(57)【要約】【課題】  検査精度を向上させることが可能な検査方法および検査装置を提供すること。【解決手段】  本発明の検査方法は、反射防止膜５が形成された基板１の反射防止膜５に赤色の第１照明光を照射して、その反射光を受光素子１２で受光する第１受光ステップと、反射防止膜５に緑色の第２照明光を照射して、その反射光を受光素子１２で受光する第２受光ステップと、受光素子１２で受光した結果に基づいて反射防止膜５の状態を判断する判断ステップとを備える。【選択図】  図１
2017129480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射防止膜が形成された基板の前記反射防止膜に赤色の第１照明光を照射して、その反射光を受光素子で受光する第１受光ステップと、
前記反射防止膜に緑色の第２照明光を照射して、その反射光を前記受光素子で受光する第２受光ステップと、
前記受光素子で受光した結果に基づいて前記反射防止膜の状態を判断する判断ステップとを備える検査方法。
【請求項２】
前記第１受光ステップおよび前記第２受光ステップにおいて、基板として結晶シリコン基板を用いる請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記第１受光ステップおよび前記第２受光ステップを同時に行なう請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記第１受光ステップは、前記第２照明光の照射強度よりも高い照射強度の前記第１照明光を照射する請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項５】
前記第２受光ステップは、前記第１照明光の半値幅よりも狭い半値幅の前記第２照明光を照射する請求項１〜４のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項６】
前記第１受光ステップは、１．８×１０−３〜２．８×１０−３Ｗ／ｍ２の照射強度の前記第１照明光を照射するとともに、
前記第２受光ステップは、０．３×１０−３〜１．７×１０−３Ｗ／ｍ２の照射強度の前記第２照明光を照射する請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査方法
【請求項７】
前記判断ステップは、前記第１受光ステップで受光した結果に、前記第２受光ステップで受光した結果を重ね合わせた結果に基づいて判断を行なう請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項８】
前記第１照明光および前記第２照明光に含まれる青色光または赤外光の強度は、前記第１照明光および前記第２照明光のピーク波長における照射強度の５％以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項９】
反射防止膜が形成された基板の前記反射防止膜に向けて赤色の第１照明光を照射する第１発光素子と、
前記反射防止膜に向けて緑色の第２照明光を照射する第２発光素子と、
前記第１照明光の反射光を受光する第１受光素子と、
前記第２照明光の反射光を受光する第２受光素子と、
前記第１受光素子および前記第２受光素子で受光した結果に基づいて前記反射防止膜の状態を判断する判断部とを備える検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止膜の検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子の製造過程において、太陽電池基板上に形成された反射防止膜にピンホールが発生していないか検査する必要がある。基板上に形成された膜のピンホールを検査する手法が種々開発されている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５１６２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池モジュールの製造において基板上に形成される反射防止膜のピンホールの検査精度を向上させることが求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、ピンホールの検査精度を向上させることが可能な検査方法および検査装置を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る検査方法は、反射防止膜が形成された基板の前記反射防止膜に赤色の第１照明光を照射して、その反射光を受光素子で受光する第１受光ステップと、前記反射防止膜に緑色の第２照明光を照射して、その反射光を前記受光素子で受光する第２受光ステップと、前記受光素子で受光した結果に基づいて前記反射防止膜の状態を判断する判断ステップとを備える。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る検査装置は、反射防止膜が形成された基板の前記反射防止膜に向けて赤色の第１照明光を照射する第１発光素子と、前記反射防止膜に向けて緑色の第２照明光を照射する第２発光素子と、前記第１照明光の反射光を受光する第１受光素子と、前記第２照明光の反射光を受光する第２受光素子と、前記第１受光素子および前記第２受光素子で受光した結果に基づいて前記反射防止膜の状態を判断する判断部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
上記の太陽電池素子の反射防止膜の検査装置および検査方法によれば、精度よく反射防止膜のピンホールを検査できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る反射防止膜の検査装置の端面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る受光素子を除いた反射防止膜の検査装置を上から見た図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る反射防止膜にピンホールを有する太陽電池基板の平面図であり、図３（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る太陽電池基板の撮像画像の一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、比較例に係る反射防止膜にピンホールを有する太陽電池基板の平面図であり、図４（ｂ）は、比較例に係る太陽電池基板の撮像画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の第１面側の外観を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の第２面側の外観を示す平面図である。
【図７】図７は、図５および図６のVII−VII線における端面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る太陽電池素子の製造方法を示す拡大端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面は模式的に示したものである。
【００１１】
＜検査装置＞
以下に、本実施形態の反射防止膜の検査装置について、図１〜３を用いて説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の検査装置２０は、反射防止膜５が形成された基板１の反射防止膜５に向けて赤色の第１照明光を照射する第１発光素子１３ａと、反射防止膜５に向けて緑色の第２照明光を照射する第２発光素子１３ｂと、第１照明光の反射光を受光する第１受光素子（受光素子１２）と、第２照明光の反射光を受光する第２受光素子（受光素子１２）と、第１受光素子および第２受光素子で受光した結果に基づいて反射防止膜５の状態を判断する判断部１４とを有する。
【００１３】
検査装置２０は、基板１の第１面１ａ側に形成された反射防止膜５の状態を検査する装置である。また、検査装置２０は、受光素子１２、発光素子１３および判断部１４以外に基板搬送部１１等を備えている。
【００１４】
以下に、検査装置２０および反射防止膜５の状態を判断する基板１の構成要素について具体的に説明する。
【００１５】
図１に示すように、反射防止膜５の状態を判断する基板１は、第１面１ａ側に反射防止膜５が形成されており、第１面１ａ側を上面として基板搬送部１１にて検査装置２０内の受光素子１２の直下に搬送される。
【００１６】
受光素子１２は、反射防止膜５が形成された基板１に赤色の第１照明光を照射して、反射光を受光する第１受光素子と、反射防止膜５が形成された基板１に緑色の第２照明光を照射して、反射光を受光する第２受光素子を有する。図１では、第１受光素子と第２受光素子とが、同一の受光素子１２から構成されているが、別々の受光素子１２から構成されてもよい。また、図１では基板１と対向する位置に受光素子１２の受光部が配置されているが、例えば偏光板や反射板等を用いることによって、受光素子１２の受光部が基板１の第１面１ａと直交する方向であってもよい。受光素子１２（第１受光素子、第２受光素子）は、例えば、ＣＣＤカメラから構成されている。
【００１７】
発光素子１３は、赤色の第１照明光を照射する第１発光素子１３ａと、緑色の第２照明光を照射する第２発光素子１３ｂとを含む。図１に示すように発光素子１３は、反射防止膜５が形成された基板１の第１面１ａ側に向けて第１照明光と第２照明光を照射する。図２に示すように、第１発光素子１３ａと第２発光素子１３ｂは、基板搬送部１１によって搬送された反射防止膜５が形成された基板１の周囲に配置されている。第１発光素子１３ａおよび第２発光素子１３ｂは、基板１の周囲（少なくとも２方向）に配置されていることにより、特定方向からの照射による影等の発生を低減することができる。
【００１８】
また、第１発光素子１３ａと第２発光素子１３ｂは、基板１の周囲において同じ割合で配置されている。同じ割合とは例えば同じ個数であることである。なお、第１発光素子１３ａおよび第２発光素子１３ｂはそれぞれ必要な光量によって適宜個数を設定すればよい。本実施形態では、第１発光素子１３ａと第２発光素子１３ｂは、基板１の周囲において交互に同じ個数が配置されている。これにより、反射防止膜５が形成された基板１は、赤色の第１照明光と緑色の第２照明光による反射光強度のムラを低減することができる。
【００１９】
また、図１では第１照明光および第２照明光を基板１に直接照射しているが、ドーム状の反射板等が第１発光素子１３ａおよび第２発光素子１３ｂの周囲に配置され、第１照明光および第２照明光が反射板で反射されてから基板１に入射されてもよい。第１発光素子１３ａと第２発光素子１３ｂは、例えば、特定波長の光を発光するＬＥＤから構成されている。なお、第１発光素子１３ａと第２発光素子１３ｂは、特定波長帯の光を発光するＬＥＤに限定されず、例えば白色の発光源に対して特定波長帯の光を透過するフィルターを介して特定波長帯の光を基板１に入射させてもよい。
【００２０】
赤色の第１照明光は、ピーク波長が、例えば、６００ｎｍ〜７００ｎｍのものを用いることができる。緑色の第２照明光は、ピーク波長が、例えば、５００ｎｍ〜５５０ｎｍのものを用いることができる
【００２１】
判断部１４は、受光素子１２が基板１および反射防止膜５からの反射光を受光して撮像した撮像画像１５に基づいて、反射防止膜５の状態を判断する。図３に示す１５ａは明部であり、１５ｂは暗部である。明部１５ａは、反射防止膜５にピンホール５ａが存在する場合に、このピンホール５ａが第１照明光および第２照明光の反射光を増加させることにより発生する。ピンホール５ａは反射防止膜５を形成する工程において基板１上に異物が付着することにより発生することがある。一方、基板１上に反射防止膜５が形成されている箇所（ピンホール５ａのない箇所）は、第１照明光および第２照明光が反射されにくくなるため暗部１５ｂとなる。なお、判断部１４は、例えば、プロセッサから構成されている。
【００２２】
基板搬送部１１は、基板１を移動させる装置である。基板搬送部１１は、前工程から基板１を検査装置に搬入し、反射防止膜５の状態の検査を行う。そして、基板搬送部１１は、基板１を検査装置２０に搬入するとともに検査に合格した基板１を後工程へ搬出する主搬送路（不図示）と、反射防止膜５の状態が不良と判断された基板１を排出する基板排出機構（不図示）を備えている。判断部１４は、検査結果に応じて、基板１を主搬送路および基板排出機構のいずれに流すかを決定する。
【００２３】
基板搬送部１１は、反射防止膜５が形成された基板１を検査装置２０内に搬送する前に、反射防止膜５上の異物を除去する異物除去機構（不図示）を設けることが好ましい。異物除去機構は、例えば、反射防止膜５の表面に窒素ガスまたはドライエアー等を吹き付ける機構であってもよいし、反射防止膜５の表面付近を吸引する機構であってもよい。異物が付着していた場合、異物によって第１照明光および第２照明光が乱反射されるため、良品を不良品と誤検知する可能性がある。そのため、異物除去機構を有することにより、このような誤検知の発生を低減することができる。
【００２４】
＜検査方法＞
以下に、本実施形態の太陽電池の検査方法について、図１〜３を用いて説明する。
【００２５】
本実施形態の検査方法は、反射防止膜５が形成された基板１に赤色の第１照明光を照射して、その反射光を受光素子１２で受光する第１受光ステップと、反射防止膜５に緑色の第２照明光を照射して、その反射光を受光素子１２で受光する第２受光ステップと、受光素子１２で受光した結果に基づいて反射防止膜５の状態を判断する判断ステップとを有する。
【００２６】
（第１受光ステップおよび第２受光ステップ）
反射防止膜５が形成された基板１は、基板搬送部１１を構成する主搬送路によって検査装置２０内の受光素子１２と対向する位置に配置される。なお、反射防止膜５が形成された基板１が検査装置２０内に搬送される前に異物除去工程（不図示）を設けることが好ましい。異物除去工程は、窒素ガスやドライエアー等を噴出あるいは吸引することによって、反射防止膜５上の異物を除去する工程である。この工程を行うことで、異物が付着したことにより良品を不良品と判断する誤検知を低減することができる。
【００２７】
次に、第１受光ステップにおいて、反射防止膜５が形成された基板１に赤色の第１照明光を照射する。照射された第１照明光の一部は、反射防止膜５あるいは基板１の表面で反射し、その反射光を第１受光素子（受光素子１２）で受光する。
【００２８】
第２受光ステップにおいて、反射防止膜５が形成された基板１に緑色の第２照明光を照射する。照射された第２照明光の一部は、反射防止膜５あるいは基板１の表面で反射し、反射光を第２受光素子（受光素子１２）で受光する。
【００２９】
次に、判断ステップにおいて、第１受光ステップおよび第２受光ステップで受光素子１２が受光した結果に基づいて反射防止膜５の状態を判断する。第１受光ステップにおいて、赤色の第１照明光を照射された場合に、反射防止膜５が形成された領域はピンホール５ａの領域と比較して受光素子１２に入射する反射光の信号強度が弱くなる。そのため、受光素子１２で受光した信号強度の差（撮像画像１５のコントラスト）が大きくなるので反射防止膜５のピンホール５ａを判断しやすくなる。
【００３０】
一方、赤色の第１照明光は、基板１の面方位の影響等により乱反射しやすい場合がある。例えば、基板１としてシリコン結晶からなる基板を用いた場合には、赤色の第１照明光が面方位の影響によって生じる乱反射の影響を受けやすくなる。またシリコン結晶からなる基板のなかでも多結晶基板を用いた場合には粒界による乱反射も起こり得る。そこで、第２受光ステップにおいて緑色の第２照射光を照射することにより、基板１の全面において第１照明光の照射によって生じる乱反射が原因で生じるコントラストを低下させることができる。
【００３１】
それにより、反射防止膜５が形成されている基板１の領域において、面方位の影響で生じる乱反射による撮像画像１５の明部１５ａの発生が低減し、反射防止膜５の形成部がピンホール５ａと判断される誤検知を低減することができる。また、ピンホール５ａの位置では、第１照明光および第２照明光における両方の反射光を受光素子１２が受光するため、確実にピンホール１５ａを認識することができる。
【００３２】
ここで、第１受光ステップで用いられる赤色の第１照明光の光源は、例えば、ピーク波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍのものを用いることができる。また、第２受光ステップで用いられる緑色の第２照明光の光源は、例えば、ピーク波長が５００ｎｍ〜５５０ｎｍのものを用いることができる。第１受光ステップおよび第２受光ステップは、第１照明光および第２照明光を同時に照射することにより、同時に行なってもよい。これにより、第１受光ステップと第２受光ステップをそれぞれ個別に行なう場合と比較して、検査時間を短縮することができる。
【００３３】
第１受光ステップにおける第１照明光の照射強度は、第２受光ステップにおける第２照明光の照射強度より高い照射強度であってもよい。この構成により、反射防止膜５が形成された領域における反射光の信号強度と、ピンホール５ａが形成された領域における反射光の信号強度との差を大きくすることができ、受光素子１２で受光した結果に基づいた撮像画像１５の明部１５ａと暗部１５ｂの信号強度差を大きくすることができる。その結果、図３に示すように反射防止膜５のピンホール５ａを正確に検知しやすくすることができるため、ピンホール５ａが形成された基板１の流出を低減することができる。
【００３４】
また、第１照明光の照射強度が第２照明光の照射強度より高い条件において、赤色の第１照明光と緑色の第２照明光の照射強度は、例えば、第１照明光が１．８×１０−３〜２．８×１０−３Ｗ／ｍ２、第２照明光が０．３×１０−３〜１．７×１０−３Ｗ／ｍ２となるように設定することができる。また、第１照明光と第２照明光の合計の照射強度が２．１×１０−３Ｗ／ｍ２〜４．５×１０−３Ｗ／ｍ２、より好ましくは２．５×１０−３Ｗ／ｍ２〜４．０×１０−３Ｗ／ｍ２であるとよい。第１照明光および第２照明光の照射強度が上記範囲内であれば、反射防止膜５が形成された領域における反射光の信号強度とピンホール５ａが形成された領域における反射光の信号強度の差を大きくすることができ、受光素子１２で受光した結果に基づいた撮像画像１５の明部１５ａと暗部１５ｂの信号強度差を大きくすることができる。その結果、図３に示すように反射防止膜５のピンホール５ａを正確に検知しやすくすることができるため、ピンホール５ａが形成された基板１の流出を低減することができる。
【００３５】
また、第２受光ステップで用いられる第２照明光の半値幅は、第１受光ステップで用いられる第１照明光の半値幅より狭く設定してもよい。第２照明光の半値幅を狭くすることにより、緑色の第２照明光に含まれる青色の波長域の照射強度が低減される。青色光を反射防止膜５に照射した場合、反射防止膜５が形成された領域であっても、赤色または緑色の光と比較して反射光の信号強度は強く、さらに結晶粒の面方位の影響により乱反射しやすい。そのため、上記条件の照明光を用いることによって、撮像画像１５におけるピンホール５ａ以外の明部１５ａの発生を低減することができる。
【００３６】
また、第１受光ステップおよび第２受光ステップにおいて、第１照明光および第２照明光に含まれる青色光および赤外光の照射強度は、第１照明光および第２照明光のピーク波長における照射強度の５％以下に設定することができる。青色光および赤外光の照射強度が上記範囲内であれば、結晶粒の面方位の影響による乱反射による誤検知を低減しやすい。第１照明光および第２照明光の照射強度は、基板搬送部１１上に照度計の受光部を設置して赤色の第１照明光および緑色の第２照明光をそれぞれ照射することにより測定してもよいし、第１発光素子１３ａおよび第２発光素子１３ｂに用いるＬＥＤのＩＶ特性と印加電圧等から算出してもよい。
【００３７】
（判断ステップ）
判断ステップは、第１受光ステップで第１受光素子が受光した結果に、第２受光ステップで第２受光素子が受光した結果を重ね合わせた結果に基づいて判断する。図３に示すように、重ね合わせた結果に基づいた撮像画像１５は、反射光の強度が強くなるピンホール５ａの領域（反射防止膜５が形成されていない領域）が明部１５ａ、反射光の強度が弱くなる反射防止膜５が形成されている領域を暗部１５ｂと認識して、反射防止膜５の状態の判定を行なうことができる。
【００３８】
反射防止膜５の状態の判断は、反射防止膜５に形成された最大となる１箇所のピンホール５ａの面積、反射防止膜５が形成された領域中のピンホール５ａの発生箇所の合計数または１枚の反射防止膜５のピンホール５ａの累計面積等を基準として行なわれる。これらの基準を用いて判断することにより、電極形成後に外観不良につながる基板１を太陽電池素子１０の製造工程から除去することができる。これらの基準は適宜変更することができる。判断ステップが終了した後、良品と判断された基板は基板搬送部１１によって次工程に搬送される。また、不良品と判断された基板１は、基板排出機構によって検査装置２０から排出される。
【００３９】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることが出来る。緑色の第２照明光を照射する第２受光ステップを行なってから赤色の第１照明光を照射する第１受光ステップを行なってもよい。第１受光素子および第２受光素子で受光した結果に基づいて撮像画像１５を出力する際に、反射光の信号強度の閾値を設定して閾値以下の場合を暗部１５ｂ、閾値以上の場合を明部１５ａとなるように設定してもよい。緑色の第２照明光の照射強度のほうが赤色の第２照明光の照射強度より強くてもよい。
【００４０】
また、本実施形態における反射防止膜５の状態を判断する検査工程の前または後に、反射防止膜５の色調を検査する工程があってもよい。さらに、反射防止膜５の色調を検査する工程も、反射防止膜５の状態を判断する工程と同様に、不良品と判断された基板１は基板排出機構から排出されてもよい。
【００４１】
＜太陽電池素子＞
本実施形態に係る太陽電池素子１０を図５〜７に示す。
【００４２】
太陽電池素子１０は、図７に示すように、主に光が入射する受光面である第１面１０ａと、この第１面１０ａの反対側に位置する一方の面（裏面）である第２面１０ｂと、側面１０ｃとを有する。太陽電池素子１０は、基板１としてシリコン基板を備えている。基板１も第１面１ａと、この第１面１ａの反対側に位置する第２面１ｂと、側面１ｃとを有する。基板１は、一導電型（例えばｐ型）半導体領域である第１半導体層２と、第１半導体層２における第１面１ａ側に設けられた逆導電型（例えばｎ型）半導体領域である第２半導体層３とを有する。さらに、太陽電池素子１０は、第３半導体層４、反射防止膜５、第１電極６、第２電極７、第３電極８を備えている。
【００４３】
基板１は、例えば単結晶シリコンまたは多結晶シリコン基板である。基板１は、第１半導体層２と、第１半導体層２の第１面１ａ側に設けられた第２半導体層３とを備えている。なお、半導体基板は、上述したような第１半導体層２および第２半導体層３を有する半導体基板であれば、シリコン以外の材料を用いてもよい。
【００４４】
以下、第１半導体層２としてｐ型半導体を用いる例について説明する。第１半導体層２としてｐ型半導体を用いる場合には、基板１としてｐ型シリコン基板を用いる。基板１は、多結晶または単結晶の基板を用い、例えば厚さが２５０μｍ以下の基板、さらには１５０μｍ以下の薄い基板を用いることができる。基板１の形状は、特に限定されるものではないが、平面視で略四角形状であれば、太陽電池素子１０から太陽電池モジュールを製造する際に、素子間の隙間を小さくすることができるので都合がよい。
【００４５】
第２半導体層３は第１半導体層２に積層されている。第２半導体層３は、第１半導体層２に対して逆の導電型（本実施形態の場合はｎ型）を有し、第１半導体層２における第１面１ａ側に設けられている。これによって、基板１は、第１半導体層２と第２半導体層３との界面にｐｎ接合部を有している。
【００４６】
図７に示すように、基板１の第１面１ａ側に、照射された光の反射率を低減するための微細な凹凸構造（テクスチャ）を設けてもよい。テクスチャの凸部の高さは０．１〜１０μｍ程度であり、隣り合う凸部の頂間の長さは０．１〜２０μｍ程度である。テクスチャは、例えば、凹部が略球面状であってもよいし、凸部がピラミッド形状であってもよい。
【００４７】
反射防止膜５は、太陽電池素子１０の第１面１０ａに照射された光の反射率を低減する機能を有する。反射防止膜５は、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウムまたは窒化シリコン層等からなる。反射防止膜５の屈折率および厚みは、太陽光のうち、基板１に吸収されて発電に寄与し得る波長範囲の光に対して、低反射条件を実現できる屈折率および厚みを適宜採用すればよい。例えば、反射防止膜５の屈折率は１．８〜２．５程度とし、厚みは２０〜１２０ｎｍ程度とすることができる。
【００４８】
第３半導体層４は、基板１の第２面１ｂ側に配置されており、第１半導体層２と同一の導電型（本実施形態ではｐ型）であればよい。そして、第３半導体層４が含有するドーパントの濃度は、第１半導体層２が含有するドーパントの濃度よりも高い。すなわち、第３半導体層４中には、第１半導体層２において一導電型にするためにドープされるドーパント元素の濃度よりも高い濃度でドーパント元素が存在する。
【００４９】
第１電極６は、図５および図７に示すように、基板１の第１面１ａ側に設けられた電極である。また、第１電極６は、図５に示すように、出力取出電極６ａと、複数の線状の集電電極６ｂとを有する。出力取出電極６ａは、発電によって得られた電気を外部に取り出すための電極であり、短手方向の長さ（以下、幅という）は、例えば１．３〜２．５ｍｍ程度である。出力取出電極６ａの少なくとも一部は、集電電極６ｂと交差して電気的に接続されている。第１電極６は、例えば、銀を主成分とする金属ペーストをスクリーン印刷等によって所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成できる。
【００５０】
第２電極７および第３電極８は、図６および図７に示すように、基板１の第２面１ｂ側に設けられている。第２電極７は太陽電池素子１０による発電によって得られた電気を外部に取り出すための電極である。
【００５１】
第３電極８は、図６および図７に示すように、基板１の第２面１ｂ側において、基板１で発電された電気を集めるための電極であり、第２電極７と電気的に接続するように設けられている。第２電極７の少なくとも一部が第３電極８に接続していればよい。
【００５２】
本発明では基板１の第１面１ａ側に反射防止膜５が形成されているので、太陽電池素子１０は、例えば、ＰＥＲＣ（Passivated Emitter Rear Cell）、ＰＥＲＬ（Passivated Emitter Rear Locally diffused）、ＭＷＴ（Metal Wrap Through）、ＩＢＣ（Interdigitated Back Contact）等の構造であってもよい。
【００５３】
＜太陽電池素子の製造方法＞
次に、太陽電池素子１０の製造方法の各工程について、図８を用いて詳細に説明する。
【００５４】
まず、図８（ａ）に示すように基板１を用意する。基板１は、例えば、既存のＣＺ法または鋳造法などによって形成される。なお、以下では、基板１として、ｐ型多結晶シリコン基板を用いた例について説明する。
【００５５】
まず、例えば鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを作製する。次いで、そのインゴットを、例えば２５０μｍ以下の厚みにスライスして基板１を作製する。その後、基板１の切断面の機械的ダメージ層および汚染層を除去するために、基板１の表面をＮａＯＨ、ＫＯＨ、フッ酸またはフッ硝酸などの水溶液でごく微量エッチングしてもよい。
【００５６】
次に、図８（ｂ）に示すように、基板１の第１面１ａにテクスチャを形成する。テクスチャの形成方法としては、ＮａＯＨ等のアルカリ溶液もしくはフッ硝酸等の酸溶液を使用したウエットエッチング方法、またはＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法等を使用したドライエッチング方法を用いることができる。
【００５７】
次に、図８（ｃ）に示すように、上記工程によって形成されたテクスチャを有する基板１の第１面１ａに対して、ｎ型半導体領域である第２半導体層３を形成する工程を行なう。具体的には、テクスチャを有する基板１における第１面１ａ側の表層にｎ型の第２半導体層３を形成する。
【００５８】
このような第２半導体層３は、ペースト状にしたＰ２Ｏ５を基板１の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状にしたＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）を拡散源とした気相熱拡散法などを用いて形成する。第２半導体層３は０．１〜２μｍ程度の深さ、４０〜２００Ω／□程度のシート抵抗値を有するように形成される。
【００５９】
次に、上記第２半導体層３の形成工程において、第２面１ｂ側にも第２半導体層３が形成された場合には、第２面１ｂ側に形成された第２半導体層３のみをエッチングして除去する。これにより、第２面１ｂ側にｐ型の導電型領域を露出させる。例えば、フッ硝酸溶液に基板１における第２面１ｂ側のみを浸して第２面１ｂ側に形成された第２半導体層３を除去する。その後、第２半導体層３を形成する際に基板１の第１面１ａ側に付着した燐ガラスをエッチングして除去する。
【００６０】
上記第２半導体層３の形成工程において、予め第２面１ｂ側に拡散マスクを形成しておき、気相熱拡散法等によって第２半導体層３を形成し、続いて拡散マスクを除去してもよい。このようなプロセスによっても、同様の構造を形成することが可能である。その場合、上記した第２面１ｂ側に第２半導体層３は形成されないため、第２面１ｂ側の第２半導体層３を除去する工程が不要となる。
【００６１】
以上により、第１面１ａ側にｎ型半導体層である第２半導体層３が配置され、且つ、表面にテクスチャが形成された、第１半導体層２を含む多結晶の基板１を準備できる。次に、図８（ｄ）に示すように、第２半導体層３の第１面１ａとの上に、窒化シリコン膜からなる反射防止膜５を形成する。
【００６２】
反射防止膜５は、例えば、ＰＥＣＶＤ法またはスパッタリング法を用いて形成する。ＰＥＣＶＤ法を用いる場合であれば、事前に基板１を成膜中の温度よりも高い温度で加熱しておく。その後、加熱した基板１にシラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを窒素（Ｎ２）で希釈し、反応圧力を５０〜２００Ｐａにしてグロー放電分解でプラズマ化させて堆積させて反射防止膜５を形成する。このときの成膜温度は、３５０〜６５０℃程度とし、事前加熱する温度を成膜温度よりも５０℃程度高くする。また、グロー放電に必要な高周波電源の周波数としては１０〜５００ｋＨｚの周波数を使用する。
【００６３】
また、ガス流量は反応室の大きさ等によって適宜決定されるが、例えばガスの流量としては、１５０〜６０００ｍｌ／分（ｓｃｃｍ）の範囲とすることが望ましく、シランの流量Ａとアンモニアの流量Ｂとの流量比Ｂ／Ａは０．５〜１５であればよい。
【００６４】
次に、上述した反射防止膜５の検査方法を用いて、ピンホール５ａが形成された基板１が検査基準に適合しない場合はその基板１を除去する。以下、検査基準に適合した基板１のみを用いている。
【００６５】
次に、図８（ｅ）に示すように、第１電極６、第２電極７および第３電極８を以下のようにして形成する。
【００６６】
第１電極６は、例えば、主成分として銀を含む金属粉末、有機ビヒクルおよびガラスフリットを含有する金属ペースト（第１金属ペースト）を用いて作製する。まず、この第１金属ペーストを、基板１の第１面１ａに塗布する。その後、焼成炉内にて最高温度が６００〜８５０℃、加熱時間が数十秒〜数十分程度の条件で、第１金属ペーストを焼成することによって第１電極６を形成する。この塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【００６７】
第２電極７は、主成分として銀を含む金属粉末、有機ビヒクルおよびガラスフリット等を含有する金属ペースト（第２金属ペースト）を用いて作製する。第２金属ペーストの基板１への塗布法としては、例えば、スクリーン印刷法などを用いることができる。この塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させてもよい。その後、焼成炉内にて最高温度が６００〜８５０℃、加熱時間が数十秒〜数十分間程度の条件で、第２金属ペーストを焼成することによって、第２電極７が基板１の第２面１ｂ側に形成される。
【００６８】
第３電極８は、主成分としてアルミニウムを含む金属粉末、有機ビヒクルおよびガラスフリットを含有する金属ペースト（第３金属ペースト）を用いて作製する。この第３金属ペーストを、予め塗布された第２金属ペーストの一部に接触するように、基板１の第２面１ｂ上に塗布する。このとき、第２電極７が形成される部位の一部を除いて、第２面１ｂのほぼ全面に塗布してもよい。この塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。この塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させてもよい。第３金属ペーストを、焼成炉内にて最高温度が６００〜８５０℃、加熱時間が数十秒〜数十分間程度の条件で焼成することによって、第３電極８が基板１の第２面１ｂ側に形成される。その後、この焼成することによって、第３電極８の形成に伴い、第３半導体層４も形成される。
【００６９】
以上の工程によって、太陽電池素子１０を作製することができる。なお、基板１の第１面１ａ側または第２面１ｂ側に酸化アルミニウム等からなるパッシベーション層が形成された構造であってもよい。
【実施例】
【００７０】
＜太陽電池素子＞
以下に、本実施例の太陽電池素子の製造方法について説明する。
【００７１】
まず、ｐ型の第１半導体層２を有する基板１として、平面視して正方形の一辺が約１５６ｍｍ、厚さが約２００μｍの多結晶シリコン基板を用意した。この基板１をＮａＯＨ水溶液でエッチングして表面のダメージ層を除去した。その後、基板１の洗浄を行なった。そして、基板１の第１面１ａ側にＲＩＥ法を用いてテクスチャを形成した。
【００７２】
次に、基板１に、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を拡散源とした気相熱拡散法によって、リンを拡散させた。これにより、シート抵抗が９０Ω／□程度となるｎ型の第２半導体領域３を形成した。なお、基板１の側面１ｃおよび第１面１ａ側にも第２半導体層３が形成されたが、この第２半導体層３は、フッ硝酸溶液で除去した。その後、基板１に残留した燐ガラスをフッ酸溶液で除去した。
【００７３】
次に、第１面１ａ側にＰＥＣＶＤ法によって窒化シリコン膜からなる反射防止膜５を形成した。
【００７４】
そして、第１面１ａ側には銀ペーストを第１電極６のパターンに塗布し、第２面１ｂ側には銀ペーストを第２電極７のパターンに塗布した。また、第２面１ｂ側に、アルミニウムペーストを第３電極８のパターンに塗布した。そして、これらの導電性ペーストを焼成することによって、第３半導体領域４、第１電極６、第２電極７および第３電極８を形成して、太陽電池素子１０を作製した。
【００７５】
＜検査方法＞
上記工程において、第１面１ａ側にＰＥＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜からなる反射防止膜５を形成した基板１の表面を窒素ガスで噴出した後に、基板搬送部１１を用いて基板１を検査装置２０内に配置した。
【００７６】
＜実施例＞
表１に示す条件の照射強度で赤色の第１照明光および緑色の第２照明光を照射し、各条件にて反射防止膜５にピンホール５ａが形成されている基板１の検査を行なった。
【００７７】
＜比較例＞
表１に示すように、比較例１および比較例２は赤色の第１照明光のみで照射強度を２．４×１０−３Ｗ／ｍ２、３．０×１０−３Ｗ／ｍ２、比較例３および比較例４は緑色の第２照明光のみで照射強度を２．５×１０−３Ｗ／ｍ２、３．０×１０−３Ｗ／ｍ２でそれぞれ照射して反射防止膜５の状態を判断した。
【００７８】
赤色の第１照明光および緑色の第２照明光にて照射して、各条件で基板１の反射防止膜５の状態を検査した時に、受光素子１２で受光した結果に基づいた撮像画像１５より、ピンホール５ａを認識できており、目視検査で確認した場合と比較してピンホール５ａの実際の面積との差異がなく、反射防止膜５が形成された領域で明部１５ａがみられなかった場合を（◎）とする。また、ピンホール５ａを認識できており反射防止膜５が形成された領域で明部１５ａがみられなかったが、目視検査で確認した場合と比較してピンホール５ａの実際の面積より広く、あるいは狭く検知した場合を（○）とする。さらに、ピンホール５ａを認識できたがピンホール５ａ以外の明部１５ａも見られた、またはピンホール５ａを検知できなかった場合を（×）として評価した。
【００７９】
【表１】
2017129480.tif 000003
【００８０】
表１から分かるように、実施例１〜５の条件は、いずれの条件においてもピンホール５ａを正確に検知することができた。それに対して、比較例１〜４の条件は、いずれの条件においても×の判定であった。また、赤色の第１照明光のみの比較例１および比較例２において、図４（ａ）に示す反射防止膜５が形成された基板１を検査した結果、図４（ｂ）に示すようにピンホール５ａが形成されている領域以外で明部１５ａが確認された。また、比較例３および比較例４の条件ではピンホール５ａを検知できなかった。
【００８１】
また、赤色の第１照明光の照射強度が緑色の第２照明光の照射強度より強い実施例１〜３は◎の判定であった。また、第１照明光の照射強度が緑色の第２照明光の照射強度より弱い実施例４および実施例５は○の判定であった。また、◎の判定の条件の実施例１〜３において、図３（ａ）に示す反射防止膜５が形成された基板１を検査した結果、図３（ｂ）に示すように反射防止膜５のピンホール５ａを正確に検知することができた。
【００８２】
また、第１受光ステップと第２受光ステップを同時に行なった場合、第２受光ステップを先に行なった場合でも同様の結果であった。
【符号の説明】
【００８３】
１    ： 基板
１ａ  ： 第１面
１ｂ  ： 第２面
２    ： 第１半導体層
３    ： 第２半導体層
４    ： 第３半導体層
５    ： 反射防止膜
５ａ  ： ピンホール
６    ： 第１電極
６ａ  ： 出力取出電極
６ｂ  ： 集電電極
６ｃ  ： 補助電極
７    ： 第２電極
８    ： 第３電極
１０  ： 太陽電池素子
１１  ： 基板搬送部
１２  ： 受光素子
１３  ： 発光素子
１３ａ： 第１発光素子
１３ｂ： 第２発光素子
１４  ： 判断部
１５  ： 撮像画像
１５ａ： 明部
１５ｂ： 暗部
２０  ： 検査装置
【図１】
2017129480.tif 000004
【図２】
2017129480.tif 000005
【図３】
2017129480.tif 000006
【図４】
2017129480.tif 000007
【図５】
2017129480.tif 000008
【図６】
2017129480.tif 000009
【図７】
2017129480.tif 000010
【図８】
2017129480.tif 000011