(57)【要約】【課題】両面電極型太陽電池の電気特性の確認を可能にしつつ、ダイシングによる両面電極型太陽電池の性能の低下を抑制する。【解決手段】複数の太陽電池形成領域１２０の各々は、スクライブ線１２１を境界にして互いに間隔を置いて位置する。裏面電極１４０は、スクライブ線１２１上の一部および複数の太陽電池形成領域１２０内に位置する。複数の太陽電池形成領域１２０のうちで互いに隣接する太陽電池形成領域１２０に位置する第１裏面電極１４１同士は、スクライブ線１２１上の一部に位置する第２裏面電極１４２により繋がっている。スクライブ線１２１上において、第２裏面電極１４２が位置している部分の長さは、第２裏面電極１４２が位置していない部分の長さより短い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の両面電極型太陽電池が形成された両面電極型太陽電池用基板であって、
シリコンウエハと、
前記シリコンウエハの一方の主表面側に位置する表面電極と、
前記シリコンウエハの他方の主表面側に位置する裏面電極と
を備え、
前記表面電極は、前記シリコンウエハにおいて前記複数の両面電極型太陽電池が形成される領域である複数の太陽電池形成領域内に位置し、
前記複数の太陽電池形成領域の各々は、スクライブ線を境界にして互いに間隔を置いて位置し、
前記裏面電極は、前記スクライブ線上の一部および前記複数の太陽電池形成領域内に位置し、
前記複数の太陽電池形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池形成領域に位置する裏面電極同士は、前記スクライブ線上の一部に位置する裏面電極により繋がり、
前記スクライブ線上において、前記裏面電極が位置している部分の長さは、前記裏面電極が位置していない部分の長さより短い、両面電極型太陽電池用基板。
【請求項２】
前記複数の太陽電池形成領域の各々において、前記両面電極型太陽電池を複数の太陽電池片に分割可能な他のスクライブ線が位置し、
前記裏面電極は、前記複数の太陽電池形成領域の各々において、前記他のスクライブ線上の一部、および、前記複数の太陽電池片が形成される領域である複数の太陽電池片形成領域内に位置し、
前記複数の太陽電池片形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池片形成領域に位置する裏面電極同士は、前記他のスクライブ線上の一部に位置する裏面電極により繋がり、
前記他のスクライブ線上において、前記裏面電極が位置している部分の長さは、前記裏面電極が位置していない部分の長さより短い、請求項１に記載の両面電極型太陽電池用基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池用基板の一部から形成される、両面電極型太陽電池セル。
【請求項４】
シリコンウエハの一方の主表面側に表面電極を形成する工程と、
前記シリコンウエハの他方の主表面側に裏面電極を形成する工程と、
前記表面電極と前記裏面電極との間の電気特性を測定する工程と、
前記シリコンウエハをスクライブ線に沿って分割する工程と
を備え、
前記表面電極を形成する前記工程において、前記スクライブ線に周囲を囲まれて独立した複数の太陽電池形成領域内に前記表面電極を形成し、
前記裏面電極を形成する前記工程において、前記スクライブ線上の一部および前記複数の太陽電池形成領域内に前記裏面電極を形成し、かつ、前記スクライブ線上において、前記裏面電極が位置している部分の長さが、前記裏面電極が位置していない部分の長さより短くなるようにして、前記複数の太陽電池形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池形成領域に位置する裏面電極同士を前記スクライブ線上の一部に位置する裏面電極で繋ぎ、
前記スクライブ線に沿って分割する前記工程において、前記スクライブ線上の一部に位置する前記裏面電極を切断する、両面電極型太陽電池セルの製造方法。
【請求項５】
前記スクライブ線に沿って分割する前記工程によって作製された両面電極型太陽電池セルの電気特性を測定する工程と、
前記両面電極型太陽電池セルを他のスクライブ線に沿って分割することにより複数の太陽電池片を形成する工程と、
前記複数の太陽電池片のうちの少なくとも２つを接続することにより両面電極型太陽電池セルを構成する工程と
をさらに備え、
前記裏面電極を形成する前記工程において、前記他のスクライブ線上の一部および、前記複数の太陽電池片が形成される領域である複数の太陽電池片形成領域内に前記裏面電極を形成し、かつ、前記他のスクライブ線上において、前記裏面電極が位置している部分の長さが、前記裏面電極が位置していない部分の長さより短くなるようにして、前記複数の太陽電池片形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池片形成領域に位置する裏面電極同士を前記他のスクライブ線上の一部に位置する裏面電極で繋ぎ、
前記他のスクライブ線に沿って分割する前記工程において、前記他のスクライブ線上の一部に位置する前記裏面電極を切断する、請求項４に記載の両面電極型太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面電極型太陽電池用基板、その一部から形成される両面電極型太陽電池セル、および、両面電極型太陽電池セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に対する意識の高まりに伴って、二酸化炭素を排出しない発電装置として太陽電池が注目されている。太陽電池は、ＩＰＰ(Independent Power Producer)用または家庭用の発電装置として徐々に普及率してきている。
【０００３】
太陽電池の普及に伴って、太陽電池の応用用途が拡大している。太陽電池の応用商品例を開示した先行文献として非特許文献１がある。非特許文献１に記載された太陽電池の応用商品例などの各用途に対応するように、使用される太陽電池モジュールの大きさ、出力電圧および出力電流に規格値が設定される。商品によっては、規格値として高い出力電圧および低い出力電流を有することが求められる。
【０００４】
太陽電池モジュールにおいて、出力電圧を高くしつつ、出力電流を低くする調整方法として、１つの太陽電池を分割し、得られた２つの太陽電池片を直列に接続する方法がある。この方法によれば、分割前の１つの太陽電池に比較して、直列に接続された２つの太陽電池片では、出力電圧を略２倍、出力電流を略半分にすることができる。
【０００５】
また、不良部分を有する太陽電池を分割して利用することにより有効利用を図ることができる太陽電池を開示した先行文献として特許文献１がある。特許文献１に記載された太陽電池においては、不良部分を有する太陽電池を分割して、不良部分を含む太陽電池片は廃棄し、不良部分を含まない太陽電池片のみを接続して利用することにより、太陽電池の歩留まりを向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４８５７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ａｎｇｅｌｅ  Ｒｅｉｎｄｅｒｓ，ｅｔ  ａｌ．、“ＤＥＳＩＧＮＩＮＧ  ＰＶ  ＰＯＷＥＲＥＤ  ＬＥＤ  ＰＲＯＤＵＣＴＳ−ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＰＶ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＩＮ  ＩＮＮＯＶＡＴＩＶＥ  ＰＲＯＤＵＣＴＳ”，２４ｔｈ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  ２００９年、ｐ．３１７９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在、最も普及している太陽電池は、結晶シリコンウエハを用いて形成された太陽電池である。なかでも、シリコンウエハの表面と裏面とにそれぞれ電極が形成された両面電極型太陽電池が主流となっている。
【０００９】
両面電極型太陽電池セルを作製する際には、複数の両面電極型太陽電池が形成されたシリコンウエハをスクライブした後、ダイシングして分割する。一般に、両面電極型太陽電池を形成する際、シリコンウエハの裏面の略全体に裏面電極が形成される。そのため、スクライブされるスクライブ線上の位置にも裏面電極が形成されている。
【００１０】
裏面電極は、シリコンウエハの裏面に塗布された金属ペーストを焼成することにより形成される。そのため、裏面電極の表面にはダスト層が存在する。シリコンウエハをダイシングする際、スクライブ線上に位置している裏面電極が切断される。このとき、裏面電極のダスト層の一部が剥離して両面電極型太陽電池に付着して汚損することにより、両面電極型太陽電池の性能を低下させることがある。この問題は、上述したように太陽電池を分割して太陽電池片を接続して利用する場合にも同様に発生する。
【００１１】
上記の問題を解決するために、スクライブ線上に裏面電極を形成しないようにした場合、裏面電極同士は互いに間隔を置いて孤立した状態で形成されることになる。太陽電池セルの製造工程においては、両面電極型太陽電池の電気特性の確認が行なわれる。この確認の際、両面電極型太陽電池は、測定端子を兼ねた載置台と裏面電極とが接触するように載置された状態で、表面電極に測定端子を接触させることにより電気特性が測定される。
【００１２】
両面電極型太陽電池には、電極を焼成した際にひずみが生じる。そのひずみの程度が大きい場合、電気特性の測定の際に、一部の裏面電極と載置台とが接触しないことがある。上記のように、裏面電極同士が孤立した状態で形成されている場合、載置台に接触していない裏面電極を含む両面電極型太陽電池の出力を測定することができない。そのため、裏面電極をスクライブ線上に全く形成しないようにすると、両面電極型太陽電池の電気特性の確認が困難になるという問題が起こる。
【００１３】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、両面電極型太陽電池の電気特性の確認を可能にしつつ、ダイシングによる両面電極型太陽電池の性能の低下を抑制することができる、両面電極型太陽電池用基板、その一部から形成される両面電極型太陽電池セル、および、両面電極型太陽電池セル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】
【００１４】
本発明に基づく両面電極型太陽電池用基板は、複数の両面電極型太陽電池が形成された両面電極型太陽電池用基板である。両面電極型太陽電池用基板は、シリコンウエハと、シリコンウエハの一方の主表面側に位置する表面電極と、シリコンウエハの他方の主表面側に位置する裏面電極とを備える。表面電極は、シリコンウエハにおいて複数の両面電極型太陽電池が形成される領域である複数の太陽電池形成領域内に位置する。複数の太陽電池形成領域の各々は、スクライブ線を境界にして互いに間隔を置いて位置する。裏面電極は、スクライブ線上の一部および複数の太陽電池形成領域内に位置する。複数の太陽電池形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池形成領域に位置する裏面電極同士は、スクライブ線上の一部に位置する裏面電極により繋がっている。スクライブ線上において、裏面電極が位置している部分の長さは、裏面電極が位置していない部分の長さより短い。
【００１５】
本発明の一形態においては、複数の太陽電池形成領域の各々において、両面電極型太陽電池を複数の太陽電池片に分割可能な他のスクライブ線が位置する。裏面電極は、複数の太陽電池形成領域の各々において、他のスクライブ線上の一部、および、複数の太陽電池片が形成される領域である複数の太陽電池片形成領域内に位置する。複数の太陽電池片形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池片形成領域に位置する裏面電極同士は、他のスクライブ線上の一部に位置する裏面電極により繋がっている。他のスクライブ線上において、裏面電極が位置している部分の長さは、裏面電極が位置していない部分の長さより短い。
【００１６】
本発明に基づく両面電極型太陽電池セルは、上記のいずれかの太陽電池用基板の一部から形成される。
【００１７】
本発明に基づく両面電極型太陽電池セルの製造方法は、シリコンウエハの一方の主表面側に表面電極を形成する工程と、シリコンウエハの他方の主表面側に裏面電極を形成する工程と、表面電極と裏面電極との間の電気特性を測定する工程と、シリコンウエハをスクライブ線に沿って分割する工程とを備える。表面電極を形成する工程において、スクライブ線に周囲を囲まれて独立した複数の太陽電池形成領域内に表面電極を形成する。裏面電極を形成する工程において、スクライブ線上の一部および複数の太陽電池形成領域内に裏面電極を形成し、かつ、スクライブ線上において、裏面電極が位置している部分の長さが、裏面電極が位置していない部分の長さより短くなるようにして、複数の太陽電池形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池形成領域に位置する裏面電極同士をスクライブ線上の一部に位置する裏面電極で繋ぐ。スクライブ線に沿って分割する工程において、スクライブ線上の一部に位置する裏面電極を切断する。
【００１８】
本発明の一形態においては、両面電極型太陽電池セルの製造方法は、スクライブ線に沿って分割する工程によって作製された両面電極型太陽電池セルの電気特性を測定する工程と、両面電極型太陽電池セルを他のスクライブ線に沿って分割することにより複数の太陽電池片を形成する工程と、複数の太陽電池片のうちの少なくとも２つを接続することにより両面電極型太陽電池セルを構成する工程とをさらに備える。裏面電極を形成する工程において、他のスクライブ線上の一部および、複数の太陽電池片が形成される領域である複数の太陽電池片形成領域内に裏面電極を形成し、かつ、他のスクライブ線上において、裏面電極が位置している部分の長さが、裏面電極が位置していない部分の長さより短くなるようにして、複数の太陽電池片形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池片形成領域に位置する裏面電極同士を他のスクライブ線上の一部に位置する裏面電極で繋ぐ。他のスクライブ線に沿って分割する工程において、他のスクライブ線上の一部に位置する裏面電極を切断する。
【発明の効果】
【００１９】
両面電極型太陽電池の電気特性の確認を可能にしつつ、ダイシングによる両面電極型太陽電池の性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る両面電極型太陽電池用基板を表面側から見た平面図である。
【図２】図１のＩＩ部の拡大図である。
【図３】図２のシリコンウエハを裏面側から見た図である。
【図４】シリコンウエハの一部断面図である。
【図５】シリコンウエハの表面にｎ型半導体層を形成した状態を示す断面図である。
【図６】ｎ型半導体層上に反射防止膜を形成した状態を示す断面図である。
【図７】シリコンウエハの裏面に裏面電極を形成した状態を示す断面図である。
【図８】反射防止膜上に表面電極の材料を塗布した状態を示す断面図である。
【図９】シリコンウエハを焼成して表面電極をファイアースルーさせた状態を示す断面図である。
【図１０】両面電極型太陽電池用基板において、表面電極と裏面電極との間の電気特性を測定する状態を示す模式図である。
【図１１】両面電極型太陽電池用基板を分割する状態を示す平面図である。
【図１２】両面電極型太陽電池セルの外観を示す平面図である。
【図１３】変形例の両面電極型太陽電池セルの裏面側を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る両面電極型太陽電池用基板、その一部から形成される両面電極型太陽電池セル、および、両面電極型太陽電池セルの製造方法について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る両面電極型太陽電池用基板を表面側から見た平面図である。図１に示すように、本実施形態に係る両面電極型太陽電池用基板においては、単結晶Ｓｉからなるシリコンウエハ１１０に複数の両面電極型太陽電池が形成される。図中の矩形状に囲まれた領域が、両面電極型太陽電池が形成される領域である太陽電池形成領域１２０である。本実施形態においては、１枚のシリコンウエハ１１０に１６ヶ所の太陽電池形成領域１２０が規定されている。
【００２３】
図２は、図１のＩＩ部の拡大図である。図１においては図示していないが、図２に示すように、両面電極型太陽電池用基板１００の表面１１１には、表面電極１３０が形成されている。表面電極１３０は、太陽電池形成領域１２０内に形成されている。
【００２４】
本実施形態においては、太陽電池の表面から電流を取り出す複数のフィンガー電極１３１と、複数のフィンガー電極１３１から電流を集めるバスバー電極１３２とから表面電極１３０が構成されている。複数のフィンガー電極１３１の各々は、細長く形成され、互いに所定の間隔を置いて平行に配置されている。バスバー電極１３２は、細長く形成され、複数のフィンガー電極１３１の並ぶ方向に延在して、複数のフィンガー電極１３１に直交するように配置されている。
【００２５】
バスバー電極１３２は、１つの太陽電池形成領域１２０内において、２本配置されている。２本のバスバー電極１３２は、互いに平行に配置されている。２本のバスバー電極１３２のそれぞれに接続された複数のフィンガー電極１３１同士は、フィンガー電極１３１の長手方向において、互いに間隔を置いて配置されている。
【００２６】
図２に示すように、複数の太陽電池形成領域１２０の各々は、スクライブ線１２１を境界にして互いに間隔を置いて位置している。スクライブ線１２１は、シリコンウエハ１１０をダイシングする際に、スクライブする中心位置である。
【００２７】
図３は、図２のシリコンウエハを裏面側から見た図である。図３に示すように、両面電極型太陽電池用基板１００の裏面１１２には、裏面電極１４０が形成されている。本実施形態においては、裏面電極１４０は、太陽電池形成領域１２０内に位置する第１裏面電極１４１と、スクライブ線１２１上の一部に位置する第２裏面電極１４２とから構成されている。
【００２８】
複数の太陽電池形成領域１２０のうちで互いに隣接する太陽電池形成領域１２０に位置する第１裏面電極１４１同士は、スクライブ線１２１上の一部に位置する第２裏面電極１４２により繋がっている。
【００２９】
図３に示すように、スクライブ線１２１上において、第２裏面電極１４２が位置している部分の長さＬ1が、第２裏面電極１４２が位置していない部分の長さ(Ｌ2＋Ｌ3)より短くなるように、第２裏面電極１４２が形成されている。図３においては、太陽電池形成領域１２０の一辺についてのみ第２裏面電極１４２の長さを図示しているが、他の３辺についても同様の関係を満たしている。
【００３０】
なお、第２裏面電極１４２のスクライブ線１２１上における長さＬ1は、所定の電気抵抗値より小さくなるように所定の長さ以上となるように設定されている。これは、後述する電気特性の確認において、両面電極型太陽電池セルに異状がある場合には、その異状による高い電気抵抗値を発見することができるようにするため、第２裏面電極１４２における電気抵抗値がその高い電気抵抗値より小さくなければならないからである。
【００３１】
以下、本実施形態に係る両面電極型太陽電池セルの製造方法について説明する。
図４は、シリコンウエハの一部断面図である。図４に示すように、まず、基材としてシリコンウエハ１１０を準備する。本実施形態のシリコンウエハ１１０は、ｐ型の導電性を有している。シリコンウエハ１１０の表面の汚れおよび表層のダメージ層を除去するために、シリコンウエハ１１０を強アルカリ性水溶液または強酸性水溶液により洗浄処理する。
【００３２】
また、シリコンウエハ１１０をアルカリ性水溶液または酸性水溶液で処理することにより、シリコンウエハ１１０の表面にテクスチャ構造を形成する。テクスチャ構造とは、太陽電池に入射した光を光電変換素子の受光面側で多重反射させることにより、効果的に光を取り込んで、太陽電池の光変換効率を向上させるための構造である。なお、テクスチャ構造は図示していない。
【００３３】
図５は、シリコンウエハの表面にｎ型半導体層を形成した状態を示す断面図である。図５に示すように、シリコンウエハ１１０の表面にｎ型の不純物をドーピングすることによりｎ型半導体層１５０を形成して、ｐｎ接合を構成する。本実施形態においては、ドーピングによりｎ型半導体層１５０を形成したが、たとえば、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて、シリコンウエハ１１０の表面上にｎ型半導体層を形成してもよい。
【００３４】
ドーピングに用いるｎ型の不純物としては、燐、砒素などの５族元素を用いることができる。ドーピング方法として、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3）などの５族元素の化合物を含んだ溶液を７００℃以上１０００℃以下の温度の炉中でガス状にして、シリコンウエハ１１０に拡散させる気相拡散法を用いた。他のドーピング方法としては、たとえば、五酸化リン（Ｐ2Ｏ5）などの５族元素の化合物を含んだイソプロピルアルコール溶液をシリコンウエハ１１０の表面に滴下してスピンコーターにより均一に塗布した後、７００℃以上１０００℃以下の温度の炉に投入することにより、表面に付着した５族元素をシリコンウエハ１１０中に拡散させる方法などがある。ｎ型半導体層１５０のシート抵抗が、２０Ω／□以上２００Ω／□以下となるように、ｎ型半導体層１５０を形成した。
【００３５】
図６は、ｎ型半導体層上に反射防止膜を形成した状態を示す断面図である。図６に示すように、ｎ型半導体層上に、反射防止膜１６０を形成する。反射防止膜１６０は、太陽電池の受光面における光の反射を抑制して、光が太陽電池内に入射しやすくする機能を有する。
【００３６】
反射防止膜１６０の材料としては、窒化シリコンを用いた。反射防止膜１６０の材料としては、酸化チタンなどを用いてもよい。反射防止膜１６０の形成方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いたが、熱ＣＶＤ法などを用いてもよい。反射防止膜１６０の膜厚が、６０ｎｍ以上１００ｎｍ以下となるように反射防止膜１６０を形成した。反射防止膜１６０の厚さは、反射防止膜の屈折率およびシリコンウエハ１１０の表面に形成されたテクスチャ構造の凹凸の大きさなどの条件によって適宜設定される。
【００３７】
図７は、シリコンウエハの裏面に裏面電極を形成した状態を示す断面図である。図７に示すように、シリコンウエハ１１０の裏面に、裏面電極１４０を形成する。この裏面電極１４０は、シリコンウエハ１１０内で発生したキャリアを電流として取り出すために利用される。
【００３８】
本実施形態においては、スクリーン印刷法を用いて裏面電極１４０を形成した。具体的には、アルミニウム粉末などを含む導電性ペーストをシリコンウエハ１１０の裏面に塗布し、１００℃以上４００℃以下の温度で乾燥させることにより裏面電極１４０を形成した。裏面電極１４０は、図３に示すようなパターンで形成されている。裏面電極１４０の厚さは、１０μｍ以上６０μｍ以下とした。スクリーン印刷法は、大量生産に対応可能な方法であり裏面電極１４０の製造コストを低減できる。
【００３９】
図８は、反射防止膜上に表面電極の材料を塗布した状態を示す断面図である。本実施形態においては、スクリーン印刷法を用いて表面電極１３０を形成した。具体的には、銀粉末、ガラス粉末、有機質ビヒクルおよび有機溶媒を主成分とする導電性ペーストを反射防止膜１６０上に塗布し、１００℃以上４００℃以下の温度で乾燥させることにより表面電極１３０を形成した。表面電極１３０は、図２，８に示すように、魚骨型（櫛形状）のパターンで形成されている。表面電極１３０の厚さは、１０μｍ以上６０μｍ以下とした。
【００４０】
図９は、シリコンウエハを焼成して表面電極をファイアースルーさせた状態を示す断面図である。焼成条件は、７００℃以上９００℃以下の温度雰囲気下で、１秒以上９０秒以下保持する条件とした。
【００４１】
表面電極１３０が塗布されたシリコンウエハ１１０を焼成することにより、表面電極１３０に含まれているガラス粉末の作用で反射防止膜１６０が破られて、図９に示すように、表面電極１３０が反射防止膜１６０中に沈み込む。その結果、表面電極１３０の下部がシリコンウエハ１１０の表面に位置するｎ型半導体層１５０に接触する。
【００４２】
また、シリコンウエハ１１０を焼成することにより、裏面電極１４０に含まれるアルミニウムの一部がシリコンウエハ１１０に拡散する。その結果、シリコンウエハ１１０の一部に裏面電界層１７０が形成される。裏面電界層１７０は、シリコンウエハ１１０の内部で発生したキャリアの収集効率を向上させる機能を有している。
【００４３】
図１０は、両面電極型太陽電池用基板において、表面電極と裏面電極との間の電気特性を測定する状態を示す模式図である。図１０においては、簡単のため、両面電極型太陽電池用基板１００の一部の構成を図示していない。
【００４４】
図１０に示すように、両面電極型太陽電池が形成されたシリコンウエハ１１０からなる両面電極型太陽電池用基板１００は、電圧および電流などの電気特性を測定可能な測定器１８０により電気特性が確認される。測定器１８０は、裏面電極１４０に接続される測定端子を兼ねた載置台１８１、載置台１８１と測定器１８０の本体部とを接続する接続線１８３、表面電極１３０に接続される複数の測定端子１８２、測定端子１８２と測定器１８０の本体部とを接続する接続線１８４を含む。
【００４５】
測定器１８０の測定結果により異状が認められた太陽電池にはマーキングが施され、太陽電池セルに分割後に廃棄、または、後述する太陽電池片に分割されて一部が利用される。
【００４６】
図１１は、両面電極型太陽電池用基板を分割する状態を示す平面図である。図１１に示すように、スクライブ線１２１に沿ってダイシングソーまたはレーザ光を用いて両面電極型太陽電池用基板１００を分割する。本実施形態においては、ブレードの厚さが２０μｍ以上３５μｍ以下のダイシングソーを用いて、両面電極型太陽電池用基板１００を分割した。レーザ光を用いて分割する場合は、レーザ光の種類として、波長が１０５４０ｎｍのＣＯ2レーザ、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザの基本波、波長が５３２ｎｍのＹＡＧレーザの第２高調波、および、波長が３５５ｎｍのＹＡＧレーザの第三高調波などが使用できる。
【００４７】
図１１に示すように、シリコンウエハ１１０をスクライブ線１２１に沿って分割する際に、裏面電極１４０は、スクライブ線１２１上に位置する第２裏面電極１４２が切断される。言い換えると、太陽電池形成領域１２０内に位置する第１裏面電極１４１は切断されない。
【００４８】
図１２は、両面電極型太陽電池セルの外観を示す平面図である。図１２に示すように、両面電極型太陽電池が形成されたシリコンウエハ１１０を分割することにより、両面電極型太陽電池セル２００が作製される。
【００４９】
上記の製造方法により、両面電極型太陽電池セル２００を製造することにより、両面電極型太陽電池用基板１００を分割する際に切断される裏面電極１４０を第２裏面電極１４２のみにすることができる。図３に示すように、第２裏面電極１４２のスクライブ線１２１上に位置する長さＬ1は、裏面電極１４０がスクライブ線１２１上に位置していない部分の長さ(Ｌ2＋Ｌ3)より短いため、切断される第２裏面電極１４２の面積は従来の裏面電極型太陽電池に比較して半分以下である。その結果、裏面電極１４０が切断されることにより発生するダスト層の剥離片の量を低減することができるため、この剥離片によって両面電極型太陽電池が汚損されることが抑制される。
【００５０】
また、互いに隣接する第１裏面電極１４１同士は、第２裏面電極１４２により繋がっているため、裏面電極１４０は全体的に導通されている。そのため、図１０に示すように、シリコンウエハ１１０を分割する前に両面電極型太陽電池の電気特性を測定する際に、シリコンウエハ１１０の反りまたはひずみにより、裏面電極１４０の一部と載置台１８１とが非接触な状態となった場合においても、載置台１８１と接触している裏面電極１４０の他の部分を通じて電気が流れるため、全ての両面電極型太陽電池の電気特性を正確に測定することができる。その結果、異状な両面電極型太陽電池を製造工程の途中で選別することができ、後工程のムダを抑制することができる。
【００５１】
以下、本実施形態の変形例について説明する。
図１２に示すように、本実施形態の両面電極型太陽電池セル２００においては、表面電極１３０が図中の上下方向に分離して設けられている。そのため、仮に、両面電極型太陽電池セル２００の上方の部分において割れまたは欠けなどの異状がある場合でも、下方の部分の両面電極型太陽電池は正常に機能する。その逆に、両面電極型太陽電池セル２００の下方の部分に割れまたは欠けなどの異状がある場合でも、上方の部分の両面電極型太陽電池は正常に機能する。
【００５２】
そこで、変形例の両面電極型太陽電池セル２００ａにおいては、セルの一部に異状があった場合に、表面電極１３０が分離している部分である他のスクライブ線２１０に沿って両面電極型太陽電池セル２００ａを分割して太陽電池片２００Ａと太陽電池片２００Ｂとを形成する。その後、正常な太陽電池片２００Ａと正常な太陽電池片２００Ｂとを接続することにより、両面電極型太陽電池セル２００ａを構成する。このようにするこにより、異状が発生した太陽電池片のみを廃棄して、正常な太陽電池片を有効利用することができるため、両面電極型太陽電池の歩留まりを向上できる。
【００５３】
図１３は、変形例の両面電極型太陽電池セルの裏面側を示す平面図である。図１３に示すように、変形例の両面電極型太陽電池セル２００ａにおいては、スクライブ線２１０上の一部に第３裏面電極１４３が形成されている。スクライブ線２１０は、両面電極型太陽電池セル２００ａをダイシングする際に、スクライブする中心位置である。
【００５４】
言い換えると、分割前の両面電極型太陽電池用基板１００の複数の太陽電池形成領域１２０の各々において、両面電極型太陽電池を複数の太陽電池片２００Ａ，２００Ｂに分割可能なスクライブ線２１０が位置する。裏面電極１４０は、複数の太陽電池形成領域１２０の各々において、スクライブ線２１０上の一部、および複数の太陽電池片２００Ａ，２００Ｂが形成される領域である複数の太陽電池片形成領域内に位置する。本実施形態においては、図１３に示すように、裏面電極１４０は、スクライブ線２１０上の一部に位置する第３裏面電極１４３と、太陽電池片形成領域内に位置する第１裏面電極１４１と、スクライブ線１２１線上の一部に位置する第２裏面電極１４２とから構成されている。
【００５５】
複数の太陽電池片形成領域のうちで互いに隣接する太陽電池片形成領域に位置する第１裏面電極１４１同士は、スクライブ線２１０上の一部に位置する第３裏面電極１４３により繋がっている。図１３に示すように、スクライブ線２１０上において、第３裏面電極１４３が位置している部分の長さＬ4は、第３裏面電極１４３が位置していない部分の長さ(Ｌ5＋Ｌ6)より短くなるように、第３裏面電極１４３が形成されている。
【００５６】
上記の製造方法により、両面電極型太陽電池セルを製造することにより、両面電極型太陽電池セル２００ａを分割する際に切断される裏面電極１４０を第３裏面電極１４３のみにすることができる。図１３に示すように、第３裏面電極１４３のスクライブ線２１０上に位置する長さＬ4は、裏面電極１４０がスクライブ線２１０上に位置していない部分の長さ(Ｌ5＋Ｌ6)より短いため、切断される第３裏面電極１４３の面積は従来の裏面電極型太陽電池に比較して半分以下である。その結果、裏面電極１４０が切断されることにより発生するダスト層の剥離片の量を低減することができるため、この剥離片による両面電極型太陽電池が汚損されることを抑制できる。
【００５７】
また、互いに隣接する第１裏面電極１４１同士は、第３裏面電極１４３により繋がっているため、裏面電極１４０は全体的に導通されている。そのため、両面電極型太陽電池セル２００ａを分割する前に両面電極型太陽電池セル２００ａの電気特性を上述の測定器１８０を用いて測定する際に、両面電極型太陽電池セル２００ａの反りまたはひずみにより、裏面電極１４０の一部と載置台１８１とが非接触な状態となった場合においても、載置台１８１と接触している裏面電極１４０の他の部分を通じて電気が流れるため、全ての太陽電池片の電気特性を正確に測定することができる。その結果、異状な太陽電池片を製造工程の途中で選別して廃棄することができ、後工程のムダを抑制することができる。なお、太陽電池片同士の接合は、インターコネクタなどにより行なうことができる。
【００５８】
以下、実験例として、本実施例に係る両面電極型太陽電池の製造方法で製造した両面電極型太陽電池セルと従来の製造方法で製造した両面電極型太陽電池セルとにおいて、両面電極型太陽電池のダスト層の剥離片による汚損の程度を比較した。
【００５９】
実験例
本実施例の両面電極型太陽電池セルを以下の製造方法で作製した。まず、厚さ３５０μｍのシリコンウエハ１１０をＨＮＯ3／ＨＦ混合溶液で処理することにより、シリコンウエハ１１０の両面合わせて１０μｍ程度をエッチングして、シリコンウエハ１１０の表面の洗浄を行なった。次に、ＮａＯＨ水溶液で異方性エッチングを行なうことにより、シリコンウエハ１１０の表面にテクスチャ構造と呼ばれる微細な凹凸形状を形成した。
【００６０】
その後、濃度が１５ｇ／Ｌである五酸化リンのイソプロピルアルコール溶液をシリコンウエハ１１０の表面に滴下し、スピンコーターにより均一に塗布した。そのシリコンウエハ１１０を９００℃の高温炉中で１５分間加熱することにより、ｎ型半導体層１５０を形成した。
【００６１】
次に、シリコンウエハ１１０をプラズマＣＶＤ装置の真空室内に搬入し、ｎ型半導体層１５０上に反射防止膜１６０として、膜厚が約８０ｎｍの窒化シリコン膜を形成した。窒化シリコン膜の成膜時に真空室内に導入する原料ガスとしては、モノシラン、アンモニアおよび窒素を含むガスを用いた。
【００６２】
その後、スクリーン印刷法によりシリコンウエハ１１０の裏面上にアルミニウムペーストを印刷し、１５０℃の温度雰囲気下で十分に乾燥させることにより、４０μｍの厚さのの裏面電極１４０を形成した。裏面電極１４０のパターンは、図１３に示す変形例のパターン形状とした。
【００６３】
次に、スクリーン印刷法によりシリコンウエハ１１０に製膜された反射防止膜１６０上に、銀粉末、ガラス粉末、有機質ビヒクルおよび有機溶媒を主成分とする銀ペーストを魚骨型のパターンで印刷し、１５０℃の温度で十分に乾燥させることにより、３０μｍの厚さの表面電極１３０を形成した。なお、表面電極１３０は、バスバー電極１３２（メイングリッド）とフィンガー電極１３１（サブグリッド）とから構成されており、フィンガー電極１３１とバスバー電極１３２とは直交している。
【００６４】
その後、近赤外線炉を用いてシリコンウエハ１１０を８５０℃の温度で１０秒間焼成することにより、表面電極１３０をファイアスルーさせ、かつ、シリコンウエハ１１０と表面電極１３０との界面に裏面電界層１７０を形成して両面電極型太陽電池を作製した。
【００６５】
最後に、シリコンウエハ１１０をダイシングソーを用いて分割した。ダイシングソーとしてブレードの厚さが３０μｍのものを用い、両面電極型太陽電池の受光面側から切断した。
【００６６】
一方、比較例の両面電極型太陽電池セルの製造方法は、上記の本実施例の製造方法とは、裏面電極１４０をシリコンウエハ１１０の裏面の略全体に形成した点のみ異なる。
【００６７】
本実施例の両面電極型太陽電池セルと比較例の両面電極型太陽電池セルとを比較すると、比較例の太陽電池には、シリコンウエハ１１０を切断した際に発生した裏面電極１４０のダスト層の剥離片が受光面側に付着して外観上汚れて見えたのに対し、本実施例にはそのような問題が発生しなかったことが確認された。
【００６８】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、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。
【符号の説明】
【００６９】
１００  両面電極型太陽電池用基板、１１０  シリコンウエハ、１１１  表面、１１２  裏面、１２０  太陽電池形成領域、１２１，２１０  スクライブ線、１３０  表面電極、１３１  フィンガー電極、１３２  バスバー電極、１４０  裏面電極、１４１  第１裏面電極、１４２  第２裏面電極、１４３  第３裏面電極、１５０  ｎ型半導体層、１６０  反射防止膜、１７０  裏面電界層、１８０  測定器、１８１  載置台、１８２  測定端子、１８３，１８４  接続線、２００，２００ａ  両面電極型太陽電池セル、２００Ａ，２００Ｂ  太陽電池片。
【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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【図１３】
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