(57)【要約】【課題】薄いシリコン半導体基板を用いた場合であっても、後工程等で割れが発生しにくい太陽電池セルを提供すること。【解決手段】シリコン半導体基板と、前記シリコン半導体基板の非受光面側に形成されたアルミニウム電極とを備える太陽電池セルであって、前記アルミニウム電極は、前記シリコン半導体基板の非受光面側へのアルミニウム含有ペーストの塗布、焼成により形成されたアルミニウム焼結層と、前記アルミニウム焼結層上に形成された導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストから形成された導電性有機樹脂層とからなるもの。【選択図】図１
2008004574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン半導体基板と、前記シリコン半導体基板の非受光面側に形成されたアルミニウム電極とを備える太陽電池セルであって、
前記アルミニウム電極は、前記シリコン半導体基板の非受光面側へのアルミニウム含有ペーストの塗布、焼成により形成されたアルミニウム焼結層と、前記アルミニウム焼結層上に形成された導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストから形成された導電性有機樹脂層とからなることを特徴とする太陽電池セル。
【請求項２】
前記導電性有機樹脂層は電気抵抗率が１×１０−５Ω・ｃｍ以下であり、前記導電性有機樹脂層上にはさらに保護フィルムが設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記導電性有機樹脂層および前記保護フィルムは、予め前記保護フィルム上に前記導電性有機樹脂層が形成されたシート状積層体を前記アルミニウム焼結層上に積層することにより形成されたものであることを特徴とする請求項２記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記シリコン半導体基板の厚さが２００μｍ以下であり、前記アルミニウム焼結層の厚みが前記シリコン半導体基板の厚さの２０％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の太陽電池セル。
【請求項５】
シリコン半導体基板上にアルミニウム含有ペースト塗布した後、焼成することによりアルミニウム焼結層を形成する工程と、
保護フィルム上に導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストからなる導電性有機樹脂層が形成されたシート状積層体を前記アルミニウム焼結層上に積層する工程と
を有することを特徴とする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係り、特にシリコン半導体基板の裏面にアルミニウム電極が形成された太陽電池セルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルは、安全で環境負荷の少ないクリーンなエネルギー源としてより広範囲に実用化が望まれている。特に、シリコン半導体基板を用いて構成される太陽電池セルの普及を図るためには、軽量化と低コスト化を進めることが必要とされている。この要求に応じて太陽電池セルの厚みを薄くするための研究開発が重ねられている。
【０００３】
図５は、一般的な太陽電池セル１０１の断面構造を模式的に示す図である。図５に示すように、シリコン半導体基板１０２は、ｐ型シリコン半導体基板１０３の受光面側にｎ型不純物層１０４が形成され、このｎ型不純物層１０４上に反射防止膜１０６およびグリッド電極１０７が形成されている。
【０００４】
一方、シリコン半導体基板１０２の裏面側には、裏面電極としてのアルミニウム電極１０８が形成されている。アルミニウム電極１０８は、シリコン半導体基板１０２側から順に、アルミニウムシリコン混合層１０９、アルミニウム層１１０が形成されている。
【０００５】
一般に、アルミニウム電極１０８は、ｐ型シリコン半導体基板１０３の裏面にアルミニウム含有ペーストを塗布して焼成することにより形成されている。また、この焼成により、アルミニウム含有ペーストからｐ型シリコン半導体基板１０３へとアルミニウムが拡散し、ｐ＋層（またはｐ＋＋層）１０５が形成される。
【０００６】
このｐ＋層１０５が存在することによって、いわゆるＢＳＦ(Back Surface Field)の効果が得られ、ｐ型半導体基板１０３内で生成したキャリアの収集効率を高めることができる。すなわち、ｐ型シリコン半導体基板１０３内で生成した少数キャリアのうち、裏面電極に向かうキャリアは、ｐ＋層１０５が内部電界を形成し障壁となることによって表面方向に反発され、表面電極で光電流として有効に収集され、結果として光起電力と光電流が増加して変換効率が向上する。
【０００７】
このような太陽電池セル１０１は、例えばその複数個を配線を用いて直列に接続した後、その全体を受光面側と裏面側とからそれぞれ光透性基板と裏面シートとによって挟持し、それらの平面方向の周囲をモジュール枠によって固定することで太陽電池モジュールとされている。
【０００８】
このような太陽電池セル１０１におけるアルミニウム電極１０８は、上記したようにｐ型シリコン半導体基板１０３の裏面上にアルミニウム含有ペーストをスクリーン印刷法によって塗布し、さらに酸化性雰囲気中で焼成することにより形成されている。この際、所望のＢＳＦ効果を得るためには、アルミニウム含有ペーストを厚く塗布して焼成する必要がある。
【０００９】
しかし、アルミニウム含有ペーストを厚く塗布した場合、アルミニウム電極１０８が厚くなる。このため、太陽電池セル１０１を軽量化するためにシリコン半導体基板１０２を薄くした場合、シリコン半導体基板１０２の厚みに対するアルミニウム電極１０８の厚みの比率が大きくなる。
【００１０】
その結果、アルミニウム電極１０８を形成するための焼成後に常温へと冷却した際、アルミニウムまたはアルミニウムシリコン合金とシリコンとの間の熱膨張係数の差に起因して内部応力が発生し、シリコン半導体基板１０２に反りが発生し、太陽電池モジュールを製造するための後工程等で割れ易くなる。
【００１１】
このような課題を解決するために、いくつかの方法が提案されている。例えば、シリコン半導体基板上に裏面電極を形成した後、この裏面電極の表面を厚み方向に一部エッチングする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この方法では製造プロセスが複雑になるという課題がある。
【００１２】
また、例えば、シリコン半導体基板の裏面全体にアルミニウム含有ペーストを薄く塗布し、その上から厚くしたい部分に再度アルミニウム含有ペーストを塗布した後、焼成することにより、２種以上の厚みで裏面電極を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、シリコン半導体基板の裏面に裏面電極を格子状に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。また、シリコン半導体基板の裏面に裏面電極を厚みの異なるストライプ状に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。さらに、シリコン半導体基板の裏面に裏面電極を矩形状に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。しかし、これらのいずれの方法によってもＢＳＦ効果をもたらすｐ＋層の形成が不均一になり、変換効率が低下するという課題がある。
【特許文献１】特開２００２−３５３４７６号公報
【特許文献２】特開２００２−２１７４３５号公報
【特許文献３】特開２００２−１４１５３３号公報
【特許文献４】特開２００２−１４１５３４号公報
【特許文献５】特開２００２−１４１５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記したように、太陽電池セルにおいては、一般にシリコン半導体基板の厚みを薄くすると反りが発生しやすく、後工程で割れ易くなるという課題がある。また、割れの原因となる反りの発生を抑制するために各種方法が提案されているが、いずれも製造プロセスが複雑になったり、ＢＳＦ効果をもたらすｐ＋層の形成が不均一となったりするため、必ずしも変換効率が十分でないという課題がある。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、薄いシリコン半導体基板を用いた場合であっても、後工程等でのシリコン半導体基板における割れを抑制することができる太陽電池セルおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の太陽電池セルは、シリコン半導体基板と、前記シリコン半導体基板の非受光面側に形成されたアルミニウム電極とを備える太陽電池セルであって、前記アルミニウム電極は、前記シリコン半導体基板の非受光面側へのアルミニウム含有ペーストの塗布、焼成により形成されたアルミニウム焼結層と、前記アルミニウム焼結層上に形成された導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストから形成された導電性有機樹脂層とからなることを特徴とするものである。
【００１６】
前記導電性有機樹脂層の電気抵抗率は１×１０−５Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、前記導電性有機樹脂層上にはさらに保護フィルムが設けられていることが好ましい。
【００１７】
前記導電性有機樹脂層および前記保護フィルムは、予め前記保護フィルム上に前記導電性有機樹脂層が形成されたシート状積層体を前記アルミニウム焼結層上に積層することにより形成されたものであることが好ましい。
【００１８】
前記シリコン半導体基板の厚さは２００μｍ以下であることが好ましく、前記アルミニウム焼結層の厚さは前記シリコン半導体基板の厚さの２０％以下であることが好ましい。
【００１９】
本発明の太陽電池セルの製造方法は、シリコン半導体基板上にアルミニウム含有ペースト塗布した後、焼成することによりアルミニウム焼結層を形成する工程と、保護フィルム上に導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストからなる導電性有機樹脂層が形成されたシート状積層体を前記アルミニウム焼結層上に積層する工程とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の太陽電池セルによれば、シリコン半導体基板上に形成されるアルミニウム電極を、アルミニウム含有ペーストを焼成してなるアルミニウム焼結層と、導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストからなる導電性有機樹脂層とからなるものとすることで、導電性有機樹脂層によってシリコン半導体基板を強化することができ、後工程等におけるシリコン半導体基板の割れを有効に抑制することができる。また、導電性有機樹脂層によってシリコン半導体基板を強化できるため、より薄いシリコン半導体基板を用いることができるようになり、太陽電池セルを薄型化、軽量化することができる。
【００２１】
また、本発明の太陽電池セルの製造方法によれば、シリコン半導体基板上にアルミニウム含有ペースト塗布した後、焼成することによりアルミニウム焼結層を形成する工程と、保護フィルム上に導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストからなる導電性有機樹脂層が形成されたシート状積層体を前記アルミニウム焼結層上に積層する工程とを有するものとすることで、シリコン半導体基板の割れが抑制され、また薄型化、軽量化も可能な太陽電池セルを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の太陽電池セル１の一例を示す断面図である。図１に示すように、シリコン半導体基板２は、ｐ型シリコン半導体基板３の受光面側にｎ型不純物層４が形成され、裏面側（非受光面側）にｐ＋層（またはｐ＋＋層）５が形成されたものである。このシリコン半導体基板２の受光面側には、反射防止膜６およびグリッド電極７が形成されている。
【００２３】
一方、シリコン半導体基板２の裏面側には、アルミニウム焼結層８が形成されている。このアルミニウム焼結層８は、シリコン半導体基板２側から順に、アルミニウムシリコン混合層９、アルミニウム層１０となっている。また、アルミニウム焼結層８上には、導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストからなる導電性有機樹脂層１１が形成されている。ここで、アルミニウム焼結層８とこの導電性有機樹脂層１１とからなるものが、本発明におけるアルミニウム電極１２である。
【００２４】
本発明の太陽電池セル１では、このような導電性有機樹脂層１１を設けることで、この導電性有機樹脂層１１を電極として用いることができると共に、シリコン半導体基板２を強化するものとして用いることができる。このため、太陽電池モジュールを製造するための後工程等で太陽電池セル１のシリコン半導体基板２に過度な応力が加わった場合でも、シリコン半導体基板２の割れを抑制することができる。
【００２５】
特に、太陽電池セル１を軽量化するためにシリコン半導体基板２を例えば厚さ２００μｍ以下に薄型化した場合、アルミニウム焼結層８を形成する際にシリコン半導体基板２に大きな反りが発生しやすく、後工程等で割れやすくなるが、このような導電性有機樹脂層１１を設けることで、後工程等でのシリコン半導体基板２における割れを有効に抑制することができる。
【００２６】
本発明の太陽電池セル１では、図２に示すように、導電性有機樹脂層１１上にさらに有機樹脂系のフィルムからなる保護フィルム１３を設けることが好ましい。このような保護フィルム１３を設けることで、さらにシリコン半導体基板２を強化することができる。このため、太陽電池モジュールを製造するための後工程等で太陽電池セル１のシリコン半導体基板２に過度な応力が加わった場合でも、シリコン半導体基板２の割れをさらに有効に抑制することができる。
【００２７】
なお、図２に示す太陽電池セル１では、導電性有機樹脂層１１の略全面に保護フィルム１３を設けているが、太陽電池モジュールを製造するための他の太陽電池セルとの配線による接続等のために、保護フィルム１３の一部に厚さ方向に貫通する貫通孔を設けてもよい。
【００２８】
本発明に用いられるシリコン半導体基板２は、太陽電池セル１の薄型化、軽量化の観点から、厚さが２００μｍ以下であることが好ましい。シリコン半導体基板２がこのような薄いものの場合、特にアルミニウム焼結層８を形成する際に、大きな反りが発生しやすく、後工程等で割れやすくなる。しかし、このようなものに導電性有機樹脂層１１、さらには保護フィルム１３を設けることで、後工程等での割れをより有効に抑制することができる。
【００２９】
シリコン半導体基板２としては非結晶系または結晶系のシリコンを適用することができるが、結晶系のシリコンを適用することが好ましい。結晶系のシリコンとしては、単結晶系または多結晶系のいずれであってもよい。シリコン半導体基板２の受光面側には、太陽電池セル１の発電効率を高めるために、テクスチャ構造が形成されていてもよい。
【００３０】
シリコン半導体基板２におけるｐ＋層５の厚さは６μｍ以上であることが好ましい。ｐ＋層５の厚さが６μｍ未満であると、ＢＳＦ効果が著しく低下する。ｐ＋層５の厚さの上限値は、シリコン半導体基板２に発生する反り等の要因にならない限り必ずしも限定されるものではないが、４０μｍ程度とすることが好ましい。
【００３１】
また、ｐ＋層５の表面抵抗は１２Ω／□以下であることが好ましい。ｐ＋層５の表面抵抗が１２Ω／□を超えると、ＢＳＦ効果が著しく低下する。ｐ＋層５の表面抵抗の下限値は必ずしも限定されるものではないが、１．０Ω／□程度であれば十分である。
【００３２】
シリコン半導体基板２の裏面側に形成されるアルミニウム焼結層８の厚さは、シリコン半導体基板２（ｐ型シリコン半導体基板３、ｎ型不純物層４およびｐ＋層５）全体の厚さに対して２０％以下であることが好ましい（（アルミニウム焼結層８の厚さ／シリコン半導体基板２の厚さ）×１００≦２０［％］）。
【００３３】
アルミニウム焼結層８の厚さが上記厚さの比を超える場合、シリコン半導体基板２の裏面側にアルミニウム焼結層８を形成する際に、シリコン半導体基板２に大きな反りが発生し、シリコン半導体基板２が割れやすいものとなる。特に、シリコン半導体基板２の厚さが２００μｍ以下といった薄いものの場合、このようなことが顕著となる。本発明では、アルミニウム焼結層８の厚さをシリコン半導体基板２の厚さの２０％以下とすることで、シリコン半導体基板２の厚さが２００μｍ以下であっても、その反りの発生を少なくし、割れにくいものとすることができる。
【００３４】
アルミニウム焼結層８上に形成される導電性有機樹脂層１１は、導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストからなるものである。具体的には、導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストを乾燥させ、加熱により融着あるいは硬化させることにより形成されるものである。
【００３５】
導電性有機樹脂層１１の厚さは必ずしも限定されるものではないが、保護フィルム１３を設けない場合、後工程等でのシリコン半導体基板２の割れを有効に抑制する観点から、１０μｍ以上とすることが好ましい。また、厚さの上限値は、軽量化や薄型化の観点から、５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００３６】
また、保護フィルム１３を設ける場合は、主として保護フィルム１３によってシリコン半導体基板２が強化され、後工程等での割れが抑制されることから、導電性有機樹脂層１１の厚さは上記したような保護フィルム１３を設けないものより薄くてもよく、５μｍ以上とすればよい。また、厚さの上限値は、軽量化や薄型化の観点から、３０μｍ以下とすることが好ましい。
【００３７】
また、導電性有機樹脂層１１はシリコン半導体基板２の強化、あるいは、シリコン半導体基板２（アルミニウム焼結層８）上への保護フィルム１３の接着の役割の他に、電極としての役割も兼ねるものであることから、その電気抵抗率はできるだけ小さいことが好ましく、１×１０−５Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。また、配線の接続等をはじめとする後工程等における熱的安定性の観点から、導電性有機樹脂層１１はガラス転移温度が２００℃以上であることが好ましい。
【００３８】
導電性有機樹脂層１１を構成する有機樹脂、すなわち導電性ペーストを構成する有機樹脂は、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂である。熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂としては、必ずしも限定されるものではなく、公知の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が用いられる。
【００３９】
具体的な熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の例としては、例えばエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルホルマール、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンオキシド、ポリブチレンテレフタレート、強化ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン等が挙げられる。これらの樹脂は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
導電性粒子としては、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、アルミニウム粉末等の金属粉末が挙げられる。これらの中でも、軽量性、耐食性に優れ、かつ電気伝導性が良好であることから、アルミニウム粉末が好適なものとして挙げられる。また、導電性粒子の含有量は、導電性有機樹脂層１１の全体中、７０重量％以上であることが好ましい。導電性有機樹脂層１１中の導電性粒子の含有量が上記含有量未満であると、導電性有機樹脂層１１の電気抵抗率が上記したような電気抵抗率とならないおそれがあるため好ましくない。
【００４１】
また、保護フィルム１３は、公知の有機樹脂フィルムであればよく、例えば、ポリイミドフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム等が挙げられる。これらの中でも耐熱性の観点から、ポリイミドフィルムが好適なものとして挙げられる。
【００４２】
保護フィルム１３の厚さは必ずしも限定されるものではないが、後工程等でのシリコン半導体基板２の割れをより有効に抑制する観点から、１０μｍ以上とすることが好ましい。また、太陽電池セル１全体の厚さや重量の増加を抑制する観点から、保護フィルム１３の厚さは５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】
次に、本発明の太陽電池セル１の製造方法について説明する。まず、引き上げ法により製造される単結晶シリコン基板あるいは鋳造法により製造される多結晶シリコン基板を用意する。このような単結晶シリコン基板あるいは多結晶シリコン基板としては、上記したような厚さが２００μｍ以下のものが好適に用いられる。そして、このシリコン基板がｐ型である場合、このｐ型シリコン基板３にｐｎ接合を形成するためのｎ型不純物層４を形成する。
【００４４】
さらに、このｎ型不純物層４が形成されたｐ型シリコン基板３の裏面側（ｐ型シリコン基板３側）の全面にスクリーン印刷法を用いて、アルミニウム含有ペーストを塗布してアルミニウム含有ペースト層を形成する。
【００４５】
この際、後述する焼成により発生するｐ型シリコン基板３等における反りを抑制するため、所定のＢＳＦ効果が得られる程度のｐ＋層５を形成できる範囲内で、アルミニウム含有ペースト層は極力薄く形成することが好ましい。具体的には、上記したように、最終的に得られるシリコン半導体基板２（ｐ型シリコン半導体基板３、ｎ型不純物層４およびｐ＋層５）全体の厚さに対してアルミニウム焼結層８の厚さが２０％以下となるように、アルミニウム含有ペースト層の厚さを調整することが好ましい。
【００４６】
アルミニウム含有ペーストの組成は必ずしも限定されるものではないが、少なくともアルミニウム粉末を含むものであって、その他にガラスフリット、有機ビヒクル等を含むものである。アルミニウム粉末としては、平均粒径が２〜２０μｍであるものが好適に用いられ、このようなものとしては市販のアトマイズ粉末が好適に用いられる。
【００４７】
一方、ｐ型シリコン基板３の受光面側には、スクリーン印刷法を用いて銀ペーストを印刷、乾燥し、銀ペースト層を形成する。
【００４８】
その後、この受光面側、裏面側のそれぞれに銀ペースト層、アルミニウムペースト層が形成されたものを一括して焼成する。この焼成により、アルミニウム含有ペースト層中のアルミニウムが不純物としてｐ型シリコン基板３中に拡散し、高濃度の不純物を含んだｐ＋層５がｐ型シリコン基板３の裏面側に形成される。また、裏面側のアルミニウムペースト層はアルミニウム焼結層８（アルミニウムシリコン混合層９およびアルミニウム層１０）となる。
【００４９】
焼成温度は６００℃以上８５０℃以下とすることが好ましく、６５０℃以上８００℃以下とすればより好ましい。焼成温度が６００℃未満であるとＢＳＦ効果をもたらすｐ＋層５が十分に形成されないおそれがある。特に、焼成時に発生するｐ型シリコン基板３等における反りを抑制するためアルミニウム含有ペースト層を薄く形成した場合、ｐ＋層５の形成が不十分となりやすい。また、焼成温度が８５０℃を超えると、アルミニウムとシリコンとの熱膨張係数の差が著しく大きくなり、焼成後のｐ型シリコン基板３等における反りが大きくなりやすい。このような焼成では、焼成温度と共に、アルミニウム含有ペースト層の厚さや焼成時の雰囲気等を調整することにより、例えばｐ＋層５の厚さを６μｍ以上することができると共に、ｐ＋層５の表面抵抗を１２Ω／□以下とすることができる。
【００５０】
そして、アルミニウム焼結層８が形成されたシリコン半導体基板２には、そのアルミニウム焼結層８上に導電性有機樹脂層１１、または、導電性有機樹脂層１１および保護フィルム１３を形成する。
【００５１】
導電性有機樹脂層１１を単独で設ける場合には、例えば導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストをアルミニウム焼結層８の略全面に塗布して、乾燥させた後、これを加熱して融着あるいは硬化させることにより、アルミニウム焼結層８上に導電性有機樹脂層１１を設けることができる。
【００５２】
また、導電性有機樹脂層１１と保護フィルム１３とを設ける場合には、以下のようにして行うことができる。まず、図３に示すように、予め保護フィルム１３上に導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストを塗布して、乾燥させることにより、保護フィルム１３上に導電性有機樹脂層１１が形成されたシート状積層体２０を製造する。
【００５３】
その後、アルミニウム焼結層８が形成されたシリコン半導体基板２のアルミニウム焼結層８上に、このシート状積層体２０をその導電性有機樹脂層１１側がアルミニウム焼結層８側となるようにして接触させて配置する。さらに、これらを加熱することにより導電性有機樹脂層１１を融着あるいは硬化させて、アルミニウム焼結層８上に保護フィルム１３を固定する。
【００５４】
保護フィルム１３に厚さ方向の貫通孔を設ける場合には、例えば予め貫通孔が設けられた保護フィルム１３を用いてシート状積層体２０を製造し、これを上記したようにアルミニウム焼結層８が形成されたシリコン半導体基板２上に固定する。
【００５５】
また、例えば貫通孔を有しない保護フィルム１３を用いてシート状積層体２０を製造し、これを上記したようにアルミニウム焼結層８が形成されたシリコン半導体基板２上に固定した後、表面に露出している保護フィルム１３の一部を市販のレーザ加工機等を用いて除去することにより貫通孔を形成してもよい。
【００５６】
導電性有機樹脂層１１を形成するために用いられる導電性ペーストは、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の少なくとも１種に導電性粒子が含有されたものである。また、導電性ペーストには、硬化剤、硬化促進剤、溶剤、その他の添加剤を含有させることができる。
【００５７】
熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂としては、必ずしも限定されるものではなく、公知の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００５８】
具体的な熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の例としては、例えばエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルホルマール、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンオキシド、ポリブチレンテレフタレート、強化ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン等が挙げられる。これらの樹脂は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
また、導電性粒子としては、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、アルミニウム粉末等の金属粉末が挙げられる。これらの中でも、軽量性、耐食性に優れ、かつ電気伝導性が良好であることから、アルミニウム粉末が好適なものとして挙げられる。
【００６０】
導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストは、加熱により融着あるいは硬化させた後の導電性有機樹脂層１１の電気抵抗率が１×１０−５Ω・ｃｍ以下となるように、調整されていることが好ましい。また、導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストは、加熱により融着あるいは硬化させた後の導電性有機樹脂層１１のガラス転移温度が２００℃以上となるように調整されていることが好ましい。
【００６１】
導電性有機樹脂層１１の電気抵抗率を上記範囲とするためには、例えば加熱により融着あるいは硬化させた後の導電性有機樹脂層１１中の導電性粒子の含有量が７０重量％以上となるように、導電性ペーストの組成を調整する。また、加熱により融着あるいは硬化させた後の導電性有機樹脂層１１のガラス転移温度を２００℃以上とするには、例えば硬化後のガラス転移温度が２００℃以上となるような有機樹脂を選択することにより行うことができる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例を参照してさらに詳細に説明する。
【００６３】
（実施例１〜４）
まず、公知の方法により、受光面側にｎ型不純物層４が形成されたｐ型シリコン基板３を用意した。なお、この受光面側にｎ型不純物層４が形成されたｐ型シリコン基板３は、大きさが５インチ（１２７ｍｍ）×５インチ（１２７ｍｍ）であり、厚みが表１に示すような厚さを有するものである。
【００６４】
そして、ｐ型シリコン基板３の裏面側に１８０メッシュのスクリーン印刷板を用いてアルミニウム含有ペーストを塗布、乾燥した後、焼成して、ｐ型シリコン基板３の裏面側にアルミニウム焼結層８（アルミニウムシリコン混合層９およびアルミニウム層１０）を形成した。
【００６５】
ここで、アルミニウム含有ペーストは、アルミニウム粉末を６０〜７５質量％、ガラスフリットを０．３〜５．０質量％、有機ビヒクルを２０〜３０質量％の範囲内で含有するものを用いた。具体的には、エチルセルロースをグリコールエーテル系有機溶剤に溶解した有機ビヒクルに、アルミニウム粉末とＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＰｂＯ系のガラスフリットを加え、周知の混合機にて混合することによりアルミニウム含有ペーストとしたものである。アルミニウム含有ペーストを塗布する厚さは、焼成により得られるアルミニウム焼結層８の厚さが表１に示すような厚さとなるように塗布する厚さを調整した。また、焼成は、赤外線焼成炉にて、４００℃／分の昇温速度で加熱し、７１０〜７２０℃の温度で３０秒間保持する条件で行った。
【００６６】
このようにしてアルミニウム焼結層８が形成されたｐ型シリコン基板について、実際に断面を光学顕微鏡で観察して、アルミニウム焼結層８の厚さを１０箇所測定した。アルミニウム焼結層８の厚さの平均値を表１の「アルミニウム焼結層の厚さ」の欄に示す。
【００６７】
また、このアルミニウム焼結層８が形成されたｐ型シリコン基板３について、ｐ＋層５の表面抵抗の測定を行った。まず、アルミニウム焼結層８が形成されたｐ型シリコン基板３を塩酸水溶液に浸漬することによって、アルミニウム焼結層８を溶解除去した。そして、ｐ＋層５が形成されたｐ型シリコン基板３の表面抵抗を４端子式表面抵抗測定器（ナプソン社製ＲＧ−５型シート抵抗測定器）を用いて測定した。測定条件は電圧を４０ｍＶ、電流を１ｍＡ、表面に与えられる荷重を２００ｇｆ（１．９６Ｎ）とした。表面抵抗の測定値を表１の「表面抵抗」の欄に示す。
【００６８】
次に、保護フィルム１３として、大きさが上記ｐ型シリコン基板３と略同様であり、厚さが２５μｍのポリイミドフィルムを用意した。この保護フィルム１３の一方の主面上に導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストを塗布、乾燥し、図３に示すような保護フィルム１３上に導電性有機樹脂層１１が形成されたシート状積層体２０を得た。
【００６９】
なお、導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストとしては、アルミニウム粉末を８０〜９５質量％、イミド変性エポキシ樹脂組成物を５〜１５質量％、溶剤を５〜１０質量％の範囲内で配合、混合したものを用いた。なお、この導電性ペーストは、硬化後の電気抵抗率が９×１０−６Ω・ｃｍ、ガラス転移温度が２１０℃（ＤＭＡ法）となるものである。また、この導電性ペーストを塗布する厚さは、ｐ型シリコン基板３のアルミニウム焼結層８上に接着させた後の厚さが２０μｍとなるように、調整した。
【００７０】
そして、上記したようにして製造されたアルミニウム焼結層８を有するｐ型シリコン基板３のアルミニウム焼結層８上に、シート状積層体２０をその導電性有機樹脂層１１側がアルミニウム焼結層８側となるように配置した。さらに、これらを１７０℃で熱処理して、図２に示すようなアルミニウム焼結層８上に導電性有機樹脂層１１、保護フィルム１３が順に設けられた太陽電池セル１を製造した。
【００７１】
（実施例３、４）
実施例１、２と同様にして、アルミニウム焼結層８が形成されたｐ型シリコン基板３を製造し、アルミニウム焼結層８の厚さおよびｐ＋層５の表面抵抗の各測定を行った。また、同様にして製造されたアルミニウム焼結層８を有するｐ型シリコン基板３のアルミニウム焼結層８の全面に、実施例１、２で用いたものと同様な導電性粒子と有機樹脂とを含有する導電性ペーストを塗布し、１７０℃で熱処理することにより硬化させ、図１に示すようなアルミニウム焼結層８上に導電性有機樹脂層１１が形成された太陽電池セル１を製造した。
【００７２】
（比較例１〜５）
ｐ型シリコン基板として表１に示すような厚さのものを用い、アルミニウム焼結層の厚さが表１に示すような厚さとなるようにしたこと以外は、上記実施例と同様にしてアルミニウム焼結層を有するｐ型シリコン基板を製造し、これを太陽電池セルとした。そして、この太陽電池セルについて、アルミニウム焼結層の厚さ、ｐ＋層の表面抵抗の各測定を行った。なお、ここで製造した太陽電池セルは、実施例で設けたような導電性有機樹脂層および保護フィルムのいずれも設けていないものである。
【００７３】
次に、実施例および比較例の太陽電池セルについて、反り量の測定および割れやすさを評価した。
【００７４】
反り量の測定は、例えば図４に示すように、実施例の太陽電池セル１については導電性有機樹脂層１１（実施例３、４）または保護フィルム１３（実施例１、２）が露出している側を上にして、太陽電池セル１の四隅の一端を矢印で示すように押さえて、その対角に位置する一端の浮き上がり量ｘ（基板の厚みを含む）を測定した。また、このような導電性有機樹脂層や保護フィルムが形成されていない比較例の太陽電池セルについては、アルミニウム焼結層が露出している側を上にして同様に測定を行った。測定結果を表１の「反り」の欄に示す。
【００７５】
また、割れやすさの評価は以下のようにして行った。すなわち、２０個の太陽電池セルを用い、それらの電気的接続等を行い太陽電池モジュールを製造し、その製造工程で割れが発生した太陽電池セルの個数を測定した。結果を表１の「割れ」の欄に示す。なお、表１中、「○」は割れの発生がなかったことを示し、「△」は割れの発生が３個以下であったことを示し、「×」は割れの発生が５個を超えたことを示す。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
表１から明らかなように、比較例の太陽電池セルは全体的に割れの発生が多くなることが認められた。なお、比較例１については、アルミニウム焼結層の厚さが薄いために割れの発生は抑制されているものの、ｐ＋層の表面抵抗が高くなっており、実用的ではないことが認められた。
【００７８】
これに対して導電性有機樹脂層１１を設けた実施例の太陽電池セル１は、いずれも割れの発生が少なくなることが認められた。特に、導電性有機樹脂層１１と共に、保護フィルム１３を設けた実施例１、２の太陽電池セル１は、割れの発生が抑制されていることが認められた。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の太陽電池セルの一例を示す断面図。
【図２】本発明の太陽電池セルの他の例を示す断面図。
【図３】本発明の太陽電池セルの製造方法の一例を示す図。
【図４】反り量の測定方法を模式的に示した図。
【図５】従来の太陽電池セルの一例を示す断面図。
【符号の説明】
【００８０】
１…太陽電池セル、２…シリコン半導体基板、３…ｐ型シリコン半導体基板、４…ｎ型不純物層、５…ｐ＋層、６…反射防止膜、７…グリッド電極、８…アルミニウム焼結層、９…アルミニウムシリコン混合層、１０…アルミニウム層、１１…導電性有機樹脂層、１２…アルミニウム電極、１３…保護フィルム
【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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