(57)【要約】  高い変換効率を有し、電極形成後の基板の反りが小さく、基板と電極との密着強度を向上させた太陽電池素子を提供するために、以下の太陽電池素子とする。表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子において、前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない。または、前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している。
2015030199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子であって、
前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない太陽電池素子。
【請求項２】
前記電極の前記ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化ボロンを４〜１８質量部含有している請求項１に記載の太陽電池素子。
【請求項３】
表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子であって、
前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している太陽電池素子。
【請求項４】
前記電極の前記ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを１６〜２９質量部、酸化テルルを１３〜２５質量部、および酸化ボロンを７〜１３質量部含有している請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項５】
前記電極の前記ガラス成分はさらに酸化鉛を含有しており、該酸化鉛含有ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化鉛を１０〜７２質量部含有している請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項６】
前記電極は、アルミニウムを１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを０．０１〜０．３４質量部または酸化テルルを０．０１〜０．３０質量部含有している請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項７】
表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子の製造方法であって、
前記シリコン基板の前記ｐ型半導体領域の上に、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分において酸化バナジウムの含有量が酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない、アルミニウムを主成分とする粉末および有機ビヒクルを有する導電性ペーストを印刷する印刷工程と、
前記導電性ペーストを焼成して、前記シリコン基板の前記ｐ型半導体領域の上に前記電極を形成する電極形成工程とを有する太陽電池素子の製造方法。
【請求項８】
表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子の製造方法であって、
前記シリコン基板の前記ｐ型半導体領域の上に、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分が、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している、アルミニウムを主成分とする粉末および有機ビヒクルを有する導電性ペーストを印刷する印刷工程と、
前記導電性ペーストを焼成して、前記シリコン基板の前記ｐ型半導体領域の上に前記電極を形成する電極形成工程とを有する太陽電池素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体基板としてシリコン基板を用いた太陽電池素子は、一導電型のシリコン基板の受光面に逆導電型層が設けられたｐｎ接合構造を有している。さらに、太陽電池素子は、ｐ型シリコン領域に対して電気的に接続されるｐ型電極と、ｎ型シリコン領域に対して電気的に接続されるｎ型電極とを有している。【０００３】
上記のｐ型電極としては、アルミニウムを主成分とする電極が知られている。（例えば、特開２００３−２２３８１３号公報、特開２０１２−２１８９８２号公報および特開２０１３−１６８３６９号公報を参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池素子に用いられる電極は、例えば、電極が設けられる半導体基板に対する密着強度が大きいこと、電極形成後の半導体基板の反りの増大が小さいことなどが要求される。しかしながら、これらの電極の特性は、電極が形成される半導体基板の表面形状等の構造による影響を受けやすい。【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、特に、半導体基板に対する電極の密着強度が大きく、電極形成後のシリコン基板の反りの増大が小さい太陽電池素子およびその製造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】
【０００６】
本発明の一態様に係る太陽電池素子は、表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子において、前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない。【０００７】
本発明の上記とは別の態様に係る太陽電池素子は、表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子であって、前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している。【０００８】
また、本発明の一態様に係る太陽電池素子の製造方法は、表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子の製造方法であって、前記シリコン基板の前記ｐ型半導体領域の上に、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分において酸化バナジウムの含有量が酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない、アルミニウムを主成分とする粉末および有機ビヒクルを有する導電性ペーストを印刷する印刷工程と、前記導電性ペーストを焼成して、前記シリコン基板の前記ｐ型半導体領域の上に前記電極を形成する電極形成工程とを有する。【０００９】
本発明の上記とは別の態様に係る太陽電池素子の製造方法は、表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子の製造方法であって、前記シリコン基板の前記ｐ型半導体領域の上に、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、該ガラス成分が、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している、アルミニウムを主成分とする粉末および有機ビヒクルを有する導電性ペーストを印刷する印刷工程と、前記導電性ペーストを焼成して、前記シリコン基板の前記ｐ型半導体領域の上に前記電極を形成する電極形成工程とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成の太陽電池素子およびその製造方法によれば、高い変換効率を維持して、電極形成後のシリコン基板の反りの増大がなく、さらにシリコン基板と電極との密着強度を向上させた太陽電池素子を提供することができる。【００１１】
上記構成の太陽電池素子およびその製造方法によれば、例えば、シリコン基板の電極形成面にテクスチャがある場合、または反射防止層が形成されている場合などにおいて、電極形成面の構造の影響を受けにくく、良好な電極特性を実現可能な太陽電池素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一形態に係る太陽電池素子の一例を受光面側から見た平面図である。
【図２】図２は、本発明の一形態に係る太陽電池素子の一例を非受光面側から見た平面図である。
【図３】図３は、図１においてＫ−Ｋ線の一点鎖線部分で切断した部位の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は模式的に示しているので、各図における構成要素のサイズおよび位置関係等は適宜変更し得る。
【００１４】
＜導電性ペースト＞
本実施形態の太陽電池素子に用いる電極用の導電性ペーストは、例えば、アルミニウムを主成分とするアルミニウム粉末と、少なくとも酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分と、有機ビヒクルとを有している。そして、ガラス成分においては、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない。また、この導電性ペーストのガラス成分は、ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有していてもよい。
【００１５】
アルミニウム粉末は、高純度のアルミニウムを主成分とするか、またはアルミニウムを主成分とする合金を主成分とする金属粉末である。ここで、「主成分」とは、金属粉末全体に対して５０質量％以上存在する場合をいうものとし、以下の「主成分」についても同様に定義されるものとする。
【００１６】
アルミニウム粉末の形状は、特に制限はないが、球状またはフレーク状等の粉末を使用できる。また、アルミニウム粉末の粒径は、導電性ペーストの塗布（印刷）条件および焼成条件によって適宜選択される。ただし、平均粒径０．１〜１０μｍ程度の粉末が印刷性および焼成特性の観点から適している。導電性ペーストの総質量に対するアルミニウム粉末の質量は、５０％以上９０％以下であることが好ましい。
【００１７】
アルミニウム粉末に対して、テルル、鉛、バナジウム、ボロン等を含有するガラス粉末を添加する。また、ガラス粉末はテルル、鉛、バナジウム、ボロン等の元素単体もしくはこれらの合金を主成分とする金属粒子または化合物粒子が含まれていてもよい。このガラス粉末は、例えば、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３系の第１ガラスフリット、ＴｅＯ２−Ｖ２Ｏ５系の第２ガラスフリットなどを混合して作製してもよいし、上記成分を混合して作製したガラスを粉砕して作製してもよい。
【００１８】
導電性ペーストの総質量に対するガラス粉末の含有質量は０．０１％以上５％以下であることが好ましい。ガラス粉末の含有質量をこの数値範囲内にすることによって、シリコン基板と電極の電気的、機械的コンタクトが良好になり、電極形成後の基板の反りも小さく抑えられる。
【００１９】
有機ビヒクルは、バインダーとして使用される有機樹脂成分（有機バインダー）を有機溶剤に溶解して得られる。有機バインダーとしては、セルロース系樹脂、アクリル樹脂、またはアルキッド樹脂等が用いられる。また、有機溶剤としては、ターピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が用いられる。
【００２０】
なお、導電性ペーストの副成分として、シリコン粉末、亜鉛粉末などを添加してもよい。シリコン粉末と亜鉛粉末を適量含むことで、電極形成後の基板の反りおよび電極の抵抗などが改善する。
【００２１】
＜太陽電池素子＞
本実施形態の太陽電池素子１０の基本構成について説明する。太陽電池素子１０は、第１主面である裏面１ｂと、裏面１ｂの反対側に位置する第２主面である表面１ａを有している。また、太陽電池素子１０は、例えば、ｐ型半導体領域が最も裏面１ｂ側に位置するとともに、ｎ型半導体領域が最も表面１ａ側に位置するように、ｐ型半導体領域およびｎ型半導体領域が積み重ねられているシリコン基板１を有している。また、太陽電池素子１０は、シリコン基板１のｐ型半導体領域の上に配置された電極をさらに有している。
【００２２】
ここで、上記電極は上記導電性ペーストのガラス成分の質量比がほぼ同一に保たれる。つまり、上記電極は、少なくとも酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない。このように、ガラス成分に酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンが含まれることで、シリコン基板１の裏面にテクスチャおよび反射防止層が形成されている場合など、裏面の状態によらず、良好な電気的特性のｐ型電極が形成できる。また、上記ガラス成分によって反りが小さく、電極とシリコン基板１との密着性が向上した太陽電池素子を作製できる。
【００２３】
また、上記電極は、少なくとも酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分は、ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有しているものでもよい。上記ガラス成分を用いてｐ型電極を形成することによって、特性が良好で反りが小さく、電極とシリコン基板１との密着性が向上した太陽電池素子を作製することができる。
【００２４】
次に、太陽電池素子１０の具体的な例について説明する。シリコン基板１としては、所定のドーパント元素を有して一導電型（例えば、ｐ型）を有する、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板を用いる。シリコン基板１の比抵抗は０．２〜２Ω・ｃｍ程度である。また、シリコン基板１の厚みは、例えば、２５０μｍ以下であるのが好ましく、１５０μｍ以下とするのがさらに好ましい。また、シリコン基板１の形状は、特に限定されるものではない。ただし、平面視で四角形状であれば、製法上および多数の太陽電池素子を配列して太陽電池モジュールを構成する際に、太陽電池素子間の隙間を小さくすることができる等の観点から好適である。
【００２５】
シリコン基板１として、ｐ型のシリコン基板を用いる例を説明する。シリコン基板１がｐ型を有するようにする場合、ドーパント元素としては、例えば、ボロンまたはガリウムを添加するのが好適である。
【００２６】
一導電型層２とｐｎ接合を形成する逆導電型層３は、一導電型層２（シリコン基板１）と逆の導電型を有する層であり、シリコン基板１の表面１ａ側に設けられている。一導電型層２がｐ型の導電型を有する場合であれば、逆導電型層３はｎ型の導電型を有するように形成される。シリコン基板１がｐ型の導電型を有する場合には、逆導電型層３はシリコン基板１における表面１ａ側にリン等のドーパント元素を拡散させることによって形成できる。
【００２７】
反射防止層４は、表面１ａにおける光の反射率を低減させて、シリコン基板１に吸収される光の量を増大させる。そして、光吸収によって生成する電子正孔対を増大させる役割を果たすことで太陽電池の変換効率の向上に寄与する。反射防止層４は、例えば、窒化シリコン膜、酸化チタン膜、酸化シリコン膜もしくは酸化アルミニウム膜、または、それらの積層膜からなる。反射防止層４の屈折率および厚みは、構成する材料によって適宜選択されて、適当な入射光に対して無反射条件を実現できるように設定される。シリコン基板１上に形成する反射防止層４の屈折率は１．８〜２．３程度、厚みは５００〜１２００Å程度が好ましい。また、反射防止層４は、シリコン基板１の界面および粒界でのキャリアの再結合による変換効率の低下を低減する、パッシベーション膜としての効果も有する。
【００２８】
ＢＳＦ（Back-Surface-Field）領域７は、シリコン基板１の裏面１ｂ側に内部電界を形成し、裏面１ｂの近傍でのキャリアの再結合による変換効率の低下を低減させる役割を有する。ＢＳＦ領域７はシリコン基板１の一導電型層２と同一の導電型であるが、一導電型層２が含有する多数キャリアの濃度よりも高い多数キャリア濃度を有している。これは、ＢＳＦ領域７には、一導電型層２にドープされているドーパント元素の濃度よりも高い濃度でドーパント元素が存在することを意味する。ＢＳＦ領域７は、シリコン基板１がｐ型を有するのであれば、例えば、裏面１ｂ側にボロンまたはアルミニウムなどのドーパント元素を拡散させることによって、これらドーパント元素の濃度が１×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度となるように形成されるのが好適である。
【００２９】
図１に示すように、表面電極５は、表面出力取出電極（フィンガー電極）５ａと、表面集電電極（バスバー電極）５ｂとを有する。表面出力取出電極５ａの少なくとも一部は、表面集電電極５ｂと交差している。この表面出力取出電極５ａは、例えば１〜３ｍｍ程度の幅を有している。
【００３０】
一方、表面集電電極５ｂは、その線幅が５０〜２００μｍ程度であり、表面出力取出電極５ａよりも細い。また、表面集電電極５ｂは、互いに１．５〜３ｍｍ程度の間隔を空けて複数設けられている。
【００３１】
表面電極５の厚みは、１０〜４０μｍ程度である。表面電極５は、例えば、銀粉末、ガラスフリット、有機ビヒクル等からなる銀ペーストをスクリーン印刷等によって所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成できる。表面電極５の形成においては、銀ペーストの焼成中に溶融したガラスフリットの成分が、反射防止層４を溶融させ、さらにシリコン基板１の最表面と反応した後に固着して表面電極５を形成する。そして、表面電極５とシリコン基板１との電気的に接続されるとともに、表面電極５とシリコン基板１との機械的な接着強度を保持している。なお、表面電極５は、上述のように形成した下地電極層と、その上にめっき法によって形成した導電層であるめっき電極層とから構成されていてもよい。
【００３２】
裏面電極６は、図２に示すように、裏面出力取出電極６ａと裏面集電電極６ｂとを有する。本実施形態の裏面出力取出電極６ａの厚みは１０〜３０μｍ程度、幅は１．３〜７ｍｍ程度である。裏面出力取出電極６ａは、例えば、上記の銀ペーストを所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成できる。また、裏面集電電極６ｂは、厚みが１５〜５０μｍ程度であり、シリコン基板１の裏面１ｂの裏面出力取出電極６ａの一部を除いた略全面に形成される。この裏面集電電極６ｂは、例えばアルミニウムを主成分とするアルミニウムペーストを所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成できる。
【００３３】
本実施形態において、アルミニウムペーストは、前述のとおり、少なくとも酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない。または、アルミニウムペーストは、少なくとも酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分は、ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している。これにより、裏面集電電極６ｂの形成後のシリコン基板１の反りを抑えた状態で、シリコン基板１と裏面集電電極６ｂとの密着強度を向上させた太陽電池素子１０を提供することができる。アルミニウムペースト中の例えば酸化テルルであるＴｅＯ２は、ガラスのネットワークを形成して、裏面集電電極６ｂの機械的強度の向上に寄与する。また、ＴｅＯ２は酸化鉛であるＰｂＯよりも反応性が高いため、ペースト塗布面にＳｉ３Ｎ４などの窒化膜またはＳｉＯ２などの酸化膜が存在していても、アルミニウムペーストの焼成時にファイヤスルーしやすい（窒化膜および酸化膜と反応したり、窒化膜および酸化膜を溶解させやすい）ので、シリコン基板１と裏面集電電極６ｂとの良好なコンタクトを実現できる。
【００３４】
本実施形態ではアルミニウムペースト中にテルルは酸化物として存在する例を示したが、テルル単体でも融点が約４５０℃と低いことが知られているので、アルミニウムペースト中にテルル粉末として添加しても同様の効果が期待できる。また、バナジウム酸化物であるＶ２Ｏ５は電極の安定化、特に、耐湿性、耐水性向上に寄与する。ボロン酸化物であるＢ２Ｏ３に含まれるＢはシリコン基板１中に拡散した時にアクセプタ（ｐ型ドーパント）として機能するので、特に、ｐ型シリコン領域の上に電極を形成する際にコンタクト抵抗を小さくすることができる。
【００３５】
特に、本実施形態の裏面集電電極６ｂの形成に使用するアルミニウムペーストは、アルミニウムを主成分とし、テルル、鉛、バナジウムおよびボロン等を含む。これにより、太陽電池素子１０の高い変換効率を維持し、電極形成後の基板の反りを増大させない。さらに、シリコン基板１と裏面集電電極６ｂとの密着強度を向上させた太陽電池素子１０を提供することができる。なお、この電極成分として、ボロンおよびバナジウムを含んでいる場合、電極の機械的強度、耐湿性および電気的特性に優れるので好適である。特に、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３系の第１ガラスフリットに、ガラス軟化点の低いＴｅＯ２−Ｖ２Ｏ５系の第２ガラスフリットを添加して使用することで、電極焼成時にガラスフリットがよく広がって、電極の密着強度が向上する。
【００３６】
ここで、太陽電池素子１０の電極の構成成分を特定するためには、まず、太陽電池素子の断面をＳＥＭ(Scanning Electron Microscope)等で観察して、金属成分からなる領域とガラス成分からなる領域とを判別する。そして、これらの各領域において、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro・Analyser）、ＳＥＭ−ＥＤＸ(Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Detector)、ＡＥＳ(Auger Electron Spectroscopy)、ＳＩＭＳ(Secondary Ion Mass Spectrometry)またはＸＰＳ(X-ray Photoelectron Spectroscopy)等の分析手法を使用して、各領域の組成を調べることができる。なお、アルミニウムペーストのガラス成分は、その焼成後の電極においても変化がほとんどなく、ほぼ同一であることを確認している。
【００３７】
また、ガラス成分からなる領域では、テルル、バナジウム、鉛、ボロン等の元素はＴｅＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３等の酸化物として存在している。これらの元素の酸化数はガラス成分領域の一部で一定でない場合もあるが、本実施形態においては、便宜上、化学量論に従った酸化物として存在しているものとしてその組成を換算して求めている。
【００３８】
＜太陽電池素子の製造方法＞
次に、太陽電池素子１０の製造方法について説明する。上述したように、太陽電池素子１０は半導体基板であるシリコン基板１と、このシリコン基板１の一主面上の第１領域に配置された反射防止層４と、シリコン基板１の一主面上の第２領域に配置された、上記の導電性ペーストを焼成してなる電極とを備えている。このように構成された太陽電池素子１０を製造する場合、シリコン基板１の一主面上に反射防止層４を形成する第１工程と、上述した導電性ペーストを反射防止層４上に配置する第２工程と、上述した導電性ペーストを焼成してこの導電性ペーストの下に位置している反射防止層４を除去することによって、反射防止層４をシリコン基板１の第１領域に配置させるとともにシリコン基板１の第２領域に電極を形成する第３工程とを含む。
【００３９】
次に、太陽電池素子１０の具体的な製造方法について説明する。まず、一導電型層２を構成するシリコン基板１を準備する。シリコン基板１が単結晶シリコン基板の場合は、例えばＦＺ（フローティングゾーン）法またはＣＺ（チョクラルスキー）法などによって形成される。シリコン基板１が多結晶シリコン基板の場合は、例えば鋳造法などによって形成される。なお、以下では、ｐ型の多結晶シリコンを用いた例によって説明する。
【００４０】
最初に、例えば鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを作製する。次いで、そのインゴットを例えば２５０μｍ以下の厚みにスライスしてシリコン基板１を作製する。その後、シリコン基板１の切断面の機械的ダメージ層および汚染層を除去するために、表面をＮａＯＨ、ＫＯＨ、またはフッ硝酸などの水溶液でごく微量エッチングするのが望ましい。なお、このエッチング工程後に、ウェットエッチング法またはドライエッチング法を用いて、シリコン基板１の表面に微小な凹凸構造（テクスチャ）を形成するのが望ましい。テクスチャの形成によって、表面１ａにおける光の反射率が低減することで、太陽電池の変換効率が向上する。また、テクスチャの形成方法によっては、上記機械的ダメージ層の除去工程を省略することも可能である。
【００４１】
次に、シリコン基板１における表面１ａ側の表層内にｎ型の逆導電型層３を形成する。逆導電型層３は、ペースト状態にしたＰ２Ｏ５をシリコン基板１の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状態にしたオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を拡散源とした気相熱拡散法、または、リンイオンを直接拡散させるイオン打ち込み法などによって形成される。逆導電型層３は０．１〜１μｍ程度の厚み、４０〜１５０Ω／□程度のシート抵抗に形成される。なお、逆導電型層３の形成方法は、上記方法に限定されるものではなく、例えば薄膜形成技術を用いて、水素化アモルファスシリコン膜または微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを形成してもよい。さらに、シリコン基板１と逆導電型層３との間にｉ型シリコン領域を形成してもよい。
【００４２】
逆導電型層３形成時に、裏面１ｂ側にも逆導電型層が形成された場合には、裏面１ｂ側のみをエッチングして除去して、ｐ型の導電型領域を露出させる。例えば、フッ硝酸溶液にシリコン基板１における裏面１ｂ側のみを浸して逆導電型層３を除去する。その後、逆導電型層３を形成する際に、シリコン基板１の表面に付着した燐ガラスをエッチングして除去する。また、予め裏面１ｂ側に拡散マスクを形成しておき、気相熱拡散法等によって逆導電型層３を形成して、続いて拡散マスクを除去するプロセスによっても、同様の構造を形成することが可能である。
【００４３】
以上により、一導電型層２と逆導電型層３とを備えたシリコン基板１を準備することができる。
【００４４】
次に、反射防止膜である反射防止層４を形成する。反射防止層４は、窒化シリコン、酸化チタン、酸化シリコン、または酸化アルミニウムなどからなる膜を、ＰＥＣＶＤ（plasma enhanced chemical vapor deposition）法、熱ＣＶＤ法、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成される。例えば、窒化シリコン膜からなる反射防止層４をＰＥＣＶＤ法で形成する場合であれば、反応室内を５００℃程度としてシラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを窒素（Ｎ２）で希釈し、グロー放電分解でプラズマ化させて堆積させることで反射防止層４が形成される。
【００４５】
次に、シリコン基板１の裏面１ｂ側に、ＢＳＦ領域７を形成する。製法としては、例えば、三臭化ボロン（ＢＢｒ３）を拡散源とした熱拡散法を用いて温度８００〜１１００℃程度で形成する方法、アルミニウムペーストを印刷法で塗布した後、温度６００〜８５０℃程度で焼成してアルミニウムをシリコン基板１に拡散する方法を用いることができる。アルミニウムペーストを印刷して焼成する方法を用いれば、印刷面だけに所望の拡散領域を形成することができる。さらに、逆導電型層３の形成時に裏面１ｂ側にも形成されているｎ型の逆導電型層を除去せずに、裏面１ｂ側の周辺部のみにレーザー等を用いてｐｎ分離（ｐｎ接合部の連続領域を分離すること）を行うことができる。なお、ＢＳＦ領域７の形成方法は上記方法に限定されるものではなく、例えば薄膜技術を用いて、水素化アモルファスシリコン膜、または微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを形成してもよい。さらに、一導電型層２と第３半導体層４との間にｉ型シリコン領域を形成してもよい。
【００４６】
次に、表面電極５と裏面電極６とを形成する。表面電極５は、銀を主成分とする導電成分と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有する導電性ペーストを用いて作製される。この導電性ペーストを、シリコン基板１の表面１ａに塗布する。その後、最高温度６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって、シリコン基板１上に表面電極５が形成される。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。そして塗布後、好ましくは所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。焼成過程ではファイヤスルーによって、高温下においてガラスフリットと反射防止層４が反応することで表面電極５がシリコン基板１と電気的、機械的に接続される。表面電極５は上述のように形成した下地電極層と、その上にめっき法によって形成しためっき電極層とから構成されていてもよい。
【００４７】
裏面集電電極６ｂは、例えば、少なくとも酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない、アルミニウムを主成分とする粉末と、有機ビヒクルとを含有するアルミニウムペーストを用いて作製される。または、裏面集電電極６ｂは、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分は、ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している、アルミニウムを主成分とする粉末と、有機ビヒクルとを含有するアルミニウムペーストを用いて作製される。このアルミニウムペーストを、裏面出力取出電極６ａを形成する部位の一部を除いて、裏面１ｂのほぼ全面に塗布する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。このように、アルミニウムペーストを塗布した後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる方が作業時にアルミニウムペーストがその他の部分に付着しにくいという観点から好ましい。
【００４８】
そして、本実施形態で用いるアルミニウムペーストは、前述のとおり、例えば、テルル、バナジウム、ボロン等を含有するので、電極形成後の基板の反りを増大させることなく、シリコン基板１と電極との密着強度を向上させた太陽電池素子１０を提供できる。
【００４９】
裏面出力取出電極６ａは、銀を主成分とする金属粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有する銀ペーストを用いて作製される。この銀ペーストを予め決められた形状に塗布する。なお、銀ペーストは、アルミニウムペーストの一部と接する位置に塗布されることで、裏面出力取出電極６ａと裏面集電電極６ｂとの一部が重なって電気的コンタクトを形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。この塗布後、好ましくは所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させる。
【００５０】
そして、シリコン基板１を焼成炉内にて最高温度が６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって、裏面電極６がシリコン基板１の裏面１ｂ側に形成される。裏面出力取出電極６ａと裏面集電電極６ｂはどちらを先に塗布してもよく、また、同時に焼成してもよいし、どちらかを先に塗布・焼成してから、もう一方を塗布・焼成してもよい。
【００５１】
特に、裏面集電電極６ｂを塗布・焼成して形成してから裏面出力取出電極６ａを塗布・焼成する場合には、アルミニウムペーストを用いる。これにより、裏面出力取出電極６ａと裏面集電電極６ｂとの密着強度（剥離強度）が増加させながら、裏面集電電極６ｂ表面の平坦性を保つことができて、裏面出力取出電極６ａの印刷の際、所望の形状を形成しやすいので好適である。
【００５２】
シリコン基板１の表面のテクスチャは、前述のとおり受光面である表面１ａに形成されるが、形成方法によっては、裏面１ｂにも形成される場合がある。特に、前記テクスチャの凹凸の幅が電極中のアルミニウム粒子の径よりも小さい場合は、電極の機械的強度が低下しやすい。よって、本実施形態に用いる導電性ペーストおよび電極は特に有効に用いられる。
【００５３】
反射防止層４として用いられる窒化膜または酸化膜は、シリコン基板１の受光面である表面１ａに形成されるが、製法上、裏面１ｂにも回りこんで、その端部領域に形成される場合がある。本実施形態で用いる導電性ペーストはこのような膜に対しても焼成時のファイヤスルーによって裏面電極６を形成できるので好適である。
【００５４】
＜その他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように、本発明の範囲内で多くの修正および変更が可能である。
【００５５】
例えば、シリコン基板１の裏面１ｂ側にパッシベーション膜を設けてもよい。このパッシベーション膜は、シリコン基板１の裏面１ｂにおいて、キャリアの再結合を低減する役割を有するものである。パッシベーション膜としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化チタンまたは酸化アルミニウムなどが使用できる。パッシベーション膜の厚みは、１００〜２０００Å程度に、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成すればよい。そのため、シリコン基板１の裏面１ｂ側の構造はＰＥＲＣ（Passivated Emitter and Rear Cell）構造またはＰＥＲＬ（Passivated Emitter Rear Locally-diffused）構造に用いられる裏面１ｂ側の構造を用いることができる。本実施形態の導電性ペーストは、このような裏面パッシベーション膜上に導電性ペーストを塗布・焼成して電極を形成する工程にも好適に使用できる。
【００５６】
また、表面集電電極５ｂの長手方向に対して交差する両端部に表面集電電極５ｂと交差する線状の補助電極５ｃを形成してもよい。これにより、表面集電電極５ｂの一部で断線が生じても、抵抗の上昇を低減し、他の表面集電電極５ｂを通して表面出力取出電極５ａに電流を流すことができる。
【００５７】
また、裏面電極６においても表面電極５と同様に、裏面出力取出電極６ａと、裏面出力取出電極６ａと交差する複数の線状の裏面集電電極６ｂとを有する形状であってもよく、下地電極層とめっき電極層よって形成されてもよい。
【００５８】
シリコン基板１の表面電極５形成位置において、逆導電型層３と同じ導電型であり、逆導電型層３より高濃度にドーピングされた領域（選択エミッタ領域）を形成してもよい。この時、選択エミッタ領域は逆導電型層３よりもシート抵抗が低く形成される。選択エミッタ領域のシート抵抗を低く形成することによって、電極とのコンタクト抵抗を低減することができる。選択エミッタ領域は、次のように形成できる。例えば、塗布熱拡散法または気相熱拡散法によって逆導電型層３を形成した後、リンガラスが残存する状態で表面電極５の電極形状に合わせて、シリコン基板１にレーザーを照射する。これにより、リンガラスから逆導電型層３へリンが再拡散することによって、選択エミッタ領域を形成することができる。
【００５９】
また、上述の実施形態では、シリコン基板１としてｐ型シリコン基板を用いた例について説明したが、これに限定されない。例えば、ｎ型シリコン基板を用いて太陽電池素子１０を作製することができる。シリコン基板１としてｎ型シリコン基板を用いた場合、一導電型層２はｎ型、逆導電型層３はｐ型の導電型を有する。ｎ型の一導電型層２のドーパントとしてはリン、ヒ素などを用いることができ、ｐ型の逆導電型層３のドーパントとしてはボロン、アルミニウムなどを用いることができる。また、表面電極５として、アルミニウムを主成分とし、テルル酸化物、鉛酸化物、バナジウム酸化物およびボロン酸化物を含むガラス成分を含む電極を形成する。これにより、高い変換効率を維持して、電極形成後の基板の反りを増大させることなく、基板と電極との密着強度を向上させた太陽電池素子を提供することができる。
【実施例】
【００６０】
以下に、実施例について説明する。なお、参照図面は図１〜３とする。【００６１】
まず、平面形状が１辺１５６ｍｍの正方形状、厚さが約２００μｍ、比抵抗が約１．５Ω・ｃｍの単結晶シリコン基板１を用意した。【００６２】
次に、ＮａＯＨ水溶液に２−プロパノールを添加したエッチング溶液を用いて、ウェットエッチング法によって、シリコン基板１の表面１ａにテクスチャを形成した。【００６３】
そして、ＰＯＣｌ３を拡散源とした気相熱拡散法によって逆導電型層３を形成した。このとき生じた燐ガラスは、フッ酸溶液によるエッチングで除去した。また、レーザー光を用いてｐｎ分離を行った。逆導電型層３のシート抵抗は約７０Ω／□であった。【００６４】
その後、シリコン基板１の表面１ａにＰＥＣＶＤ法によって、反射防止層４となる窒化シリコン膜を形成した。このとき、窒化シリコン膜の一部はシリコン基板１の裏面１ｂの端部に回りこんで形成された。【００６５】
さらに、シリコン基板１の裏面１ｂにアルミニウムペーストを略全面に塗布して、これを焼成してＢＳＦ領域７および裏面集電電極６ｂを形成した。また、シリコン基板１の表面１ａおよび裏面１ｂのそれぞれに銀ペーストを塗布して、これを焼成して表面電極５と裏面出力取出電極６ａとを形成した。【００６６】
裏面集電電極６ｂは、以下のようにして形成した。まず、アルミニウムペーストを、アルミニウム粉末、表１に示す成分のＧＦ−Ａ〜ＧＦ−Ｄのガラスフリットおよび有機ビヒクル等を混合して、表２に示す条件１〜１１の成分比で作製した。【００６７】
表１に示すように、ガラスフリットＧＦ−Ａは、Ｂ２Ｏ３が２０質量部、ＰｂＯが８０質量部であり、その他の成分は実質的に無い。一方、ガラスフリットＧＦ−Ｂは、Ｖ２Ｏ５が４５質量部、ＴｅＯ２が４０質量部を含み、さらにその他の成分として１５質量部含む。また。ガラスフリットＧＦ−Ｃは、Ｖ２Ｏ５が４６質量部、ＴｅＯ２が３６質量部を含み、さらにその他の成分として１８質量部含む。また、ガラスフリットＧＦ−Ｄは、Ｂ２Ｏ３が１４質量部、ＳｉＯ２が４４質量部、Ｂｉ２Ｏ３が２５質量部を含み、その他の成分として１７質量部含む。【００６８】
【表１】
2015030199.tif 000003
【００６９】
【表２】
2015030199.tif 000004
【００７０】
表２に示すように、条件１では、アルミニウム粉末を１００質量部、ガラスフリットＧＦ−Ａを０．２６質量部および有機ビヒクル等を混合してアルミニウムペーストを作製した。また、条件２−６では、アルミニウム粉末を１００質量部、ガラスフリットＧＦ−Ａを０．２６質量部、ガラスフリットＧＦ−Ｂを０．０３〜１．５質量部および有機ビヒクル等を混合してアルミニウムペーストを作製した。また、条件７−８では、アルミニウム粉末を１００質量部、ガラスフリットＧＦ−Ａを０．２６質量部、ガラスフリットＧＦ−Ｃを０．１５〜０．４５質量部および有機ビヒクル等を混合してアルミニウムペーストを作製した。また、条件９では、アルミニウム粉末を１００質量部、ガラスフリットＧＦ−Ａを０．２６質量部、ガラスフリットＧＦ−Ｂを０．０８質量部、ガラスフリットＧＦ−Ｃを０．０８質量部および有機ビヒクル等を混合してアルミニウムペーストを作製した。また、条件１０では、アルミニウム粉末を１００質量部、ガラスフリットＧＦ−Ａを０．１３質量部、ガラスフリットＧＦ−Ｂを０．７５質量部、ガラスフリットＧＦ−Ｄを０．１３質量部および有機ビヒクル等を混合してアルミニウムペーストを作製した。条件１１では、アルミニウム粉末を１００質量部、ガラスフリットＧＦ−Ｂを０．７５質量部、ガラスフリットＧＦ−Ｄを０．２６質量部および有機ビヒクル等を混合してアルミニウムペーストを作製した。【００７１】
表１に示す主なガラス成分の値は、ガラスフリットが１００質量部である場合に、ガラスフリット中に含まれる各金属酸化物成分の質量比である。この質量比はガラス成分中の金属酸化物が全て化学量論組成の特定の酸化物として存在するものとして換算した値であり、以下の説明においても同様とする。すなわち、バナジウムの酸化物（酸化バナジウム）は全てＶ２Ｏ５として存在するものとして換算した。また、テルルの酸化物（酸化テルル）は全てＴｅＯ２で存在するものとして換算した。ボロンの酸化物（酸化ボロン）は全てＢ２Ｏ３で存在するものとして換算した。鉛の酸化物（酸化鉛）は全てＰｂＯで存在するものとして換算した。シリコンの酸化物は全てＳｉＯ２で存在するものとして換算した。ビスマスの酸化物は全てＢｉ２Ｏ３で存在するものとして換算した。【００７２】
その後、これらのアルミニウムペーストをスクリーン印刷法によって、各シリコン基板１の裏面１ｂに塗布した。なお、表１において、ガラスフリットＧＦ−Ｂ、ＧＦ−ＣおよびＧＦ−Ｄにおける「その他」の成分は、Ｐ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＢａＯ、Ａｇ２Ｏなどであり、副次的に添加されたものである。【００７３】
そして、シリコン基板１のピーク温度が約８００℃になるように、３分間アルミニウムペーストを焼成して、シリコン基板１の上に裏面集電電極６ｂを形成した。形成後の裏面集電電極６ｂの成分を表３に示す。【００７４】
【表３】
2015030199.tif 000005
【００７５】
表３は、作製した電極の成分構成比を示した表であり、アルミニウムを１００質量部とした場合に、酸化バナジウム、酸化テルル、酸化ボロンおよび酸化鉛がどれだけ存在したかを示す。上述したように、例えばバナジウムであれば、バナジウム酸化物が全て化学量論組成のＶ２Ｏ５で存在するものとして換算した。他の酸化物も表３に示した酸化物として存在するものとして換算した。【００７６】
そして、作製した太陽電池素子１０の光電変換効率とシリコン基板１の反りとを測定し、裏面集電電極６ｂとシリコン基板１との密着強度を評価するための剥離試験（ピール試験）を行った。ピール試験の結果を裏面集電電極６ｂのガラス成分構成比と併せて表４に示す。なお、表４のガラス成分構成比は、全ガラス成分を１００質量部とした場合、各ガラス成分の質量比を示している。【００７７】
【表４】
2015030199.tif 000006
【００７８】
光電変換効率はＪＩＳ Ｃ ８９１３に基づいて、ＡＭ（Air Mass）１．５および１００ｍＷ／ｃｍ２の照射の条件下にて測定した。その結果、条件２〜１１はいずれも条件１に対して高い光電変換効率を維持していることを確認した。【００７９】
シリコン基板１の反りの測定は、シリコン基板１の表面１ａ側を下にした状態で水平な台の上に載置して、表面１ａの最低点を含む水平面と裏面１ｂの最高点を含む水平面との鉛直方向距離を測定した。その結果、条件１〜１１の反りは２．０〜２．７ｍｍであり、いずれも条件１に比べて反りの大きな変化はなかった。ただし、条件２，３は反りが条件１よりも小さく、２．１ｍｍ以下であった。【００８０】
つまり、本実施例のように、裏面集電電極６ｂにガラス成分１００質量部中に酸化バナジウムを５〜３３質量部含有させても、反りが大きくなることがなかったことが確認できた。【００８１】
ピール試験は、太陽電池素子の周辺部（端部）および面内中央部において、裏面集電電極６ｂ上に、接着強度が異なる３種類の評価用テープを接着して、接着面に対して垂直方向に所定速度でテープを引っ張ることによって、剥離箇所および剥離強度を評価した。また、表４において、「端部」とは太陽電池素子１０の端から３ｍｍ以内の領域で定義されて、「面内」とはそれ以外の領域で定義される部位である。【００８２】
ピール試験で使用した評価用の粘着テープは、テープ１、テープ２、テープ３の順で接着力が大きいものを使用した。ここで、接着力が最も小さいテープ１では、接着力は約１．２Ｎ／ｃｍであった。また、ピール試験結果は０〜３の４段階のレベルで評価した。表４のレベル「３」はいずれのテープでも電極の剥がれが目視で見られなかった。この場合、工程が多少ばらついても電極の剥がれが生じないと予想される。表４のレベル「２」は、テープ２まで電極の剥がれが目視で見られず、太陽電池素子の量産時に求められる電極の密着力を有するレベルである。表４のレベル「１」は、テープ１までは電極の剥がれが目視で見られず、電極密着強度試験の下限であり、不良ではないというレベルである。一方、表４のレベル「０」は、テープ１で電極が剥がれたものであり、不良に相当する。【００８３】
表４に示すように、裏面集電電極６ｂのガラス成分において、酸化バナジウムの含有量が、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない場合（条件２〜５および条件７〜１１）、いずれも電極の剥がれがなく（レベル「１」以上）、ピール試験結果が良好であった。【００８４】
また、裏面集電電極６ｂのガラス成分１００質量部中酸化ボロンを４〜１８質量部含有している条件２〜５および条件７〜１１では、いずれも電極の剥がれがなく（レベル「１」以上）、ピール試験結果が良好であった。【００８５】
また、裏面集電電極６ｂは、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している、条件２〜５および条件７〜１１では、いずれも電極の剥がれがなく（レベル「１」以上）、ピール試験結果が良好であった。【００８６】
また、裏面集電電極６ｂのガラス成分１００質量部中に、酸化鉛を１０〜７２質量部含有している条件２−５および条件７〜１０では、いずれも電極の剥がれがなく（レベル「１」以上）、ピール試験結果が良好であった。また、酸化鉛が実質的に無い場合（条件１１）でも電極の剥がれがなかった。ただし、酸化鉛のガラス成分中の含有量は多すぎるとピール試験の端部での剥がれが生じた。これらの結果から、ガラス成分でピール試験の結果に特に大きく影響を及ぼしているのは、ガラス成分中の酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンの含有量であると思われる。【００８７】
また、裏面集電電極６ｂは、酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを１６〜２９質量部、酸化テルルを１３〜２５質量部、および酸化ボロンを７〜１３質量部含有している、条件３〜４および条件７〜９では、いずれも電極の良好な密着力を示し（レベル「２」以上）、ピール試験結果がきわめて良好であった。【００８８】
さらに、表３からは、裏面集電電極６ｂは、アルミニウムを１００質量部とした場合に、少なくとも酸化バナジウムが０．０１〜０．３４質量部または酸化テルルが０．０１〜０．３０質量部含んでいる、条件２〜５および条件７〜１１では、いずれも電極の剥がれがなく（レベル「１」以上）、ピール試験結果が良好であった。【００８９】
以上の結果によって、裏面集電電極６ｂに少なくとも酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少ない場合の効果を確認することができた。【００９０】
また、同様に、裏面集電電極６ｂに少なくとも酸化バナジウム、酸化テルルおよび酸化ボロンを含むガラス成分を有しており、このガラス成分は、ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、および酸化ボロンを４〜１８質量部含有している場合の効果も確認することができた。
【符号の説明】
【００９１】
１    ：シリコン基板
１ａ  ：表面
１ｂ  ：裏面
２    ：第１半導体層
３    ：第２半導体層
４    ：反射防止層
５    ：表面電極
５ａ  ：表面出力取出電極
５ｂ  ：表面集電電極
５ｃ  ：補助電極
６    ：裏面電極
６ａ  ：裏面出力取出電極
６ｂ  ：裏面集電電極
７    ：ＢＳＦ領域
１０  ：太陽電池素子
【図１】
2015030199.tif 000007
【図２】
2015030199.tif 000008
【図３】
2015030199.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月11日(2016.11.11)
【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】
表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子であって、
前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルル、酸化ボロンおよび酸化鉛を含むガラス成分を有しており、該ガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少なく、前記ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化鉛を１０〜７２質量部含有している太陽電池素子。
【請求項２】
前記電極の前記ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化ボロンを４〜１８質量部含有している請求項１に記載の太陽電池素子。
【請求項３】
表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子であって、
前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルル、酸化ボロンおよび酸化鉛を含むガラス成分を有しており、該ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、酸化ボロンを４〜１８質量部、および酸化鉛を１０〜７２質量部含有している太陽電池素子。
【請求項４】
前記電極の前記ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを１６〜２９質量部、酸化テルルを１３〜２５質量部、および酸化ボロンを７〜１３質量部含有している請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池素子。
【請求項５】
前記電極は、アルミニウムを１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを０．０１〜０．３４質量部または酸化テルルを０．０１〜０．３０質量部含有している請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様に係る太陽電池素子は、表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子であって、前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルル、酸化ボロンおよび酸化鉛を含むガラス成分を有しており、該ガラス成分において、酸化バナジウムの含有量は、酸化テルルの含有量と酸化ボロンの含有量との和よりも少なく、前記ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化鉛を１０〜７２質量部含有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の上記とは別の態様に係る太陽電池素子は、表面にｐ型半導体領域を有するシリコン基板と、前記ｐ型半導体領域の上に配置されたアルミニウムを主成分とする電極とを備えている太陽電池素子であって、前記電極は、酸化バナジウム、酸化テルル、酸化ボロンおよび酸化鉛を含むガラス成分を有しており、該ガラス成分は、該ガラス成分を１００質量部とした場合に、酸化バナジウムを５〜３３質量部、酸化テルルを４〜３０質量部、酸化ボロンを４〜１８質量部、および酸化鉛を１０〜７２質量部含有している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【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】
上記構成の太陽電池素子によれば、高い変換効率を維持して、電極形成後のシリコン基板の反りの増大がなく、さらにシリコン基板と電極との密着強度を向上させた太陽電池素子を提供することができる。
【手続補正７】
【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】
上記構成の太陽電池素子によれば、例えば、シリコン基板の電極形成面にテクスチャがある場合、または反射防止層が形成されている場合などにおいて、電極形成面の構造の影響を受けにくく、良好な電極特性を実現可能な太陽電池素子を提供できる。
【国際調査報告】
2015030199.tif 000010
2015030199.tif 000011
2015030199.tif 000012
2015030199.tif 000013