(57)【要約】【課題】ウエハ面のうねりや凹凸が大きい基板に対して、基板全面に完全なアルミニウム電極を形成し得る太陽電池の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】受光面側の表面電極、ｐｎ接合を有する半導体基板、およびアルミニウム電極からなる裏面電極を少なくとも具備する太陽電池の製造方法であって、半導体基板の裏面電極側にアルミニウムペーストを塗布し、熱処理する操作を複数回繰り返して、裏面電極を形成する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法により、上記の課題を解決する。【選択図】  図１
2004172550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面側の表面電極、ｐｎ接合を有する半導体基板、およびアルミニウム電極からなる裏面電極を少なくとも具備する太陽電池の製造方法であって、半導体基板の裏面電極側にアルミニウムペーストを塗布し、熱処理する操作を複数回繰り返して、裏面電極を形成する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
１回目の操作が、２回目以降の操作に用いるアルミニウムペーストよりも低粘度のアルミニウムペーストを用いて行われる請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
１回目の操作に用いるアルミニウムペーストの粘度が、３０〜７０Ｐａ・ｓであり、２回目以降の操作に用いるアルミニウムペーストの粘度が、５０〜１００Ｐａ・ｓである請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
１回目の操作の熱処理が、５０〜３００℃の乾燥処理であり、２回目以降の操作の熱処理が、５０〜３００℃の乾燥処理および５５０〜８５０℃の焼成処理である請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
熱処理が、５０〜３００℃の乾燥処理および５５０〜８５０℃の焼成処理である請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽電池の製造方法により得られた、２層以上のアルミニウム層からなる裏面電極を有する太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池およびその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、結晶系太陽電池の裏面電極の形成方法およびそれにより得られた太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光のような光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、地球環境問題に対する関心が高まるにつれ、積極的に種々の構造・構成のものが開発されている。その中でも、シリコンなどの半導体基板を用いた太陽電池は、その変換効率、製造コストなどの優位性により最も一般的に用いられている。
【０００３】
図３は、従来の太陽電池の一例を示す模式図であり、（ａ）は受光面（表面）とは反対側の裏面の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿った断面図である。
図３の太陽電池１は、半導体基板２としてｐ型シリコン基板を用い、受光面となる表面近傍に不純物拡散層３としてｎ型拡散層が形成され、さらにその表面を覆うようにＳｉＮ膜またはＴｉＯ２膜からなる反射防止膜４が形成されている。表面（受光面）には、表面電極８として銀電極が魚骨パターン状（櫛形状）に形成されている。一方、裏面には、その表面近傍にＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ：裏面電界）層５としてｐ＋型層が形成され、ＢＳＦ層５のある領域を覆うように裏面電極６としてアルミニウム電極が配置され、さらに裏面電極６に設けられた線状の隙間を埋め、かつ裏面電極６に一部重なるように裏面集電極７として銀電極が形成されている。
【０００４】
図３の太陽電池１は、図４に示す製造工程にしたがって製造される。
結晶系シリコンを用いた太陽電池の場合、半導体基板２としては、ワイヤーソーなどを用いて、単結晶または多結晶の半導体インゴットを１２５ｍｍ×１２５ｍｍまたは１５５ｍｍ×１５５ｍｍなどの面積で３００〜３５０μｍ程度の厚さに切り出したｐ型シリコン基板２が用いられる。まず、ｐ型シリコン基板２をアルカリエッチングにより、加工時に形成されたダメージ層を除去する。次いで、公知の方法により、受光面となる片面にｎ型ドーパントを拡散させ、ｎ型拡散層３を形成してｐｎ接合とする。さらにその上に表面反射率を低減させるためにＳｉＮ膜またはＴｉＯ２膜などからなる反射防止膜４を形成する。
【０００５】
一方、受光面と反対側の面である裏面に、スクリーン印刷法などによりアルミニウムペーストを塗布し、１５０℃程度で乾燥した後、空気中において７００℃程度で焼成することにより、ｐ型シリコン基板２に不純物となるアルミニウムを拡散させ、ｐ＋型層５とアルミニウム電極６とを同時に形成する。次いで、スクリーン印刷法などにより、裏面側に銀ペーストをアルミニウム電極６に一部重なるように塗布・乾燥し、さらにスクリーン印刷法などにより、受光面側に銀ペーストを魚骨型のパターン状に塗布・乾燥し、酸化性雰囲気下、６００℃程度で焼成することにより銀電極７、８を形成する。焼成時に銀電極８は反射防止膜４をファイヤースルーしてｎ型拡散層３と接触する。最後に、これらの銀電極表面にはんだ被覆（図示せず）して太陽電池１を得る。
【０００６】
上記のように、ｐｎ接合を有する半導体基板の太陽電池における電極部分の形成は、コスト低減の観点からスクリーン印刷法による導電性ペーストの塗布、乾燥および焼成が一般的である。図３（ａ）に示すように、アルミニウム電極６は半導体基板２のほぼ全面に均一に形成される。
図５は、従来のスクリーン印刷処理工程を示す模式図であり、（ａ）は処理途中の状態を示す断面図、（ｂ）は処理終了後の状態を示す断面図である。具体的には、メッシュ１２および乳剤１３を一体化させ、電極を形成する部位に対応して乳剤１３を欠損させたスクリーン１１を下地基板（ウエハ）１６に被せ、スキージ１４を移動させて導電性ペースト１５を下地基板１６に塗布して、所定の電極１７を形成する。このようなスクリーン印刷処理にあっては、図５に示すように、下地基板１６の凹凸を充分カバーできるよう、導電性ペースト１５を厚く印刷しなければならない。この技術の前提条件は、下地基板の表面の凹凸が数μｍ程度、もしくは厚くても数１０μｍ程度の凹凸であることであり、通常、厚さ５０μｍ程度の導電性ペーストで充分に凹凸表面をカバーできる。
【０００７】
特開平１１−１０３０８４号公報（特許文献１）には、導電性ペーストをスクリーン印刷して裏面集電極を形成する工程を有する太陽電池素子の製造方法において、導電性ペーストのスクリーン印刷処理を複数回繰り返す、さらに複数回のスクリーン印刷処理毎にスクリーンメッシュのパターンを異ならせる太陽電池素子の製造方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１０３０８４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、太陽電池の生産量が急激に増加し、原料となる半導体基板、特に太陽電池用シリコンウエハの供給量が逼迫してきている。そこで、ウエハの製造方法の選択肢を広げたり、ウエハの切断速度や供給能力などの加工条件を緩和して対応しようとしている。しかしながら、再利用可能な異種基板上または再利用可能容器に成長させるような方法で製造されたリボン結晶や条件を緩和して加工（スライス）された半導体基板の表面の凹凸は、従来のものと比較して大きい（５０〜２００μｍ）。したがって、このようなウエハ面のうねりや凹凸が大きい半導体基板の電極形成に対して、従来のスクリーン印刷技術をそのまま適用すると、凸部の塗布層が擦れ、充分なＢＳＦ層および裏面電極の形成が困難となる。また、無理に全体の印刷量を過剰にすると、不充分な熱処理によってペースト成分が残留する問題や乾燥・焼成時に基板とアルミニウムとの熱応力の差から、基板からアルミニウムペーストの焼結層が剥離する問題が発生する。
【００１０】
本発明は、ウエハ面のうねりや凹凸が大きい基板に対して、基板全面に完全なアルミニウム電極を形成し得る太陽電池の製造方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、受光面側の表面電極、ｐｎ接合を有する半導体基板、およびアルミニウム電極からなる裏面電極を少なくとも具備する太陽電池の製造において、半導体基板の裏面電極側にアルミニウムペーストを塗布し、熱処理する操作を複数回繰り返して、裏面電極を形成することにより、ウエハ面のうねりや凹凸が大きい基板に対して、基板全面に完全なアルミニウム電極を形成し得ることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１２】
かくして、本発明によれば、受光面側の表面電極、ｐｎ接合を有する半導体基板、およびアルミニウム電極からなる裏面電極を少なくとも具備する太陽電池の製造方法であって、半導体基板の裏面電極側にアルミニウムペーストを塗布し、熱処理する操作を複数回繰り返して、裏面電極を形成する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、上記の太陽電池の製造方法により得られた、２層以上のアルミニウム層からなる裏面電極を有する太陽電池が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の太陽電池の製造方法は、受光面側の表面電極、ｐｎ接合を有する半導体基板、およびアルミニウム電極からなる裏面電極を少なくとも具備する太陽電池の製造方法であって、半導体基板の裏面電極側にアルミニウムペーストを塗布し、熱処理する操作を複数回繰り返して、裏面電極を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の製造方法によれば、１回目のアルミニウムペーストの塗布・熱処理により、半導体基板表面の凹部を埋め、その凹凸を緩和してある程度表面を平滑化し、２回目のアルミニウムペーストの塗布・熱処理により、緩和された凹凸をさらに平滑化するので、半導体基板の全面を完全にアルミニウム電極で被覆することができる。
また、本発明の製造方法によれば、アルミニウムペーストの塗布・熱処理を複数回に分割して所望の膜厚のアルミニウム電極を形成するので、１回当たりの操作で得られる膜厚は薄くとも、ムラのない均一なアルミニウムペーストの塗膜を形成することができる。したがって、塗膜に充分な熱処理を施すことができるので、アルミニウムペーストの残留成分に起因するアルミニウム電極の剥がれが発生し難い。
さらに、本発明の製造方法によれば、アルミニウムペーストの塗布・熱処理における溶剤、半導体基板などの熱応力の差が小さくなるので、アルミニウム電極の剥がれ発生し難く、半導体基板の全面に安定した裏面電極を形成することができる。
【００１６】
以下、本発明の太陽電池の構成およびその製造方法を、実施形態に基づいて具体的に説明するが、これらの説明により本発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の太陽電池を示す模式図であり、（ａ）は受光面となる側（表面）の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＩ−Ｉ’線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＺ部を上下逆転させた拡大図である。図中の図番は図３と基本的に同様であり、１は太陽電池、２は半導体基板、３は不純物拡散層、４は反射防止膜、５はＢＳＦ層、６は６ａ、６ｂ、６ｃの複数のアルミニウム層からなる裏面電極（アルミニウム電極）、７は裏面集電極、８は表面電極を示す。
【００１８】
本発明の太陽電池は、半導体基板の裏面電極側にアルミニウムペーストを塗布し、熱処理する操作を複数回繰り返して裏面電極６を形成すること以外は、基本的に、図４に示される従来の太陽電池の製造工程図にしたがって製造することができる。
図２は、本発明の太陽電池における裏面電極の製造工程を示す模式図であり、（ａ）は処理前の断面図、（ｂ）は１回目の塗布・熱処理後の断面図、（ｃ）は２回目の塗布・熱処理後の断面図である。なお、この図は矢印で示すように裏面電極を上として示した図であり、図中の図番は図１と同様である。
【００１９】
本発明において裏面電極６を形成する半導体基板２は、当該分野で用いられるものであれば特に限定されず、例えば、単結晶のシリコン基板、多結晶のシリコン基板などが挙げられる。
本発明は、従来から一般に用いられているものよりもその表面の凹凸が大きい半導体基板を用いた太陽電池の製造に適している。半導体基板のサイズは、例えば、１２５ｍｍ×１２５ｍｍまたは１５５ｍｍ×１５５ｍｍで、その厚さは１００〜５００μｍ程度、半導体基板（裏面電極側）の表面の凹凸は５０〜２００μｍ程度である。
【００２０】
半導体インゴットから切り出された半導体基板は、表面清浄化のために、予め混酸（フッ酸と硝酸との混酸）エッチングと純水リンスに付すのが好ましい。
半導体基板はｐｎ接合を有するが、これは、第１導電型の半導体基板の表面側に第２導電型の不純物拡散層が形成されていることを意味する。ここで、第１導電型がｎ型の場合には、第２導電型はｐ型であり、第１導電型がｐ型の場合には、第２導電型はｎ型である。ｐ型を与える不純物としては、ホウ素、アルミニウムなどが挙げられ、ｎ型を与える不純物としては、リン、砒素などが挙げられる。シリコン基板の場合、ｐ型ｎ型ともにその比抵抗は０．１〜１０Ω・ｃｍ程度である。
【００２１】
裏面電極を形成するアルミニウムペーストは、当該分野で用いられるものであれば特に限定されない。アルミニウムペーストは、基本的に、粒径１〜１０μｍ程度のアルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂、有機溶剤などの添加剤からなり、公知の方法により調製することができる。
例えば、有機溶剤に樹脂を溶解させて樹脂溶液を調製し、得られた樹脂溶液の一部とアルミニウム粉末とガラスフリットを混錬機に投入し、残りの樹脂溶液を少しずつ加えながら混錬する。次いで、得られた混合物を所望のギャップに調整したロールミルに通過させ、アルミニウムペーストを得る。
【００２２】
ガラスフリットとしては、例えば、ホウ珪酸鉛ガラスフリット（日本電気硝子株式会社製、軟化点４００〜６００程度（組成によって可変））などが挙げられる。
樹脂としては、例えば、セルロース樹脂などが挙げられる。
有機溶剤としては、例えば、カルビトール系溶剤などが挙げられる。
それらの配合割合は、諸条件により適宜設定することができるが、例えば、アルミニウム粉末６０〜８０ｗｔ％、ガラスフリット１〜２ｗｔ％、樹脂３〜６ｗｔ％、有機溶剤（残分）である。
【００２３】
アルミニウムペーストの塗布方法は、当該分野で用いられる方法であれば特に限定されないが、製造コスト低減の観点から、スクリーン印刷法が特に好ましい。塗膜の膜厚は、裏面電極の全膜厚、塗布・焼成の操作回数（すなわち、裏面電極を何層のアルミニウム層で形成するか）などによって適宜設定すればよいが、通常、１層当たり２０〜１００μｍ程度が好ましい。この数値範囲は、２層のアルミニウム層で半導体基板の全面を被覆できるような裏面電極を形成することが好ましいこと、およびアルミニウムペーストの現行のスクリーン印刷技術を考慮し、種々の実験結果から導き出したものである。
【００２４】
複数回の塗布・熱処理操作において、１回目の操作は、２回目以降の操作に用いるアルミニウムペーストよりも低粘度のアルミニウムペーストを用いて行われるのが好ましい。
高粘度のアルミニウムペーストは、半導体基板の表面の凹凸に対してその形状を保つように堆積し易いが、低粘度のアルミニウムペーストは、半導体基板の表面の凹部に流れ込み易く、半導体基板表面の凹凸の緩和を第１目的とする１回目の操作に適している。
アルミニウムペーストの粘度は、上記の配合割合を適宜設定することにより調整することができる
【００２５】
１回目の操作に用いるアルミニウムペーストの粘度（Ｖ１）は、３０〜７０Ｐａ・ｓであり、２回目以降の操作に用いるアルミニウムペーストの粘度（ＶＸ）は、５０〜１００Ｐａ・ｓであるのが好ましい。但し、Ｖ１＜ＶＸである。
本発明においてアルミニウムペーストの粘度は、回転粘度計（例えば、リオン株式会社製、型式：ＶＴ−０４  ２号ローター）を用いて測定される。
【００２６】
塗布したアルミニウムペーストの熱処理方法は、アルミニウムペーストの塗膜がアルミニウム電極に変換される方法であれば特に限定されず、空気中での乾燥および焼成といった公知の方法が挙げられる。
アルミニウムペーストの塗膜の熱処理方法は、乾燥のみ、焼成のみ、および乾燥と焼成に場合分けされる。
【００２７】
乾燥は、例えば、空気中、５０〜３００℃程度、好ましくは１５０℃程度で行われる。乾燥時間は、１〜５分程度が好ましい。ここで、「乾燥」とは、指触によりアルミニウムペーストが付着しない状態にすることを意味する。
【００２８】
焼成は、例えば、空気中、５５０〜８５０℃程度、好ましくは７００℃程度で行われる。焼成時間は、１〜５分程度が好ましい。ここで、「焼成」とは、アルミニウムペーストの構成材料であるガラスフリットの軟化点を超えた温度で、アルミニウムペーストと基板とを接着させ、ペーストを燒結させることを意味する。このとき、シリコン基板とアルミニウムは一部合金化する。
【００２９】
本発明の実施態様として、１回目の操作の熱処理は、５０〜３００℃の乾燥処理であり、２回目以降の操作の熱処理は、５０〜３００℃の乾燥処理および５５０〜８５０℃の焼成処理であるのが好ましい。この方法により、７００℃の高温処理の回数を減らすことができる。
【００３０】
また、本発明の別の実施態様として、各回の熱処理は、５０〜３００℃の乾燥処理および５５０〜８５０℃の焼成処理であるのが好ましい。この方法により、塗膜に充分な熱処理を施すことができるので、アルミニウムペーストの残留成分に起因するアルミニウム電極の剥がれが発生し難くなる。
【００３１】
上記の方法による裏面電極の形成について、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて具体的に説明する。
まず、図２（ａ）に示ような半導体基板２上に、スクリーン印刷法により１層目のアルミニウム層となるアルミニウムペーストを塗布する。アルミニウムペーストは半導体基板の表面の凹部に流れ込み、その後の熱処理によって図２（ｂ）に示すようなアルミニウム層６ａを形成する。図２（ｂ）に示すように、半導体基板２の凸部はまだアルミニウム層６ａによって被覆されておらず、剥き出しの状態になっている。次いで、アルミニウム層６ａ上に、さらにスクリーン印刷法により２層目のアルミニウム層となるアルミニウムペーストを塗布し、その後の熱処理によって図２（ｃ）に示すようなアルミニウム層６ｂを形成する。図２（ｃ）に示すように、半導体基板２の凸部はアルミニウム層６ｂによって完全に被覆されている。
【００３２】
また、図示しないが、アルミニウム層６ｂ上に、さらにアルミニウムペーストを塗布し、熱処理する操作を繰り返して、３層またはそれ以上の層からなる裏面電極としてもよい。このように塗布し、熱処理する操作を繰り返すことにより、より平滑化した裏面電極を形成することができる。しかしながら、上述したように、製造工程の簡略化、製造コストの低減化などの点から、繰り返し回数は２回であるのが好ましい。
【００３３】
本発明の太陽電池の製造方法に関し、他の構成要素およびその形成方法について説明するが、これら説明により本発明が限定されるものではない。
不純物拡散層３は、半導体基板の受光面側に、特開平７−１３５３３３号公報などに記載の公知の方法により第２導電型の不純物を拡散することにより形成することができる。この層は、面抵抗が数１０Ω程度の範囲になるように形成されるのが好ましい。
【００３４】
反射防止膜４は、不純物拡散層３上の表面電極８を形成しない部分に、プラズマＣＶＤ法などの公知の方法により、ＳｉＮ膜またはＴｉＯ２膜を形成することができ、その膜厚は、０．０５〜０．１μｍ程度である。
【００３５】
ＢＳＦ層５は、アルミニウムペーストの塗布・熱処理により裏面電極６を形成するとき、焼成時にアルミニウム電極と同時に形成される。
【００３６】
裏面集電極７は、スクリーン印刷法などの公知の方法により、例えば、銀ペーストを裏面電極６に一部重なるように塗布・乾燥し、焼成することにより形成することができる。
【００３７】
また、表面電極８は、スクリーン印刷法などの公知の方法により、例えば、銀ペーストを受光面側に魚骨型のパターン状（櫛形状）に塗布・乾燥し、焼成することにより形成することができる。
表面電極８は、前記の櫛形状の銀電極に限定されず、一般に太陽電池に用いられる材質、形状およびパターン形状の電極であってもよい。
表面電極の形状は、四角形、楕円などが挙げられる。また、そのパターン形状は、くし型以外に格子形、フィシュボーン形が挙げられ、パターンの大きさ、配置ピッチは、使用する半導体基板の導電率、厚さなどのパラメータにより適宜設計すればよい。その膜厚は、数〜数１０μｍ程度である。
裏面集電極７および表面電極８を形成する際の焼成処理は、同時に行ってもよい。
通常、裏面集電極７および表面電極８をはんだ層（図示せず）でコーティングして、太陽電池を完成させる。
【００３８】
本発明によれば、上記の太陽電池の製造方法により得られた、２層以上のアルミニウム層からなる裏面電極を有する太陽電池が提供される。
半導体基板上に形成されたアルミニウム電極において、１層目は半導体基板表面の凹部を埋め、その凹凸を緩和する層として機能し、２層目以降は１層目で緩和された凹凸をさらに平滑にする層として機能するので、半導体基板の全面はアルミニウム電極により完全に被覆される。したがって、本発明の太陽電池は、アルミニウム電極の形成不良による出力低下がない。
【００３９】
【実施例】
本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【００４０】
実施例１
以下の工程により、図１の太陽電池１を作製した。
半導体基板２として、受光面と反対側の面（裏面）となるべき片側表面に１００μｍ程度の凹凸を有する、大きさ１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、厚さ約５００μｍのｐ型シリコンウエハ基板を用いた。まず、表面清浄化のために、ｐ型シリコンウエハ基板を混酸（フッ酸と硝酸との混酸）エッチングと純水リンスに付した。その後、受光面となるべき片側表面に９００℃でリン（Ｐ）の熱拡散を行い、不純物拡散層３として面抵抗値が約５０Ωのｎ型拡散層を形成した。次いで、その上に反射防止膜４としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０ｎｍのシリコン窒化膜を形成した。
【００４１】
次いで、裏面となるべき片側表面に、その表面の凹部における膜厚が６０μｍ程度になるように、スクリーン印刷法により粘度４０Ｐａ・ｓのアルミニウムペーストをパターン状に塗布し、１５０℃で乾燥させた（１回目）。さらに、同条件で裏面に粘度７０Ｐａ・ｓのアルミニウムペーストを塗布し、乾燥させた（２回目）。得られた半導体基板２をＩＲ焼成炉に入れ、空気中において７００℃で２分間焼成し、ＢＳＦ層５および裏面電極６として、ｐ＋型層およびアルミニウム電極を形成した。
【００４２】
次いで、凹部における膜厚が１００μｍ程度になり、かつ裏面電極６に一部が重なるパターン状になるように、スクリーン印刷法により、裏面に銀ペーストを塗布し、乾燥させた。さらに膜厚が２０μｍ程度になり、かつ魚骨型のパターン状になるように、スクリーン印刷法により、受光面に銀ペーストを塗布し、乾燥させた。得られた半導体基板２をＩＲ焼成炉に入れ、酸化性雰囲気において６００℃で２分間焼成し、裏面集電極７および表面電極８として、各銀電極を形成した。
最後に、裏面集電極７および表面電極８をはんだ層（図示せず）でコーティングすることにより、太陽電池を得た。
【００４３】
得られた太陽電池について、アルミニウムペーストの塗布・熱処理後における裏面電極の外観を評価した。
2004172550.tif 000003
また、得られた太陽電池の特性として出力を測定し、評価した。
2004172550.tif 000004
得られた結果をアルミニウムペーストの塗布・熱処理条件と共に表１に示す。
【００４４】
実施例２
裏面となるべき片側表面に、その表面の凹部における膜厚が６０μｍ程度になるように、スクリーン印刷法により粘度４０Ｐａ・ｓのアルミニウムペーストをパターン状に塗布し、１５０℃で乾燥させ、これを空気中において７００℃で２分間焼成し（１回目）、さらに、同条件で裏面に粘度７０Ｐａ・ｓのアルミニウムペーストを塗布し、乾燥させ、これを空気中において７００℃で２分間焼成し（２回目）、ＢＳＦ層５および裏面電極６として、ｐ＋型層およびアルミニウム電極を形成すること以外は、実施例１と同様にして太陽電池を得、それを評価した。
得られた結果をアルミニウムペーストの塗布・熱処理条件と共に表１に示す。
【００４５】
比較例１
裏面となるべき片側表面に、その表面の凹部における膜厚が１２０μｍ程度になるように、スクリーン印刷法により粘度７０Ｐａ・ｓのアルミニウムペーストをパターン状に塗布し、１５０℃で乾燥させ、これを空気中において７００℃で２分間焼成し、ＢＳＦ層５および裏面電極６として、ｐ＋型層およびアルミニウム電極を形成すること以外は、実施例１と同様にして太陽電池を得、それを評価した。
得られた結果をアルミニウムペーストの塗布・熱処理条件と共に表１に示す。
【００４６】
【表１】
2004172550.tif 000005
【００４７】
上記の実施例１、２および比較例１においては、半導体基板の裏面における凹凸をカバーすることを前提条件として、最終的なアルミニウムペーストの塗布量を同程度に合わせて、太陽電池を作製した。
比較例１では、裏面電極に剥がれが発生したのに対して、実施例１および２では、裏面電極に剥がれが発生せず、図２（ｃ）に示すような断面形状を有し、外観上も平坦で良好な裏面電極を得ることができた。
また、太陽電池の電気的特性についても、比較例１では裏面電極の剥がれに起因する出力の低下が認められたが、実施例１および２では、従来の凹凸の少ない半導体基板を用いて作製した太陽電池と同等の出力特性が得られた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、ウエハ面のうねりや凹凸が大きい（５０〜２００μｍ）基板に対して、基板全面に完全なアルミニウム電極を形成し得る、つまり塗布・熱処理後に剥がれが発生せず、全面に安定したアルミニウム電極を形成し得る太陽電池の製造方法を提供することができる。
したがって、ウエハの製造方法の選択肢を広げることができ、またウエハの切断速度や供給能力などの加工条件を緩和することができる。つまり、従来のものと比較して表面の凹凸が大きい半導体基板を用いて、太陽電池を製造することができる。
また、裏面電極の表面が乾燥・焼成後に平坦になるので、太陽電池を使った製品を作る際の取り扱い性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池を示す模式図、（ａ）受光面となる側（表面）の平面図、（ｂ）（ａ）におけるＩ−Ｉ’線に沿った断面図および（ｃ）（ｂ）におけるＺ部を上下逆転させた拡大図である。
【図２】本発明の太陽電池における裏面電極の製造工程を示す模式図、（ａ）処理前の断面図、（ｂ）１回目の塗布・熱処理後の断面図、（ｃ）２回目の塗布・熱処理後の断面図である。
【図３】従来の太陽電池の一例を示す模式図、（ａ）受光面（表面）とは反対側の裏面の平面図および（ｂ）（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿った断面図である。
【図４】従来の太陽電池の製造工程図である。
【図５】従来のスクリーン印刷処理工程を示す模式図、（ａ）処理途中の状態を示す断面図、（ｂ）処理終了後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  太陽電池
２  半導体基板（ｐ型シリコン基板）
３  不純物拡散層（ｎ型拡散層）
４  反射防止膜
５  ＢＳＦ層（ｐ＋型層）
６  裏面電極（アルミニウム電極）
６ａ、６ｂ、６ｃ  アルミニウム層
７  裏面集電極（銀電極）
８  表面電極（銀電極）
１１  スクリーン
１２  メッシュ
１３  乳剤
１４  スキージ
１５  導電性ペースト
１６  下地基板（ウエハ）
１７  電極
【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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