(57)【要約】【課題】単結晶シリコン基板の電気的特性の分布に起因する出力の低下を抑制することが可能な太陽電池を提供する。【解決手段】この太陽電池２３は、平面的に見て、中心線Ｃに対して線対称であり、かつ、中心線Ｃから等距離に位置する部分の電気的特性が中心線Ｃの延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有するｎ型単結晶シリコン基板２３１と、ｎ型単結晶シリコン基板２３１を用いて形成された半導体接合と、電極２３５とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面的に見て、中心線に対して線対称であり、かつ、前記中心線から等距離に位置する部分の電気的特性が前記中心線の延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有する単結晶シリコン基板と、
前記単結晶シリコン基板を用いて形成された半導体接合と、
電極とを備える、太陽電池。
【請求項２】
前記電極は、平面的に見て、前記電気的特性が略一様である前記中心線が延びる方向に沿って延びるバスバー電極部と、前記中心線が延びる方向と交差する方向に延びるフィンガー電極部とを含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記単結晶シリコン基板の主表面は、（１００）面である、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記電気的特性は、前記単結晶シリコン基板の前記中心線が延びる方向の一方端から他方端まで略一様である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記電気的特性は、ライフタイムおよび抵抗率を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
同心円状の電気的特性分布を有する単結晶シリコンインゴットを結晶成長により形成する工程と、
前記単結晶シリコンインゴットの成長方向と平行な平面でスライスすることにより、中心線に対して線対称であり、かつ、前記中心線から等距離に位置する部分の電気的特性が前記中心線の延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有する単結晶シリコン基板を形成する工程と、
前記単結晶シリコン基板を用いて半導体接合を形成する工程と、
電極を形成する工程とを備えた、太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池およびその製造方法に関し、特に、単結晶シリコン基板を備えた太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、単結晶シリコン基板を備えた太陽電池が知られている。一般的に、太陽電池において使用される単結晶シリコン基板は、インゴットの成長時の成長方向が高さ方向である円柱状の単結晶シリコンインゴットを、その成長方向と直交する平面でスライスすることにより得られる。この単結晶シリコン基板に半導体接合、電極などを形成して太陽電池が形成される。
【０００３】
また、単結晶シリコンインゴットはチョクラルスキー法（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ法）などにより形成されるのが一般的であるが、チョクラルスキー法により形成されたインゴットには、製法上、同心円状に対称性を有する欠陥の分布が生じることが知られている（たとえば、非特許文献１参照）。このような同心円状の欠陥の分布に起因して、単結晶シリコン基板に同心円状の電気的特性の分布が発生する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】志村史夫著  「半導体シリコン結晶工学」  丸善株式会社出版  平成５年９月３０日発行  第６章  ２９３ページ〜３０６ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような同心円状の電気的特性の分布がある単結晶シリコン基板を用いて太陽電池を形成した場合には、１つの太陽電池内に、相対的に電気的特性が悪い部分が存在することに起因して、太陽電池の出力が低下してしまうという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、単結晶シリコン基板の電気的特性のばらつきに起因する出力の低下を抑制することが可能な太陽電池およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による太陽電池は、平面的に見て、中心線に対して線対称であり、かつ、中心線から等距離に位置する部分の電気的特性が中心線の延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有する単結晶シリコン基板と、単結晶シリコン基板を用いて形成された半導体接合と、電極とを備える。
【０００８】
この第１の局面による太陽電池では、上記の電気的特性分布を有する単結晶シリコン基板を用いることによって、中心線の延びる方向に電気的特性がばらつくのを抑制することができる。これにより、中心線の延びる方向に沿って電極を設けることにより、１つの太陽電池内において相対的に電気的特性の悪い部分が生じることを抑制することができるので、太陽電池の出力が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面による太陽電池において、好ましくは、電極は、中心線が延びる方向に沿って延びるバスバー電極部と、中心線が延びる方向と交差する方向に延びるフィンガー電極部とを含む。
【００１０】
上記第１の局面による太陽電池において、好ましくは、単結晶シリコン基板の主表面は、（１００）面である。
【００１１】
上記第１の局面による太陽電池において、好ましくは、電気的特性は、単結晶シリコン基板の中心線が延びる方向の一方端から他方端まで略一様である。
【００１２】
上記第１の局面による太陽電池において、好ましくは、電気的特性は、ライフタイムおよび抵抗率を含む。
【００１３】
この発明の第２の局面による太陽電池の製造方法は、同心円状の電気的特性分布を有する単結晶シリコンインゴットを結晶成長により形成する工程と、単結晶シリコンインゴットの成長方向と平行な平面でスライスすることにより、中心線に対して線対称であり、かつ、中心線から等距離に位置する部分の電気的特性が中心線の延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有する単結晶シリコン基板を形成する工程と、単結晶シリコン基板を用いて半導体接合を形成する工程と、電極を形成する工程とを備えている。
【００１４】
この第２の局面による太陽電池の製造方法では、上記のように、単結晶シリコンインゴットの成長方向と平行な平面でスライスすることにより、中心線に対して線対称であり、かつ、中心線から等距離に位置する部分の電気的特性が中心線の延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有する単結晶シリコン基板を容易に形成することができる。また、このような単結晶シリコン基板を用いることによって、中心線の延びる方向に電気的特性がばらつくのを抑制することができる。これにより、太陽電池の出力が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による太陽電池を用いた太陽電池モジュールの全体構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示した太陽電池モジュールを示す上面図である。
【図３】図１に示した一実施形態による太陽電池を示す上面図である。
【図４】図３の１００−１００線に沿った断面図である。
【図５】単結晶シリコンインゴットを示す断面図である。
【図６】図５に示した単結晶シリコンインゴットを分割した後のブロックを示す斜視図である。
【図７】図６に示したブロックをインゴットの成長方向と平行にスライスすることにより、単結晶シリコン基板を形成する工程を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の効果を検証する比較実験に用いた実施例および比較例の単結晶シリコン基板を示す平面図である。
【図９】本発明の効果を検証する比較実験に用いた実施例および比較例の太陽電池を示す平面図である。
【図１０】実施例Ａ１および比較例Ｂ１の単結晶シリコン基板を用いた太陽電池の電圧−電流特性を示す図である。
【図１１】実施例Ａ２および比較例Ｂ２の単結晶シリコン基板を用いた太陽電池の電圧−電流特性を示す図である。
【図１２】実施例Ａ３および比較例Ｂ３の単結晶シリコン基板を用いた太陽電池の電圧−電流特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による太陽電池２３を用いた太陽電池モジュール１の構造を説明する。
【００１８】
図１および図２に示すように、太陽電池モジュール１は、板状の太陽電池パネル２と、太陽電池パネル２の裏面（受光面と反対側の面）側に固定された端子ボックス３（図１参照）とを備えている。太陽電池パネル２は、白板強化ガラス等の透明な部材からなる表面側カバーと、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルムを含む耐候性の裏面側カバーと、表面側カバーと裏面側カバーとの間に配置され、電気的に直列接続されている複数の太陽電池２３からなる太陽電池群２４と、表面側カバー（裏面側カバー）と太陽電池２３との間に設けられる充填材と、アルミニウム等の金属からなる枠体２６とから構成されている。また、端子ボックス３は、太陽電池パネル２の太陽電池２３（太陽電池群２４）において発電された電気を集電するために設けられている。端子ボックス３は、太陽電池パネル２の裏面側カバーの表面上に接着剤を介して接着されることにより固定されている。
【００１９】
図３に示した１００−１００線に沿った断面構造としては、図４に示すように、太陽電池２３は、（１００）面の主表面を有するｎ型単結晶シリコン基板２３１と、ｎ型単結晶シリコン基板２３１の上面上に形成された実質的に真性なｉ型非晶質シリコン層２３２と、ｉ型非晶質シリコン層２３２の上面上に形成されたｐ型非晶質シリコン層２３３と、ｐ型非晶質シリコン層２３３の上面上に形成された透光性導電酸化物からなる透明導電膜２３４とを有している。なお、ｎ型単結晶シリコン基板２３１と、ｐ型非晶質シリコン層２３３とにより半導体接合が形成される。
【００２０】
ここで、本実施形態では、図３に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板２３１は、平面的に見て、中心線Ｃに対して線対称であり、かつ、中心線Ｃの延びる方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）において中心線Ｃから等距離に位置する部分の電気的特性が中心線Ｃの延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有している。電気的特性とは、たとえば、ライフタイムおよび抵抗率などであり、単結晶シリコンインゴットの製造時に生じる結晶欠陥や不純物の存在により変化する特性である。たとえば、図３に示すように、ハッチング（斜線）を付した領域（以下、電気的特性高位領域Ｐと呼ぶ）の電気的特性が、電気的特性高位領域ＰのＸ方向の外側のハッチングを付していない領域（以下、電気的特性低位領域Ｑと呼ぶ）よりも相対的に良くなっている。電気的特性高位領域Ｐおよび電気的特性低位領域Ｑは、上記のように中心線Ｃに対して線対称で、かつ、中心線Ｃの延びる方向に沿って延びるように分布している。電気的特性高位領域Ｐおよび電気的特性低位領域Ｑは、ｎ型単結晶シリコン基板２３１において、中心線Ｃの延びる方向の一方端から他方端まで延びている。なお、図３においては説明のため便宜的に、相対的に電気的特性が良い電気的特性高位領域Ｐと相対的に電気的特性が悪い電気的特性低位領域Ｑとの２つの領域に電気的特性を区分けしているが、電気的特性高位領域Ｐ内および電気的特性低位領域Ｑ内における電気的特性がそれぞれ一様であることを意味するものではない。実際には、電気的特性高位領域Ｐ内および電気的特性低位領域Ｑ内においても、中心線Ｃの延びる方向と直交する方向（Ｘ方向）に沿って電気的特性は変化しているとともに、中心線Ｃの延びる方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）において中心線Ｃから等距離に位置する部分の電気的特性が中心線Ｃの延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有している。
【００２１】
また、図２、図３および図４に示すように、透明導電膜２３４の上面上の所定領域には、電極２３５が形成されている。この電極２３５は、所定の間隔を隔てて互いに平行にＸ方向に延びるように形成された複数のフィンガー電極部２３５ａと、フィンガー電極部２３５ａに流れる電流を集合させるＹ方向に延びるバスバー電極部２３５ｂとによって構成されている。また、図４に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板２３１の裏面上には、裏面電極２３６が形成されている。この裏面電極２３６は、電極２３５と同様に、所定の間隔を隔てて互いに平行にＸ方向に延びるように形成された複数のフィンガー電極部２３６ａと、フィンガー電極部２３６ａに流れる電流を集合させるＹ方向に延びるバスバー電極部（図示せず）とによって構成されている。ここで、電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部（図示せず）は、中心線Ｃが延びる方向に沿って延びるように形成されており、電極２３５のフィンガー電極部２３５ａおよび裏面電極２３６のフィンガー電極部２３６ａは、中心線Ｃが延びる方向と略直交する方向に沿って延びるように形成されている。これにより、中心線Ｃに沿って延びる電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部（図示せず）からＸ方向に等距離に位置する部分の電気的特性が電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部の延びる方向（Ｙ方向）に沿って略一様になる。
【００２２】
本実施形態の太陽電池２３では、１つのフィンガー電極部（フィンガー電極部２３５ａまたは２３６ａ）が集電する領域の出力特性と、他の複数のフィンガー電極部が集電するそれぞれの領域の出力特性とが略等しくなっている。すなわち、本実施形態の１つの太陽電池２３の構成は、等しい出力特性を有する発電素子が、バスバー電極部（電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部２３６ｂ）にＹ方向に連なるように並列に接続された構成と等価な構成になっている。
【００２３】
また、互いに隣接する太陽電池２３のうちの一方の太陽電池２３の電極２３５と、他方の太陽電池２３の裏面電極２３６とが、半田めっきされた銅線などからなるタブ電極２４ａによって電気的に接続されている。タブ電極２４ａは、電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部（図示せず）上に接続されている。タブ電極２４ａによって複数（本実施形態では、４つ）の太陽電池２３がＹ方向に直列に接続されることにより太陽電池群２４が構成されている。
【００２４】
図２に示すように、太陽電池群２４は、複数（本実施形態では、６つ）設けられている。複数の太陽電池群２４は、Ｘ方向に互いに並列に配置されている。そして、図２における矢印Ｘ１方向の端部の列を１列目とした場合、２列目および３列目の太陽電池群２４の矢印Ｙ１方向側の端部に配置された太陽電池２３は、タブ電極２４ａと、Ｌ字状の接続部材２４ｂとによって、電気的に接続されている。４列目および５列目の太陽電池群２４の矢印Ｙ１方向側の端部に配置された太陽電池２３は、タブ電極２４ａと、Ｌ字状の接続部材２４ｃとによって電気的に接続されている。１列目および２列目の太陽電池群２４の矢印Ｙ２方向側の端部に配置された太陽電池２３、３列目および４列目の太陽電池群２４の矢印Ｙ２方向側の端部に配置された太陽電池２３、および、５列目および６列目の太陽電池群２４の矢印Ｙ２方向側の端部に配置された太陽電池２３は、それぞれ、タブ電極２４ａと、接続部材２４ｄとによって電気的に接続されている。このように、複数の太陽電池群２４は、接続部材２４ｂ、２４ｃおよび２４ｄを介して電気的に直列に接続されている。この電気的に直列に接続された太陽電池群２４のうち、終端に位置する太陽電池２３（１列目および６列目の太陽電池群２４の矢印Ｙ１方向の端部に位置する太陽電池２３）には、それぞれ、Ｌ字状の接続部材２４ｅおよび２４ｆが接続されている。また、接続部材２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅおよび２４ｆと、太陽電池群２４のＹ方向の端部に位置する太陽電池２３の電極２３５のバスバー電極部２３５ｂまたは裏面電極２３６のバスバー電極部（図示せず）とは、それぞれ、タブ電極２４ａによって電気的に接続されている。
【００２５】
また、Ｌ字状の接続部材２４ｂ、接続部材２４ｃ、接続部材２４ｅおよび接続部材２４ｆは、それぞれ、裏面側カバーの切欠きを介して太陽電池パネル２の外側に導出されている。これらの接続部材２４ｂ、２４ｃ、２４ｅおよび２４ｆのそれぞれの先端部は、端子ボックス３内の端子台（図示せず）と電気的に接続されている。
【００２６】
次に、本実施形態による太陽電池２３の製造プロセスについて説明する。まず、図５に示すように、ｎ型の不純物がドープされた単結晶シリコンインゴット５０を所定の方法（たとえば、チョクラルスキー法（Ｃｚ法）など）によって製造する。この際、単結晶シリコンインゴット５０の成長方向（矢印Ｇ方向）と直交する平面が（１００）面となるように単結晶シリコンを成長させて単結晶シリコンインゴット５０を製造する。通常、回転軸Ｒを中心に回転させながら単結晶シリコンを成長させていくので、製造された単結晶シリコンインゴット５０の電気的特性は、回転軸Ｒを中心に同心円状に分布する。
【００２７】
次に、図６に示すように、単結晶シリコンインゴット５０を成長方向（矢印Ｇ方向）と直交する平面でスライスすることにより、複数のブロック５１に分割する。そして、本実施形態による製造プロセスでは、円柱状のブロック５１を直方体形状に成形した後、図７に示すように、矢印Ｇ方向と平行な平面でスライスすることにより、所定の厚みを有するｎ型単結晶シリコン基板２３１が得られる。このようにして得られたｎ型単結晶シリコン基板２３１は、矢印Ｇ方向に延びる中心線Ｃに対して線対称であり、かつ、中心線Ｃの延びる方向と直交する方向において中心線Ｃから等距離に位置する部分の電気的特性が中心線Ｃの延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有している。また、成長方向（矢印Ｇ方向）（＜１００＞方向）と直交する平面が（１００）面である単結晶シリコンインゴット５０を、成長方向と平行な平面でスライスする場合も、得られるｎ型単結晶シリコン基板２３１の主表面は（１００）面となる。
【００２８】
次に、ｎ型単結晶シリコン基板２３１を洗浄することにより不純物を除去し、エッチングなどによりテクスチャ構造（凹凸形状）を形成する。そして、ＣＶＤ法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板２３１上に、ｉ型非晶質シリコン層２３２およびｐ型非晶質シリコン層２３３を順次堆積する。これにより、半導体接合を形成する。なお、ｐ型非晶質シリコン層２３３を形成する際のｐ型ドーパントとしては、３族元素であるＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎが挙げられる。ｐ型非晶質シリコン層２３３の形成時に、ＳｉＨ４（シラン）ガスなどの原料ガスに、上記したｐ型ドーパントの少なくとも１つを含む化合物ガスを混合することによって、ｐ型非晶質シリコン層２３３を形成することが可能である。
【００２９】
次に、ｐ型非晶質シリコン層２３３上に、ＰＶＤ法などを用いて、酸化インジウム膜からなる透明導電膜２３４を形成する。次に、スクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２３４の上面上の所定領域に、エポキシ樹脂に銀（Ａｇ）微粉末を練り込んだＡｇペーストを塗布する。この際、図３に示すように、中心線Ｃの延びる方向に沿うようにバスバー電極部２３５ｂが延び、中心線Ｃの延びる方向と直交する方向にフィンガー電極部２３５ａが延びるように、Ａｇペーストを塗布する。この後、約２００℃で約８０分間焼成することによって硬化する。これにより、所定の間隔を隔てて互いに平行にＸ方向に延びるように形成された複数のフィンガー電極部２３５ａと、フィンガー電極部２３５ａに流れる電流を集合させるＹ方向に延びるバスバー電極部２３５ｂとからなる電極２３５が形成される。
【００３０】
その後、スクリーン印刷法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板２３１の下面上に、エポキシ樹脂に銀（Ａｇ）微粉末を練り込んだＡｇペーストを塗布する。この際、電極２３５の形成時と同様に、中心線Ｃの延びる方向に沿うようにバスバー電極部（図示せず）が延び、中心線Ｃの延びる方向と直交する方向にフィンガー電極部２３６ａが延びるように、Ａｇペーストを塗布する。そして、約２００℃で約８０分間焼成することによって硬化することにより、所定の間隔を隔てて互いに平行にＸ方向に延びるように形成された複数のフィンガー電極部２３６ａと、フィンガー電極部２３６ａに流れる電流を集合させるＹ方向に延びるバスバー電極部（図示せず）とからなる裏面電極２３６が形成される。以上のようにして、本実施形態による太陽電池２３が形成される。
【００３１】
次に、図１、図２を参照して、本実施形態による太陽電池２３を用いた太陽電池モジュール１の製造プロセスについて説明する。まず、上記のようにして形成した複数の太陽電池２３の電極２３５のバスバー電極部２３５ｂに銅箔からなるタブ電極２４ａの一方端側を接続する。そして、タブ電極２４ａの他方端側を、隣接する太陽電池２３の裏面電極２３６のバスバー電極部（図示せず）に接続する。このようにして、図１、図２に示すように、複数の太陽電池２３を直列に接続する。この際、直列に接続する複数の太陽電池２３は、互いに電気的特性の差異の少ないｎ型単結晶シリコン基板２３１を用いた太陽電池２３同士（互いに出力の差異の少ない太陽電池２３同士）を選択的に組み合わせることが望ましい。
【００３２】
次に、ガラスからなる表面側カバーと裏面側カバーとの間に、表面側カバー側から順に、後に充填材となるＥＶＡシート、タブ電極２４ａにより接続した複数の太陽電池２３および後に充填材となるＥＶＡシートを配置する。この後、加熱しながら真空ラミネート処理を行うことによって、図１に示した太陽電池モジュール１が形成される。
【００３３】
本実施形態では、上記のように、平面的に見て、中心線Ｃに対して線対称であり、かつ、中心線Ｃから等距離に位置する部分の電気的特性が中心線Ｃの延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有するｎ型単結晶シリコン基板２３１を用いることによって、中心線Ｃの延びる方向に電気的特性がばらつくのを抑制することができる。これにより、中心線Ｃの延びる方向に沿って電極２３５および裏面電極２３６を設けることにより、１つの太陽電池２３内において相対的に電気的特性の悪い部分が生じることを抑制することができるので、太陽電池２３の出力が低下するのを抑制することができる。
【００３４】
また、上記のように、平面的に見て、電気的特性が略一様である中心線Ｃが延びる方向に沿って延びるように電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部（図示せず）を設け、中心線Ｃが延びる方向と交差する方向に延びるようにフィンガー電極部２３５ａおよび２３６ａを設けることによって、中心線Ｃに沿って延びる電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部（図示せず）からＸ方向に等距離に位置する部分の電気的特性が電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部の延びる方向（Ｙ方向）に沿って略一様になるので、電気的特性が一様である方向に沿って電極２３５のバスバー電極部２３５ｂおよび裏面電極２３６のバスバー電極部（図示せず）により集電することができる。これにより、１つの太陽電池２３内において相対的に電気的特性の悪い部位が生じることに起因して太陽電池２３の出力が低下するのを抑制することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、上記のように、ｎ型単結晶シリコン基板２３１の主表面を（１００）面とすることによって、太陽電池２３の出力が低下するのを抑制しながら、従来から用いてきた（１００）面を主表面とするｎ型単結晶シリコン基板２３１を用いて太陽電池２３を製造することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上記のように、中心線Ｃが延びる方向の一方端から他方端まで電気的特性が略一様であるｎ型単結晶シリコン基板２３１を用いることによって、太陽電池２３の出力が低下するのをより抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、単結晶シリコンインゴット５０の成長方向（矢印Ｇ方向）と平行な平面でスライスすることにより、中心線Ｃに対して線対称であり、かつ、中心線Ｃから等距離に位置する部分の電気的特性が中心線Ｃの延びる方向に沿って略一様である電気的特性分布を有するｎ型単結晶シリコン基板２３１を容易に形成することができる。
【００３８】
次に、図８〜図１２を参照して、本発明の効果を検証した比較実験について説明する。
【００３９】
この比較実験では、上記実施形態の製造方法によって得た実施例による単結晶シリコン基板を用いて製造した太陽電池と、従来の製造方法によって得た比較例による単結晶シリコン基板を用いて製造した太陽電池との出力を比較した。具体的には、図５に示したような単結晶シリコンインゴット５０を回転軸Ｒと平行な平面でスライスすることにより、図８に示すように、電気的特性の領域が異なるＡ１、Ａ２およびＡ３の単結晶シリコン基板を形成した。また、単結晶シリコンインゴット５０を回転軸Ｒと垂直な平面でスライスすることにより、図８に示すように、電気的特性の領域が異なるＢ１、Ｂ２およびＢ３の単結晶シリコン基板を形成した。そして、図９に示すように、これらの単結晶シリコン基板Ａ１およびＢ１を用いて、上記実施形態と同様のプロセスにより太陽電池Ａ１およびＢ１を作製した。また、同様に、単結晶シリコン基板Ａ２、Ａ３、Ｂ２およびＢ３を用いて太陽電池Ａ２、Ａ３、Ｂ２およびＢ３を作製した。
【００４０】
そして、太陽電池Ａ１〜Ａ３と太陽電池Ｂ１〜Ｂ３との電圧−電流特性を比較した。太陽電池Ａ１と太陽電池Ｂ１との実験結果、太陽電池Ａ２と太陽電池Ｂ２との実験結果および太陽電池Ａ３と太陽電池Ｂ３との実験結果を、それぞれ、図１０、図１１および図１２に示す。
【００４１】
図１０に示すように、実施例による太陽電池Ａ１と比較例による太陽電池Ｂ１とでは、短絡電流Ｉｓｃおよび開放電圧Ｖｏｃは同じである一方、太陽電池Ａ１の最大電力（Ｖｍａｘ（Ａ１）×Ｉｍａｘ（Ａ１））は、太陽電池Ｂ１の最大電力（Ｖｍａｘ（Ｂ１）×Ｉｍａｘ（Ｂ１））よりも大きくなっていることがわかる。すなわち、実施例による太陽電池Ａ１は、比較例による太陽電池Ｂ１に比べてフィルファクターＦ．Ｆ．が向上していることがわかる。
【００４２】
また、図１１に示すように、実施例による太陽電池Ａ２と比較例による太陽電池Ｂ２との間においても、短絡電流Ｉｓｃおよび開放電圧Ｖｏｃは同じである一方、太陽電池Ａ２の最大電力（Ｖｍａｘ（Ａ２）×Ｉｍａｘ（Ａ２））は、太陽電池Ｂ２の最大電力（Ｖｍａｘ（Ｂ２）×Ｉｍａｘ（Ｂ２））よりも大きくなっていることがわかる。すなわち、実施例による太陽電池Ａ２は、比較例による太陽電池Ｂ２に比べてフィルファクターＦ．Ｆ．が向上していることがわかる。
【００４３】
また、図１２に示すように、実施例による太陽電池Ａ３と比較例による太陽電池Ｂ３との間においても、短絡電流Ｉｓｃおよび開放電圧Ｖｏｃは同じである一方、太陽電池Ａ３の最大電力（Ｖｍａｘ（Ａ３）×Ｉｍａｘ（Ａ３））は、太陽電池Ｂ３の最大電力（Ｖｍａｘ（Ｂ３）×Ｉｍａｘ（Ｂ３））よりも大きくなっていることがわかる。すなわち、実施例による太陽電池Ａ３は、比較例による太陽電池Ｂ３に比べてフィルファクターＦ．Ｆ．が向上していることがわかる。
【００４４】
これらの結果は、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例による太陽電池Ａ１〜Ａ３では、中心線Ｃに対して等距離に位置する部分の電気的特性が中心線Ｃの延びる方向に沿って略一様である単結晶シリコン基板を用いており、バスバー電極部の延びる方向に沿って電気的特性が一様になっている。これにより、バスバー電極部に沿って特性のばらつきがないので、特性の良い部分の出力が特性の悪い部分の出力に引っ張られることがない。このため、出力の損失（低下）が抑制されている。その一方、比較例による太陽電池Ｂ１〜Ｂ３では、同心円状に電気的特性が分布する単結晶シリコン基板を用いているため、バスバー電極部の延びる方向に沿って電気的特性がばらついている。このため、特性の良い部分の出力が特性の悪い部分の出力に引っ張られることに起因して、太陽電池の出力が低下している。このため、実施例による太陽電池Ａ１〜Ａ３は、比較例による太陽電池Ｂ１〜Ｂ３に比べて出力（フィルファクター）が向上したものと考えられる。
【００４５】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４６】
たとえば、上記実施形態では、主表面が（１００）面である単結晶シリコン基板を用いた例について説明したが、本発明はこれに限らず、他の面を主表面とする単結晶シリコン基板を用いてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、半導体材料として、シリコン（Ｓｉ）を用いたが、本発明はこれに限らず、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＧｅＮ、ＳｉＳｎ、ＳｉＳｎＮ、ＳｉＳｎＯ、ＳｉＯ、Ｇｅ、ＧｅＣ、ＧｅＮのうちのいずれかの半導体を用いてもよい。この場合、これらの半導体は、結晶質、または、水素およびフッ素の少なくとも一方を含む非晶質または微結晶であってもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、フィンガー電極部２３５ａおよび２３６ａの延びる方向（Ｘ方向）がバスバー電極部２３５ｂの延びる方向（Ｙ方向）と略直交する方向である例について説明したが、本発明はこれに限られない。すなわち、フィンガー電極部２３５ａおよび２３６ａの延びる方向は、バスバー電極部２３５ｂの延びる方向（Ｙ方向）に対して斜めに交差する方向であってもよい。
【００４９】
また、本発明の半導体接合は、単結晶シリコン基板にドーパントを熱拡散して形成することもできる。また、本発明は、裏面接合型太陽電池にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
２３  太陽電池
２３１  ｎ型単結晶シリコン基板
２３２  ｉ型非晶質半導体層
２３３  ｐ型非晶質半導体層
２３５  電極
２３５ａ  フィンガー電極部
２３５ｂ  バスバー電極部
２３６  裏面電極（電極）
２３６ａ  フィンガー電極部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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