(57)【要約】【課題】本発明は、電解めっき法により、太陽電池の集電極の一部たるめっき層を形成するにあたって、裏面電極層が溶解することを防止できる太陽電池の製造方法を提供するものである。この太陽電池の製造方法に使用できるめっき用治具を提供するものである。さらに、このめっき用治具を使用できるめっき装置を提供するものである。【解決手段】めっき用治具２は、外部電源７と電気的に接続される本体部１５と、被めっき基板２０に給電するクリップ本体２１を有し、めっき用治具２によって、クリップ本体２１をめっき下地層５１に接触させ、被めっき基板２０をめっき浴５にめっき下地層５１及び金属層５７の大部分を浸漬した状態で固定し、さらに金属層５７の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態で、クリップ本体２１を介してめっき下地層５１に給電する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電層と、裏面電極層と、第一導電層と裏面電極層の間に挟まれた光電変換部とを備えた被めっき基板を用いた太陽電池の製造方法であって、
めっき用治具を使用して前記被めっき基板を固定し、前記第一導電層上にめっき層を積層する太陽電池の製造方法において、
前記めっき用治具は、外部電源と電気的に接続される治具本体と、前記被めっき基板に給電する給電部を有し、
前記めっき用治具によって、前記給電部を前記第一導電層に接触させ、前記被めっき基板をめっき液に第一導電層及び裏面電極層の大部分又は全部を浸漬した状態で固定し、
さらに裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態で、前記給電部を介して第一導電層に給電することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
第一導電層に給電する際に、前記治具本体と前記めっき液との間における電荷移動を抑制又は阻止していることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記めっき用治具は、前記裏面電極層が治具本体と対面するように前記被めっき基板を固定しており、
前記治具本体の表面に第一絶縁部を有し、
前記治具本体は、第一導電層に給電する際に、前記めっき液に浸漬される領域であって、かつ、裏面電極層と対面する面のほぼ全面が前記第一絶縁部で覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記めっき用治具は、前記治具本体の表面に第一絶縁部を有し、
前記治具本体は、第一導電層に給電する際に、前記めっき液に浸漬される領域のほぼ全体が前記第一絶縁部で覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記めっき用治具は、第二絶縁部を有し、
前記第二絶縁部は、前記治具本体と前記裏面電極層との間に介在し、かつ、裏面電極層と接触していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記めっき用治具は、前記裏面電極層が治具本体と対面するように前記被めっき基板を固定しており、
前記給電部は、被めっき基板の外側を迂回して前記第一導電層と接触しており、
前記給電部は、前記裏面電極層の光電変換部側の界面よりも治具本体側の部位の表面が第三絶縁部に覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記給電部は、その表面の大部分が第三絶縁部に覆われるものであって、かつ、その一部に第三絶縁部から露出した露出部を有し、
前記露出部は、第一導電層に給電する際に、前記第一導電層と接触していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記光電変換部は、一導電型の単結晶シリコン基板上に、前記単結晶シリコン基板と異なるバンドギャップを有したシリコン系薄膜が積層された部位が存在することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
第一導電層と、裏面電極層と、第一導電層と裏面電極層の間に挟まれた光電変換部とを備えた被めっき基板を固定するめっき用治具であって、
前記被めっき基板を固定し、前記第一導電層上にめっき層を積層して太陽電池を形成するためのめっき用治具において、
外部電源と電気的に接続される治具本体と、前記被めっき基板に給電する給電部を有し、
前記給電部は、前記第一導電層と接触することで前記第一導電層に給電可能であり、
前記給電部は、めっき層を形成する際には、前記被めっき基板を、めっき液に第一導電層及び裏面電極層の大部分又は全部を浸漬させた状態であって、かつ、裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態で固定し、さらに前記給電部から第一導電層に給電することを特徴とするめっき用治具。
【請求項１０】
請求項９に記載のめっき用治具を使用するためのめっき装置であって、
直線状又は曲線状の流路を有するめっき浴を備えためっき装置において、
前記めっき用治具を固定し、めっき用治具を前記流路に沿って搬送可能な搬送装置を備えていることを特徴とするめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造方法に関する。特に、本発明は、集電極として機能するめっき層を形成する際に好適に製造できる。また、本発明は、太陽電池のめっき層を形成するためのめっき用治具に関する。さらに、本発明は、このめっき用治具を使用可能なめっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷の低いエネルギー源として太陽電池が注目されている。
太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換可能な光電変換装置である。太陽電池は、光入射側電極層と、裏面電極層と、当該２つの電極層に挟まれた半導体接合等からなる光電変換部を備えている。また、太陽電池は、この光電変換部に光を照射することによって発生するキャリア（電子及び正孔）を電極層により収集して外部回路に取り出すことが可能となっている。
また、光入射側電極層は、集電極を備えており、当該集電極からキャリアを外部電極に取り出す構造となっている。
【０００３】
この太陽電池の集電極の形成方法としては、電解めっき法（例えば、特許文献１）と、無電解めっき法（例えば、特許文献２）があり、効率良く内部抵抗が低いめっき層を成膜できる観点及び比較的安価で成膜できる観点から、電解めっき法による集電極の形成方法が好まれて採用されている。
【０００４】
この電解めっき法は、めっき槽内のめっき液の電気分解を利用するめっき法である。具体的には、電解めっき法では、めっき処理の対象となる被めっき基板を、フレームやホルダーなどの保持部材によって、めっき液内に浸漬した状態で保持する。そして、同一のめっき液内に金属基板を浸漬し、被めっき基板と当該金属基板間で電圧を加えることによって、被めっき基板上にめっき液の成分たる金属イオンを析出させ、金属からなるめっき層を形成する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８４６９２号公報
【特許文献２】特表２０１３−５０３２５８号公報
【特許文献３】特表２０１１−５１６７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した電解めっき法を行う装置として、インライン式のめっき装置が知られている（例えば、特許文献３）。このインライン式のめっき装置では、複数の被めっき基板を水平方向に移動させながら、複数の被めっき基板に連続してめっき層を形成可能となっている。
【０００７】
特許文献３を参考にして、本発明者は、インライン式のめっき装置に適用できるめっき用治具を試作した。
すなわち、本発明者は、複数枚の被めっき基板を固定でき、かつ、各被めっき基板に給電可能なめっき用治具を試作した。そして、このめっき用治具を、搬送装置を備えためっき装置に取り付けることで、被めっき基板に給電しながらめっき用治具を水平方向に移動させて、めっき用治具に固定された複数の被めっき基板に次々にめっき層を析出させることを試みた。
【０００８】
この試作しためっき用治具２０１は、図１３（ａ）のように、外部電源２０６と電気的に接続される本体ベルト２０２と、導電体からなる導電性クリップ２０３と、絶縁体２０５から形成されている。
めっき用治具２０１は、導電性クリップ２０３及び絶縁体２０５が本体ベルト２０２の表面に立設されたものである。また、めっき用治具２０１は、導電性クリップ２０３と絶縁体２０５で被めっき基板２１０を挟持して、１つの本体ベルト２０２で複数枚の被めっき基板２１０をめっき液２０７に浸漬した状態で保持可能な構造となっている。
使用した被めっき基板２１０は、板状であり、その表面にめっき下地層２１１が形成され、裏面に裏面電極層２１２が形成されたものである。
めっき用治具２０１に被めっき基板２１０を取り付けてめっき装置に設置したときには、被めっき基板２１０は、光入射側のめっき下地層２１１が導電性クリップ２０３に接し、さらに、裏面電極層２１２が絶縁体２０５に接するように、めっき液２０７内で保持される。また、被めっき基板２１０は、めっき処理を施す際には、めっき下地層２１１がめっき電極２０８と対面するように保持される。
【０００９】
上記した構成を備えるめっき用治具２０１を使用することによって、本体ベルト２０２と電気的に接続されるのは、めっき下地層２１１だけであり、裏面電極層２１２は本体ベルト２０２に対して電気的に絶縁されているはずである。
そのため、被めっき基板２１０は、めっき下地層２１１だけが負の電荷（δ−）が帯電し、めっき液２０７の金属イオン（Ｍn+）がめっき下地層２１１上に金属（Ｍ）となって析出するはずである。
【００１０】
このような思惑のもと、発明者は、外部電源２０６により、本体ベルト２０２とめっき電極２０８の間に電圧を加え、めっき処理を行った。その結果、発明者の予想通り、被めっき基板２１０のめっき下地層２１１上に、金属イオン（Ｍn+）が金属（Ｍ）製のめっき層となって析出した。
しかしながら、試作しためっき用治具２０１を用いてめっき処理を行うと、裏面電極層２１２の一部がめっき液２０７に溶け出していた。
この原因について検討した結果、この試作しためっき用治具２０１の構造の場合、図１３（ａ）のように、外部電源２０６と接続される本体ベルト２０２の電位に対して、裏面電極層２１２の表面電位が正に大きい場合には、その電位差により、裏面電極層２１２の表面に正の電荷（δ＋）が帯電する。そして、裏面電極層２１２の溶解反応の活性化エネルギーを超える程度まで正の電荷（δ＋）が帯電すると、裏面電極層２１２の表面が電子を放出してイオンとなり、溶解することがわかった。
【００１１】
ここで、上記した試作に用いた被めっき基板２１０は、裏面電極層２１２として銀等を用いて行っていた。また、使用しためっき浴は、めっき液２０７として、硫酸銅を使用して行っていた。
従来の常識から考えると、銀は標準電極電位が正であるから、たとえ正の電荷（δ＋）が帯電していたとしても酸化反応が起こるのは、めっき液中の水や水素であり、裏面電極層に正の電荷（δ＋）が帯電しても、酸化されないはずである。
それにも関わらず、試作した被めっき基板２１０では、図１３（ｂ）のように、裏面電極層２１２がイオン化して溶解し、エッチングされることがわかった。
裏面電極層２１２が溶解すると、製造された太陽電池のシート抵抗が大きくなり、太陽電池の性能を低下させるおそれがあるので、裏面電極層２１２の溶解を阻止することが必要である。
【００１２】
そこで、本発明は、電解めっき法により、太陽電池の集電極の一部たるめっき層を形成するにあたって、裏面電極層が溶解することを防止できる太陽電池の製造方法を提供するものである。この太陽電池の製造方法に使用できるめっき用治具を提供するものである。さらに、このめっき用治具を使用できるめっき装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、第一導電層と、裏面電極層と、第一導電層と裏面電極層の間に挟まれた光電変換部とを備えた被めっき基板を用いた太陽電池の製造方法であって、めっき用治具を使用して前記被めっき基板を固定し、前記第一導電層上にめっき層を積層する太陽電池の製造方法において、前記めっき用治具は、外部電源と電気的に接続される治具本体と、前記被めっき基板に給電する給電部を有し、前記めっき用治具によって、前記給電部を前記第一導電層に接触させ、前記被めっき基板をめっき液に第一導電層及び裏面電極層の大部分又は全部を浸漬した状態で固定し、さらに裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態で、前記給電部を介して第一導電層に給電することを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１４】
ここでいう「裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態」とは、正の電荷（δ＋）の帯電が起こらないか、正の電荷（δ＋）に帯電しても裏面電極層がイオン化しない程度に帯電した状態である。言い換えると、「裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態」とは、正の電荷（δ＋）の帯電が起こらないか、正の電荷（δ＋）に帯電しても裏面電極層の表面において溶解反応が起こらない程度に帯電した状態である。
また、「裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態」には、すなわち、負の電荷（δ−）に帯電した場合や帯電していない場合も含む。
ここで、「帯電」とは、物体が電気を帯びることをいい、「帯電した状態」には、正の電荷（δ＋）が帯電している場合と、負の電荷（δ−）が帯電している場合がある。すなわち、裏面電極層は正の電荷（δ＋）が帯電すると、電子を放出してイオン化しやすくなる。
「第一導電層の大部分」とは、第一導電層の全面積の８０パーセント以上の領域を表し、「裏面電極層の大部分」とは、裏面電極層の全面積の８０パーセント以上の領域を表す。
「第一導電層」とは、導電性を有した層である。すなわち、めっき層を形成するための下地となる層である。
【００１５】
本発明の方法によれば、裏面電極層の表面に正の電荷（δ＋）が帯電しない程度に電気的に制限された状態で、給電部を介して第一導電層に給電するので、裏面電極層の表面に正の電荷（δ＋）が極端に帯電せず、裏面電極層はイオン化して電子を放出しない。そのため、裏面電極層の一部又は全部がめっき液に溶解することを防止することができる。
すなわち、本発明の方法を使用して製造される太陽電池は、裏面電極層の損失がないので、シート抵抗が小さく、発電特性が良好な太陽電池となる。
【００１６】
ここで、本発明者は、上記したように、裏面電極層はめっき液を介して溶解されると推定されるので、治具本体とめっき液間の電荷移動を抑制できれば、裏面電極層の表面に正の電荷（δ＋）が帯電しない程度に電気的に制限された状態となる、と考えた。
【００１７】
そこで、請求項２に記載の発明は第一導電層に給電する際に、前記治具本体と前記めっき液との間における電荷移動を抑制又は阻止していることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法である。
【００１８】
ここでいう「治具本体とめっき液との間における電荷移動を抑制又は阻止」した状態とは、治具本体とめっき液間の電荷移動が、所定の材料や所定の条件によって遮断された状態を表す。
「所定の条件」とは、例えば、治具本体と裏面電極層間の距離、電流密度、又は電位などである。「所定の材料」とは、例えば、フィルターや絶縁体などである。
【００１９】
本発明の方法によれば、第一導電層に給電する際に、前記治具本体と前記めっき液との間における電荷移動を抑制又は阻止しているので、治具本体と裏面電極層間の電荷移動に起因して裏面電極層の表面にほとんど又は全く正の電荷（δ＋）が帯電せず、裏面電極層のイオン化を防止することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記めっき用治具は、前記裏面電極層が治具本体と対面するように前記被めっき基板を固定しており、前記治具本体の表面に第一絶縁部を有し、前記治具本体は、第一導電層に給電する際に、前記めっき液に浸漬される領域であって、かつ、裏面電極層と対面する面のほぼ全面が前記第一絶縁部で覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池の製造方法である。
【００２１】
ここでいう「裏面電極層と対面する面のほぼ全面」とは、裏面電極層と対面（対向）する面の９０パーセント以上の面を表す。
【００２２】
本発明の方法によれば、治具本体は、第一導電層に給電する際に、少なくとも裏面電極層と対面する面のほぼ全体が前記第一絶縁部で覆われているので、治具本体の裏面電極層間に対する電気的な直接の影響を抑制することができる。
本発明の方法によれば、上記した定義のように、第一絶縁部の被覆部位は、「裏面電極層と対面する面のほぼ全面」であるから、第一絶縁部の被覆部位は、裏面電極層と対面（対向）する面の９０パーセント以上の面であるが、より治具本体・裏面電極層間の影響を抑える観点から、第一絶縁部の被覆部位は、裏面電極層と対面（対向）する面の９５パーセント以上の面であることが好ましく、裏面電極層と対面（対向）する面の全面であることがさらに好ましい。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、前記めっき用治具は、前記治具本体の表面に第一絶縁部を有し、前記治具本体は、第一導電層に給電する際に、前記めっき液に浸漬される領域のほぼ全体が前記第一絶縁部で覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法である。
【００２４】
ここでいう「めっき液に浸漬される領域のほぼ全体」とは、めっき液に浸漬される領域の９０パーセント以上の領域を表す。
【００２５】
本発明の方法によれば、治具本体は、第一導電層に給電する際に、めっき液に浸漬される領域のほぼ全体が前記第一絶縁部で覆われているから、治具本体とめっき液との間における電荷移動を抑制することができる。すなわち、治具本体から、もしくは治具本体への、めっき槽内のめっき液を媒体とする電荷移動を抑制することができる。
本発明の方法によれば、上記した定義のように、第一絶縁部の被覆部位は、「めっき液に浸漬される領域のほぼ全体」であるから、第一絶縁部の被覆部位は、めっき液に浸漬される領域の９０パーセント以上の領域であるが、より治具本体・めっき液間の電荷移動を抑制する観点から、第一絶縁部の被覆部位は、めっき液に浸漬される領域の９５パーセント以上の領域であることが好ましく、治具本体・めっき液間の電荷移動を遮断する観点から、めっき液に浸漬される領域の全体であることがさらに好ましい。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、前記めっき用治具は、第二絶縁部を有し、前記第二絶縁部は、前記治具本体と前記裏面電極層との間に介在し、かつ、裏面電極層と接触していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法である。
【００２７】
本発明の方法によれば、第二絶縁部は、治具本体と裏面電極層との間に介在し、かつ、裏面電極層と接触しているので、治具本体と裏面電極層間の直接の電荷移動を制限又は阻止することができる。また、第二絶縁部は、めっき用治具で被めっき基板を固定する際に機械的な損傷を低減する役割を果たす。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、前記めっき用治具は、前記裏面電極層が治具本体と対面するように前記被めっき基板を固定しており、前記給電部は、被めっき基板の外側を迂回して前記第一導電層と接触しており、前記給電部は、前記裏面電極層の光電変換部側の界面よりも治具本体側の部位の表面が第三絶縁部に覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池の製造方法である。
【００２９】
ここでいう「裏面電極層の光電変換部側の界面」とは、裏面電極層と他の層との接合界面をいい、「裏面電極層の光電変換部側の界面よりも治具本体側の部位」とは、接合界面の最も光電変換部側に位置する部位から治具本体側の部位をいう。
【００３０】
本発明の方法によれば、給電部が裏面電極層の光電変換部側の界面よりも治具本体側の部位の表面が第三絶縁部に覆われている。すなわち、裏面電極層と給電部との間には、第三絶縁部が介在している。そのため、裏面電極層と給電部間の電荷移動を制限することができる。
【００３１】
ところで、給電部がめっき液に浸漬されている場合、第一導電層と接触する給電部も同電位であり、負の電荷（δ−）に帯電するため、めっき液内の金属イオンが給電部上で析出するおそれがある。給電部上に金属イオンが析出すると、めっき層の形成率を精密に制御しにくくなり、まためっき層の形成効率も低下するおそれがある。
【００３２】
そこで、請求項７に記載の発明は、前記給電部は、その表面の大部分が第三絶縁部に覆われるものであって、かつ、その一部に第三絶縁部から露出した露出部を有し、前記露出部は、第一導電層に給電する際に、前記第一導電層と接触していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池の製造方法である。
【００３３】
本発明の方法によれば、給電部の表面が第三絶縁部に覆われており、露出部を介して第一導電層に給電するので、めっき液内の金属イオンが給電部の表面に析出せず、めっき液の影響を受けずに第一導電層上にめっき層を析出することができる。
【００３４】
ところで、太陽電池の種類の中には、結晶系の太陽電池がある。
結晶系の太陽電池としては、従来から、一導電型（例えばｐ型）結晶シリコン基板の一主面上に逆導電型（例えばｎ型）の拡散層を有し、一導電型層の裏面側にｐ＋層等の導電型層と裏面電極層を備えたものが一般的に用いられており、このような拡散層を有する結晶系の太陽電池は、通常裏面電極層としてアルミニウムを使用している。
そのため、集電極を電解めっき法によって形成する場合、裏面電極層をめっき液に浸漬したときに、裏面電極層の表面は、すでに不動態を形成しており、正の電荷（δ＋）に帯電しても溶解しにくい。すなわち、結晶系の太陽電池を従来のめっき用治具によって形成する場合は、裏面電極層の表面に正の電荷（δ＋）に帯電しても、あまりエッチングされるおそれがなかった。
しかしながら、近年、結晶系の太陽電池の中でも、高変換効率を発揮するヘテロ接合型の太陽電池が開発された。このヘテロ接合型の太陽電池を製造する場合、裏面電極層の表面にアルミニウムではなく、銀が使用される場合が多く、裏面電極層の表面に正の電荷（δ＋）が帯電してエッチングされるおそれが生じていた。
【００３５】
そこで、請求項８に記載の発明は、前記光電変換部は、一導電型の単結晶シリコン基板上に、前記単結晶シリコン基板と異なるバンドギャップを有したシリコン系薄膜が積層された部位が存在することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池の製造方法である。
【００３６】
また、本発明の方法によれば、裏面電極層の表面に正の電荷（δ＋）が帯電しない程度に電気的に制限された状態で、第一導電層に給電するので、ヘテロ接合型の太陽電池を製造する場合であっても裏面電極層の溶解反応が起こらない。そのため、裏面電極層のエッチングを防止しつつ、高変換効率のヘテロ接合型の太陽電池を製造することができる。
【００３７】
請求項９に記載の発明は、第一導電層と、裏面電極層と、第一導電層と裏面電極層の間に挟まれた光電変換部とを備えた被めっき基板を固定するめっき用治具であって、前記被めっき基板を固定し、前記第一導電層上にめっき層を積層して太陽電池を形成するためのめっき用治具において、外部電源と電気的に接続される治具本体と、前記被めっき基板に給電する給電部を有し、前記給電部は、前記第一導電層と接触することで前記第一導電層に給電可能であり、前記給電部は、めっき層を形成する際には、前記被めっき基板を、めっき液に第一導電層及び裏面電極層の大部分又は全部を浸漬させた状態であって、かつ、裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態で固定し、さらに前記給電部から第一導電層に給電することを特徴とするめっき用治具である。
【００３８】
本発明の構成によれば、裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態で被めっき基板を固定し、さらに給電部から第一導電層に給電するので、裏面電極層の表面に正の電荷（δ＋）が極端に帯電せず、裏面電極層はイオン化して電子を放出しない。そのため、裏面電極層がめっき液に溶解することを防止することができる。
【００３９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のめっき用治具を使用するためのめっき装置であって、直線状又は曲線状の流路を有するめっき浴を備えためっき装置において、前記めっき用治具を固定し、めっき用治具を前記流路に沿って搬送可能な搬送装置を備えていることを特徴とするめっき装置である。
【００４０】
本発明の構成によれば、めっき用治具を前記流路に沿って搬送することによって、多数の被めっき基板を搬送し、第一導電層にめっき層を形成することが可能であるため、太陽電池の量産が可能である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の太陽電池の製造方法及びめっき用治具によれば、電解めっき法により、太陽電池の集電極を構成するめっき層を形成するにあたって、裏面電極層が溶解することを防止できる。
また、本発明のめっき装置によれば、太陽電池の大量生産が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るめっき装置を模式的に示した斜視図である。
【図２】図１のめっき装置の断面図である。
【図３】図１の導電クリップを別の角度からみた一部破断斜視図である。
【図４】図１のめっき装置のめっき浴の流路を模式的に表した破断平面図であり、理解を容易にするため、めっき用治具を省略して表している。
【図５】被めっき基板の平面図である。
【図６】図５の被めっき基板の断面図である。
【図７】第１実施形態に係る太陽電池の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るめっき用治具を模式的に示した断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るめっき装置を模式的に示した斜視図である。
【図１０】図９のめっき用治具を模式的に示した斜視図である。
【図１１】図９のめっき装置を模式的に示した破断平面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態におけるめっき浴を表す概念図であり、流路を網掛けで示している。
【図１３】本発明者が試作しためっき用治具を用いてめっき処理を施す際の状況を模式的に示した断面図であり、（ａ）はめっき処理を開始した直後、（ｂ）はめっき処理を施している最中の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、特に断りがない限り、めっき装置１の上下の位置関係は、図１の姿勢を基準に説明する。また、図面は、理解を容易にするために全体的に実際の大きさ（長さ、幅、厚さ）に比べて誇張して描写していることがある。
【００４４】
第１実施形態におけるめっき装置１は、いわゆるインライン式のめっき装置であり、被めっき基板２０の搬送に伴って、めっき処理を行うものである。
めっき装置１は、めっき用治具２を使用するための装置であり、図１のように、搬送装置３と、めっき浴５と、めっき電極６を備えている。
そして、本発明は、このめっき用治具２の構造に特徴の１つを備えている。
【００４５】
まず、特徴的構成を備えるめっき用治具２について説明する。
めっき用治具２は、図１のように、複数枚の被めっき基板２０を固定するための固定治具である。
めっき用治具２は、図２のように、支持台１０と、導電クリップ１１（給電部）と、絶縁体１２（第二絶縁部）から形成されている。
支持台１０は、搬送装置３に固定される部位であって、めっき用治具２の基体となる部材である。
支持台１０は、本体部１５（治具本体）と、その表面に被覆された本体被覆層１６（第一絶縁部）から形成されるものである。
本体部１５は、帯状に延びた長方形状の導電体であり、図２のように、搬送装置３を介して外部電源７と電気的に接続可能となっている。本体部１５は、酸性のめっき液を使用する場合には、耐酸性の性質を持つことが好ましい。
また、本体部１５は、被めっき基板２０より大きい。
本体部１５は、図示しない絶縁部材によって、図１の破線のように複数に区画されており、区画毎に被めっき基板２０を固定可能となっている。
【００４６】
また、本体部１５は、図１，図４から読み取れるように、搬送装置３のローラー３５，３６，３７，３８と係合可能な係止片１７を有している。
係止片１７は、図２に示すように本体部１５の他の部位から厚み方向両外側に突出した部位である。すなわち、係止片１７がローラー３５，３６，３７，３８と係合することによって、めっき用治具２が被めっき基板２０ごと搬送装置３から落下することを防止している。
係止片１７は、本体部１５の一方の端部（上方端部）近傍に設けられている。係止片１７は、図１のように被めっき基板２０の長手方向に延びた突条である。係止片１７は、めっき工程における被めっき基板２０の進行方向に延びている。係止片１７は、本体部１５の厚み方向において、各係止片１７は、対応する部位に設けられている。
【００４７】
本体被覆層１６は、図２のように、めっき装置１に取り付けた際に、本体部１５がめっき浴５のめっき液３１に晒されるのを防止する層である。
本体被覆層１６は、めっき用治具２をめっき装置１に設置した際に、本体部１５のめっき液３１に浸漬される領域全体を覆っている。
本体被覆層１６の材料は、めっき液３１に対する耐性と、絶縁性を有していれば、特に限定されるものではない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、セラミック、プラスチック、ゴム、エポキシ樹脂などが採用できる。ＰＴＦＥを使用する場合には、より信頼性が高い観点からＰＴＦＥの中でもテフロン（登録商標）であることが好ましい。
【００４８】
導電クリップ１１は、図２のように、被めっき基板２０を支持台１０に固定する部材であり、支持台１０から立設した断面形状が略「Ｌ」字状の部材である。
導電クリップ１１は、図３のように、クリップ本体２１（給電部）と、クリップ被覆層２２（第三絶縁部）から形成されており、クリップ本体２１の大部分がクリップ被覆層２２で被覆されている。
クリップ本体２１は、導電クリップ１１の骨格を成す部位であり、導電体によって形成されている。
クリップ被覆層２２は、クリップ本体２１がめっき浴５のめっき液３１に晒されるのを防止する層である。
クリップ被覆層２２の材料は、めっき液３１に対する耐性と、絶縁性を有していれば、特に限定されるものではない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、セラミック、プラスチック、ゴム、エポキシ樹脂などが採用できる。ＰＴＦＥを使用する場合には、より信頼性が高い観点からＰＴＦＥの中でもテフロン（登録商標）であることが好ましい。
【００４９】
導電クリップ１１は、図１，図３から読み取れるように、被めっき基板２０を押圧する押圧部２５と、押圧部２５と支持台１０を接続する接続部２６を備えている。
押圧部２５は、被めっき基板２０を押圧して支持する部位である。押圧部２５は、被めっき基板２０に給電する部位でもある。
押圧部２５は、図３に示されるように、導電体であるクリップ本体２１がクリップ被覆層２２から露出した露出部２７と、クリップ被覆層２２に被覆された被覆部２８を有している。
接続部２６は、図２のように、支持台１０に対して立設されており、押圧部２５に対しても立設されている。接続部２６は、クリップ本体２１が全てクリップ被覆層２２で被覆されている。
【００５０】
絶縁体１２は、被めっき基板２０の金属層５７と支持台１０の本体部１５との電荷移動を抑制又は阻止する部材である。また、絶縁体１２は、図２に示されるように、被めっき基板２０をめっき用治具２に取り付ける際に、導電クリップ１１と共に被めっき基板２０を挟持する部材である。言い換えると、絶縁体１２は、被めっき基板２０を押圧する押圧部ともいえる。
【００５１】
絶縁体１２の材料は、めっき液３１に対する耐性と、絶縁性を有していれば、特に限定されるものではない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、セラミック、プラスチック、ゴム、エポキシ樹脂などが採用できる。ＰＴＦＥを使用する場合には、より信頼性が高い観点からＰＴＦＥの中でもテフロン（登録商標）であることが好ましい。
【００５２】
めっき浴５は、図１のように、めっき槽３０内にめっき液３１が導入されたものである。
めっき浴５は、図４のように、被めっき基板２０の搬送方向に延び、めっき槽３０の内部に流路３２が形成されている。流路３２は、めっき槽３０の壁面に囲まれて形成される空間であり、直線状又は曲線状（図４では直線状）に延びている。
すなわち、めっき浴５では、図１のように当該流路３２に沿って、搬送装置３により被めっき基板２０が矢印Ａの方向（搬送方向）に移動可能となっている。
めっき液３１は、公知のめっき液であり、形成対象のめっき層８の種類等によって適宜使い分けられる。本実施形態では、金属塩を溶解した電解液であり、具体的には、硫酸銅が電離した硫酸銅水溶液である。すなわち、本実施形態では、銅イオンと、硫酸イオンが電離している。なお、めっき液には、電導度塩、アノード溶解促進剤、錯化剤、皮膜の外観と物性を調整する添加剤などの公知の添加物を添加していてもよい。
【００５３】
めっき電極６は、公知のめっき電極であり、電解めっきに用いられる金属単体又は金属合金で形成されたものである。めっき電極６は、めっき液３１やめっき層８の種類等によって適宜選択される。
本実施形態では、上記したようにめっき液３１として硫酸銅のめっき液を使用しているので、めっき電極６として銅単体などが使用できる。なお、めっき電極６は、溶解する側の電極であるから、当然陽極（アノード）となる。
また、めっき電極６は、被めっき基板の全面を覆う程度の大きさであることが好ましい。本実施形態のめっき電極６は、図１及び図４から読み取れるように、板状の部材であり、めっき電極６の大きさは、被めっき基板２０の大きさ（面積）よりも大きくなっている。すなわち、被めっき基板２０の全面を覆うことが可能となっている。
【００５４】
搬送装置３は、図４のように、被めっき基板２０をめっき浴５の流路３２上に沿って搬送可能な装置である。搬送装置３は、図１の矢印Ａで表される被めっき基板２０の進行方向において、２列に並んだ導電ローラー３５，３６と、２列に並んだ絶縁ローラー３７，３８と、これらのローラー３５，３６，３７，３８を制御する制御装置（図示しない）によって構成されている。
【００５５】
導電ローラー３５，３６は、外部電源７に電気的に接続されたローラーであり、めっき用治具２を搬送する機能と、めっき用治具２の本体部１５への給電機能を備えたものである。
すなわち、導電ローラー３５，３６は、搬送面３９が本体部１５と接触することによって、搬送しながら給電することができる。
【００５６】
絶縁ローラー３７，３８は、搬送面４０に絶縁加工が施されたローラーであり、被めっき基板２０の搬送機能を備えたものである。
搬送装置３は、列方向（被めっき基板２０の進行方向）において、導電ローラー３５，３６及び絶縁ローラー３７，３８は、それぞれ同列に並んでおり、同列に並ぶ導電ローラー３５，３５、導電ローラー３６，３６、絶縁ローラー３７，３７、及び、絶縁ローラー３８，３８は、それぞれ所定の間隔をあけて、等間隔に並んでいる。当該間隔は、被めっき基板２０の一辺より小さい。
【００５７】
搬送装置３は、列方向に対して直交方向（被めっき基板２０の進行方向に対して直交方向，幅方向）において、隣接する導電ローラー３５，３６は、搬送面３９，３９が所定の間隔を空けて配されており、その導電ローラー３５，３６間の隙間には、めっき用治具２の支持台１０の一部が挿入可能となっている。
同様に、絶縁ローラー３７，３８は、搬送面４０，４０が所定の間隔を空けて配されており、その絶縁ローラー３７，３８間の隙間には、めっき用治具２の支持台１０の一部が挿入可能となっている。
ずなわち、導電ローラー３５，３６間の隙間及び絶縁ローラー３７，３８間の隙間は、それぞれ被めっき基板２０の係止片１７より小さく、被めっき基板２０のその他の部位の厚みより大きい。
【００５８】
また、幅方向に隣接した導電ローラー３５，３６は、図４の矢印のように、それぞれ回転軸が同一方向（被めっき基板２０の進行方向に対して直交する方向）に向いており、導電ローラー３５，３６は、互いに逆方向に回転することができる。
同様に、幅方向に隣接した絶縁ローラー３７，３８は、それぞれ回転軸が同一方向に向いており、互いに逆方向に回転することができる。
同列に並んだ導電ローラー３５と絶縁ローラー３７は同一方向に回転し、同列に並んだ導電ローラー３６と絶縁ローラー３８は同一方向に回転する。
【００５９】
すなわち、搬送装置３は、制御装置によって、所定の導電ローラー３５，３６及び絶縁ローラー３７，３８が回転し、めっき用治具２が搬送される。そして、めっき用治具２の移動に伴って、残りの導電ローラー３５，３６及び絶縁ローラー３７，３８が連動して回転し、めっき用治具２が所望の位置まで移動させることが可能である。
【００６０】
また、搬送装置３は、導電ローラー３５，３６が並設された導電領域４５と、絶縁ローラー３７，３８が並んだ非導電領域４６，４７を有している。
導電領域４５では、導電ローラー３５，３６が導電体たる本体部１５に接触することによってめっき用治具２に給電可能となっている。
導電領域４５には、めっき工程において、被めっき基板２０に対面するようにめっき電極６が配されている。
【００６１】
非導電領域４６，４７には、絶縁ローラー３７，３８が本体部１５に接触しても、本体部１５には、給電されない。また、非導電領域４６，４７には、めっき電極６が配されていない。
すなわち、非導電領域４６，４７では、被めっき基板２０にめっき層８が形成されない。
【００６２】
続いて、めっき処理の対象たる被めっき基板２０について説明する。
【００６３】
続いて、被めっき基板２０の層構成について説明する。
被めっき基板２０は、平面視したときに、図５のように光電変換層５３上にめっき下地層５１が被覆された下地形成領域６０と、それ以外の領域である下地非形成領域６１を有している。
下地形成領域６０は、バスバー形成領域６２と、フィンガー形成領域６３から形成されている。
バスバー形成領域６２は、めっき層８を形成することによって、いわゆるバスバー電極として機能する領域である。バスバー形成領域６２は、図５のように縦方向ｌ（長さ方向）に延伸している。
【００６４】
フィンガー形成領域６３は、めっき層８を形成することによって、いわゆるフィンガー電極として機能する領域である。フィンガー形成領域６３は、図５のように、バスバー形成領域６２からバスバー形成領域６２の延伸方向に対して直交方向に延びている。
フィンガー形成領域６３の幅は、バスバー形成領域６２の幅に比べて極めて狭い。
【００６５】
被めっき基板２０の断面構造に注目すると、被めっき基板２０は、図６のように、下地形成領域６０において、光入射側（図６の上側）からめっき下地層５１（第一導電層）と、透明電極層５２と、光電変換層５３（光電変換部）と、裏面電極層５５がこの順に積層している。また、被めっき基板２０は、下地非形成領域６１において、光入射側から絶縁層５８と、透明電極層５２と、光電変換層５３と、裏面電極層５５がこの順に積層している。
【００６６】
めっき下地層５１は、めっき層８を形成するにあたって、導電性の下地層として機能する層であり、めっき層８が析出する電極となる層である。
めっき下地層５１の材料は、電解めっき法における下地層として機能し得る程度の導電率を有していれば、特に限定されるのではないが、めっき下地層５１の体積抵抗率は１０-2Ω・ｃｍ以上１０-4Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、導電性の下地層として十分に機能することができる。
めっき下地層５１の材料は、透明電極層５２と同様の材料であってもよいが、透明電極層５２と異なる材料であって、透明電極層５２の導電率よりも導電率が高いものであることが好ましい。この場合、導電率がより高くなり、良質なめっき層８が形成されやすくなる。また透明電極層５２がめっき液３１に溶解することなどをより防止できる。さらに隣接する層との接触抵抗がより小さくなり、抵抗損失などをより低減できる。例えば、めっき下地層は、銅や銀などの金属材料で形成されていることが好ましい。
【００６７】
めっき下地層５１の形成方法は、特に限定されない。例えば、インクジェット法、スクリーン印刷法、導線接着法、スプレー法、真空蒸着法、スパッタ法、電解めっき法、無電解めっきなどによって形成できる。その中でも、所望の形状にパターン化しやすく、生産性が高いという点で、スクリーン印刷法によって形成することが好ましい。
また、スクリーン印刷法を用いることによって、めっき下地層５１の厚みを薄くすることも可能であり、めっき下地層５１の使用量を低減でき、低コスト化も可能となる。
本実施形態のめっき下地層５１は、櫛形等の所定形状にパターン化されている。
【００６８】
透明電極層５２は、透明性及び導電性を有した層であり、導電性酸化物を主成分とした層である。透明電極層５２としては、例えば、酸化亜鉛や酸化インジウム、酸化錫を単独、又は混合したものが使用できる。
透明電極層５２は、これらの中でも、導電性、光学特性、および長期信頼性の観点から、酸化インジウムを含んだインジウム系酸化物が好ましく、中でも酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を主成分とするものがより好ましい。
また、透明電極層５２は、上記した導電性酸化物にドーピング剤を添加したものであってもよい。
ここで「主成分とする」とは、含有量が５０重量パーセントより多いことを意味し、７０重量パーセント以上が好ましく、９０パーセント重量以上がより好ましい。
【００６９】
光電変換層５３は、光電変換機能を備えた層であり、複数の層が積層した多層構造をした層である。詳細については、太陽電池５０の層構成とともに後述する。
【００７０】
裏面電極層５５は、光電変換層５３側から順に透明電極層５６と、金属層５７が積層して形成されている。
透明電極層５６は、上記した透明電極層５２と同様、透明性及び導電性を有した層であり、導電性酸化物を主成分とした層である。透明電極層５６としては、透明電極層５２と同様の材料が使用できる。すなわち、透明電極層５６としては、例えば、酸化亜鉛や酸化インジウム、酸化錫を単独、又は混合したものが使用できる。
透明電極層５６は、これらの中でも、導電性、光学特性、および長期信頼性の観点から、酸化インジウムを含んだインジウム系酸化物が好ましく、中でも酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を主成分とするものがより好ましい。
また、透明電極層５６は、上記した導電性酸化物にドーピング剤を添加したものであってもよい。
ここで「主成分とする」とは、含有量が５０重量パーセントより多いことを意味し、７０重量パーセント以上が好ましく、９０パーセント重量以上がより好ましい。
【００７１】
金属層５７の材料は、近赤外から赤外域の反射率が高く、かつ導電性や化学的安定性が高い材料を用いることが望ましい。
このような特性を満たす材料としては、銀や銅等の金属が挙げられる。
金属層５７の成膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法や真空蒸着法等の物理気相堆積法や、スクリーン印刷等の印刷法等が適用可能である。
金属層５７は、光電変換層５３の裏面側の面の略全面に形成してもよいし、光入射面側（表面側）のめっき下地層５１のように櫛型電極としてもよい。
【００７２】
絶縁層５８は、電気的に絶縁性を有した層である。
絶縁層５８は、めっき層８を形成する際に使用されるめっき液３１に対する化学的安定性を有する材料によって形成されている。そのため、めっき工程の際に、絶縁層５８が溶解しにくく、光電変換層５３の表面へのダメージが生じにくくできる。
【００７３】
また、絶縁層５８は、光吸収が少ない材料によって形成されていることが好ましい。上記したように、絶縁層５８は、光電変換層５３の光入射面側に形成されるため、絶縁層５８による光吸収が小さければ、より多くの光を光電変換層５３へ取り込むことが可能である。
【００７４】
絶縁層５８を除去せずにそのまま太陽電池５０として使用される場合、絶縁層５８は、透明性に加えて、十分な耐候性、熱・湿度に対する安定性、並びに、金属イオンや水蒸気等の不純物に対する高いバリア性を有する材料を用いることがより望ましい。
【００７５】
絶縁層５８の材料は、無機絶縁性材料と有機絶縁性材料のいずれの材料でも採用できる。
無機絶縁性材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の材料を用いることができる。
このような無機絶縁性材料の中でも、めっき液耐性や透明性の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム等が好ましく用いられる。
これらの中でも、電気的特性や透明電極層との密着性等の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム等が好ましく、屈折率を適宜に調整し得る観点からは、酸化シリコンや窒化シリコン等が特に好ましく用いられる。
なお、これらの無機材料は、化学量論的組成を有するものに限定されず、酸素欠損等を含むものであってもよい。
有機絶縁性材料としては、例えば、ポリエステル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル、エポキシ、ポリウレタン等の材料を用いることができる。
【００７６】
また、絶縁層５８は、フォトレジスト材料で形成してもよい。フォトレジスト材料を用いた場合、めっき層８の形成する際にめっき層８の細線化が可能であるため、フォトレジスト材料で形成し、めっき工後に絶縁層５８を除去することによって、光の取り込み量を増大させることができる。
【００７７】
続いて、本実施形態の太陽電池５０の製造方法について説明する。特に、めっき層８を形成するめっき工程について詳細に説明する。
【００７８】
まず、被めっき基板準備工程を行う。
具体的には、まずプラズマＣＶＤ装置やスクリーン印刷装置、スパッタ装置などによって、光電変換層５３、透明電極層５２及び裏面電極層５５を形成する（ユニット形成工程）。
【００７９】
ユニット形成工程の後、印刷法によって透明電極層５２の表面（一主面）上に、めっき下地層５１を形成する（めっき下地層形成工程）。
このとき、めっき下地層５１は所定の形状にパターニングされている。
具体的には、バスバー形成領域６２及びフィンガー形成領域６３からなる下地形成領域６０を形成する。
【００８０】
めっき下地層形成工程の後、めっき下地層５１が形成された基板に対して絶縁層５８を形成する（絶縁層形成工程）。
このとき、絶縁層５８は、めっき下地層５１のパターン（下地形成領域６０）に対応するようにマスクを用いて形成しても良いし、めっき下地層５１を覆うように形成したあと、めっき下地層５１上の絶縁層５８に開口部を形成しても良い。いずれにしても、めっき下地層５１の一部又は全部は、絶縁層５８から露出している。
以上が、被めっき基板準備工程である。
【００８１】
上記した被めっき基板準備工程の絶縁層形成工程後に、本発明の特徴の一つであるめっき工程を行う。
具体的には、めっき用治具２を介してめっき下地層５１に給電することによって、めっき下地層５１上にめっき層８を形成する（めっき工程）。
このとき、めっき下地層５１の少なくとも一部はめっき液３１に曝されて、それぞれの表面にめっき層８が析出され、めっき下地層５１とめっき層８からなる集電極６５が形成される。また、透明電極層５２と集電極６５からなる光入射側電極層６６が形成される。すなわち、光入射側電極層６６は、透明電極層５２とめっき下地層５１とめっき層８から形成されている。
【００８２】
ここで、本実施形態のめっき装置１のめっき工程における動作について説明する。
まず、めっき用治具２に被めっき基板２０を取り付ける。
このとき、めっき用治具２は、一方の端部に位置する係止片１７が、搬送装置３の導電ローラー３５，３６又は絶縁ローラー３７，３８と係合されており、めっき用治具２の他方の端部は、自由端となっている。
またこのとき、被めっき基板２０は、クリップ本体２１の押圧部２５と、支持台１０によって挟持されている。被めっき基板２０は、めっき浴５のめっき液３１にめっき下地層５１及び金属層５７の大部分又は全部を浸漬された状態で固定されている。本実施形態では、被めっき基板２０のめっき下地層５１及び金属層５７はその全てがめっき液３１に浸漬されている。さらに、クリップ本体２１の接続部２６もめっき液３１に浸漬されている。
さらにこのとき、めっき用治具２は、被めっき基板２０を裏面電極層５５が本体部１５と対面するように固定しており、導電クリップ１１は、被めっき基板２０の外側を迂回して、露出部２７がバスバー形成領域６２に属するめっき下地層５１と直接接触している。クリップ本体２１は、接続部２６の少なくとも光電変換層５３よりも本体部１５側の部位の表面がクリップ被覆層２２に覆われている。
本実施形態では、上記したように、露出部２７以外の部位がクリップ被覆層２２に覆われている。
【００８３】
その後、被めっき基板２０は、搬送装置３のローラー３５，３６，３７，３８によって、めっき用治具２と一体となって、流路３２上を搬送され、導電領域４５においてめっき電極６と対面した姿勢で保持される。
【００８４】
このとき、めっき電極６は、被めっき基板２０の全面を覆うことが好ましい。
また、本体部１５と金属層５７間の電荷移動が金属層５７の表面に正の電荷（δ＋）が帯電しない程度に電気的に制限された状態となっている。
本実施形態のめっき用治具２は、本体部１５の表面に形成された本体被覆層１６によって、本体部１５とめっき液３１間の電荷移動を遮断しており、さらに、本体部１５と金属層５７との間に本体被覆層１６と絶縁体１２が介在することによって、本体部１５と金属層５７間の電荷移動を遮断している。
またこのとき、めっき下地層５１は、めっき用治具２及び導電ローラー３５，３６を介して外部電源７と電気的に接続されている。
適切なめっき時間は、めっき層８の面積、電流密度、陰極電流効率、設定膜厚等に応じて適宜設定される。
さらにこのとき、めっき用治具２のめっき液３１に漬かっている部分（浸漬部位）は、略全て絶縁体１２で覆われることが好ましく、全て覆われることが好ましい。
【００８５】
その後、被めっき基板２０は、搬送装置３のローラー３５，３６，３７，３８によって、めっき用治具２と一体となって非導電領域４７に搬送される。
以上がめっき工程の説明である。
【００８６】
めっき工程後に、必要に応じてめっき液３１及び絶縁層５８を除去し、太陽電池５０が製造される。
【００８７】
上記した製造方法により製造される太陽電池５０について説明する。なお、被めっき基板２０と同様の構成については、説明を省略する。
【００８８】
本実施形態の太陽電池５０は、光入射側から順に光入射側電極層６６と、光電変換層５３と、裏面電極層５５が積層した構造を備えている。
【００８９】
また、本実施形態の太陽電池５０は、ヘテロ接合結晶シリコン太陽電池（以下、ヘテロ接合太陽電池ともいう）を採用している。
ヘテロ接合太陽電池は、一導電型の単結晶シリコン基板の表面に、単結晶シリコンとはバンドギャップの異なるシリコン系薄膜を有することで、拡散電位が形成された結晶シリコン系太陽電池である。
【００９０】
具体的には、光電変換層５３は、図７のように、単結晶シリコン基板７０の一方の面（光入射側の面，表面）上に、真性シリコン系薄膜７１、逆導電型シリコン系薄膜７２がこの順に積層されている。
一方、単結晶シリコン基板７０の他方の面（光反射側の面，裏面）上に真性シリコン系薄膜７３及び一導電型シリコン系薄膜７４がこの順に積層されている。
【００９１】
すなわち、光電変換層５３は、裏面側（裏面電極層５５側）から一導電型シリコン系薄膜７４、真性シリコン系薄膜７３、単結晶シリコン基板７０、真性シリコン系薄膜７１、逆導電型シリコン系薄膜７２がこの順に積層されて形成されている。
また、単結晶シリコン基板７０と逆導電型シリコン系薄膜７２の間、単結晶シリコン基板７０と一導電型シリコン系薄膜７４の間には、真性シリコン系薄膜７１，７３が介在している。
【００９２】
単結晶シリコン基板７０は、一導電型の単結晶シリコン基板によって形成されている。
ここで、「一導電型」について説明する。
単結晶シリコン基板には、シリコン原子に電子を導入するための原子（例えばリン）を含有させたｎ型と、シリコン原子に正孔を導入する原子（例えばホウ素）を含有させたｐ型がある。
「一導電型」とは、ｎ型又はｐ型のどちらか一方であることを意味し、一導電型の単結晶シリコン基板とは、ｎ型又はｐ型の単結晶シリコン基板を表す。
【００９３】
ヘテロ接合太陽電池では、単結晶シリコン基板へ入射した光が最も多く吸収される入射側のへテロ接合を逆接合として強い電場を設けることで、電子・正孔対を効率的に分離回収することができる。そのため、光入射側のヘテロ接合は逆接合であることが好ましい。一方で、正孔と電子とを比較した場合、有効質量および散乱断面積の小さい電子の方が、一般的に移動度が大きい。
以上の観点から、単結晶シリコン基板７０は、ｎ型単結晶シリコン基板であることが好ましい。
【００９４】
単結晶シリコン基板７０は、表面及び裏面にテクスチャ構造を有している。そのため、めっき層８を形成して製造される太陽電池５０の光の入射面及び当該入射面と反対側の面も、ともにテクスチャ構造が形成されている。それ故に、本発明の製造方法によって形成される太陽電池５０は、入射した光を光電変換層５３に閉じ込めることができ、発電効率が高い。
【００９５】
導電型シリコン系薄膜７２，７４は、一導電型又は逆導電型のシリコン系薄膜である。本実施形態では、単結晶シリコン基板７０としてｎ型が用いられるから、一導電型シリコン系薄膜７４はｎ型となり、逆導電型シリコン系薄膜７２は、ｐ型となる。
【００９６】
導電型シリコン系薄膜７２は、ｐ型非晶質シリコン系薄膜の中でも、ｐ型水素化非晶質シリコン層、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層、またはｐ型非晶質シリコンオキサイド層であることが好ましい。
不純物拡散の抑制や直列抵抗低下の観点ではｐ型水素化非晶質シリコン層が好ましい。一方、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層およびｐ型非晶質シリコンオキサイド層は、ワイドギャップの低屈折率層であるため、光学的なロスを低減できる点において好ましい。
【００９７】
真性シリコン系薄膜７１，７３としては、シリコンと水素で構成されるｉ型水素化非晶質シリコンであることが好ましい。
単結晶シリコン基板７０上に、ＣＶＤ法によってｉ型水素化非晶質シリコンが成膜されると、単結晶シリコン基板への不純物拡散を抑えつつ表面パッシベーションを有効に行うことができる。
【００９８】
以上のように、本実施形態の光電変換層５３は、光入射側（めっき下地層５１側）から順にｐ型非晶質シリコン系薄膜７２／ｉ型非晶質シリコン系薄膜７１／ｎ型単結晶シリコン基板７０／ｉ型非晶質シリコン系薄膜７３／ｎ型非晶質シリコン系薄膜７４の順の積層構造を取っている。
【００９９】
上記した製造方法で形成されるめっき層８は、めっき法で形成できる材料であれば特に限定されず、例えば、銅、ニッケル、錫、アルミニウム、クロム、銀、金、亜鉛、鉛、パラジウム等、あるいはこれらの混合物を用いることができる。
【０１００】
第１実施形態のめっき装置１によれば、インライン式のめっき装置であるため、太陽電池５０を大量に生産することができる。
【０１０１】
また、第１実施形態のめっき用治具２によれば、被めっき基板２０を、本体部１５と金属層５７間の電荷移動が金属層５７の表面に正の電荷（δ＋）が帯電しない程度に電気的に制限された状態で保持できる。すなわち、金属層５７の表面において、本体部１５と金属層５７間の電荷移動により、金属層５７がイオン化しない状態で保持できるため、金属層５７の溶解を防止することができる。
【０１０２】
続いて、第２実施形態におけるめっき用治具８０について説明する。なお、第１実施形態と同様のものは同じ符番を付して説明を省略する。
【０１０３】
めっき用治具８０は、第１実施形態のめっき用治具２と同様、複数枚の被めっき基板２０を固定するための固定治具である。
めっき用治具８０は、図８のように、支持台８１と、導電クリップ８２（給電部）から形成されている。
支持台８１は、帯状に延びた長方形状の絶縁体である。支持台８１は、被めっき基板２０の全面を覆う程度の大きさをしている。
支持台８１の材料は、めっき液３１に対する耐性と、絶縁性を有していれば、特に限定されるものではない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、セラミック、プラスチック、ゴム、エポキシ樹脂などが採用できる。ＰＴＦＥを使用する場合には、より信頼性が高い観点からＰＴＦＥの中でもテフロン（登録商標）であることが好ましい。
【０１０４】
導電クリップ８２は、被めっき基板２０を支持台８１に対して固定する部材であり、支持台８１の上面から延びた部材である。
導電クリップ８２は、支持台８１の上部に一体となって固定されており、導電体によって形成されている。
導電クリップ８２は、図８のように、外部電源７と接続される電源接続部８５と、被めっき基板２０を押圧する押圧部８３と、押圧部８３と支持台８１を接続する接続部８４を備えている。
電源接続部８５は、支持台８１の天面（上面）及び側面に沿って延びた部位である。
電源接続部８５は、支持台８１と一体的に固定されている。
押圧部８３は、被めっき基板２０を押圧して支持する部位であり、かつ、被めっき基板２０に給電する部位である。
接続部８４は、電源接続部８５の端部から立設されており、押圧部８３に対しても立設されている。
【０１０５】
めっき処理工程であって、被めっき基板２０が導電領域４５に位置する状態において、被めっき基板２０は大部分又は全部がめっき液３１に浸漬されており、めっき用治具８０は、支持台８１と押圧部８３がめっき液３１に浸漬されている。一方、めっき用治具８０の接続部８４及び電源接続部８５はめっき液３１に浸漬されていない。
また、被めっき基板２０のめっき電極６と反対側の面に位置する金属層５７は、支持台８１によって覆われている。
【０１０６】
第２実施形態のめっき用治具８０であれば、金属層５７側で導電クリップ８２が浸漬せず、さらに金属層５７全体を絶縁体で形成された支持台８１が覆っているため、金属層５７に正の電荷（δ＋）が帯電せず、金属層５７がイオン化してめっき液３１内に溶解しない。
【０１０７】
上記した実施形態では、ローラー３５，３６，３７，３８を使用して被めっき基板２０を搬送したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の搬送手段によって、被めっき基板２０をめっき浴５で搬送してもよい。例えば、ギアとローラーによって搬送してもよい。この場合を第３実施形態として説明する。なお、第１，２実施形態と同様のものは同じ符番を付して説明を省略する。
【０１０８】
第３実施形態のめっき装置１００は、第１実施形態のめっき装置１とは搬送装置１０１の構造が異なる。
搬送装置１０１は、図９のように、ギア１０２とローラー１０３によって構成されている。
【０１０９】
ギア１０２は、平歯車であり、周端面に複数の歯１０４を有している。
ギア１０２の歯１０４は、ステンレス鋼等によって形成されており、先端に向けて先つぼみしている。すなわち、歯１０４の断面積は、基端側から先端側に向けて漸次小さくなっている。
ギア１０２とローラー１０３は、図１１のように、それぞれ回転可能に固定されており、回転軸が同じ方向を向いている。
ギア１０２とローラー１０３は、互いに逆回転可能となっている。
【０１１０】
めっき装置１００に使用されるめっき用治具１０５は、図１０のように、支持台１０６と、導電クリップ１０７（給電部）と、絶縁体１２（第二絶縁部）から形成されている。
支持台１０６は、帯状に延びる板状の部材であり、長手方向に複数の係合穴１０８が並設されている。
係合穴１０８は、ギア１０２の歯１０４の一部を挿入可能な穴であり、本実施形態では、係合穴１０８は、ギア１０２の歯１０４の一部を挿通可能な貫通孔である。
係合穴１０８は、長手方向（進行方向）に所定の間隔を空けて配されている。当該間隔は、ギア１０２の隣接する歯１０４，１０４間の間隔と等しい。
導電クリップ１０７は、第１実施形態の導電クリップ１１と同様、被めっき基板２０に給電可能となっている。
【０１１１】
続いて、めっき装置１００の被めっき基板２０の搬送動作について位置関係とともに説明する。
ギア１０２の歯１０４がめっき用治具１０５の係合穴１０８に挿通され、係合穴１０８と係合している。また、ギア１０２の歯１０４とローラー１０３の搬送面は、図１１のように、接触しない程度に近接している。具体的には、ギア１０２の歯１０４とローラー１０３の搬送面は、支持台１０６の厚みよりも近接している。
搬送装置１０１が作動すると、ギア１０２とローラー１０３は互いに反対方向に回転し、めっき用治具１０５が進行方向に押し出されて所望の位置に被めっき基板２０が配される。
【０１１２】
上記した実施形態では、太陽電池５０として、ヘテロ接合太陽電池であって結晶シリコン太陽電池を採用していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘテロ接合太陽電池以外の結晶シリコン太陽電池や、ＧａＡｓ等のシリコン以外の半導体基板が用いられる太陽電池、非晶質シリコン系薄膜や結晶質シリコン系薄膜のｐｉｎ接合あるいはｐｎ接合上に透明電極層が形成されたシリコン系薄膜太陽電池や、ＣＩＳ，ＣＩＧＳ等の化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池や有機薄膜（導電性ポリマー）等の有機薄膜太陽電池のような各種の太陽電池に適用可能である。
【０１１３】
上記した実施形態では、光入射側電極層６６として、透明電極層５２上にめっき下地層５１とめっき層８を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、透明電極層５２に直接めっき層８を形成して光入射側電極層６６としてもよい。この場合、本発明の第一導電層は、透明電極層５２となる。
上記した実施形態のように、めっき下地層５１を透明電極層５２と別途形成することが好ましい。この場合、めっき下地層５１により導電率がより高くなり、良質なめっき層８が形成されやすくすることができる。まためっき下地層５１により透明電極層５２がめっき液３１に溶解することなどをより防止できる。さらにめっき下地層５１により隣接する層との接触抵抗がより小さくなり、抵抗損失などをより低減できる。
また、透明電極層５２上やめっき下地層５１上に裸線の配線部材を接着剤等で接着し、配線部材を介して通電することによって配線部材上にめっき層８を形成してもよい。すなわち、本発明の「第一導電層」には、板状又は箔状の配線部材も含む。
【０１１４】
上記した実施形態では、本体被覆層１６及び絶縁体１２によって、本体部１５と金属層５７間の電荷移動を抑制し、金属層５７の表面に正の電荷（δ＋）が帯電しない程度に電気的に制限された状態としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、電位や距離を調整することによって、本体部１５と金属層５７間の電荷移動が金属層５７の表面に正の電荷（δ＋）が帯電しない程度に電気的に制限された状態としてもよい。
【０１１５】
また、めっき浴５の本体部１５と金属層５７間にイオン交換膜等のキャリア（イオン）の移動を制限するフィルターを設けることによって本体部１５と金属層５７間の電荷移動が金属層５７の表面に正の電荷（δ＋）が帯電しない程度に電気的に制限された状態としてもよい。
【０１１６】
上記した実施形態では、導電クリップ１１として断面形状が略「Ｌ」字状の部材を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、被めっき基板を固定できれば、その形状は限定されない。
【０１１７】
上記した第１実施形態では、導電ローラー３５，３６の搬送面３９が本体部１５と接触することによって、搬送しながらめっき用治具２に給電することを可能としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、めっき用治具２への給電構造は、めっき用治具２に給電できれば特に限定されない。すなわち、導電ローラー３５，３６はローラーに限らず、導体によって支持台１０を挟むだけでもよい。
また、インライン式のめっき装置１のように、搬送しながらめっき用治具２に給電する給電構造でなくてもよい。例えば、各被めっき基板２０をフレーム状のめっき用治具２を使用してそれぞれ独立してめっき液３１に浸漬した状態で固定し、搬送せずにめっき層８を形成してもよい。
しかしながら、インライン式のめっき装置であれば、大量に複数の被めっき基板２０に成膜できるので、めっき装置１のように搬送しながらめっき用治具２に給電する給電構造であることが好ましい。
【０１１８】
また、インライン式のめっき装置１を使用するにあたって、上記した実施形態のめっき用治具２を用いることが望ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、被めっき基板２０と同程度の長さを持った支持台を作製し、めっき用治具として利用してもよい。
【０１１９】
上記した実施形態では、太陽電池５０を形成する際に、バスバー形成領域６２及びフィンガー形成領域６３を形成したが、バスバー電極は太陽電池５０を製造するにあたって、必ず必要であるわけではないので、場合によっては、バスバー形成領域６２を形成しなくてもよい。すなわち、フィンガー形成領域６３のみを形成し、フィンガー電極のみを形成してもよい。この場合、例えば、フィンガー形成領域６３の各めっき下地層５１を、別部材等によってそれぞれ電気的に接続させることで、フィンガー形成領域６３のみにめっき層を形成し、フィンガー電極のみを形成することができる。なお、各めっき下地層５１を接続する場合には、めっき層の形成の妨げとなることを防止する観点から、フィンガー形成領域６３の外側端部で接続することが好ましい。
【０１２０】
上記した第１実施形態では、本体部１５は、その大きさが被めっき基板２０よりも大きいものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、本体部１５の大きさは限定されない。すなわち、本体部１５の大きさは被めっき基板２０の大きさと同一でもよいし、小さくてもよい。
【０１２１】
上記した第１実施形態では、被めっき基板２０を固定するにあたって、被めっき基板２０を導電クリップ１１と絶縁体１２で押圧して固定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁体１２は必ずしも押圧する必要はない。また、絶縁体１２は必ずしも必要ではなく、導電クリップ１１のみで被めっき基板２０を固定してもよい。
【０１２２】
上記した実施形態では、めっき下地層形成工程の後に絶縁層形成工程を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁層形成工程の後にめっき下地層形成工程を行ってもよい。この場合、下地形成領域６０に対応するマスクで被成膜面を覆った状態で絶縁層５８を形成し、その後、めっき下地層５１を形成しても良いし、絶縁層５８を形成した後に、絶縁層５８に所望のパターン状（下地形成領域６０）の開口部を形成し、その後、当該開口部にめっき下地層５１を形成しても良い。
【０１２３】
上記した第１実施形態では、被めっき基板をめっき液の液面に対して交差する姿勢で保持するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、めっき液内の被めっき基板の姿勢は問わない。例えば、被めっき基板を水平方向に向いた姿勢でめっき液に浸漬させてよい。なお、めっき層を形成する際には、めっき電極と被めっき基板の主面は対面する姿勢であることが好ましい。
【０１２４】
上記した実施形態では、裏面電極層５５の一部たる金属層５７の表面を正の電荷（δ＋）がほとんど帯電しないか、全く帯電しない状態に制限したが、本発明では、「裏面電極層の表面に正の電荷が帯電しない程度に電気的に制限された状態」に制限できればよいので、裏面電極層５５を負の電荷（δ−）に帯電させてもよい。この場合、裏面電極層５５上にもめっき層８が形成されることとなるが、めっき層８の形成量等を正確に制御する観点から、上記した実施形態のように金属層５７の表面を正の電荷（δ＋）にほとんど帯電しないか、全く帯電しない状態に制限することが好ましい。
【０１２５】
上記した実施形態では、裏面電極層５５は、光電変換層５３側から順に透明電極層５６と、金属層５７が積層して形成されていたが、裏面電極層５５は、導電性を有している層であれば特に制限されない。すなわち、裏面電極層５５は、上記した実施形態のように複数層からなる積層構造であってもよいし、単層であってもよい。
発電時における寄生吸収を抑制する観点からは、上記した実施形態のように透明電極層５６と、金属層５７の積層構造であることが好ましい。
【０１２６】
上記した実施形態では、めっき電極６の大きさが被めっき基板２０の大きさよりも大きいものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、被めっき基板２０とほぼ同等かやや小さくてもよい。
【０１２７】
上記した実施形態では、流路３２は平面視したときに直線状となるように延びていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、めっき浴に形成される流路は、上記したように曲線状に延びていてもよい（図１２の網掛け参照）。
【符号の説明】
【０１２８】
１  めっき装置
２  めっき用治具
５  めっき浴
８  めっき層
１２  絶縁体（第二絶縁部）
１５  本体部（治具本体）
１６  本体被覆層（第一絶縁部）
２０  被めっき基板
２１  クリップ本体（給電部）
２２  クリップ被覆層（第三絶縁部）
２７  露出部
３２  流路
５０  太陽電池
５１  めっき下地層（第一導電層）
５２  透明電極層
５３  光電変換層（光電変換部）
５５  裏面電極層
５７  金属層
６６  光入射側電極層
７０  単結晶シリコン基板
７１  真性シリコン系薄膜
７２  逆導電型シリコン系薄膜
７３  真性シリコン系薄膜
７４  一導電型シリコン系薄膜
【図１】
2016189358.tif 000003
【図２】
2016189358.tif 000004
【図３】
2016189358.tif 000005
【図４】
2016189358.tif 000006
【図５】
2016189358.tif 000007
【図６】
2016189358.tif 000008
【図７】
2016189358.tif 000009
【図８】
2016189358.tif 000010
【図９】
2016189358.tif 000011
【図１０】
2016189358.tif 000012
【図１１】
2016189358.tif 000013
【図１２】
2016189358.tif 000014
【図１３】
2016189358.tif 000015