(57)【要約】  【課題】  素子特性の低下を抑制し、且つ、半導体基板の反りを低減することができる太陽電池素子の製造方法を提供する。  【解決手段】  一主面に導電性ペーストが形成された半導体基板を、４５０℃以上の最高焼成温度で焼成する焼成工程と、前記最高焼成温度からの冷却過程の２５０℃以上の温度領域において、７．５℃／秒以下の冷却速度を所定時間維持する維持工程とを備えて成る太陽電池素子の製造方法とする。【選択図】図３
2008244166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に導電性ペーストが形成された半導体基板を、４５０℃以上の最高焼成温度で焼成する焼成工程と、
前記最高焼成温度からの冷却過程の２５０℃以上の温度領域において、７．５℃／秒以下の冷却速度を所定時間維持する維持工程と、を備えることを特徴とする太陽電池素子の製造方法。
【請求項２】
一主面に導電性ペーストが形成された半導体基板を、４５０℃以上の最高焼成温度で焼成する焼成工程と、
前記焼成工程の後、１０℃／秒以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却する冷却工程と、
前記冷却工程の後、前記半導体基板を２５０℃以上の温度領域で所定時間維持する維持工程と、を備えることを特徴とする太陽電池素子の製造方法。
【請求項３】
前記維持時間が２０秒以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項４】
前記導電性ペーストは、アルミニウムを主成分とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の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の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な太陽電池素子は、次のようにして作製される。
【０００３】
まず、厚み０．２〜０．５ｍｍ程度、大きさ１００〜１５０ｍｍ角程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン等からなるｐ型の半導体基板を準備する。
【０００４】
次に、半導体基板の表面（受光面）側の表面近傍に一定の深さまで逆導電型のｎ型不純物を拡散させて、ｎ型を呈する拡散層を設け、ｐ型の半導体基板との間にｐｎ接合を形成する。
【０００５】
次に、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化チタン膜等からなる反射防止膜が形成される。
【０００６】
そして、太陽電池素子の表面電極および裏面電極は、金属を主成分とする導電性ペーストを塗布して焼成することによって得ることができる。
【０００７】
近年、太陽電池素子のコストダウンを図るべく、シリコン基板の厚みを２００μｍ以下とする薄型化が検討されている。係る薄型化を実現する上での問題点として、シリコン基板を薄くするほど、アルミニウムを主成分とする裏面電極５の集電部５ｂ（アルミニウム電極）との熱膨張差に起因した反りがシリコン基板に生じやすくなるということがある。
【０００８】
すなわち、シリコンの熱膨張率は２．５×１０−６／ｄｅｇであるのに対し、アルミニウムは２３．２５×１０−６／ｄｅｇと、両者は約１０倍程度の差異を有しており、シリコン基板の反りは、アルミニウムペーストをシリコン基板上に印刷し、焼成した後の降温時に、上記熱膨張率の違いに起因して生じるものである。
【０００９】
このような反りが生じると、その後の工程において自動機へのハンドリングミスが生じやすく、太陽電池素子の割れや欠けを発生させ、搬送トラブルにより製造歩留まりを低下させるという問題がある。また、モジュール工程の際に太陽電池素子を平坦な状態にする必要があり、その際に半導体基板に割れが発生したり電気特性および外観上に問題を生じる可能性もある。
【００１０】
係る問題の解決策として、アルミニウムペーストの塗布量を減らしてアルミニウム電極を薄くすることにより、反る力を物理的に軽減する手法が想定される。
【００１１】
しかしながらこの手法ではシリコン基板へのアルミニウムの拡散量が少なくなり、裏面電界領域６が形成されにくく、発電効率が低下するという問題がある。
【００１２】
これに対しては、アルミニウム粉末と、有機ビヒクルと、アルミニウムよりも熱膨張率が小さくかつアルミニウムの融点よりも溶融温度、軟化温度、分解温度のいずれかが高い無機化合物、具体的にはＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などを添加したペーストを用いて、裏面電極を形成する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２３８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述の方法では、シリコン基板の反りを低減することはできるものの、導電性ペーストに添加した無機化合物が焼成後もそのままの形で存在するため、裏面電極の抵抗が大きくなり、素子特性が低下するという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、素子特性の低下を抑制し、且つ、半導体基板の反りを低減することができる太陽電池素子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】
【００１５】
本発明の太陽電池素子の製造方法は、一主面に導電性ペーストが形成された半導体基板を、４５０℃以上の最高焼成温度で焼成する焼成工程と、前記最高焼成温度からの冷却過程の２５０℃以上の温度領域において、７．５℃／秒以下の冷却速度を所定時間維持する維持工程とを備えるものである。
【００１６】
また本発明の太陽電池素子の製造方法は、一主面に導電性ペーストが形成された半導体基板を、４５０℃以上の最高焼成温度で焼成する焼成工程と、前記焼成工程の後、１０℃／秒以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後、前記半導体基板を２５０℃以上の温度領域で所定時間維持する維持工程とを備えるものである。
【００１７】
上記各発明において、前記維持時間が２０秒以上であることが好ましい。また、前記導電性ペーストは、アルミニウムを主成分とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の太陽電池素子の製造方法は、一主面に導電性ペーストが形成された半導体基板を、４５０℃以上の最高焼成温度で焼成する焼成工程と、前記最高焼成温度からの冷却過程の２５０℃以上の温度領域において、７．５℃／秒以下の冷却速度を所定時間維持する維持工程とを備えるものである。
【００１９】
また本発明の太陽電池素子の製造方法は、一主面に導電性ペーストが形成された半導体基板を、４５０℃以上の最高焼成温度で焼成する焼成工程と、前記焼成工程の後、１０℃／秒以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後、前記半導体基板を２５０℃以上の温度領域で所定時間維持する維持工程とを備えるものである。
【００２０】
これらによれば、素子特性の低下を抑制し、且つ、半導体基板の反りが低減された太陽電池素子を得ることが可能となる。
【００２１】
上記各発明において、前記維持時間が２０秒以上であることが好ましく、また、前記導電性ペーストは、アルミニウムを主成分とすることが好ましく、これらによってより効果的に上記目的を奏することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の太陽電池素子の製造方法について詳しく説明する。
【００２３】
≪太陽電池素子≫
図１は本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の製造方法を用いて形成された太陽電池素子を示す断面図であり、図２は、図１に示す太陽電池素子の電極形状の一例を示す平面図であり、（ａ）は受光面側（表面）、（ｂ）は非受光面側（裏面）である。なお、図中、１は半導体基板、２は拡散層、３は反射防止膜、４は表面電極、５は裏面電極、５ａは出力取出部、５ｂは集電部、６は裏面電界領域を示す。
【００２４】
ここで、図１に示す太陽電池素子の作用について簡単に説明する。
【００２５】
太陽電池素子の受光面側である反射防止膜３の側から光が入射すると、主にｐ型半導体である半導体基板１のバルク領域で吸収・光電変換されて電子−正孔対（電子キャリアおよび正孔キャリア）が生成される。この光励起起源の電子キャリアおよび正孔キャリア（光生成キャリア）によって、太陽電池素子の表側に設けられた表面電極４と、裏側に設けられた裏面電極５との間に光起電力を生ずる。
【００２６】
なお、反射防止膜３は反射防止膜となる膜の屈折率と膜厚とによって所望の光波長領域で反射率を低減させて、光生成キャリア量を増大させる役割を果たし、太陽電池素子の光電流密度Ｊｓｃを向上させる。
【００２７】
また、通常、半導体基板であるシリコンに対してｐ型不純物元素として作用するアルミニウムをシリコン基板の裏面に拡散させ、シリコン基板の裏面側表層部にｐ＋領域となった裏面電界領域６を形成する。裏面電界領域６は、ＢＳＦ（Back Surface Field）領域とも呼ばれ、半導体基板１の裏面近くで光生成キャリアによる再結合による効率の低下を防ぐ。そのため半導体基板１の裏面近くで発生した光生成キャリアが、この電界によって加速される結果、電力が有効に取り出されることとなり、特に長波長の光感度が増加する。この結果、光電流密度Ｊｓｃが向上し、またこの裏面電界領域６では少数キャリア（電子）密度が低減されるので、裏面電極５に接する領域でのダイオード電流量（暗電流量）を低減する働きをすることで、開放電圧Ｖｏｃが向上する。
【００２８】
≪太陽電池素子の製造方法≫
次に、上述の構造を有する太陽電池素子を製造する方法について、工程毎に説明する。
【００２９】
＜半導体基板の準備工程＞
半導体基板１は、単結晶又は多結晶シリコンなどから成る。この半導体基板１として半導体シリコンを用いる場合、ボロン（Ｂ）などのｐ型の導電型を呈する半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、比抵抗０．２〜２．０Ω・ｃｍ程度の基板が好適に用いられる。単結晶シリコン基板の場合は引き上げ法などによって形成され、多結晶シリコン基板の場合は鋳造法などによって形成される。多結晶シリコン基板は、大量生産が可能であり製造コスト面で単結晶シリコン基板よりも有利であるので、ここでは多結晶シリコンを用いた例によって説明する。
【００３０】
多結晶シリコンのインゴットは、例えば、鋳造法によって形成され、５００μｍ以下、より好ましくは３５０μｍ以下の厚みにスライスして、１０ｃｍ×１０ｃｍ〜２０ｃｍ×２０ｃｍ程度の大きさに切断され、半導体基板１とする。なお、基板の切断面の機械的ダメージ層や汚染層を清浄化するために表面をＮａＯＨやＫＯＨあるいは、フッ酸やフッ硝酸などでごく微量エッチングすることが望ましい。
【００３１】
その後、ドライエッチング方法やウェットエッチング方法を用いて、シリコン基板の表面に微小な突起を形成するのが望ましい。特に、光入射面となる半導体基板表面側に、ドライエッチング方法やウェットエッチング方法などを用いて、光反射率低減機能を有する凹凸（粗面化）構造を形成するのが好ましい。
【００３２】
＜拡散層の形成工程＞
その後、ｎ型の拡散層２を形成する。ｎ型化ドーピング元素としてはＰ（リン）を用いることが好ましく、シート抵抗が３０〜３００Ω／□程度のｎ＋型とする。これによって上述のｐ型バルク領域との間にｐｎ接合部が形成される。
【００３３】
拡散層２は、ｐ＋イオンを直接拡散させるイオン打ち込み法、ペースト状態にしたＰ２Ｏ５を半導体基板表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法及びガス状態にしたＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）を拡散源とした気相熱拡散法などによって形成される。この拡散層２は０．２〜０．５μｍ程度の深さに形成される。なお、目的とする面とは反対側の面にも拡散領域が形成される場合には、その部分に予め拡散防止膜を形成したり、その部分を後からエッチングして除去すればよい。このとき、この半導体基板１の表面側以外の拡散層２の除去は、半導体基板１の表面側にレジスト膜を塗布し、フッ酸又はフッ酸と硝酸の混合液を用いてエッチング除去した後、レジスト膜を除去することにより行う。また、後述するように、裏面の裏面電界領域６をアルミニウムペーストによって形成する場合は、ｐ型ドープ剤であるアルミニウムを充分な濃度で充分な深さまで拡散させることができるので、既に拡散してあった浅いｎ型拡散層の影響は無視できるようにすることができ、この裏面側に形成されたｎ型拡散層を特に除去する必要はない。
【００３４】
なお、拡散層２の形成方法は上記方法に限定されるものではなく、例えば薄膜技術及び条件を用いて、水素化アモルファスシリコン膜や、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、半導体基板１と拡散層２との間にｉ型シリコン領域（不図示）を形成してもよい。
【００３５】
＜反射防止膜の形成工程＞
次に、反射防止膜３を形成する。反射防止膜３の材料としては、ＳｉＮｘ膜（Ｓｉ3Ｎ4ストイキオメトリを中心にして組成比（ｘ）には幅がある）、ＴｉＯ2膜、ＳｉＯ２膜、ＭｇＯ膜、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ2膜、ＺｎＯ膜などを用いることができる。その厚さは、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する。例えば半導体基板１がシリコン基板である場合、屈折率は１．８〜２．３程度、厚み５００〜１２００Å程度にすればよい。
【００３６】
反射防止膜３の製法としては、ＰＥＣＶＤ法、蒸着法、スパッタ法などを用いて形成する。なお反射防止膜３は、後述するファイヤースルー法で表面電極４を形成しない場合は、表面電極４を形成するために所定のパターンでパターニングしておく。パターニング法としてはレジストなどマスクを用いたエッチング法（ウェットあるいはドライ）や、反射防止膜３形成時にマスクを予め形成しておき、反射防止膜３形成後にこれを除去する方法を用いることができる。一方、反射防止膜３の上に表面電極４の導電性ペーストを直接塗布し焼き付けることによって表面電極４と拡散層２を電気的に接触させる、いわゆるファイヤースルー法を用いる場合は前記パターニングの必要はない。なお、図２（ａ）ではファイヤースルー法を用いるため前記パターニングを行っていない。
【００３７】
さらに、半導体基板１の裏面側には、一導電型半導体不純物が高濃度に拡散された裏面電界領域６を形成することが望ましい。不純物元素としてはＢ（ボロン）やＡｌ（アルミニウム）を用いることができ、不純物元素濃度を高濃度として、ｐ＋型とすることによって後述する裏面電極５との間にオーミックコンタクトを得ることができる。製法としてはＢＢｒ３（三臭化ボロン）を拡散源とした熱拡散法を用いて温度８００〜１１００℃程度で形成したり、特にアルミニウムの場合はアルミニウム粉末と、有機ビヒクルなどからなるアルミニウムペーストを印刷法で塗布したのち、温度７００〜８５０℃程度で熱処理（焼成）してアルミニウムを半導体基板１に向けて拡散したりする方法を用いることができる。なお、この裏面電界領域６を熱拡散法で形成する場合は、既に形成してある拡散層２には酸化膜などの拡散バリアをあらかじめ形成しておくことが望ましい。また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だけではなく、既に述べたように拡散層２形成時に同時に裏面側にも形成されているｎ型の逆導電型の拡散層を除去する必要もない。この裏面電界領域６は、半導体基板１の裏面近くでキャリアの再結合による効率の低下を防ぐために、半導体基板１の裏面側に内部電界を形成するものである。
【００３８】
また、焼成されたアルミニウムは除去せずに、そのまま裏面電極の集電部５ａとして利用することができる。
【００３９】
次に表面電極４と、集電部５ｂと出力取出部５ａから構成される裏面電極５を以下のようにして形成する。
【００４０】
＜導電性ペーストの塗布工程＞
表面電極４については、例えば銀等からなる金属粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ１０〜３０重量部、０．１〜５重量部を添加してペースト状にした導電性ペーストを、図２（ａ）に示すような格子状等の所定の電極形状に塗布する。塗布法としては、スクリーン印刷法などの周知の方法を用いることができ、塗布後、例えば、１５０℃程度の所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させたほうが好ましい。なお、導電性ペーストを塗布した後の乾燥は、後に導電性ペーストを塗布するときに印刷機の作業テーブルやスクリーンに前の導電性ペーストが付着するといった問題がなければ省略しても構わない。この点は以下の工程においても同様である。
【００４１】
裏面電極５を構成する出力取出部５ａについては、表面電極４と同様に、例えば銀粉末などからなる金属粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ１０〜３０重量部、０．１〜５重量部を添加してペースト状にした導電性ペーストを、図２（ｂ）に示すような電極形状となるように塗布する。塗布法としては、スクリーン印刷法などの周知の方法を用いることができ、塗布後、例えば、１５０℃程度の所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させることが好ましい。
【００４２】
裏面電極５を構成する集電部５ｂについては、例えばアルミニウム粉末などからなる金属粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀１００重量部に対してそれぞれ１０〜３０重量部、０．１〜５重量部を添加してペースト状にした導電性ペーストを、図２（ｂ）に示すような電極形状となるように塗布する。つまり、上述した出力取出部５ａを除いた開口部を設けて裏面のほぼ全面に塗布することが好ましく、集電部５ｂと出力取出部５ａは一部が重なるように形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などの周知の方法を用いることができ、塗布後、例えば、１５０℃程度の所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させることが好ましい。
【００４３】
ここで、銀ペーストを塗布して出力取出部５ａを形成した後に、アルミニウムペーストを塗布して集電部５ｂを形成してもよいし、或いは、その逆の順序で形成してもよい。
【００４４】
＜導電性ペーストの焼成工程＞
上述のようにして塗布・乾燥した各導電性ペーストを、最高温度が４５０〜８５０℃、より好ましくは５００℃以上で数十秒〜数十分程度焼成する焼成工程を経ることによって、半導体基板１に対して表面電極４、裏面電極５（出力取出部５ａ、集電部５ｂ）を形成することができる。
【００４５】
焼成工程には、バッチ式の焼成炉、或いは、ウォーキングビーム式やベルト式連続焼成炉などの連続式の焼成炉を用いることができるが、連続式の焼成炉を用いた場合、連続的に大量の半導体基板１を処理することができ、生産性が高いので望ましい。連続式の焼成炉の中でも、焼成炉の加熱部を貫通させた搬送用ベルト上に半導体基板１を配置し、この搬送用ベルトをエンドレスに回転させることによって、焼成炉の加熱部の中を通過させるベルト式連続焼成炉が、調整が簡単で高い再現性が得られ、焼成炉内をスムーズに半導体基板を通過させることができ、望ましい。
【００４６】
図３は、本発明の太陽電池素子の製造方法に用いるベルト式連続焼成炉を示す概略断面図である。図中、１１は搬送用ベルト、１２は上部ヒーター、１３は下部ヒーター、１４はカバー、１５はローラーを示す。
【００４７】
半導体基板１を処理するベルト式連続焼成炉は、断熱性や安全性、そして雰囲気を外気と遮断するために設けられたカバー１４の中に、複数の上部ヒーター１２と下部ヒーター１３が搭載されている。この上部ヒーター１０と下部ヒーター１３は遠赤外や近赤外等のヒーターで、抵抗コイルやランプなどからなる。なお、図３では上部ヒーター１２、下部ヒーター１３ともそれぞれ３分割にして記載したが、これに制限されるものではなく、これより多くても少なくても構わない。ただし、半導体基板の加熱の温度プロファイルを自在に設定するためには、３分割以上とすることが望ましい。
【００４８】
さらに、図３では上部ヒーター１２と下部ヒーター１３の両方を記載したが、これに制限されるものではなく、上部ヒーター１２のみや下部ヒーター１３のみの構造でもよい。しかし、半導体基板１の両面に導電性ペーストが塗布されている場合、上部ヒーター１２と下部ヒーター１３の両方を備えていれば、これらを用いることによって、同時に焼成を行うことができるのでより望ましい。
【００４９】
このベルト式連続焼成炉の長手方向に炉を貫通して搬送用ベルト１１が設けられ、この搬送用ベルト１１は、ローラー１５が回転駆動することによって循環し、これによって搬送用ベルト１１上に乗せた半導体基板１が焼成炉内を通過する。なお、搬送用ベルト１１は、例えば、耐熱性を有する金属のメッシュなどから構成されている。また、搬送用ベルト１１の入口側には焼成前の半導体基板１を連続的に搬送用ベルト１１上に配置するローダー（不図示）を設け、さらに、搬送用ベルト１１の出口側には、焼成後の半導体基板１を連続的に搬送用ベルト１１からピックアップ可能なアンローダー（不図示）を設けてもよい。
【００５０】
このような焼成工程について、本発明の特徴部分をさらに詳細に説明する。
【００５１】
以下、上述の図３のベルト式連続焼成炉を用いて説明を行うが、同様の焼成条件が実現できればその他の焼成炉であっても構わない。ベルト式連続焼成炉は、入口付近から急激に温度が上昇し、最高焼成温度となる４５０〜８５０℃まで上昇し、最高焼成温度に達した後は、速やかに温度を低下させる温度分布に設定されている。
【００５２】
［第一実施形態］
本実施形態は、最高焼成温度からの冷却過程の２５０℃以上の温度領域において、７．５℃／秒以下の冷却速度を所定時間維持する維持工程を備えることを特徴とする。
【００５３】
すなわち、電極の焼成温度、例えば、銀・アルミニウムであれば最高焼成温度に達し電極を焼結した後、電極（例えば、アルミニウム電極）の引っ張り強度が著しく低下する２５０℃以上の温度で維持する。２５０℃以上にすることによって、アルミニウムの単位面積当たりの荷重(応力)に対する伸び率を著しく向上した状態となるため、その温度を所定時間維持することにより半導体基板は平坦(元の形状)に戻ろうとする力が生じて、アルミニウムのフォーミングを行うことができる。このように、電極の引っ張り強さを低下させ、半導体基板の曲げに対して平坦(元の形状)に戻ろうとする効果を利用することにより太陽電池素子に発生した応力を除去し、反りが低減する。
【００５４】
［第二実施形態］
本実施形態は、一主面に導電性ペーストが形成された半導体基板を、４５０℃以上の最高焼成温度で焼成する焼成工程と、前記焼成工程の後、１０℃／秒以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後、前記半導体基板を２５０℃以上の温度領域で所定時間維持する維持工程とを備えることを特徴とする。
【００５５】
すなわち、焼成工程・冷却工程の後に、別途、維持工程を設けることによって、電極の引っ張り強さを低下させ、半導体基板の曲げに対して平坦(元の形状)に戻ろうとする効果を利用することにより太陽電池素子に発生した応力を除去し、焼成後の反りを低減させ製造歩留まりの良好な太陽電池素子が得られる。冷却工程において１００℃以下、より好ましくは５０℃以下まで冷却すれば、基板の取り出し等の作業性の上で好ましい。
【００５６】
次に、第一実施形態および第二実施形態における種々の好ましい態様について説明する。
【００５７】
まず、維持工程における温度は、４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下が好ましいが、電極の引っ張り強度が低下する温度に基づいて決定されれば良い。４００℃以下に設定することで、逆導電型拡散領域２へのダメージを抑制し太陽電池素子の電気的特性に悪影響を低減できるため好ましい。
【００５８】
また、維持する時間は、２０秒以上６００秒以下、より好ましくは６０秒以上４８０秒以下が好ましいが、２０秒より短いと充分に反りを低減できない可能性があるため好ましくない。また、６００秒より長いと逆導電型拡散領域２がダメージを受け太陽電池素子の電気的特性に悪影響をあたえる可能性があるため好ましくない。
【００５９】
さらに、焼成工程は最高焼成温度の前後において１０℃／秒以上、より好ましくは２０℃／秒以上の急昇温、急冷却を行うことが出力特性の面から好ましいため、最高焼成温度から維持工程における所定の温度まで急冷却（第二実施形態においては１００℃以下まで急冷却して所定の温度まで加熱）したのち、所定の温度で維持することが好ましい。なお、上記昇温速度および降温速度は、半導体基板に熱電対を取り付けて温度プロファイル（温度−時間）をとり、最高焼成温度前後の温度プロファイルの傾きから算出される。
【００６０】
またさらに、表面電極４、裏面電極５を形成する際に、焼成工程を別々にした場合においても、それぞれの焼成工程（・冷却工程）の後に維持工程を設けてもよいし、最後の焼成工程（・冷却工程）の後にのみ維持工程を設けても構わない。
【００６１】
さらにまた、維持工程は２５０℃以上の温度で多段階的に維持する温度を変更しても構わない。例えば、最高焼成温度から３５０℃まで急冷した後、３５０℃の温度で所定時間（数十秒から数分間）維持し、さらに、３００℃の温度で所定時間（数十秒から数分間）維持しても構わない。さらには、最高焼成温度から３５０℃まで急冷（第二実施形態においては加熱）した後、降温速度７．５℃／秒以下、より好ましくは２．５℃／秒以下の速度で、降温しながら半導体基板を維持しても構わない。
【００６２】
またさらに、所定の温度に維持した後においては、１０℃／秒程度の速度で、常温に戻せばよい。
【００６３】
以上に説明したような各工程を経ることによって、導電性ペースト中への無機化合物等の添加等を行うことなく、反りが低減された太陽電池素子を得ることが可能となる。
【００６４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることが出来る。
【００６５】
例えば、太陽電池素子の構造はこれに限定されるものではなく、電極が片面にしかない太陽電池素子に使用することも可能であるし、結晶系シリコン太陽電池素子に限定されるものでもない。
【００６６】
また、焼成する導電性ペーストや塗布する電極形状、あるいは塗布方法についても、上述の例に限るものではなく、太陽電池素子としての特性を発揮できる材料や形状の組合せであれば、本発明特有の作用効果を得ることができることは言うまでもない。
【実施例１】
【００６７】
厚さが１５０μｍで、外形が１５ｃｍ×１５ｃｍの多結晶シリコンのｐ型の半導体基板１表面に、リン原子を拡散させて、シート抵抗が６０Ω／□となるｎ型の拡散層２を形成した。この拡散層２上に窒化シリコン膜からなる反射防止膜３を形成した。そして、図２に示されるように、裏面側にアルミニウムペーストを略全面に塗布し、また、表面側と裏面側に銀ペーストを塗布し、乾燥した後、以下に説明する焼成条件により、表面電極４と出力取出部５ａと集電部５ｂと裏面電界領域６とを形成することにより太陽電池素子を作製した。
【００６８】
比較例である太陽電池素子（Ｎｏ．１）の焼成条件は、ベルト式連続焼成炉を用いて、導電性ペーストが塗布された半導体基板を焼成炉内に投入し、焼成条件として最高焼成温度を７５０℃とし、最高焼成温度到達後、降温速度３０℃／秒で急冷し、その後、所定の温度で維持することなく、常温まで戻した。
【００６９】
本発明の実施例である太陽電池素子（Ｎｏ．２〜７）の焼成条件では、ベルト式連続焼成炉を用いて、導電性ペーストが塗布された半導体基板を焼成炉内に投入し、焼成条件として最高焼成温度を７５０℃とし、最高焼成温度到達後、降温速度３０℃／秒で所定の温度４２０〜２００℃まで急冷し、その後４２０〜２００℃の温度で２５秒間維持した後、常温まで戻した。
【００７０】
なお、焼成条件については、予め半導体基板に熱電対を取り付けて温度プロファイル（温度−時間）をとり確認を行った。
【００７１】
このようにして作製した各太陽電池素子について、その反り量および素子特性を評価した。
【００７２】
図４は、本実施例にかかる半導体基板の反り量の評価方法について説明するための断面図である。半導体基板１の厚さを含んだ値で反り量を評価した。具体的には、レーザー変位計で所定位置の高さを測定し、図４に示すように、水平面に載置した場合の最低部（水平面）と最高部との高さの差で反り量を評価した。
【００７３】
素子特性は、ソーラーシミュレーターを用いたＡＭ１．５条件下でＶ−Ｉ特性測定を行った。なお、実施例におけるＦ．Ｆ．（−）とＰｍ（Ｗ）の低下率は比較例のＦ．Ｆ．（−）とＰｍ（Ｗ）の値を基準値として比較した値である。
【００７４】
評価結果を表１に示す。
【表１】
2008244166.tif 000003
【００７５】
表１に示すように、比較例（Ｎｏ．１）は、反りの値が５．５ｍｍであったのに対して、本実施例（Ｎｏ．２〜６）は、反りの値が５．０ｍｍ以下であり、素子特性も比較例とほぼ同等の特性が得られた。但し、維持工程の温度が２００℃であるＮｏ．７は、反りの値が５．３ｍｍとなり、他の実施例と比べると反りの低減効果が乏しいことが分かった。
【００７６】
次に、素子特性の低下率については、Ｎｏ．３〜６が９７％以上であり特性低下を抑制することができるものの、Ｎｏ．２は９５％であり、他の実施例と比べると若干の低下が見られた。
【実施例２】
【００７７】
太陽電池素子の作製方法は上述の実施例１と同等とし、以下においては異なる部分のみ説明する。
【００７８】
比較例である太陽電池素子（Ｎｏ．１）の焼成条件では、ベルト式連続焼成炉を用いて、導電性ペーストが塗布された半導体基板を焼成炉内に投入し、焼成条件として最高焼成温度を７５０℃とし、最高焼成温度到達後、降温速度３０℃／秒で急冷し、その後、所定の温度で維持することなく、常温（２５℃）まで戻した。
【００７９】
本発明の実施例である太陽電池素子（Ｎｏ．８〜１８）の焼成工程は、比較例と同様の焼成条件で一度、常温まで冷却し、その後に所定温度まで加熱して維持工程を行う。維持工程では、電極が形成された半導体基板を４２０〜２００℃の温度で４８０秒間維持した後、常温まで戻した。また、３５０℃の温度については、維持時間を２０秒から７８０秒まで変えた実験も行った。
【００８０】
このようにして作製したそれぞれの太陽電池について、実施例１と同様に、太陽電池素子の反り量および素子特性を評価した。
【００８１】
評価結果を表２に示す。
【表２】
2008244166.tif 000004
【００８２】
表２に示すように、比較例であるＮｏ．１においては、反りの値が５．５ｍｍであったが、本実施例であるＮｏ．８〜１２、１４〜１８においては、反りの値が５．０ｍｍ以下であり、素子特性も比較例とほぼ同等の特性が得られた。しかしながら、維持温度が２００℃であるＮｏ．１３においては、反りの値が５．２ｍｍとなり、他の実施例と比べると反りの低減効果が乏しいことがわかった。
【００８３】
さらに、Ｎｏ．９〜１２、１５〜１８においては、素子特性の低下率が９７％以上と特性の低下を抑制できるが、Ｎｏ．８、１４においては、素子特性の低下率が９５％程度であり、他の実施例と比べると若干の低下が見られた。
【００８４】
特に、維持温度が２５０℃、３００℃、３５０℃であるＮｏ．９〜１２、並びに、維持時間が４８０秒、１２０秒、６０秒であるＮｏ．１０、Ｎｏ．１５〜１７において、より好ましい結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の製造方法を用いて形成された太陽電池素子を示す断面図である。
【図２】図１に示す太陽電池素子の電極形状の一例を示す平面図であり、（ａ）は受光面側（表面）、（ｂ）は非受光面側（裏面）である。
【図３】本発明の太陽電池素子の製造方法に用いるベルト式連続焼成炉を示す概略断面図である。
【図４】半導体基板の反り量の評価方法について説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・半導体基板
２・・・拡散層
３・・・反射防止膜
４・・・表面電極
５・・・裏面電極
５ａ・・出力取出部
５ｂ・・集電部
６・・・裏面電界領域
１１・・搬送用ベルト
１２・・上部ヒーター
１３・・下部ヒーター
１４・・カバー
１５・・ローラー
【図１】
2008244166.tif 000005
【図２】
2008244166.tif 000006
【図３】
2008244166.tif 000007
【図４】
2008244166.tif 000008