(57)【要約】【課題】有機材料からなる裏面絶縁層を有する結晶シリコン太陽電池を、量産に適した悪影響の少ない工程により作製するための作製方法を提供する。【解決手段】本発明に係る結晶シリコン太陽電池の作製方法は、結晶シリコン基板の裏面側表面に有機材料からなる裏面絶縁層を印刷法により形成する裏面絶縁層形成工程と、当該裏面絶縁層形成工程の後、受光面側に電極を形成する工程と、を備える。または、本発明に係る結晶シリコン太陽電池の作製方法は、結晶シリコン基板の裏面側表面に有機材料からなる裏面絶縁層を印刷法により形成する裏面絶縁層形成工程と、当該裏面絶縁層形成工程の後、受光面側に電極を形成する工程と、裏面側に電極を形成する工程と、を備え、受光面側に電極を形成する際に行う焼成と、裏面側に電極を形成する際に行う焼成とが同時に行われることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶シリコン基板の裏面側表面に有機材料からなる裏面絶縁層を印刷法により形成する裏面絶縁層形成工程と、
前記裏面絶縁層形成工程の後、受光面側に電極を形成する工程と、
を備えることを特徴とする結晶シリコン太陽電池の作製方法。
【請求項２】
結晶シリコン基板の裏面側表面に有機材料からなる裏面絶縁層を印刷法により形成する裏面絶縁層形成工程と、
前記裏面絶縁層形成工程の後、
受光面側に電極を形成する工程と、
裏面側に電極を形成する工程と、を備え、
受光面側に電極を形成する際に行う焼成と、裏面側に電極を形成する際に行う焼成とが同時に行われることを特徴とする結晶シリコン太陽電池の作製方法。
【請求項３】
前記有機材料は、ポリイミド、ポリイミド前駆体、またはポリアミドイミドであることを特徴とする請求項１または２に記載の結晶シリコン太陽電池の作製方法。
【請求項４】
前記裏面絶縁層形成工程において、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドを印刷法により塗布した後に行われる熱処理が２００℃から５００℃の範囲で行われることを特徴とする請求項３項に記載の結晶シリコン太陽電池の作製方法。
【請求項５】
前記裏面絶縁層形成工程において用いられるポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドが、光を反射する効果を有する白色顔料を含むことを特徴とする請求項３または４に記載の結晶シリコン太陽電池の作製方法。
【請求項６】
前記受光面側に電極を形成する工程に含まれる焼成における焼成温度が、４００℃から６００℃の範囲にあることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の結晶シリコン太陽電池の作製方法。
【請求項７】
前記裏面絶縁層形成工程における印刷法が、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェットによる印刷、または、ディスペンサーによる印刷のいずれかの印刷方法であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の結晶シリコン太陽電池の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の作製方法に関し、特に単結晶シリコンまたは多結晶シリコンからなる結晶シリコン基板を用いた太陽電池の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池において、その高効率化および低価格化は重要な課題となっている。
【０００３】
現在主に用いられている結晶シリコン太陽電池においては、受光面側の電極に銀（Ag）ペーストを、裏面側の電極にアルミニウム（Al）ペーストを塗布し、焼成するプロセスが用いられている。しかしながら、特に裏面側において、シリコンとアルミニウムとの熱膨張係数の違いから、焼成後に基板が反ってしまうこと、キャリアの再結合が大きいこと、反射率が小さいことといった問題点があり、結晶シリコン太陽電池の高効率化の障害となっている。さらに、太陽電池の厚さを薄くしようとする場合、これらの問題点は結晶シリコン太陽電池の高効率化のより顕著な障害となる。
【０００４】
このような課題を解決するために、発明者らは、結晶シリコン太陽電池の裏面側の構造をAlペーストによる全面電極ではなく、裏面側にポリイミド層またはポリアミドイミド層からなる裏面絶縁層（裏面反射層）を導入した新しい構造とすることで、裏面側に部分コンタクト構造をもつ高効率の結晶シリコン太陽電池が実現できることを見出した(非特許
文献１)。
【０００５】
この非特許文献１において開示される結晶シリコン太陽電池の作製方法は、上記構造のセルを実験的に作製するには適しているが、受光面側の電極を形成した後に、裏面絶縁層の形成を行っている等の量産に適さない工程が含まれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】高遠秀尚、富樫千穂、ウィン  モーソー、五島敏之、佐藤貴裕、菊池靖雄、坂田功：第７１回応用物理学会学術講演会講演予稿集（２０１０秋）、１６−０９５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
受光面側の電極を形成した後に裏面絶縁層の形成を行うと、作製される結晶シリコン太陽電池は、受光面側の電極による悪影響を受ける。受光面側の電極による悪影響とは、例えば、受光面側の電極の形状が凹凸形状であることによって、裏面絶縁層の形成の際に結晶シリコン太陽電池の基板が割れてしまうことである。
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、有機材料からなる裏面絶縁層を有する結晶シリコン太陽電池を、量産に適した悪影響の少ない工程により作製するための作製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】
【０００９】
本発明の太陽電池の作製方法は、上記の課題を解決するために、以下の方法を採用する。
【００１０】
まず、本発明に係る第一の作製方法は、以下の工程からなる。
【００１１】
本発明に係る第一の作製方法は、結晶シリコン基板の裏面側表面に有機材料からなる裏面絶縁層を印刷法により形成する裏面絶縁層形成工程と、当該裏面絶縁層形成工程の後、受光面側に電極を形成する工程と、を備える。
【００１２】
上記結晶シリコン太陽電池の作製方法では、有機材料からなる裏面絶縁層が形成された後に、受光面側の電極が形成される。つまり、上記結晶シリコン太陽電池の作製方法によれば、裏面絶縁層の形成を、受光面側の電極による悪影響を受けることなく行うことができる。したがって、上記結晶シリコン太陽電池の作製方法によれば、結晶シリコン太陽電池の量産に適した悪影響の少ない工程により、有機材料からなる裏面絶縁層を有する結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００１３】
次に、本発明に係る第二の作製方法は、以下の工程からなる。
【００１４】
本発明に係る第二の作製方法は、結晶シリコン基板の裏面側表面に有機材料からなる裏面絶縁層を印刷法により形成する裏面絶縁層形成工程と、当該裏面絶縁層形成工程の後、受光面側に電極を形成する工程と、裏面側に電極を形成する工程と、を備え、受光面側に電極を形成する際に行う焼成と、裏面側に電極を形成する際に行う焼成とが同時に行われることを特徴とする。
【００１５】
上記第二の結晶シリコン太陽電池の作製方法では、有機材料からなる裏面絶縁層が形成された後に、受光面側の電極が形成される。したがって、上記第一の結晶シリコン太陽電池の作製方法と同様に、結晶シリコン太陽電池の量産に適した悪影響の少ない工程により、有機材料からなる裏面絶縁層を有する結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００１６】
また、上記第二の結晶シリコン太陽電池の作製方法では、受光面側の電極形成の際の焼成と、裏面側の電極形成の際の焼成とが同時に行われる。したがって、上記第二の結晶シリコン太陽電池の作製方法によれば、第一の結晶シリコン太陽電池の作製方法よりも少ない工程数で結晶シリコン太陽電池を作製することができる。このため、第二の結晶シリコン太陽電池の作製方法によれば、第一の結晶シリコン太陽電池の作製方法よりも簡単な工程で結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００１７】
なお、上記第一または第二の結晶シリコン太陽電池の作製方法において、上記有機材料は、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドであることが望ましい。この場合、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドは耐熱温度が高いため、受光面側の電極形成時に劣化の恐れのない裏面絶縁層を形成することができる。また、この場合、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドは光を反射する効果を有するため、高効率な結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００１８】
また、以上までの裏面絶縁層形成工程において、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドを印刷法により塗布した後に行われる熱処理は、２００℃から５００℃の範囲で行われることが望ましい。この場合、ポリイミドまたはポリアミドイミド中の溶剤成分を効率的に気化させることができる。また、ポリイミド前駆体を効率的にイミド化させ、ポリイミド層を形成することができる。
【００１９】
また、上記裏面絶縁層形成工程において用いられるポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドは、光を反射させる効果を持つ白色顔料を含んでいることが望ましい。この場合、光の反射率の高い裏面絶縁層を有する結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００２０】
また、以上までの結晶シリコン太陽電池の作製方法において、上記受光面側に電極を形成する工程に含まれる焼成における焼成温度は、４００℃から６００℃の範囲が望ましい。この場合、裏面絶縁層を傷つけることなく、効率的に結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００２１】
また、以上までの裏面絶縁層形成工程における印刷法は、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、または、ディスペンサーによる印刷のいずれかの印刷方法によって行われることが望ましい。この場合、既存で安価な印刷方法を用いて、結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、有機材料からなる裏面絶縁層を有する結晶シリコン太陽電池を、量産に適した悪影響の少ない工程により作製するための作製方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一の実施形態における結晶シリコン太陽電池の製造方法の一例
【図２】第二の実施形態における結晶シリコン太陽電池の製造方法の一例
【図３】第三の実施形態における結晶シリコン太陽電池の製造方法の一例
【図４】第二電極の形状の一例
【図５】スクリーン印刷で形成したポリイミドの印刷パターンの例
【図６】ポリイミドの耐熱性の実験結果
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の結晶シリコン太陽電池の製造方法の実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を詳細に説明する。なお、本実施形態は例示であって、本発明はこれに制限されるものではない。
【００２５】
＜第一の実施形態＞
まず、第一の実施形態における結晶シリコン太陽電池の製造方法の一例について図１を元に説明する。図１は、第一の実施形態における結晶シリコン太陽電池の製造方法の一例を示す。
【００２６】
第一の実施形態における結晶シリコン太陽電池に用いられる結晶シリコン基板は、単結晶シリコン、または多結晶シリコンのどちらであってもよい。また、結晶シリコン基板の導電型は、p型またはn型のどちらであってもよい。第一の実施形態では、p型の単結晶シ
リコン基板１（図１(a)）を用いた結晶シリコン太陽電池の作製方法について記述する。
【００２７】
まず、結晶シリコン基板１の表面にテクスチャー構造を形成する。テクスチャー構造の形成は、結晶シリコン基板１の両面に形成しても、片面（受光面側）のみに形成してもかまわない。テクスチャー構造を形成するため、結晶シリコン基板１を、加熱した水酸化カリウムあるいは、水酸化ナトリウム溶液に浸して、結晶シリコン基板１のダメージ層を除去する。その後、水酸化カリウム及びイソプロピルアルコールを主成分とする溶液に浸すことで、結晶シリコン基板１の両面または片面（受光面側）にテクスチャー構造を形成する。なお、当該テクスチャー構造の形成の工程は省略してもよい。
【００２８】
続いて、結晶シリコン基板1の受光面側に、リンなどのV族の元素をドーピングした不純物拡散層２を形成し、基板とpn接合を形成する（図１(b)）。例えば、上記の結晶シリコ
ン基板１を塩酸又はフッ酸などの溶液で洗浄後、結晶シリコン基板１にPOCl3などの熱拡
散により、リン拡散層（n+）（不純物拡散層２）を形成する。リン拡散層は、リンを含ん
だ溶液を塗布し、熱処理をすることによっても形成することができる。なお、上述したテクスチャー構造を形成しない場合、第一の実施形態における結晶シリコン太陽電池の作製は、結晶シリコン基板１を、加熱した水酸化カリウム或いは水酸化ナトリウム溶液に浸し、結晶シリコン基板１のダメージ層を除去した後、当該リン拡散層（不純物拡散層２）を形成することから開始する。
【００２９】
なお、不純物拡散層２の導電型は、結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型であり、結晶シリコン基板１と不純物拡散層２によりpn接合が形成される。
【００３０】
その後、リン拡散層（不純物拡散層２）の表面に、SiN膜などの表面反射防止膜３を形
成する（図１(c)）。例えば、当該表面反射防止膜３（SiN膜）は、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ等の方法によって作製される。なお、この表面反射防止膜３は、表面パッシベーション膜としても機能する。
【００３１】
次に、裏面側に結晶シリコン基板１と導電型が同じになるようにボロンやアルミニウムなどのIII族の元素を、結晶シリコン基板１より高濃度にドープしたBSF（Back Surface Field）層４（不純物拡散層）を裏面側全面に形成する（図１(d)）。例えば、結晶シリコ
ン基板１の裏面側にアルミニウムを主成分とするペーストなどの溶液を塗布し、熱処理を行うことで、裏面側にBSF層４を形成する。
【００３２】
次に、BSF層４を含む結晶シリコン基板１の裏面側に複数の開口部をもつ裏面絶縁層５
を、有機材料をスクリーン印刷などの印刷法により所定のパターンに塗布することによって形成する（図１(e)）。第一の実施形態では、有機材料として、ポリイミド、ポリイミ
ド前駆体、または、ポリアミドイミドを用いる。例えば、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドをスクリーン印刷などの印刷法により塗布後、これらを効率的に気化させることができる温度範囲である２００℃から５００℃の範囲でアニールし、溶媒を気化させることにより裏面絶縁層５を形成する。ポリイミド前駆体は、この熱処理でイミド化されポリイミドの層が形成される。
【００３３】
なお、ポリイミド層（ポリイミド前駆体から形成されたものを含む）またはポリアミドイミド層は、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、あるいは、ディスペンサーによる印刷によって形成される。また、開口部の形状は、ドット状でも、ライン状でも任意でかまわない。更に、ポリイミド、ポリイミド前駆体、またはポリアミドイミドは、任意のポリイミド、ポリイミド前駆体、またはポリアミドイミドでよいが、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ケイ素、硫酸バリウムなどの光を反射させる効果を持つ白色顔料を含む、ポリイミド、ポリイミド前駆体、またはポリアミドイミドであることが望ましい。これにより、光の反射率の高い裏面絶縁層を有する結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００３４】
さらに、受光面側に、Agを主成分とした導電性材料（その他に、例えば、ガラス成分を含む）を用いて第一電極６を形成する（図１(f)）。導電性材料の塗布には、スクリーン
印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などが用いられる。ここで、不純物拡散層2
とのコンタクトを形成するために焼成を行う。裏面絶縁層５を傷つけることなく効率的に結晶シリコン太陽電池を作製するため、焼成の温度は、４００℃から６００℃の範囲が望ましい。このため、第一電極６に用いられる導電性材料は、この温度範囲で焼成が可能な導電性材料を用いることが必要となる。そして、上記焼成により、受光面側では、第一電極６が、表面反射防止膜３を突き抜けて（ファイアースルー）、不純物拡散層2とコンタ
クトを形成する（図１(g)）。
【００３５】
次に、裏面側にAgまたはAlを主成分とした導電性材料を用いて第二電極７を形成する（
図１(ｈ)）。導電性材料の塗布には、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などが用いられる。その後、裏面絶縁層５（ポリイミド層（ポリイミド前駆体層から形成されたものを含む）またはポリアミドイミド層）に形成されている複数の開口部を通して、第二電極７とBSF層４とのコンタクトを形成するために、もう一度焼成を行う。
【００３６】
なお、焼成の温度は、２００℃から６００℃の範囲であることが望ましいが、上記第一電極６の焼成温度よりも低い温度であることが更に望ましい。裏面側の電極（第二電極７）を形成する際の焼成の温度が表面側の電極（第一電極６）を形成する際の焼成の温度よりも高温である場合、表面側の電極用にAgペーストに含まれているガラス成分が再度溶けてしまう可能性がある。これにより、裏面側の電極のコンタクトの特性が劣化してしまう可能性があるため、裏面側の電極を形成する際の焼成の温度は、表面側の電極を形成する際の焼成の温度よりも低温であることが望ましい。
【００３７】
また、第二電極７は、銀粉以外は樹脂成分しか含まないAgペーストにより形成されてもよい。この場合、当該Agペーストは、２００℃以下の焼成であっても低抵抗となり、裏面側の電極（第二電極７）を形成することができる。
【００３８】
以上により、第一の実施形態において、結晶シリコン太陽電池が作製される。
【００３９】
＜第一の実施形態における作用及び効果＞
第一の実施形態では、裏面絶縁層５を形成した後に、受光面側の第一電極６を形成する。これによって、裏面絶縁層５の形成を、第一電極６（図１においては凹凸形状）による悪影響を受けることなく行うことができる。したがって、第一の実施形態による結晶シリコン太陽電池の作製方法によれば、結晶シリコン太陽電池の量産に適した悪影響の少ない工程により、高効率化が図られた結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００４０】
また、裏面絶縁層５には、所定のパターンにポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドが塗布されることにより、複数の開口部が設けられる。これによって、第一の実施形態では、裏面側に部分コンタクト構造をもつ結晶シリコン太陽電池が作製される。したがって、第一の実施形態によれば、高効率の結晶シリコン太陽電池が作製される。
【００４１】
また、第一の実施形態では、裏面絶縁層５を形成する有機材料として、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドが用いられる。これにより、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドは耐熱温度が高いため、受光面側の電極（第一電極６）形成時に劣化の恐れのない裏面絶縁層５を形成することができる。
【００４２】
また、第一の実施形態では、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドをスクリーン印刷などの印刷法により塗布後、これらを効率的に気化させることができる温度範囲である２００℃から５００℃の範囲でアニールし、溶媒を気化させることにより裏面絶縁層５を形成する。これにより、ポリイミドまたはポリアミドイミド中の溶剤成分を効率的に気化させることができる。また、ポリイミド前駆体を効率的にイミド化させ、ポリイミド層を形成することができる。
【００４３】
また、第一の実施形態では、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、あるいは、ディスペンサーによる印刷によって裏面絶縁層５が形成される。これにより、既存で安価な印刷方法を用いて、結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００４４】
＜第二の実施形態＞
次に、第二の実施形態における結晶シリコン太陽電池の作製方法の一例について図２を
元に説明する。
【００４５】
ポリイミド、ポリイミド前駆体、またはポリアミドイミドを印刷法により形成する工程までは、前記第一の実施形態である結晶シリコン太陽電池の作製方法と同じである（図２(a)）ため、説明は省略する。
【００４６】
次に、裏面側にAgまたはAlを主成分とした導電性材料を用いて第二電極7を形成する（
図２(b)）。導電性材料の塗布には、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット
印刷などが用いられる。
【００４７】
さらに、受光面側に、Agを主成分とした導電性材料を用いて第一電極６を形成する（図２(c)）。導電性材料の塗布には、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印
刷などが用いられる。
【００４８】
ここで、第一電極６と不純物拡散層2とのコンタクトを形成するための焼成、および、
裏面絶縁層５（ポリイミド層（ポリイミド前駆体から形成されたものを含む）またはポリアミドイミド層）に形成されている複数の開口部を通して第二電極７とBSF層４とのコン
タクトを形成するための焼成とを同時に行う。この焼成の温度は、４００℃から６００℃の範囲であることが望ましい。この焼成によって、受光面側では、第一電極６が表面反射防止膜３を突き抜けて（ファイアースルー）、不純物拡散層2とコンタクトを形成される
（図２(d)）。また、それと同時に、裏面側では、裏面絶縁層５に形成されている複数の
開口部を通して、第二電極７とBSF層４とがコンタクトを形成する。
【００４９】
以上により、第二の実施形態において、結晶シリコン太陽電池が作製される。
【００５０】
＜第二の実施形態における作用及び効果＞
第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、裏面絶縁層５を形成した後に、受光面側の第一電極６を形成する。これによって、裏面絶縁層５の形成を、第一電極６（図２においては凹凸形状）による悪影響を受けることなく行うことができる。したがって、第二の実施形態による結晶シリコン太陽電池の作製方法によれば、結晶シリコン太陽電池の量産に適した悪影響の少ない工程により、高効率化が図られた結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００５１】
また、第一の実施形態と同様に、裏面絶縁層５には、所定のパターンにポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドが塗布されることにより、複数の開口部が設けられる。これによって、第二の実施形態では、裏面側に部分コンタクト構造をもつ結晶シリコン太陽電池が作製される。したがって、第二の実施形態によれば、高効率の結晶シリコン太陽電池が作製される。
【００５２】
また、第一の実施形態と同様に、裏面絶縁層５を形成する有機材料として、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドが用いられる。これにより、第二の実施形態では、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドは耐熱温度が高いため、受光面側の電極（第一電極６）形成時に劣化の恐れのない裏面絶縁層５を形成することができる。
【００５３】
また、第一の実施形態と同様に、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドをスクリーン印刷などの印刷法により塗布後、これらを効率的に気化させることができる温度範囲である２００℃から５００℃の範囲でアニールし、溶媒を気化させることにより裏面絶縁層５を形成する。これにより、第二の実施形態では、ポリイミドまたはポリアミドイミド中の溶剤成分を効率的に気化させることができる。また、ポリイミド前駆
体を効率的にイミド化させ、ポリイミド層を形成することができる。
【００５４】
また、第一の実施形態と同様に、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、あるいは、ディスペンサーによる印刷によって裏面絶縁層５が形成される。これにより、第二の実施形態では、既存で安価な印刷方法を用いて、結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００５５】
また、第二の実施形態では、第一の実施形態とは異なり、第一電極６と第二電極７の焼成は同時に行われる。これによって、第一電極６を形成するための焼成と、第二電極７を形成するための焼成とを同時に行うことができるため、結晶シリコン太陽電池を作製する工程の工程数を少なくすることができる。したがって、第二の実施形態による結晶シリコン太陽電池の作製方法によれば、簡単な工程により、高効率化が図られた結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００５６】
＜第三の実施形態＞
次に、第三の実施形態における結晶シリコン太陽電池の作製方法について図３を元に説明する。
【００５７】
本作製方法は、第二の実施形態における結晶シリコン太陽電池の作製方法のうち、裏面側に結晶シリコン基板１と導電型が同じになるようにボロンやアルミニウムなどのIII族
の元素を、結晶シリコン基板１より高濃度にドープしたBSF層４を裏面側表面に形成する
工程において、BSF層４を裏面側表面全面ではなく、裏面側表面の一部に形成するもので
ある（図３(a)）。
【００５８】
さらに、裏面絶縁層５の複数の開口部が、BSF層４の上にあるように、ポリイミド、ポ
リイミド前駆体、またはポリアミドイミドをスクリーン印刷などの印刷法により塗布することによって形成する（図３(b)）。その後、第二の実施形態と同様に、受光面側、裏面
側の電極を形成（コンタクト形成）のための焼成を同時に行う（図３(c)、(d)、(e)につ
いては、上記図２(b)、(c)、(d)の説明を参照）。
【００５９】
なお、本作製方法では、焼成を同時に行ったが、第一の実施形態（図１）と同様に、焼成の工程を受光面側と裏面側とで分けてもかまわない。
【００６０】
＜第三の実施形態の作用及び効果＞
第三の実施形態では、第一の実施形態及び第二の実施形態と同様に、裏面絶縁層５を形成した後に、受光面側の第一電極６を形成する。これによって、裏面絶縁層５の形成を、第一電極６（図３においては凹凸形状）による悪影響を受けることなく行うことができる。したがって、第三の実施形態による結晶シリコン太陽電池の作製方法によれば、結晶シリコン太陽電池の量産に適した悪影響の少ない工程により、高効率化が図られた結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００６１】
また、第一の実施形態及び第二の実施形態と同様に、裏面絶縁層５には、所定のパターンにポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドが塗布されることにより、複数の開口部が設けられる。これによって、第三の実施形態では、裏面側に部分コンタクト構造をもつ結晶シリコン太陽電池が作製される。したがって、第三の実施形態によれば、高効率の結晶シリコン太陽電池が作製される。
【００６２】
また、第一の実施形態及び第二の実施形態と同様に、裏面絶縁層５を形成する有機材料として、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドが用いられる。これにより、第三の実施形態では、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミ
ドは耐熱温度が高いため、受光面側の電極（第一電極６）形成時に劣化の恐れのない裏面絶縁層５を形成することができる。
【００６３】
また、第一の実施形態及び第二の実施形態と同様に、ポリイミド、ポリイミド前駆体、または、ポリアミドイミドをスクリーン印刷などの印刷法により塗布後、これらを効率的に気化させることができる温度範囲である２００℃から５００℃の範囲でアニールし、溶媒を気化させることにより裏面絶縁層５を形成する。これにより、第三の実施形態では、ポリイミドまたはポリアミドイミド中の溶剤成分を効率的に気化させることができる。また、ポリイミド前駆体を効率的にイミド化させ、ポリイミド層を形成することができる。
【００６４】
また、第一の実施形態及び第二の実施形態と同様に、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、あるいは、ディスペンサーによる印刷によって裏面絶縁層５が形成される。これにより、第三の実施形態では、既存で安価な印刷方法を用いて、結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【００６５】
また、第三の実施形態では、第一の実施形態及び第二の実施形態とは異なり、結晶シリコン基板１の裏面側一部にBSF層４が形成された結晶シリコン太陽電池が作製される。し
たがって、第三の実施形態によれば、結晶シリコン基板１の裏面側全面にBSF層４を形成
していないため、裏面側全面に形成した場合と同様あるいはそれ以上の効果が得られうる結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
＜その他＞
なお、上記第一から第三の実施形態における結晶シリコン太陽電池の作製方法では、裏面絶縁層５（ポリイミド層、またはポリアミドイミド層）の複数の開口部を含む裏面側全面に導電性材料が塗布され、第二電極７が形成される。しかし、図４に示されるように、開口部のみ（図４(a)）、あるいは、開口部と裏面絶縁層５上の一部の領域（図４(b)）といったように複数の開口部のすべてに導電性材料が塗布されていれば、第二電極７の形状は、任意でかまわない。図４は、第三の実施形態における第二電極７の形状の変形例を示す。さらに、第二電極７の形成後、第二電極７とコンタクトをもつ別の電極を形成してもかまわない。
【００６６】
また、上記第一から第三の実施形態における結晶シリコン太陽電池の作製方法では、結晶シリコン基板１にｐ型結晶シリコンを用いた。しかしながら、第一から第三の実施形態において用いる結晶シリコン基板１はn型結晶シリコン基板であってもよい。この場合、
不純物拡散層２は、ボロンなどのIII族の元素をドーピングした層で形成され、BSF層４は、リンなどのV族をドーピングした層で形成される。すなわち、この場合と第一から第三
の実施形態の記載とをまとめると、本実施形態では、まず、第一導電型の結晶シリコン基板の受光面側表面に該結晶シリコン基板と反対の導電型の不純物が添加された第二導電型の不純物拡散層が形成される。そして、該結晶シリコン基板の裏面側表面の一部または全部に該結晶シリコン基板より高濃度に不純物が添加された第一導電型の不純物拡散層が形成される。
【００６７】
また、上記第一から第三の実施形態における結晶シリコン太陽電池の作製方法では、結晶シリコン基板１に単結晶シリコンを用いた。しかしながら、第一から第三の実施形態において用いる結晶シリコン基板１は、多結晶シリコン基板であってもよい。この場合には、テクスチャー構造の形成にフッ酸と硝酸とを主成分とする溶液を用いて、ダメージ層の除去とテクスチャー構造の形成とを同時に行ってもよい。また、フッ酸と硝酸とを主成分とする溶液でテクスチャー構造を形成せず、ダメージ層の除去のみを行ってもよい。その他の工程における変更点は特にない。
【実施例】
【００６８】
ここでは、第二の実施形態における結晶シリコン太陽電池の作製方法の実施例を詳細に説明する。
【００６９】
本実施例では、結晶シリコン基板としてp型の単結晶シリコン基板１を用いた。なお、
結晶シリコン基板が、単結晶シリコン基板、または多結晶シリコン基板のどちらであってもよく、その導電型が、p型またはn型のどちらであってもかまわないことは上述したとおりである。
【００７０】
まず、太陽電池の受光面側に、表面での反射率を低減するため、凹凸構造（テクスチャー構造）を形成する。該テクスチャー構造の形成は、基板の両面でも片面（受光面側）のみでもかまわない。まず、基板を、加熱した水酸化カリウムあるいは、水酸化ナトリウム溶液に浸して、基板のダメージ層を除去する。その後、水酸化カリウム及びイソプロピルアルコールを主成分とする溶液に浸すことで、基板表面にテクスチャー構造を形成する。なお、本発明は、テクスチャー構造の有無にかかわらず適用することが可能である。
【００７１】
次に、結晶シリコン基板１の受光面側に、リンなどのV族の元素をドーピングした不純
物拡散層２を形成し、基板とpn接合を形成する。具体的には、テクスチャーを形成した結晶シリコン基板１を塩酸・フッ酸などの溶液で洗浄後、該結晶シリコン基板１にPOCl3な
どの熱拡散により、リンが拡散された不純物拡散層（n+層）２を形成する。不純物拡散層（n+層）２は、リンを含んだ溶液をスピンコートなどで塗布し、熱処理をすることによっても形成できる。なお、この不純物拡散層２の深さは、０．２μｍから０．５μｍ、シート抵抗は、４０〜１００ W/□（ohm/square）が望ましい。
【００７２】
次に、不純物拡散層２の表面に、SiN膜などの表面反射防止膜（表面パッシベーション
膜）３を形成する。具体的には、不純物拡散層２の上に、表面反射防止膜３である窒化シリコン膜を６０ｎｍから１００ｎｍの範囲で形成する。なお、表面反射防止膜３は、窒化シリコン膜に限らず、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタンなどを用いてもよい。また、窒化シリコン膜は、プラズマCVD,  熱CVDなどの方法で作製できるが、３５０℃
から５００℃の温度範囲で形成できるプラズマCVDが望ましい。
【００７３】
次に、裏面側に、結晶シリコン基板１と導電型が同じになるようにボロンやアルミニウムなどのIII族の元素を、結晶シリコン基板１より高濃度にドープしたBSF層４を裏面側全面に形成する。具体的には、アルミニウムを含んだペーストを、スクリーン印刷、インクジェット、ディスペンス、スピンコートなどの方法を用いて塗布し、６５０℃から８００℃で熱処理を行う。その後、表面のアルミニウムの層を塩酸などが主成分の液で除去し、BSF層を含んだ層を残す。
【００７４】
実際にアルミニウムを含んだペーストを、スクリーン印刷で塗布し、７００℃程度で数秒の熱処理を行った。熱処理後、表面のアルミニウムの層を塩酸などが主成分の液で除去し、BSF層４を残した。該BSF層4のシート抵抗は、約２０Ω/□（ohm/square）と低抵抗の層を形成することができた。
【００７５】
なお、該BSF層４は、BBr3などの熱拡散あるいは、ボロンを含んだ溶液をスピンコート
などで塗布し、熱処理を行うことによっても形成できる。
【００７６】
次に、このBSF層４の表面に複数の開口部を有する裏面絶縁層５（本実施例では、ポリ
イミド）をスクリーン印刷で作製する。その後、結晶シリコン基板１を２００度から５００℃の範囲で加熱し、ポリイミド中の溶剤成分を気化させる。
【００７７】
本実施例では、（株）ピーアイ技術研究所のポリイミドインクを用いた。図５に、スク
リーン印刷によって形成されたポリイミド層（厚さ数μｍ）の印刷パターンの写真を示す。単結晶シリコン基板上に、１００μｍと３００μｍのライン状のコンタクト用の孔が形成できていることがわかる。
【００７８】
また、この次の電極を形成する工程において、本実施形態における結晶シリコン太陽電の作製方法では、コンタクト形成のための焼成を行う必要がある。このため、ポリイミド層の耐熱性の確認を行った。まず、ポリイミドを単結晶シリコン基板上にスクリーン印刷により塗布した後、温度２５０℃、約３０分の加熱処理を空気中で行い、ポリイミド中の溶剤成分を気化させた。その後さらに加熱処理を行い、ポリイミド層の耐熱性を評価した。実験手順や結果については図６に示した。図６は、上記実験手順及び結果を示す。
【００７９】
試料１では、加熱温度５００℃で１５秒間、空気中で加熱処理を行った。その結果、試料１の表面はほぼ白色で、膜のひびや割れなどは生じなかった。また、試料２では、加熱温度５７０℃で１０秒間、空気中で加熱処理を行った。その結果、試料２は、表面がうすい茶色に変色したが、膜自体のひびや割れなどは生じなかった。このため、約６００℃以下の短時間の熱処理であれば、ポリイミド層としての機能を十分果たすことが明らかとなった。
【００８０】
次に、裏面側にAgまたはAlを主成分とした導電性材料を用いて第二電極７を形成する。導電性材料の塗布には、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などが用いられる。さらに、受光面側に、Agを主成分とした導電性材料を用いて電極７を形成する。導電性材料の塗布には、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などが用いられる。その後、受光面側電極および裏面側電極と結晶シリコン基板とのコンタクトを形成する。コンタクト形成時の焼成温度は、４００℃から６００℃の範囲が望ましい。受光面側では、第一電極６が反射防止膜３を突き抜けて（ファイアースルー）、不純物拡散層2とコンタクトを形成する。また、裏面側では、ポリイミド層に形成されている複数
の開口部を通して、第二電極７とBSF層４とがコンタクトを形成する。以上のプロセスを
経て、結晶シリコン太陽電池を作製することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１．結晶シリコン基板
２．不純物拡散層
３．表面反射防止膜
４．BSF層（不純物拡散層）
５．裏面絶縁層（ポリイミド層（ポリイミド前駆体から形成されたものを含む）またはポリアミドイミド層）
６．第一電極
７．第二電極
【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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【図６】
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