(57)【要約】  一面側に第２導電型の不純物元素が拡散されたｎ型不純物拡散層３を有する第１導電型の半導体基板２と、前記ｎ型不純物拡散層３に電気的に接続して前記半導体基板２の一面側に形成された受光面側電極１２と、アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く、前記半導体基板２の他面側の一部の領域に形成されて、前記半導体基板２の一面側から前記半導体基板２内を透過した光を反射する裏銀スパッタリング膜８と、前記半導体基板２の他面側と他の太陽電池セル１とを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層であって前記半導体基板２の他面側における前記裏銀スパッタリング膜８を除いた領域上に貼着された導電性フィルム２２と、を備える。
2014112053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、
前記不純物拡散層に電気的に接続して前記半導体基板の一面側に形成された受光面側電極と、
アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く、前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成されて、前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層と、
前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層であって前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着された導電性フィルムと、
を備えることを特徴とする太陽電池セル。
【請求項２】
前記半導体基板の他面側における前記光反射層の形成領域と異なる領域に形成されたアルミニウムを主成分とする裏面側電極と、
前記半導体基板の他面側の表層における前記裏面側電極の下部に形成されて第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散された第１ＢＳＦ層と、
を備え、
前記導電性フィルムが、前記裏面側電極上に貼着されていること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記半導体基板の他面側の表面と前記光反射層との間にパッシベーション膜を備えること、
を特徴とする請求項２に記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散された第２ＢＳＦ層が形成され、
前記導電性フィルムが、前記第２ＢＳＦ層に直接貼着されていること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記光反射層がアルミニウム箔であること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の太陽電池セル。
【請求項６】
第１導電型の半導体基板の一面側に第２導電型の不純物拡散層を形成する第１工程と、
アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層を前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成する第２工程と、
前記不純物拡散層に電気的に接続する電極を前記半導体基板の一面側に形成する第３工程と、
前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層である導電性フィルムを前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着する第４工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項７】
前記半導体基板の他面側における前記光反射層の形成領域と異なる領域にアルミニウムを主成分とする裏面側電極を形成する工程と、
前記半導体基板の他面側の表層における前記裏面側電極の下部に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散された第１ＢＳＦ層を形成する工程と、
を有し、
前記第４工程では、前記導電性フィルムを前記裏面側電極上に貼着すること、
を特徴とする請求項６に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項８】
前記第２工程では、前記半導体基板の他面側の表面と前記光反射層との間にパッシベーション膜を形成すること、
を特徴とする請求項７に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項９】
前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散された第２ＢＳＦ層を形成する工程を有し、
前記第４工程では、前記導電性フィルムを前記第２ＢＳＦ層に直接貼着すること、
を特徴とする請求項６に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項１０】
アルミニウム箔に設けられた開口部を覆って前記導電性フィルムが前記アルミニウム箔の片面に貼着された導電性フィルム付きアルミニウム箔を、前記導電性フィルムが外側になる状態で前記半導体基板の他面側の表層に貼着することにより前記光反射層を形成すること、
を特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項１１】
前記導電性フィルムにおける前記半導体基板の他面側へ貼着された面と反対側の面に、撥液性を有する撥液性タブ付け側セパレータを備え、
前記導電性フィルムを前記半導体基板の他面側へ貼着した後に、前記光反射層となる液体の中間材を前記半導体基板の他面側に塗布し、前記中間材を固化させることにより前記光反射層を形成すること、
を特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルク型シリコン太陽電池セル（以下、太陽電池セルと呼ぶ場合がある）は、一般的に以下のような方法により作製されている。まず、例えば第１導電型の基板としてｐ型シリコン基板を用意する。そして、シリコン基板において鋳造インゴットからスライスした際に発生するシリコン表面のダメージ層を、例えば数ｗｔ％〜２０ｗｔ％の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリ溶液で１０μｍ〜２０μｍ厚除去する。【０００３】
つぎに、ダメージ層を除去した表面にテクスチャーと呼ばれる表面凸凹構造を作製する。太陽電池セルの表面側（受光面側）では、通常、光反射を抑制させて太陽光をできるだけ多くｐ型シリコン基板上に取り込むために、このようなテクスチャーを形成する。テクスチャーの作製方法としては、例えばアルカリテクスチャー法と呼ばれる方法がある。アルカリテクスチャー法では、数ｗｔ％の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの様なアルカリ低濃度液にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の異方性エッチングを促進する添加剤を添加した溶液で異方性エッチングを行ない、シリコン（１１１）面が出るようにテクスチャーを形成する。【０００４】
続いて、拡散処理としてｐ型シリコン基板を例えばオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、窒素、酸素の混合ガス雰囲気で例えば８００℃〜９００℃で数十分間処理し、表面全面に一様に第２導電型の不純物層としてｎ型層を形成する。シリコン表面に一様に形成されたｎ型層のシート抵抗を３０〜８０Ω／□程度とすることで、良好な太陽電池の電気特性が得られる。【０００５】
ここで、ｎ型層は、シリコン表面に一様に形成されるので、表面と裏面とは電気的に接続された状態である。この電気的接続を遮断するために、例えばドライエチングによりｐ型シリコン基板の端面領域をエッチングする。また、その他の方法として、レーザによりｐ型シリコン基板の端面分離を行うこともある。この後、ｐ型シリコン基板をフッ酸水溶液に浸漬し、拡散処理中に表面に堆積したガラス質（ＰＳＧ）をエッチング除去する。【０００６】
つぎに、反射防止を目的とした絶縁膜（反射防止膜）としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、酸化チタン膜などの絶縁膜をｎ型層の表面に一様な厚みで形成する。反射防止膜としてシリコン窒化膜を形成する場合は、例えばプラズマＣＶＤ法でシラン（ＳｉＨ４）ガス及びアンモニア（ＮＨ３）ガスを原材料にして、３００℃以上、減圧下の条件で成膜形成する。反射防止膜の屈折率は２．０〜２．２程度であり、最適な膜厚は７０ｎｍ〜９０ｎｍ程度である。なお、このようにして形成される反射防止膜は絶縁体であることに注意すべきであり、表面側電極をこの上に単に形成しただけでは、太陽電池として作用しない。【０００７】
つぎに、グリッド電極形成用およびバス電極形成用のマスクを使用して、表面側電極となる銀ペーストを反射防止膜上にグリッド電極およびバス電極の形状にスクリーン印刷法により塗布し、乾燥させる。ここでは、表面側電極用の銀ペーストは、反射防止を目的とした絶縁膜に形成される。【０００８】
つぎに、裏アルミニウム電極となりアルミニウム、ガラス等を含む裏アルミニウム電極ペースト、および裏銀バス電極となる裏銀ペーストを基板の裏面にそれぞれ裏アルミニウム電極の形状および裏銀バス電極の形状にスクリーン印刷法により塗布し、乾燥させる。【０００９】
つぎに、シリコン基板の表裏面に塗布した電極ペーストを同時に６００℃〜９００℃程度で数分間〜数十秒間焼成する。これにより、シリコン基板の表面側に表面側電極としてグリッド電極およびバス電極が形成され、シリコン基板の裏面側に裏面側電極として裏アルミニウム電極および裏銀バス電極が形成される。ここで、シリコン基板の表面側では銀ペースト中に含まれているガラス材料で反射防止膜が溶融している間に銀材料がシリコンと接触し、再凝固する。これにより、表面側電極とシリコン基板（ｎ型層）との導通が確保される。このようなプロセスは、ファイヤースルー法と呼ばれている。また、裏アルミニウム電極ペーストもシリコン基板の裏面と反応し、裏アルミニウム電極の直下に拡散によって形成されていたｎ型層を補償してＰ＋層が形成される。このような工程を実施することにより、バルク型シリコン太陽電池セルが形成される。【００１０】
そして、モジュール工程において、太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ線を付ける箇所にフラックスを塗布した後、太陽電池セルと半田付きタブ線に２００℃以上の熱を加えて、太陽電池セルとタブ線とを接着して複数の太陽電池セルを電気的に接続する。ここで、半田はアルミニウム電極には直接接続できない。このため、通常のモジュール工程におけるシリコン基板の裏面側のタブ線接続では、裏銀電極、半田付きタブ線、フラックスが必要であった。【００１１】
一方、最近、ペーストを用いてアルミニウム電極が全面に形成されるとともに裏銀電極の無い太陽電池セルの裏面のシリコンに、半田を用いることなく、導電性フィルムによりタブ線を直接接着する技術が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。この技術によれば、太陽電池セルの裏面に銀電極を必要とせず、両面テープのように太陽電池セルとタブ線とを、２００℃以下の低温において電気的および機械的に接続することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】R.  Kopecek，  et al.  “INDUSTRIAL  LARGE  AREA  N-TYPE  SOLAR  CELLS  WITH  ALUMINIUM  REAR  EMITTER  WITH  STABLE  EFFICIENCIES”  Photovoltaic  Specialists  Conference  (PVSC),  2010  35th  IEEE  1423-1426
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の技術においては、アルミニウムペーストを用いて形成されたアルミニウム電極は光反射率が低く、受光面側から入射して太陽電池セルを透過して太陽電池セルの裏面に到達した光の反射率が低い。この結果、太陽電池セルの裏面に到達した光を有効に活用することができず、裏面の光反射による光電変換効率の向上を図ることができない、という問題があった。【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電極へのタブ線の接続が容易であり、且つ裏面における光反射により光電変換効率の向上が図られた太陽電池セルおよびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池セルは、一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、前記不純物拡散層に電気的に接続して前記半導体基板の一面側に形成された受光面側電極と、アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く、前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成されて、前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層と、前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層であって前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着された導電性フィルムと、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電極へのタブ線の接続が容易であり、且つ裏面における光反射により光電変換効率の向上が図られた太陽電池セルが得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１−１】図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を模式的に示す図である。
【図１−２】図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を模式的に示す図である。
【図１−３】図１−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を模式的に示す図である。
【図１−４】図１−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を模式的に示す図である。
【図１−５】図１−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池セルの製造工程および太陽電池セルの裏面にタブを接続する方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３−１】図３−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−２】図３−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−３】図３−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−４】図３−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−５】図３−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−６】図３−６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−７】図３−７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−８】図３−８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−９】図３−９は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−１０】図３−１０は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−１１】図３−１１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−１２】図３−１２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図３−１３】図３−１３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程の一例を模式的に示す工程図である。
【図４−１】図４−１は、モジュール工程において太陽電池セルの裏面にタブを接続する工程を模式的に示す工程図である。
【図４−２】図４−２は、モジュール工程において太陽電池セルの裏面にタブを接続する工程を模式的に示す工程図である。
【図４−３】図４−３は、モジュール工程において太陽電池セルの裏面にタブを接続する工程を模式的に示す工程図である。
【図４−４】図４−４は、モジュール工程において太陽電池セルの裏面にタブを接続する工程を模式的に示す工程図である。
【図４−５】図４−５は、モジュール工程において太陽電池セルの裏面にタブを接続する工程を模式的に示す工程図である。
【図５−１】図５−１は、本発明の実施の形態２にかかる導電性フィルム付きアルミニウム箔を模式的に示す上面図である。
【図５−２】図５−２は、本発明の実施の形態２にかかる導電性フィルム付きアルミニウム箔を模式的に示す断面図であり、図５−１のＣ−Ｃ方向における要部断面図である。
【図６−１】図６−１は、本発明の実施の形態２にかかる導電性フィルム付きアルミニウム箔を用いる場合に太陽電池セルの裏面にタブを接続する工程を模式的に示す工程図である。
【図６−２】図６−２は、本発明の実施の形態２にかかる導電性フィルム付きアルミニウム箔を用いる場合に太陽電池セルの裏面にタブを接続する工程を模式的に示す工程図である。
【図７−１】図７−１は、本発明の実施の形態３にかかる高光反射膜の形成方法を模式的に示す半導体基板の下面図である。
【図７−２】図７−２は、本発明の実施の形態３にかかる高光反射膜の形成方法を模式的に示す半導体基板の下面図である。
【図７−３】図７−３は、本発明の実施の形態３にかかる高光反射膜の形成方法を模式的に示す半導体基板の下面図である。
【図７−４】図７−４は、本発明の実施の形態３にかかる高光反射膜の形成方法を模式的に示す半導体基板の下面図である。
【図８−１】図８−１は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池セルの製造方法を模式的に示す断面図である。
【図８−２】図８−２は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池セルの製造方法を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかる太陽電池セルおよびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。
【００１９】
実施の形態１．
図１−１〜図１−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１の構成を模式的に示す図である。図１−１は、受光面側から見た太陽電池セル１の上面図である。図１−２は、受光面と反対側（裏面）から見た太陽電池セル１の下面図である。図１−３は、太陽電池セル１の要部断面図であり、図１−１および図１−２のＡ−Ａ方向における要部断面図である。図１−４は、太陽電池セル１の要部断面図であり、図１−１および図１−２のＢ−Ｂ方向における要部断面図である。図１−５は、太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ線を接続するための接続層である導電性フィルム２２が貼着された状態における受光面と反対側（裏面）から見た太陽電池セル１の下面図である。太陽電池セル１は、住宅用等に使用されるシリコン太陽電池である。
【００２０】
本実施の形態にかかる太陽電池セル１においては、ｐ型単結晶シリコンからなる半導体基板２の受光面側にリン拡散によってｎ型不純物拡散層３が形成されて、ｐｎ接合を有する半導体基板１１が形成されているとともに、ｎ型不純物拡散層３上にシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）よりなる反射防止膜４が形成されている。なお、半導体基板２としてはｐ型単結晶のシリコン基板に限定されず、ｎ型の単結晶シリコン基板を用いてもよい。
【００２１】
また、図１−４に示されるように、半導体基板１１の受光面側（ｎ型不純物拡散層３）および裏面側の表面には、微小凹凸２ａにより構成されるテクスチャー構造が形成されている。テクスチャー構造は、受光面において外部からの光を吸収する面積を増加し、受光面における光反射率を抑え、光を閉じ込める構造となっている。
【００２２】
反射防止膜４は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）や酸化チタン膜（ＴｉＯ２）膜などの反射防止を目的とした絶縁膜からなる。また、半導体基板１１の受光面側には、長尺細長の表銀グリッド電極５が複数並べて設けられ、この表銀グリッド電極５と導通する表銀バス電極６が該表銀グリッド電極５と略直交するように設けられており、それぞれ底面部においてｎ型不純物拡散層３に電気的に接続している。表銀グリッド電極５および表銀バス電極６は銀材料により構成されている。
【００２３】
表銀グリッド電極５は、例えば１００μｍ〜２００μｍ程度の幅を有するとともに２ｍｍ程度の間隔で略平行に配置され、半導体基板１１の内部で発電した電気を集電する。また、表銀バス電極６は、例えば１ｍｍ〜３ｍｍ程度の幅を有するとともに太陽電池セル１枚当たりに２本〜４本配置され、表銀グリッド電極５で集電した電気を外部に取り出す。そして、表銀グリッド電極５と表銀バス電極６とにより第１電極である受光面側電極１２が構成される。受光面側電極１２は、半導体基板１１に入射する太陽光を遮ってしまうため、可能なかぎり面積を小さくすることが発電効率向上の観点では望ましく、図１−１に示すような櫛型の表銀グリッド電極５とバー状の表銀バス電極６として配置してするのが一般的である。
【００２４】
シリコン太陽電池セルの受光面側電極の電極材料には、通常、銀ペーストが用いられ、例えば、鉛ボロンガラスが添加されている。このガラスはフリット状のもので、例えば、鉛（Ｐｂ）５〜３０ｗｔ％、ボロン（Ｂ）５〜１０ｗｔ％、シリコン（Ｓｉ）５〜１５ｗｔ％、酸素（Ｏ）３０〜６０ｗｔ％の組成から成り、さらに、亜鉛(Ｚｎ)やカドミウム（Ｃｄ）なども数ｗｔ％程度混合される場合もある。このような鉛ボロンガラスは、数百℃（例えば、８００℃）の加熱で溶解し、その際にシリコンを侵食する性質を有している。また一般に、結晶系シリコン太陽電池セルの製造方法においては、このガラスフリットの特性を利用して、シリコン基板と銀ペーストとの電気的接触を得る方法が用いられている。
【００２５】
一方、半導体基板１１の裏面（受光面と反対側の面）には、全体にわたってシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる裏面絶縁膜である裏面パッシベーション膜７が形成され、裏面パッシベーション膜７上に高光反射膜である裏銀スパッタリング膜８が設けられている。また、裏面パッシベーション膜７および裏銀スパッタリング膜８に囲まれて、アルミニウム材料からなる第２電極である裏アルミニウム電極９が設けられている。裏アルミニウム電極９は、半導体基板１１の裏面からの集電が効率良くできるように半導体基板１１の受光面側と同様に櫛型形状となっており、櫛型形状の縦方向と横方向との交点部分が略正方形状に形成されている。この正方形部分は、表銀バス電極６と略同一方向に配列して設けられている。なお、裏銀スパッタリング膜８は、半導体基板１１の裏面全面にわたって配されているので、裏アルミニウム電極９の電極パターンが断線した場合でも、電気を収集でき、電極を補佐する役目も有している。図１−５に示すように、モジュール工程において裏アルミニウム電極９には太陽電池セル１同士を電気的に接続する導電材料からなるタブ線２１が接続される。
【００２６】
また、半導体基板１１の裏面（受光面と反対側の面）側の表層部における裏アルミニウム電極９の下部領域には、高濃度不純物を含んだＰ＋層（ＢＳＦ（Back  Surface  Field）層）１０が形成されている。Ｐ＋層１０は、ＢＳＦ効果を得るために設けられ、ｐ型層（半導体基板２）中の電子が消滅しないようにバンド構造の電界でｐ型層（半導体基板２）電子濃度を高めるようにする。
【００２７】
このように構成された太陽電池セル１では、太陽光が太陽電池セル１の受光面側から半導体基板１１のｐｎ接合面（半導体基板２とｎ型不純物拡散層３との接合面）に照射されると、ホールと電子が生成する。ｐｎ接合部の電界によって、生成した電子はｎ型不純物拡散層３に向かって移動し、ホールはＰ＋層１０に向かって移動する。これにより、ｎ型不純物拡散層３に電子が過剰となり、Ｐ＋層１０にホールが過剰となる結果、光起電力が発生する。この光起電力はｐｎ接合を順方向にバイアスする向きに生じ、ｎ型不純物拡散層３に接続した受光面側電極１２がマイナス極となり、Ｐ＋層１０に接続した裏アルミニウム電極９がプラス極となって、図示しない外部回路に電流が流れる。
【００２８】
以下、本実施の形態にかかる太陽電池セル１の製造方法について図面に沿って説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池セル１の製造工程および太陽電池セル１の裏面にタブ線２１を接続する方法の一例を説明するためのフローチャートである。図３−１〜図３−１３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１の製造工程の一例を模式的に示す工程図である。図３−１〜図３−６は、図１−１および図１−２のＡ−Ａ方向およびＢ−Ｂ方向に対応した要部断面図である。図３−７および図３−１０は、下面図である。図３−８および図３−１１は、図１−１および図１−２のＡ−Ａ方向に対応した要部断面図である。図３−９、図３−１２および図３−１３は、図１−１および図１−２のＢ−Ｂ方向に対応した要部断面図である。図４−１〜図４−５は、太陽電池セル１の裏面にタブ線２１を接続する工程を模式的に示す工程図である。
【００２９】
まず、半導体基板２として例えば数百μｍ厚のｐ型単結晶シリコン基板を用意する（図３−１）。ｐ型単結晶シリコン基板は、溶融したシリコンを冷却固化してできたインゴットをワイヤーソーでスライスして製造するため、表面にスライス時のダメージが残っている。そこで、ｐ型単結晶シリコン基板を酸または加熱したアルカリ溶液中、例えば水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して表面をエッチングすることにより、シリコン基板の切り出し時に発生してｐ型単結晶シリコン基板の表面近くに存在するダメージ領域を取り除く。例えば数ｗｔ％〜２０ｗｔ％の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリ溶液で１０μｍ〜２０μｍ厚だけ表面を除去する。なお、ここでは、半導体基板２に用いるｐ型シリコン基板として、比抵抗が０．１Ω・ｃｍ〜５Ω・ｃｍであり、（１００）面方位のｐ型単結晶シリコン基板を例に説明する。
【００３０】
ダメージ除去に続いて、同様のアルカリ低濃度液、数ｗｔ％の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの様なアルカリ低濃度液にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の異方性エッチングを促進する添加剤を添加した溶液で異方性エッチングを行なう。この異方性エッチングにより、シリコン（１１１）面が出るようにｐ型単結晶シリコン基板の受光面側および裏面側の表面に略４角錐形状の微小凹凸２ａが形成されてテクスチャー構造が形成される（ステップＳ１０、図３−２）。すなわち、ｐ型単結晶シリコン基板の表裏面に対して、アルカリ系溶液を用いたウエットエッチング（アルカリテクスチャー法）によるテクスチャー構造の形成を行う。
【００３１】
つぎに、半導体基板２にｐｎ接合を形成する（ステップＳ２０、図３−３）。すなわち、リン（Ｐ）等のＶ族元素を半導体基板２に拡散等させて数百ｎｍ厚のｎ型不純物拡散層３を形成する。ここでは、表面にテクスチャー構造を形成したｐ型単結晶シリコン基板に対して、熱拡散によりオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を拡散させてｐｎ接合を形成する。      
【００３２】
この拡散工程では、ｐ型単結晶シリコン基板を例えばオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガス窒素ガス、酸素ガスの混合ガス雰囲気中で気相拡散法により例えば８００℃〜９００℃の高温で数十分間、熱拡散させてｐ型単結晶シリコン基板の表面層にリン（Ｐ）が拡散したｎ型不純物拡散層３を一様に形成する。半導体基板２の表面に形成されたｎ型不純物拡散層３のシート抵抗の範囲が３０Ω／□〜８０Ω／□程度である場合に良好な太陽電池の電気特性が得られる。
【００３３】
ここで、ｎ型不純物拡散層３は半導体基板２の全面に形成される。このため、半導体基板２の表面（受光面）と裏面とは電気的に接続された状態である。そこで、この電気的接続を遮断するために、たとえばドライエッチングにより半導体基板２の端面領域をエッチングする（図３−４）。また、ｎ型不純物拡散層３の形成直後の表面には拡散処理中に表面に堆積したガラス質（燐珪酸ガラス、ＰＳＧ：Phospho-Silicate  Glass）層が形成されている。このため、半導体基板２をフッ酸水溶液等に浸漬してＰＳＧ層をエッチング除去する。
【００３４】
つぎに、光電変換効率改善のために、半導体基板１１の受光面側の一面に反射防止膜４としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、酸化チタン膜などの絶縁膜を一様な厚みで形成する（ステップＳ３０、図３−４）。反射防止膜４の膜厚および屈折率は、光反射を最も抑制する値に設定する。反射防止膜４の形成は、例えばプラズマＣＶＤ法を使用し、シラン（ＳｉＨ４）ガスとアンモニア（ＮＨ３）ガスの混合ガスを原材料に用いて、３００℃以上、減圧下の条件で反射防止膜４として窒化シリコン膜を成膜形成する。屈折率は例えば２．０〜２．２程度であり、最適な反射防止膜厚は例えば７０ｎｍ〜９０ｎｍである。
【００３５】
なお、反射防止膜４として、屈折率の異なる２層以上の膜を積層してもよい。また、反射防止膜４の形成方法は、プラズマＣＶＤ法の他に蒸着法、熱ＣＶＤ法などを用いてもよい。なお、このようにして形成される反射防止膜４は絶縁体であることに注意すべきであり、受光面側電極１２をこの上に単に形成しただけでは、太陽電池セルとして作用しない。
【００３６】
つぎに、リン（Ｐ）の拡散により半導体基板２の裏面に形成されたｎ型不純物拡散層３を除去する。これにより、第１導電型層であるｐ型単結晶シリコンからなる半導体基板２と、該半導体基板２の受光面側に形成された第２導電型層であるｎ型不純物拡散層３と、によりｐｎ接合が構成された半導体基板１１が得られる（図３−５）。なお、半導体基板２の片面のみにｎ型不純物拡散層３を形成する場合には、上述した半導体基板２の端面領域のエッチングおよび半導体基板２の裏面に形成されたｎ型不純物拡散層３の除去は不要である。
【００３７】
つぎに、半導体基板１１の裏面側に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる裏面パッシベーション膜７を形成する（ステップＳ４０、図３−６）。半導体基板１１の裏面側に露出させたシリコン面に対して、たとえばプラズマＣＶＤにより屈折率１．９〜２．２、厚さ６０ｎｍ〜３００ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる裏面パッシベーション膜７を成膜する。そして、このような裏面パッシベーション膜７を形成することにより、半導体基板１１の裏面におけるキャリアの再結合速度を抑制することができ、高出力化の為に十分な裏面界面を実現することができる。
【００３８】
つぎに、裏面パッシベーション膜７において、裏アルミニウム電極９形成用の裏アルミニウムペーストを塗布する領域に開口部７ａを形成する（ステップＳ５０、図３−７、図３−８、図３−９）。開口部７ａは、たとえばレーザやエッチングペースト等を用いて形成される。なお、用いる裏アルミニウムペーストが裏面パッシベーション膜７をファイヤースルーできれば、本工程は必要ない。開口部７ａは、たとえば図３−７に示すような櫛形のパターンで形成される。図３−８は、図３−７におけるＡ−Ａ方向における要部断面図である。図３−９は、図３−７におけるＢ−Ｂ方向における要部断面図である。
【００３９】
ついで、スクリーン印刷により電極を形成する。まず、受光面側電極１２を作製する（焼成前）。すなわち、半導体基板１１の受光面である反射防止膜４上に、表銀グリッド電極５と表銀バス電極６との形状に、ガラスフリットを含む電極材料ペーストである銀ペーストをスクリーン印刷によって塗布した後、銀ペーストを乾燥させる（ステップＳ６０）。
【００４０】
つぎに、半導体基板１１の裏面側にスクリーン印刷によって、裏アルミニウム電極９の形状に電極材料ペーストである裏アルミニウムペーストを塗布、乾燥させる（ステップＳ７０）。ここで、裏アルミニウムペーストは、裏面パッシベーション膜７に設けられた開口部７ａ内を埋めて印刷される。
【００４１】
その後、半導体基板１１の表面および裏面の電極ペーストを例えば６００℃〜９００℃で同時に焼成することで、半導体基板１１の表側では銀ペースト中に含まれているガラス材料で反射防止膜４が溶融している間に銀材料がシリコンと接触し再凝固する。これにより、受光面側電極１２としての表銀グリッド電極５および表銀バス電極６とが得られ、受光面側電極１２と半導体基板１１のシリコンとの導通が確保される（ステップＳ８０、図３−１０、図３−１１、図３−１２）。このようなプロセスは、ファイヤースルー法と呼ばれる。図３−１１は、図３−１０におけるＡ−Ａ方向における要部断面図である。図３−１２は、図３−１０におけるＢ−Ｂ方向における要部断面図である。
【００４２】
また、裏アルミニウムペーストも半導体基板１１のシリコンと反応して裏アルミニウム電極９が得られ、かつ裏アルミニウム電極９の直下にＰ＋層１０を形成する。また、銀ペーストの銀材料がシリコンと接触し再凝固して裏銀電極８が得られる。なお、図中では表銀グリッド電極５および裏アルミニウム電極９のみを示している。
【００４３】
つぎに、半導体基板１１の裏面の裏面パッシベーション膜７上に、スパッタリングにより高光反射膜として裏銀スパッタリング膜８を形成する（ステップＳ９０、図３−１３）。なお、裏アルミニウム電極９上に銀がスパッタリングされても特に問題はない。
【００４４】
以上の工程を実施することにより、図１−１〜図１−４に示される本実施の形態にかかる太陽電池セル１が得られる。なお、電極材料であるペーストの半導体基板１１への配置の順番を、受光面側と裏面側とで入れ替えてもよい。
【００４５】
つぎに、このようにして形成された太陽電池セル１の裏面にタブ線２１を接続する方法について説明する。図４−１は、受光面と反対側（裏面）から見た太陽電池セル１の下面図を示している。
【００４６】
まず、導電性フィルム２２を太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９の正方形部分が並んだライン上に貼着する（ステップＳ１００、図４−２）。導電性フィルム２２は、フィルム状の異方導電性接着剤であり、導電部材間を固定するための接着剤（バインダー）とこのバインダー中に、均一に分散された導電粒子から構成されている。導電性フィルム２２の両面は粘着性を有しており、一面側にタブ付け側セパレータ２３が貼り付けられている状態の導電性フィルム２２の他面側を、太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９の正方形部分が並んだライン上に貼着する。
【００４７】
つぎに、導電性フィルム２２の一面側に貼り付けられているタブ付け側セパレータ２３を剥離する（ステップＳ１１０、図４−３、図４−４）。
【００４８】
つぎに、タブ付け側セパレータ２３が剥離されて露出した導電性フィルム２２の一面側にタブ線２１を接着し（ステップＳ１２０）、たとえば２００℃以下の温度および所定の押圧力をタブ線２１に与える。これにより、タブ線２１の一端側が導電性フィルム２２を介して太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９に電気的および機械的に接続される（ステップＳ１３０、図４−５）。なお、タブ線２１の他端側は、他の太陽電池セル等と電気的に接続される。
【００４９】
上述したように、実施の形態１においては、裏面の光反射膜としてアルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極に比べて光反射率の高い高光反射膜である裏銀スパッタリング膜８が設けられている。これにより、従来の裏面全面にアルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極を備えた太陽電池セルと比べて、裏面での光反射率を向上させることができ、太陽電池セル１を透過して裏面に到達した光を有効に活用することができ、裏面の光反射による光電変換効率の向上を図ることができる。
【００５０】
また、実施の形態１においては、導電性フィルム２２を用いて、太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９にタブ線２１が電気的および機械的に接続される。したがって、通常のモジュール工程におけるシリコン基板の裏面側のタブ線接続に必要となる、裏面の裏銀電極、半田付きタブ線およびフラックスが不要となり、太陽電池セル１へのタブ線２１の接続が容易になる。そして、銀は高価な材料であるため、裏面の裏銀電極が不要となることにより安価に太陽電池セル１が実現できる。
【００５１】
したがって、実施の形態１によれば、裏面における光反射による光電変換効率の向上が図られ、裏アルミニウム電極９へのタブ線２１の接続が容易性な太陽電池セル１が安価に得られる。これにより、高光電変換効率の太陽電池セル１を容易にタブ付けすることが可能となる。
【００５２】
実施の形態２．
実施の形態２では、太陽電池セルの裏面の他の高光反射膜について説明する。国際公開第２０１０／１５０３５８号によれば、従来の高光反射膜として、アルミニウム箔を使用する技術が提案されている。一方、国際公開第２０１０／１５０３５８号においては、タブ線の接続方法については具体的に言及していない。実施の形態２では、高光反射膜として、アルミニウム箔を使用する場合のタブ線の接続方法について説明する。
【００５３】
図５−１は、実施の形態２にかかる導電性フィルム付きアルミニウム箔３１を模式的に示す上面図である。図５−２は、実施の形態２にかかる導電性フィルム付きアルミニウム箔３１を模式的に示す断面図であり、図５−１のＣ−Ｃ方向における要部断面図である。実施の形態２にかかる導電性フィルム付きアルミニウム箔３１は、半導体基板１１と同等の面形状を有するアルミニウム箔３２の片面に導電性フィルム２２が保持されて構成されている。
【００５４】
アルミニウム箔３２には、太陽電池セル１の裏面におけるタブ線２１の接続領域、すなわち導電性フィルム２２の貼着領域に対応する２箇所の領域に、タブ線２１の接続領域（導電性フィルム２２の貼着領域）よりも全体的に小さく同等の形状を有する開口部３２ａを有する。そして、２本の導電性フィルム２２が、一面側にタブ付け側セパレータ２３が貼り付けられている状態で、他面側がこの開口部３２ａ上を覆うようにそれぞれアルミニウム箔３２の片面に保持されている。導電性フィルム２２は、他面側の粘着力によりアルミニウム箔３２における開口部３２ａの外周領域に仮接着されている。
【００５５】
つぎに、導電性フィルム付きアルミニウム箔３１を用いたタブ線２１の接続方法について説明する。図６−１および図６−２は、実施の形態２にかかる導電性フィルム付きアルミニウム箔３１を用いる場合に太陽電池セルの裏面にタブを接続する工程を模式的に示す工程図である。図６−１は、実施の形態１におけるステップＳ８０の焼成工程の終了時の半導体基板１１の状態を示す下面図であり、図３−１０と同じ状態を示している。焼成工程の後、図６−１の状態において、タブ付け側セパレータ２３が貼り付けられている面を外側にして導電性フィルム付きアルミニウム箔３１を半導体基板１１の裏面に貼着する（図６−２）。
【００５６】
このとき、開口部３２ａの位置（導電性フィルム２２の位置）を、半導体基板１１の裏面において裏アルミニウム電極９の正方形部分が並んだライン上に合わせて貼着する。導電性フィルム付きアルミニウム箔３１は、開口部３２ａから露出した導電性フィルム２２の他面の粘着力により半導体基板１１の裏面に仮接着される。
【００５７】
つぎに、タブ付け側セパレータ２３を剥離し、タブ付け側セパレータ２３が剥離されて露出した導電性フィルム２２の一面側にタブ線２１を接着し、実施の形態１の場合と同様に加熱および加圧を実施する。これにより、タブ線２１が導電性フィルム２２を介して太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９に電気的および機械的に接続される。
【００５８】
そして、その後のモジュール工程において封止材を用いて太陽電池セル１をラミネートする際に、アルミニウム箔３２の部分が太陽電池セル１の裏面の裏面パッシベーション膜７に密着し、接着される。
【００５９】
上述したように、実施の形態２においては、裏面の光反射膜としてアルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極に比べて光反射率の高い高光反射膜であるアルミニウム箔３２が設けられている。これにより、従来の裏面全面にアルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極を備えた太陽電池セルと比べて、裏面での光反射率を向上させることができ、太陽電池セル１を透過して裏面に到達した光を有効に活用することができ、裏面の光反射による光電変換効率の向上を図ることができる。
【００６０】
また、実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、導電性フィルム２２を用いて、太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９にタブ線２１が電気的および機械的に接続される。したがって、通常のモジュール工程におけるシリコン基板の裏面側のタブ線接続に必要となる、裏面の裏銀電極、半田付きタブ線およびフラックスが不要となり、太陽電池セル１へのタブ線２１の接続が容易になる。そして、銀は高価な材料であるため、裏面の裏銀電極が不要となることにより安価に太陽電池セル１が実現できる。
【００６１】
そして、実施の形態２においては、導電性フィルム２２と高光反射膜であるアルミニウム箔３２とが一体化した導電性フィルム付きアルミニウム箔３１を用いることにより、製造工程の簡略化が実現できる。
【００６２】
したがって、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、裏面における光反射による光電変換効率の向上が図られ、裏アルミニウム電極９へのタブ線２１の接続が容易性な太陽電池セル１が安価に得られる。これにより、高光電変換効率の太陽電池セル１を容易にタブ付けすることが可能となる。
【００６３】
実施の形態３．
実施の形態３では、太陽電池セルの裏面の他の高光反射膜について説明する。実施の形態３では、アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極に比べて光反射率の高い高光反射膜を、液体材料を用いて形成する例について説明する。図７−１〜図７−４は、実施の形態３にかかる高光反射膜の形成方法を模式的に示す半導体基板１１の下面図である。図７−１は、実施の形態１におけるステップＳ８０の焼成工程の終了時の半導体基板１１の状態を示す下面図であり、図３−１０と同じ状態を示している。
【００６４】
図７−１の状態において、導電性フィルム２２を太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９の正方形部分が並んだライン上に貼着する。ここで、実施の形態３では、表面に疎水性を始めとする撥液性を有する撥液性タブ付け側セパレータ４１が一面側に貼り付けられている状態の導電性フィルム２２の他面側を太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９の正方形部分が並んだライン上に貼着する（図７−２）。
【００６５】
つぎに、撥液性タブ付け側セパレータ４１を剥離せずに、熱や光で固化して高光反射膜として機能する薬液である高光反射膜中間材４２を、スピンコート等の塗布法を用いて太陽電池セル１の裏面に塗布する（図７−３）。このとき、撥液性タブ付け側セパレータ４１の表面に、該高光反射膜中間材４２をはじく撥液性を持たせておくことにより、撥液性タブ付け側セパレータ４１の表面には高光反射膜中間材４２は塗布されない。これにより、太陽電池セル１の裏面におけるタブ線２１の接続箇所以外の領域に対して選択的に高光反射膜中間材４２を塗布できる。
【００６６】
つぎに、高光反射膜中間材４２を乾燥させた後、撥液性タブ付け側セパレータ４１を剥離し、撥液性タブ付け側セパレータ４１が剥離されて露出した導電性フィルム２２の他面側にタブ線２１を接着し、実施の形態１の場合と同様に加熱および加圧を実施する。これにより、タブ線２１が導電性フィルム２２を介して太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９に電気的および機械的に接続される（図７−４）。
【００６７】
そして、熱で固化して高光反射膜として機能する高光反射膜中間材４２を用いた場合には、タブ接続時の加熱により高光反射膜中間材４２が固化して高光反射膜４３が形成される。また、タブ接続時の加熱により高光反射膜中間材４２が完全に固化しない場合は、タブ線２１の接続後に追加の加熱を行って高光反射膜中間材４２を固化させればよい。また、光で固化して高光反射膜として機能する薬液である高光反射膜中間材４２を用いた場合等においては、たとえば紫外線を照射して高光反射膜中間材４２を固化させることにより高光反射膜が形成される。紫外線照射のタイミングは、タブ線２１を接着する前およびタブ線２１を接着した後のどちらでもかまわない。
【００６８】
上述したように、実施の形態３においては、実施の形態１と同様に、裏面の光反射膜としてアルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極に比べて光反射率の高い高光反射膜である高光反射膜４３が設けられている。これにより、従来の裏面全面にアルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極を備えた太陽電池セルと比べて、裏面での光反射率を向上させることができ、太陽電池セル１を透過して裏面に到達した光を有効に活用することができ、裏面の光反射による光電変換効率の向上を図ることができる。
【００６９】
また、実施の形態３においては、実施の形態１と同様に、導電性フィルム２２を用いて、太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９にタブ線２１が電気的および機械的に接続される。したがって、通常のモジュール工程におけるシリコン基板の裏面側のタブ線接続に必要となる、裏面の裏銀電極、半田付きタブ線およびフラックスが不要となり、太陽電池セル１へのタブ線２１の接続が容易になる。そして、銀は高価な材料であるため、裏面の裏銀電極が不要となることにより安価に太陽電池セル１が実現できる。
【００７０】
そして、実施の形態３においては、表面に撥液性を有する撥液性タブ付け側セパレータ４１が一面側に貼り付けられている状態の導電性フィルム２２を太陽電池セル１の裏面の裏アルミニウム電極９の正方形部分が並んだライン上に貼着し、液体の高光反射膜中間材４２を太陽電池セル１の裏面に塗布する。これにより、太陽電池セル１の裏面におけるタブ線２１の接続箇所以外の領域に対して選択的に高光反射膜を容易に形成できる。
【００７１】
したがって、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、裏面における光反射による光電変換効率の向上が図られ、裏アルミニウム電極９へのタブ線２１の接続が容易性な太陽電池セル１が安価に得られる。これにより、高光電変換効率の太陽電池セル１を容易にタブ付けすることが可能となる。
【００７２】
実施の形態４．
上述した実施の形態では、太陽電池セル１の裏面におけるキャリアの再結合速度を抑制するために、裏面パッシベーション膜７を使用する構成について説明した。この裏面パッシベーション膜７は、絶縁膜であることが多く、導電性フィルム２２と物理的に接続しても電気的には接続できず、太陽電池セル１の裏面における集電には寄与しない。実施の形態４では、太陽電池セルの裏面の再結合速度を抑制するために、裏面パッシベーション膜ではなく、太陽電池セルの裏面に対する不純物の拡散により裏面のＢＳＦ層を作製する場合について説明する。
【００７３】
図８−１および図８−２は、実施の形態４にかかる太陽電池セルの製造方法を模式的に示す断面図である。図８−１は、実施の形態１において半導体基板２の裏面に形成されたｎ型不純物拡散層３の除去の終了時の半導体基板１１の状態を示す下面図であり、図３−５と同じ状態を示す図である。図８−１の状態において、半導体基板１１の裏面の表層全面にｐ型不純物であるボロンの拡散を行い、半導体基板２とｐ型であって不純物濃度が半導体基板２よりも高いボロン拡散層５１を形成する（図８−２）。ボロン拡散層５１はＰ＋層となってＢＳＦ層を形成し、太陽電池セルの裏面におけるキャリアの再結合速度を低減する。
【００７４】
その後は、実施の形態１〜実施の形態３の場合と同様にして電極層として裏面の高光反射膜の形成、受光面側電極１２の形成、導電性フィルム２２の貼着を行う。ここで、実施の形態４では、太陽電池セルの裏面にはＰ＋層が全面に存在して太陽電池セルの裏面側の抵抗が低くなっているため、裏アルミニウム電極を形成せずに半導体基板１１の裏面のボロン拡散層５１に直接導電性フィルム２２を貼着する。
【００７５】
これにより、太陽電池セルの裏面におけるキャリアの再結合速度を低減するボロン拡散層５１を裏面パッシベーション膜の代わりに備え、裏面に高光反射構造を有する導電性フィルム２２付きの太陽電池セルを容易に作製することができる。そして、実施の形態１〜実施の形態３の場合と同様にしてタブ線２１の接続を行うことにより、太陽電池セル１へタブ線２１を容易に接続できる。また、半導体基板１１の裏面のボロン拡散層５１と導電性フィルム２２とを物理的および電気的に直接接続できる。
【００７６】
ところで、この場合は太陽電池セルの裏面にはＰ＋層が全面に存在して太陽電池セルの裏面側の抵抗は低くなってはいるものの、２本のタブ線２１のみでは効率良く集電できない場合も考えられる。しかしながら、裏面に集電用のアルミニウム電極とタブ接続用の銀電極とを備えた従来の太陽電池セルよりは、裏面側の抵抗が明らかに低下する。このため、集電低下の対策として裏面側電極の形状として櫛形電極パターンの形態を採用したとしても、裏面側電極の本数や幅を大幅に削減することが可能となる。これにより、電極用のアルミニウムや銀の消費コスト低減につながり、安価な太陽電池セルが実現できる。
【００７７】
上述したように、実施の形態４においては、実施の形態１と同様に、裏面の光反射膜としてアルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極に比べて光反射率の高い高光反射膜が設けられている。これにより、従来の裏面全面にアルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極を備えた太陽電池セルと比べて、裏面での光反射率を向上させることができ、太陽電池セルを透過して裏面に到達した光を有効に活用することができ、裏面の光反射による光電変換効率の向上を図ることができる。
【００７８】
また、実施の形態４においては、導電性フィルム２２を用いて、半導体基板１１の裏面のボロン拡散層５１にタブ線２１が電気的および機械的に接続される。したがって、通常のモジュール工程におけるシリコン基板の裏面側のタブ線接続に必要となる、裏面の裏銀電極、半田付きタブ線およびフラックスが不要となり、太陽電池セル１へのタブ線２１の接続が容易になる。そして、銀は高価な材料であるため、裏面の裏銀電極が不要となることにより安価に太陽電池セルが実現できる。
【００７９】
そして、実施の形態４においては、太陽電池セル１の裏面におけるキャリアの再結合速度を低減するボロン拡散層５１を裏面パッシベーション膜の代わりに備える。これにより、半導体基板１１の裏面が導電性フィルム２２と物理的および電気的に直接接続でき、良好な集電が実現できる。
【００８０】
したがって、実施の形態４によれば、実施の形態１と同様に、裏面における光反射による光電変換効率の向上が図られ、太陽電池セルの裏面へのタブ線２１の接続が容易性な太陽電池セルが安価に得られる。これにより、高光電変換効率の太陽電池セルを容易にタブ付けすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように、本発明にかかる太陽電池セルは、裏面へのタブ線の接続が容易であり、且つ裏面における光反射により光電変換効率の向上が図られた太陽電池セルの実現に有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１  太陽電池セル、２  半導体基板、２ａ  微小凹凸、３  ｎ型不純物拡散層、４  反射防止膜、５  表銀グリッド電極、６  表銀バス電極、７ａ  開口部、７  裏面パッシベーション膜、８  裏銀スパッタリング膜、９  裏アルミニウム電極、１０  Ｐ＋層、１１  半導体基板、１２  受光面側電極、１３  裏面側電極、２１  タブ線、２２  導電性フィルム、２３  タブ付け側セパレータ、３１  導電性フィルム付きアルミニウム箔、３２  アルミニウム箔、３２ａ  開口部、４１  撥液性タブ付け側セパレータ、４２  高光反射膜中間材、４３  高光反射膜、５１  ボロン拡散層。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図１−４】
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【図１−５】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図３−５】
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【図３−６】
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【図３−７】
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【図３−８】
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【図３−９】
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【図３−１０】
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【図３−１１】
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【図３−１２】
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【図３−１３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図４−５】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図７−４】
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【図８−１】
2014112053.tif 000035
【図８−２】
2014112053.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月1日(2016.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池セルは、一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、前記不純物拡散層に電気的に接続して前記半導体基板の一面側に形成された受光面側電極と、アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く、前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成されて、前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層と、前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層であって前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着された導電性フィルムと、を備え、前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散された第２ＢＳＦ層が形成され、前記導電性フィルムが、前記第２ＢＳＦ層に直接貼着されている。
【手続補正２】
【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】
一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、
前記不純物拡散層に電気的に接続して前記半導体基板の一面側に形成された受光面側電極と、
アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く、前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成されて、前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層と、
前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層であって前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着された導電性フィルムと、
を備え、
前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散された第２ＢＳＦ層が形成され、
前記導電性フィルムが、前記第２ＢＳＦ層に直接貼着されていること、
ことを特徴とする太陽電池セル。
【請求項２】
前記光反射層がアルミニウム箔であること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
第１導電型の半導体基板の一面側に第２導電型の不純物拡散層を形成する第１工程と、
アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層を前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成する第２工程と、
前記不純物拡散層に電気的に接続する電極を前記半導体基板の一面側に形成する第３工程と、
前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散された第２ＢＳＦ層を形成する第５工程と、
前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層である導電性フィルムを前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着する第４工程と、
を含み、
前記第４工程では、前記導電性フィルムを前記第２ＢＳＦ層に直接貼着すること、
を特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項４】
第１導電型の半導体基板の一面側に第２導電型の不純物拡散層を形成する第１工程と、
アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層を前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成する第２工程と、
前記不純物拡散層に電気的に接続する電極を前記半導体基板の一面側に形成する第３工程と、
前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層である導電性フィルムを前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着する第４工程と、
を含み、
前記導電性フィルムにおける前記半導体基板の他面側へ貼着された面と反対側の面に、撥液性を有する撥液性タブ付け側セパレータを備え、
前記導電性フィルムを前記半導体基板の他面側へ貼着した後に、前記光反射層となる液体の中間材を前記半導体基板の他面側に塗布し、前記中間材を固化させることにより前記光反射層を形成すること、
を特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項５】
前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散された第２ＢＳＦ層を形成する工程を有し、
前記第４工程では、前記導電性フィルムを前記第２ＢＳＦ層に直接貼着すること、
を特徴とする請求項４に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項６】
アルミニウム箔に設けられた開口部を覆って前記導電性フィルムが前記アルミニウム箔の片面に貼着された導電性フィルム付きアルミニウム箔を、前記導電性フィルムが外側になる状態で前記半導体基板の他面側の表層に貼着することにより前記光反射層を形成すること、
を特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項７】
前記導電性フィルムにおける前記半導体基板の他面側へ貼着された面と反対側の面に、撥液性を有する撥液性タブ付け側セパレータを備え、
前記導電性フィルムを前記半導体基板の他面側へ貼着した後に、前記光反射層となる液体の中間材を前記半導体基板の他面側に塗布し、前記中間材を固化させることにより前記光反射層を形成すること、
を特徴とする請求項３または６に記載の太陽電池セルの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月6日(2016.9.6)
【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】
一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、
前記不純物拡散層に電気的に接続して前記半導体基板の一面側に形成された受光面側電極と、
アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く、前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成されて、前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層と、
前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層であって前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着された導電性フィルムと、
を備え、
前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散されたＢＳＦ層が形成され、
前記導電性フィルムが、前記ＢＳＦ層に直接貼着されていること、
を特徴とする太陽電池セル。
【請求項２】
前記光反射層がアルミニウム箔であること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
第１導電型の半導体基板の一面側に第２導電型の不純物拡散層を形成する第１工程と、
前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散されたＢＳＦ層を形成する第２工程と、
アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層を前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成する第３工程と、
前記不純物拡散層に電気的に接続する電極を前記半導体基板の一面側に形成する第４工程と、
前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層である導電性フィルムを前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着する第５工程と、
を含み、
前記第５工程では、前記導電性フィルムを前記ＢＳＦ層に直接貼着すること、
を特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項４】
アルミニウム箔に設けられた開口部を覆って前記導電性フィルムが前記アルミニウム箔の片面に貼着された導電性フィルム付きアルミニウム箔を、前記導電性フィルムが外側になる状態で前記半導体基板の他面側の表層に貼着することにより前記光反射層を形成すること、
を特徴とする請求項３に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項５】
第１導電型の半導体基板の一面側に第２導電型の不純物拡散層を形成する第１工程と、
アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層を前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成する第２工程と、
前記不純物拡散層に電気的に接続する電極を前記半導体基板の一面側に形成する第３工程と、
前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層である導電性フィルムを前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着する第４工程と、
を含み、
前記導電性フィルムにおける前記半導体基板の他面側へ貼着された面と反対側の面に、撥液性を有する撥液性タブ付け側セパレータを備え、
前記導電性フィルムを前記半導体基板の他面側へ貼着した後に、前記光反射層となる液体の中間材を前記半導体基板の他面側に塗布し、前記中間材を固化させることにより前記光反射層を形成すること、
を特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項６】
前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散されたＢＳＦ層を形成する工程を前記第１工程と前記第２工程との間に有し、
前記第４工程では、前記導電性フィルムを前記ＢＳＦ層に直接貼着すること、
を特徴とする請求項５に記載の太陽電池セルの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池セルは、一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、前記不純物拡散層に電気的に接続して前記半導体基板の一面側に形成された受光面側電極と、アルミニウムペーストにより形成されたアルミニウム電極よりも光反射率が高く、前記半導体基板の他面側の一部の領域に形成されて、前記半導体基板の一面側から前記半導体基板内を透過した光を反射する光反射層と、前記半導体基板の他面側と他の太陽電池セルとを電気的に接続するタブ線を接続するための接続層であって前記半導体基板の他面側における前記光反射層を除いた領域上に貼着された導電性フィルムと、を備え、前記半導体基板の他面側の全面の表層に第１導電型の不純物が前記半導体基板よりも高い濃度で拡散されたＢＳＦ層が形成され、前記導電性フィルムが、前記ＢＳＦ層に直接貼着されている。
【国際調査報告】
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2014112053.tif 000038
2014112053.tif 000039
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