に配置され、太陽電池モジュールの表面を保護することが好ましい。受光面側保護材としては、ガラス基板（例えば、青板ガラス基板や白板ガラス基板）、ポリフッ化ビニルフィルム（例えば、テドラーフィルム（登録商標））等のフッ素樹脂フィルムやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような有機フィルム等が挙げられる。これらの中では、強度、光線透過率（短波長側・長波長側の光等、光線透過率の波長依存性を含む）、工業的に得られる他の素材との比較において価格の点で、また受光面側からの湿分をより防止できる点から、ガラス基板が好ましく、白板ガラス基板がより好ましい。上述のように、太陽電池の受光面側には、櫛形の受光面側電極が一般的に用いられるため、受光面側においては湿分の影響が大きくなる。この点からも、白板ガラス基板がより好ましい。
【００９９】
太陽電池モジュールを構成する裏面側保護材としては、例えば、絶縁透光性基板（例えば、青板ガラス基板、白板ガラス基板等のガラス基板）や、単層または積層フィルム（ポリフッ化ビニルフィルム（例えば、テドラーフィルム（登録商標））等のフッ素樹脂フィルムやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような有機フィルムの単層構造または積層構造）が挙げられる。積層フィルムは、アルミニウム等からなる金属箔が有機フィルムで挟持された構造であってもよい。
【０１００】
以上のようにして、Ｉ−Ｖ測定に使用するような金属箔を金属電極として用いた太陽電池モジュールを作製することができる。
【実施例】
【０１０１】
以下、本発明を実施例により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。【０１０２】
（実施例１）
実施例１では、図１に示す太陽電池を以下のようにして作製した。作製した太陽電池に対して、図４に示すＩ‐Ｖ測定装置を用いてＩ‐Ｖ測定を実施した。【０１０３】
単結晶シリコン基板１として、入射面の面方位が（１００）で、厚みが２００μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いた。次に、アセトン中で基板を洗浄した後、２重量％のＨＦ水溶液に５分間浸漬し、表面の酸化シリコン層を除去し、超純水によるリンスを２回行った。こうして準備した基板１を７５℃に保持した５／１５重量％のＫＯＨ／イソプロピルアルコール水溶液に１５分間浸漬した。最後に、２重量％のＨＦ水溶液に５分間浸漬し、超純水によるリンスを２回行い、常温で乾燥させた。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ  パシフィックナノテクノロジー社製）による単結晶シリコン基板１の表面観察を行ったところ、基板入射面および裏面には（１１１）面が露出した四角錐状のテクスチャ構造が形成されており、その算術平均粗さは２１００ｎｍであった。【０１０４】
エッチングが終了した単結晶シリコン基板１をＣＶＤ装置へ導入し、入射面に、真性シリコン系薄膜層２ａとしてｉ型非晶質シリコン層を４ｎｍ製膜した。ｉ型非晶質シリコン層上に、導電型シリコン系薄膜層３ａとしてｐ型非晶質シリコン層を５ｎｍ製膜した。ｉ型非晶質シリコン層の製膜条件は、基板温度が１８０℃、圧力１３０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｈ２流量比が２／１０、投入パワー密度が０．０３Ｗ／ｃｍ−２であった。ｐ型非晶質シリコン層の製膜条件は、基板温度が１９０℃、圧力１３０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６流量比が１／１０／３、投入パワー密度が０．０４Ｗ／ｃｍ−２であった。なお、上記でいうＢ２Ｈ６ガスは、Ｂ２Ｈ６濃度を５０００ｐｐｍまでＨ２で希釈したガスを用いた。次に、基板１を大気暴露することなくスパッタ室へ移送し、ｐ型非晶質シリコン層上に表面側の透明電極４として酸化インジウム層を１２０ｎｍ製膜した。スパッタリングターゲットは、Ｉｎ２Ｏ３へＳｎを１０重量％添加したものを用いた。【０１０５】
次に、裏面に、真性シリコン系薄膜層２ｂとしてｉ型非晶質シリコン層を５ｎｍ製膜した。ｉ型非晶質シリコン層上に、導電型シリコン系薄膜層３ｂとしてｎ型非晶質シリコン層を１０ｎｍ製膜した。ｉ型非晶質シリコン層の製膜条件は、入射面側と同じである。ｎ型非晶質シリコン層の製膜条件は、基板温度が１８０℃、圧力６０Ｐａ、ＳｉＨ４／ＰＨ３流量比が１／２、投入パワー密度が０．０２Ｗ／ｃｍ−２であった。なお、上記でいうＰＨ３ガスは、ＰＨ３濃度を５０００ｐｐｍまでＨ２で希釈したガスを用いた。次に、ｎ型非晶質シリコン層上へ裏面側の透明電極５として酸化インジウム層をスパッタリング法によって、１００ｎｍ製膜した。【０１０６】
表面側の透明電極４である酸化インジウム層上に銀ペーストをスクリーン印刷し、櫛形電極を形成し、集電極６とした。【０１０７】
上述のように、図４では、太陽電池の裏面側の構成に限定した模式図を示している。第一金属箔２１（厚み２５．７μｍ）として、金属基材２１ｂ（厚み２５μｍ）であるＡｌ箔上にコンタクト金属層２１ａ（厚み０．７μｍ）としてＡｇ層を製膜したもの、第二金属箔２２（厚み２５μｍ）としてＡｌ箔、金属板４０（厚み２０ｍｍ）としてＡｕコートしたステンレス板をそれぞれ使用した。第一金属箔２１および第二金属箔２２を金属板４０上に配置し、金属箔２１および２２の開口部３１および３２（直径各１．５ｍｍ）を介して吸着孔５０（直径１ｍｍ）より太陽電池を圧力７５ｋＰａのポンプで吸引した状態で、Ｉ‐Ｖ測定を実施した。この際、Ｉ‐Ｖ測定装置（ＷＡＣＯＭ社製、ＷＸＳ−１００Ｓ−Ｌ３ＸＸＨ）を用いた。実施例１では、吸着孔の間隔が１５ｍｍで８０個の吸着孔を有する金属板を用いた。実施例１においては、裏面側の透明電極の表面の９９．８８％程度の領域に空隙部が形成されていた。該空隙部の割合は、第一金属箔の表面を電子顕微鏡（日立社製  ＨＩＴＡＣＨＩ  Ｓ−４８００、倍率：２０万倍）を用いて観察することにより求めた。【０１０８】
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同じ方法で作製した太陽電池に対して、金属箔を用いずに、Ａｕ（厚み１００μｍ）をコートした金属板４０（ステンレス製、厚み２０ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様の方法によりＩ‐Ｖ測定を実施した。【０１０９】
Ｉ‐Ｖ測定の際、吸着孔からの空気の漏れに起因する圧力上昇が確認された。このことから、局所的な領域において裏面側の透明電極が金属板と全く接していないことが考えられる。【０１１０】
（参考例１）
参考例１では、実施例１と同じ方法で太陽電池を作製した後、裏面側の透明電極５の上にＡｇをスパッタリング法によって１００ｎｍ製膜し、通常のヘテロ接合太陽電池を作製した。作製したヘテロ接合太陽電池に対して、金属箔を用いずに、Ａｕ（厚み１００μｍ）をコートした金属板４０（ステンレス製、厚み２０ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様の方法によりＩ‐Ｖ測定を実施した。【０１１１】
表１に実施例１、比較例１および参考例１におけるＩ‐Ｖ測定の結果を表す。表１では、実施例１の値を基準として、その比を求めた。【０１１２】
【表１】
2015098872.tif 000003
【０１１３】
実施例１では、短絡電流（Ｉｓｃ）を太陽電池の面積で割ることで算出される短絡電流密度（Ｊｓｃ）は３６．７ｍＡ／ｃｍ２であり、一般的なヘテロ接合太陽電池である参考例１と同等の値となることが確認された。これは、実施例１においても、裏面電極を有する太陽電池と同様に、光照射によって生じた電流を回収できていることを示している。【０１１４】
また、実施例１では、参考例１と同等の曲線因子（ＦＦ）を示すことが確認された。このことから、実施例１においても、通常のヘテロ接合太陽電池と同等のコンタクトが得られていると考えられる。【０１１５】
一方、比較例１では、参考例１と比べて短絡電流（Ｉｓｃ）および開放電圧（Ｖｏｃ）が低下し、特にＩｓｃが劇的に低下することが確認された。比較例１では、裏面側の透明電極を剛直な金属板と直接接触させており、裏面側の接触抵抗が極めて悪いため、電流を回収できていないことを示している。【０１１６】
以上より、裏面側の透明電極と可撓性の金属箔とを着脱可能に接触させることにより、太陽電池のＩ‐Ｖ測定を容易に測定できると考えられる。従って、裏面側に金属電極を形成する前に良品・不良品の判定等も可能になり、生産コストを低減できると考えられる。【０１１７】
（実施例２）
実施例２では、図７に示す太陽電池モジュールを以下のようにして作製した。まず、実施例１と同じ方法で、裏面側の透明電極５、表面側の透明電極４および集電極６を形成し、太陽電池の仕掛品を作製した。その後、裏面側の透明電極５とＩＣ用の金属箔１２０とを接触させることで、太陽電池の完成品を作製した。ＩＣ用の金属箔１２０としては、金属基材１２１ｂ（厚み２５μｍ）であるＡｌ箔上にコンタクト金属層１２１ａ（厚み０．７μｍ）としてＡｇ層を製膜した第一金属箔１２１（厚み２５．７μｍ）を使用した。第一金属箔１２１は開口部を有していない。作製した太陽電池の完成品を、受光面側保護材１３０としてのガラス基板と、裏面側保護材としてのＰＥＴフィルム基材との間に配置し、封止材１４０としてのＥＶＡ樹脂を介してラミネートして封止した。【０１１８】
（参考例２）
参考例２では、実施例２と同じ方法で太陽電池の仕掛品を作製した後、裏面側の透明電極５の上にＡｇをスパッタリング法によって１００ｎｍ製膜し、通常のヘテロ接合太陽電池を作製した。作製したヘテロ接合太陽電池を、受光面側保護材１３０としてのガラス基板と、裏面側保護材としてのＰＥＴフィルム基材との間に配置し、封止材１４０としてのＥＶＡ樹脂を介してラミネートして封止した。【０１１９】
実施例２および参考例２で作製した太陽電池モジュールの光電変換特性を、ソーラーシミュレータを用いて評価した。表２では、実施例２の値を基準として、その比を求めた。【０１２０】
【表２】
2015098872.tif 000004
【０１２１】
表２より、可撓性の金属箔を裏面側の金属電極として使用した実施例２では、開放電圧（Ｖｏｃ）は、スパッタリング法により裏面側の金属電極を形成した参考例２と同等の値を示すことが確認された。一方、短絡電流（Ｉｓｃ）および曲線因子（ＦＦ）は、参考例２よりも高い値を示すことが確認された。【０１２２】
図９は、実施例２および参考例２で作製した太陽電池モジュールの長波長領域における内部量子効率を示すグラフである。図９に示す内部量子効率の波長依存性（分光感度）より、実施例２では、参考例２と比べて、裏面側の透明電極／金属電極界面のプラズモン吸収が抑制されているため、長波長側の分光感度が高く、電流値が向上していると考えられる。【０１２３】
以上より、可撓性の金属箔を裏面側の金属電極として使用することにより、通常のヘテロ接合太陽電池を用いた太陽電池モジュールと同等あるいはそれ以上の光電変換特性が得られると考えられる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  一導電型単結晶シリコン基板
２ａ，２ｂ  真性シリコン系薄膜層
３ａ  逆導電型シリコン系薄膜層
３ｂ  一導電型シリコン系薄膜層
４  受光面側透明電極
５  裏面側透明電極
６  集電極
１０，１１０  太陽電池（太陽電池仕掛品）
２０，２２０  金属箔
２１，１２１  第一金属箔
２１ａ，１２１ａ  コンタクト金属層
２１ｂ，１２１ｂ  金属基材
２２  第二金属箔
２５，１２５  空隙部
３１  第一開口部
３２  第二開口部
４０  金属板
５０  吸着孔
６０  緩衝電極
１００  太陽電池モジュール
１２０  ＩＣ用の金属箔
１３０  受光面側保護材
１４０  封止材
１５０  タブ線
１６０  バックシート
【図１】
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【図２】
2015098872.tif 000006
【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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【国際調査報告】
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