(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一主面側にバスバー部とフィンガー部とから成る第一電極を、Ａｌを含むＡｇを主体とした金属材料で形成し、この第一電極を覆うようにその上にＡｌから成る第二電極を形成した太陽電池素子において、
前記フィンガー部上の第二電極を、０．１〜１ｍｍの間隔で互いに離間するとともに、一辺の長さが１．０ｍｍ以下のドット状に形成したことを特徴とする太陽電池素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池素子の構造に関し、特に裏面電極を改良した太陽電池素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池素子を図３に示す。図３において、１は一導電型（例えばＰ型）を示す半導体基板、２は半導体基板１の表面部分にリン原子が高濃度に拡散された他の導電型を呈する領域、３はＡｌとＳｉの合金化により形成されたＰ+領域である。
【０００３】
半導体基板１の表面側には、反射防止膜４が形成されている。この反射防止膜４は受光面電極７に相当する部分がエッチングされ、もしくはその上から受光面電極７が形成される。半導体基板１の裏面側には、Ａｌを含んだＡｇを主体としたフィンガー部とバスバー部とから成る第一電極５と、第一電極５のバスバー部を除く裏面側全面を覆うように形成されたＡｌから成る第二電極６が形成されている。
【０００４】
この太陽電池のＰ+領域３、受光面電極７、第一電極５、第二電極６の形成方法には自動化が容易で生産性が高いことから、印刷法が広く用いられている。この印刷法は、ＡｇやＡｌなどの金属粉末とガラス紛未などとを有機結合剤、有機溶剤と混ぜたペースト状のものをスクリーン印刷法などで塗布して焼成する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の太陽電池素子では、裏面側の第二電極６を構成するＡｌを裏面側の全面に塗布して焼成すると、Ａｌ電極層６とシリコンなどから成る半導体基板１の熱膨張係数の違いから、焼成後に半導体基板１が反り、焼成後のカセット収納や次工程での素子割れや欠けが発生し、工程歩留りを低下させるという問題があった。
【０００６】
また、焼成は表面電極７と同時に行われるため、焼成温度は表面電極７がＮ型領域の浅い拡散層２を突き抜けないような温度である６００℃から８００℃に制限される。この範囲の温度でＡｌを焼成すると直径１〜２ｍｍ程度のＡｌ玉が発生し、次工程での素子割れや欠けが発生し、工程歩留りを低下させるという問題があった。すなわち、電極焼成時に、Ａｌが一旦溶融した後、固化するとき周りのＡｌが集まり玉となる。太陽電池セルの裏面にＡｌ玉があると、セル全面あるいは一部に加圧するような工程があると、Ａｌ玉を支点にセルが割れたり欠けたりする。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、電極用ペースト材料を焼き付けて形成する際に、半導体基板の反りによる歩留り低下を招くという従来の問題点を解消した太陽電池素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明では、半導体基板の一主面側にバスバー部とフィンガー部とから成る第一電極を、Ａｌを含むＡｇを主体とした金属材料で形成し、この第一電極を覆うようにその上にＡｌから成る第二電極を形成した太陽電池素子において、前記フィンガー部上の第二電極を、０．１〜１ｍｍの間隔で互いに離間するとともに、一辺の長さが１．０ｍｍ以下のドット状に形成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は請求項１に係る太陽電池素子の構造を示す平面図である。請求項１に係る太陽電池素子の断面構造は、図３に示す従来の太陽電池素子の断面構造と同様である。すなわち、請求項１に係る太陽電子素子でも、図３に示すように、半導体基板１は、厚み０．３ｍｍ程度のＰ型単結晶シリコンやＰ型多結晶シリコンなどから成る。この半導体基板１内には、Ｎ型領域２とＰ+型領域３があり、Ｎ型領域２はＰ型のシリコン基板１を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3）中で加熱することによって、シリコン基板１の全体の表面部にリン原子を拡散させ、その後に側面部と裏面部の拡散層を除去することにより、厚み０．３〜０．４μｍ程度に形成する。
【００１１】
なお、この半導体基板１は単結晶ガリウム砒素などで形成してもよい。
【００１２】
また、半導体基板１の裏面側には、アルミニウム（Ａｌ）ペーストを印刷して焼成することにより、Ｐ+層３を形成する。
【００１３】
次に、半導体基板１の一主面側に反射防止膜４を形成する。この反射防止膜４はたとえば窒化シリコン膜などからなり、シランとアンモニアとの混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法などで形成される。この反射防止膜４は、半導体基板１の表面で光が反射するのを防止して、半導体基板１内に光を有効に取り込むために設ける。
【００１４】
この反射防止膜４上には、バスバー部とフィンガー部とから成る表面電極７が形成されている。この表面電極７は、たとえば銀粉末、ガラスフリット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリーン印刷して形成される。６００℃〜８００℃程度の温度で焼き付け、全体を半田層で被覆することにより形成される。
【００１５】
裏面側にはバスバー部とフィンガー部とから成る第一電極５をＡｌを含むＡｇを主体とした金属材料で形成し、この第一電極５のフィンガー部を覆うようにその上にＡｌから成る第二電極６を形成する。Ａｌから成る第二電極６は、１辺が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの多角形、あるいは直径が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの円形で、０．１ｍｍから１ｍｍの間隔でドット状に設けられる。
【００１６】
表面電極７と第一電極５と第二電極６は、６００℃〜８００℃程度の温度で焼き付けて形成される。
【００１７】
図２は、本発明の参考例に係る太陽電池素子の一実施形態を示す図である。本実施形態では、半導体基板１の裏面側にはバスバー部とフィンガー部とから成る第一電極５をＡｌを含むＡｇを主体とした金属材料で形成し、この第一電極５のフィンガー部を覆うようにその上にＡｌから成る第二電極６を形成している。この形態では、Ａｌから成る第二電極６は、幅が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍで、間隔が０．１ｍｍから１ｍｍの帯状でかつ上記第一電極のバスバー部に対して平行に設けられる。
【００１８】
【実施例】
図１に示すように、Ａｌから成る第二電極６を１辺が１５０ｍｍ角で厚みが０．３ｍｍの多結晶シリコン基板に、１辺が０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍの正方形で０．２５ｍｍの間隔でドット状に形成した場合、基板の反りが表１に示すように、１辺が０．２５ｍｍの場合１．０ｍｍに、１辺が０．５ｍｍの場合１．４ｍｍに、１辺が１．０ｍｍの場合２．０ｍｍに低減された。なお、基板の反りは、図４に示すように、基板１の中央部の裏面側と基板端部の上面側との間隔を測定したものである。
【００２１】
【表１】
0004557370.tif 000002
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る太陽電池素子によれば、半導体基板の一主面側にバスバー部とフィンガー部とから成る第一電極を、Ａｌを含むＡｇを主体とした金属材料で形成し、この第一電極を覆うようにその上にＡｌから成る第二電極を形成した太陽電池素子において、前記フィンガー部上の第二電極を、０．１〜１ｍｍの間隔で互いに離間するとともに、一辺の長さが１．０ｍｍ以下のドット状に形成したことから、シリコン基板の反りを低減でき、またＡｌ電極幅を１．０ｍｍ以下にすることで、Ａｌ玉の発生を抑えることができ、工程歩留りが向上する。
【００２３】
また、請求項２に係る太陽電池素子によれば、半導体基板の一主面側にバスバー部とフィンガー部とから成る第一電極をＡｌを含むＡｇを主体とした金属材料で形成し、この第一電極のフィンガー部を覆うようにその上にＡｌから成る第二電極を形成した太陽電池素子において、前記第二電極を帯状に形成すると共に、前記第一電極のバスバー部に対して平行に形成したことから、シリコン基板の反りを低減でき、またＡｌ電極幅を１．５ｍｍ以下にすることで、Ａｌ玉の発生を抑えることができ、工程歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る発明の一実施形態を示す半導体基板の一主面側の平面図である。
【図２】本発明の参考例に係る一実施形態を示す半導体基板の一主面側の平面図である。
【図３】従来の太陽電池素子を示す断面図である。
【図４】基板を反りの測定方法を示す図である。
【符号の説明】
１：Ｐ型シリコン基板、２：Ｎ型領域、３：Ｐ+型領域、４：反射防止膜、５：第一電極、６：第二電極、７：受光面電極
【図１】
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【図２】
0004557370.tif 000004
【図３】
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【図４】
0004557370.tif 000006