(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐｎ接合を有する半導体基板と、該半導体基板の表裏面に接続される電極とからなり、
表裏面の少なくとも一方の電極が、半導体基板上の第１電極と、第１電極上に配置されかつ第１の電極を構成する金属元素を含有する第２電極と、第１電極を構成する金属元素を含有しない第３電極とから構成され、該第３電極が、半導体基板上に第１電極及び第２電極と互いに側面で接して配置されるか、第１電極上に第２電極と互いに側面で接して配置されるか、又は第２電極上の一部に配置されることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
第３電極上に半田層が形成されてなる請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
第１電極がアルミニウムを、第２電極及び第３電極が銀を主体として構成されてなる請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
第１電極と第２電極と第３電極とから構成される電極が、半導体基板の裏面に形成されてなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池。
【請求項５】
第２及び第３電極が、第１電極の外周に配置されてなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の太陽電池。
【請求項６】
(ａ)ｐｎ接合を有する半導体基板上に第１電極形成用の金属ペーストを塗布し、
(ｂ)前記第１電極形成用の金属ペースト上に第２電極形成用の金属ペーストを塗布し、
(ｃ)熱処理して第１電極及び第２電極を形成し、
(ｄ)半導体基板上、第１電極上又は第２電極上に第３電極形成用の金属ペーストを塗布し、工程(ｃ)の熱処理温度よりも低い温度で熱処理を行って第３電極を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
工程(ｃ)における熱処理温度が、６００℃〜９００℃の範囲である請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第１電極形成用の金属ペーストがアルミニウムを主体として構成され、第２電極形成用の金属ペースト及び第３電極形成用の金属ペーストが銀を主体としてアルミニウムを含有せずに構成されてなる請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
工程(ｄ)における熱処理温度が、６５０℃以下である請求項６〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
(ａ)ｐｎ接合を有する半導体基板上に第１の電極形成用の金属ペーストを塗布し、
(ａ1)熱処理して第１電極を形成し、
(ｂ1)該第１電極上に、第１電極を構成する金属元素を含有する第２の電極形成用の金属ペーストを塗布し、半導体基板上、第１電極上又は第２電極上に、第１電極を構成する金属元素を含有しない第３の電極形成用の金属ペーストを塗布し、
(ｂ2)熱処理して第１電極を構成する金属元素を含有した第２電極及び第１電極を構成する金属元素を含有しない第３電極を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
工程(ａ1)の熱処理を、６５０℃〜９００℃で行う請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第１電極形成用の金属ペーストがアルミニウムを主体として構成され、第２電極形成用の金属ペーストが銀を主体としアルミニウムを含有して構成され、第３電極形成用の金属ペーストが銀を主体としアルミニウムを含有せずに構成されてなる請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
工程(ｂ2)の熱処理を、６５０℃以下で行う請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
さらに、(ｅ)第３電極上に、半田ディップ法により、半田層を形成する請求項６〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池及びその製造方法に関し、より詳細には、電極について改良された太陽電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池セル２０は、図８（ａ）及び（ｂ）に示したように、例えば、シリコン等のｐ型半導体基板２の表面にｎ型ドパーントが拡散したｎ型拡散層３が形成されてｐｎ接合を構成し、ＴｉＯ2膜による反射防止膜４がｎ型拡散層３上に形成され、さらに反射防止膜４上に、ｎ型拡散層３に直接接続する銀電極７と、銀電極７の表面に半田層９が形成されている。
【０００３】
また、半導体基板２の裏面には、ほぼ全面に、ＢＳＦ層５と、その上にアルミ電極６が形成されており、さらにアルミ電極６上の一部に銀電極１４と、その表面に半田層１０が形成されている。なお、半田層９、１０は、通常、直列抵抗を低減し、太陽電池の出力を向上するため及び複数の太陽電池セルを接続するためのインターコネクタの半田付けを容易にするために、銀電極７、１４上の全面に形成されている。
【０００４】
このような太陽電池セル２０は、図１０（ａ）に示すような方法により形成される。まず、基板エッチングによりｐ型半導体基板２を得、この半導体基板２の表面にｎ型となるドパーントを拡散してｎ型拡散層３を形成することによりｐｎ接合を形成する。次いで、反射防止膜４を形成し、基板裏面にアルミペーストを塗布し、焼成することによりＢＳＦ層５とアルミ電極６を形成する。続いて、基板裏面に、銀ペーストをアルミ電極に重なるように塗布し、乾燥する。受光面となるｎ型拡散層３上に銀ペーストを塗布し、乾燥し、焼成することにより銀電極７、１４を形成する。さらに、それらの銀電極７、１４の表面に半田層９、１０を形成する。半田層９、１０は、通常、半田槽に太陽電池を浸漬する方法により形成される。
また、別の太陽電池セル３０は、図９（ａ）、（ｂ）に示したように、半導体基板２の裏面に、ＢＳＦ層５が形成され、裏面のＢＳＦ層５が形成されていない領域上に銀電極１５が形成され、ＢＳＦ層５と銀電極１４との上にアルミ電極６が形成され、さらに銀電極１４の一部の上に半田層１０が形成されている以外は、実質的に上記と同様の構造を有する。
【０００５】
このような太陽電池セルは、図１０（ｂ）に示すような方法により形成される。まず、基板エッチングによりｐ型半導体基板２を得、この半導体基板２の表面に上記と同様にｎ型拡散層３と反射防止膜４を形成する。基板裏面に銀ペーストを塗布し、乾燥する。その一部に重なるように、アルミペーストを塗布し、乾燥し、さらに、受光面となるｎ型拡散層３上に銀ペーストを塗布し、乾燥し、焼成することにより、ＢＳＦ層５、アルミ電極６、銀電極１５、銀電極７を同時に形成し、銀電極７、１５上に半田層９、１０を形成する。
さらに、最近では、太陽電池セルの高効率化や薄型化を目的に、図１１に示すように、基板裏面の周辺部にも銀電極１６及び半田層１０を形成した太陽電池セルも開発されつつある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような銀電極７、１４、１５、１６上に半田層９、１０が形成された太陽電池セルを大量に形成する場合、半田槽における半田温度や半田槽からの引出し速度等の制御が難しくなり、半田層が均一に形成できなかったり、半田玉等による不要な凹凸が発生することがある。
均一に半田層が形成されていない場合は、複数の太陽電池を接続するインターコネクタの半田付けが困難になる。一方、半田玉が発生した場合は、その凹凸に起因して、モジュール化のために接続された太陽電池セルを樹脂封止するラミネート工程において太陽電池が割れる原因となる。このことは、図１１に示す太陽電池セルでは顕著である。
【０００７】
太陽電池セルの低コスト化のために基板の厚みが薄くなるのにつれ、反りを抑制するためにアルミ電極を薄膜化したり、アルミ電極を形成せずに、基板裏面へ魚骨型等の銀電極を配置する方法が検討されているが、その際、半田玉等による凹凸が問題となる。
これに対して、半田層を形成する際に、活性度の強いフラックスを用いることにより、半田層を均一に形成する試みがなされている。
しかし、この方法では、フラックスに含まれる活性種により電極の腐食を余儀なくされ、太陽電池セルの信頼性を大幅に低下させる原因となる。
【０００８】
また、半田玉や半田溜まり等の凹凸の発生を防止するために、電極パターンの一部を簾状にしたり、半田液面に対して角度を設けて浸漬したりする方法が検討されているが、必ずしも十分な効果が得られていないのが現状である。
さらに、ＢＳＦ層を形成するためには、アルミペーストとシリコンとを反応させる必要があるが、アルミペーストの塗布パターンの間には、銀ペーストが存在するため、その反応が妨げられ、その部分にはＢＳＦ層が形成されず、太陽電池の出力低下をもたらすという問題もある。
なお、ＢＳＦ層の形成を妨げる、銀ペーストの塗布面積を極力低減したとしても、アルミ電極と銀電極との接触面積が減少することに起因して、直列抵抗の増大を招き、太陽電池の出力低下を阻止することは困難である。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、所望の領域にのみ、外部出力取出し接続を確実に形成することができる太陽電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ｐｎ接合を有する半導体基板と、該半導体基板の表裏面に接続される電極とからなり、
表裏面の少なくとも一方の電極が、半導体基板上の第１電極と、第１電極上に配置されかつ第１の電極を構成する金属元素を含有する第２電極と、第１電極を構成する金属元素を含有しない第３電極とから構成され、該第３電極が、半導体基板上に第１電極及び第２電極と互いに側面で接して配置されるか、第１電極上に第２電極と互いに側面で接して配置されるか、又は第２電極上の一部に配置されることを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、(ａ)ｐｎ接合を有する半導体基板上に第１電極形成用の金属ペーストを塗布し、
(ｂ)前記第１電極形成用の金属ペースト上に第２電極形成用の金属ペーストを塗布し、
(ｃ)熱処理して第１電極及び第２電極を形成し、
(ｄ)半導体基板上、第１電極上又は第２電極上に第３電極形成用の金属ペーストを塗布し、工程(ｃ)の熱処理温度よりも低い温度で熱処理を行って第３電極を形成することを特徴とする上記太陽電池の製造方法が提供される。
【００１１】
さらに、本発明によれば、(ａ)ｐｎ接合を有する半導体基板上に第１の電極形成用の金属ペーストを塗布し、
(ａ1)熱処理して第１電極を形成し、
(ｂ1)該第１電極上に、第１電極を構成する金属元素を含有する第２の電極形成用の金属ペーストを塗布し、半導体基板上、第１電極上又は第２電極上に、第１電極を構成する金属元素を含有しない第３の電極形成用の金属ペーストを塗布し、
(ｂ2)熱処理して第１電極を構成する金属元素を含有した第２電極及び第１電極を構成する金属元素を含有しない第３電極形成することを特徴とする上記太陽電池の製造方法が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の太陽電池は、主として、半導体基板と電極とから構成される。
半導体基板としては、通常太陽電池に用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の元素半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＺｎＳｅ等の化合物半導体が挙げられる。なかでもシリコン基板が好ましい。また、半導体基板は、単結晶、多結晶、いわゆるマイクロクリスタルと呼ばれる微結晶、アモルファス及びこれらが混在するものであってもよい。
半導体基板は、受光面側に凹凸が形成されていることが好ましい。凹凸は、特に限定されるものではなく、太陽電池セルの変換効率を高めるように機能するような高低差、ピッチを有して形成されていることが好ましい。例えば、高さ数μmの微小ピラミッド形状、深さ数十μmの溝を多数平行に配置した形状等が挙げられる。基板表面に凹凸を形成する方法としては、ＮａＯＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液、さらにアルカリ溶液にイソプロピルアルコール等の有機溶媒を加えた水溶液で基板表面を処理する方法、ダイシング装置又はレーザー等を用いたり、ドライエッチングにより、溝や凹部を形成する方法等が挙げれる。
半導体基板には、ｐｎ接合が形成されている。例えば、ｐ型の半導体基板の表面にｎ型の拡散層が形成されることによりｐｎ接合を有していることが好ましく、ｐ型半導体基板及びｎ型拡散層の不純物濃度、ｐ型半導体基板及びｎ型拡散層の厚みは、通常太陽電池として機能し得るもののなかから適宜選択することができる。
【００１３】
電極は、半導体基板のｐ型領域及びｎ型拡散層に、それぞれ接続されるように形成されており、通常、半導体基板の表面及び裏面にそれぞれ形成されている。表裏面の少なくとも一方の電極は、第１電極と第２電極と第３電極とから形成されている。このような構成の電極は、半導体基板の裏面、つまり、太陽電池としての受光面と反対の側に形成されていることが好ましい。電極を形成する方法としては、アルミペーストや銀ペースト等の導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法、蒸着、メッキ等が挙げられる。
第１電極は、導電材料により形成されていれば、その材料は特に限定されないが、アルミニウムを主体とした導電材料から形成されていることが好ましい。ここで、アルミニウムを主体とするとは、アルミニウムからなる場合のほか、アルミニウム合金、アルミニウムの他の金属元素が含有又は分散されているが、アルミニウムの特性を優位に維持していることを意味する。第１電極は、半導体基板のほぼ全面に形成されていることが好ましく、例えば、１０〜１００μｍ程度の膜厚で形成することができる。
【００１４】
第２電極は、第１電極上に配置されて形成されている限り、どのような形状で、どのような面積で配置していてもよいが、半導体基板に直接接続される部分が存在していることが好ましい。ただし太陽電池で発電した電力を効率良く取出せることを考慮する必要がある。例えば、第２電極は、太陽電池において、少なくとも半導体基板裏面の面積に対して５〜１０％程度形成されていることが適当である。第２電極をウェハの外周部に一定の幅で構成することにより効率良く集電できる。また、材料は、第１電極を構成する元素、特に第１電極の構成主体となる元素を含有していることが必要である。第２電極は、銀を主体とした導電材料から形成されていることが好ましく、例えば、１０〜５０μｍ程度の膜厚で形成することができる。
【００１５】
第３電極は、半導体基板上、第１又は第２電極上に、どのような形状で、どのような面積で配置していてもよいが、少なくともインターコネクタが接続できる必要最小限度の形状（大きさ）を有していることが好ましい。第３電極は、第１電極を構成する元素を含有していない導電材料により形成されていれば、その材料は特に限定されないが、銀を主体とした導電材料から形成されていることが好ましい。第３電極は、例えば、１０〜５０μｍ程度の膜厚で形成することができる。
【００１６】
第３電極上には、半田層が形成されていてもよい。半田層としては、鉛を主体としたもの（ＳｎＰｂ等）のみならず、錫を主成分として、他に銀、ビスマス、銅、亜鉛、金、パラジム等の中から１種又は２種以上を選択した合金等が挙げられる。半田層の膜厚は、特に限定されないが、例えば、５〜２０μｍ程度が挙げられる。半田層の形状は、特に限定されるものではないが、太陽電池にインターコネクタを接続する際に、接続を確保することができる形状（大きさ）で形成することが必要である。第３電極上には、その全面に形成されることが好ましい。
【００１７】
なお、本発明の太陽電池においては、上記の電極以外に、さらに電極が形成されている。つまり、第１及び第２電極によって形成される電極が半導体基板の受光面と反対側に形成されている場合には、受光面側にも、電極が形成されている。この場合の電極は、導電材料であればどのような材料によって形成されていてもよいが、透明導電材料で形成されることが好ましい。あるいは、不透明な導電材料で形成する場合には、最小限の面積で形成されることが好ましい。あらかじめ反射防止膜が形成している場合には、電極が形成される部分の反射防止膜をあらかじめ除去することが必要であるが、例えば、ファイヤースルー型のペーストを用いて電極を形成する場合には、反射防止膜の除去なしに形成することができる。
【００１８】
また、本発明の太陽電池においては、半導体基板の表面に、いわゆるＢＳＦ層が形成されていてもよい。ＢＳＦ層の厚み等は、得ようとする太陽電池の特性に応じて適宜調整することができる。さらに、反射防止膜、保護膜等がさらに形成されていてもよい。反射防止膜は、例えば、常圧ＣＶＤ法を用いて酸化チタン（ＴｉＯ2）膜を形成する方法、プラズマＣＶＤ法を用いて窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）膜を形成する方法等が挙げられる。例えば、ＴｉＯ2では６０〜９０ｎｍ程度の膜厚、Ｓｉ3Ｎ4では、７０〜１００ｎｍ程度の膜厚が適当である。なお、反射防止膜は、電極形成の前後のいずれの時期に形成してもよい。
なお、本発明の太陽電池は、複数個を直列又は並列に接続してモジュール化されていてもよい。
【００１９】
さらに、本発明の太陽電池の製造方法においては、まず、工程（ａ）において、ｐｎ接合を有する半導体基板上に第１電極形成用の金属ペーストを塗布する。基板にｐｎ接合を形成する方法としては、例えば、ｐ型半導体基板に対してＰ2Ｏ5やＰＯＣｌ3による気相拡散により、８００〜９５０℃の温度で５〜３０分間処理する方法、Ｐ含有化合物を含有した塗布液を塗布して熱処理により拡散させる方法、ｎ型半導体基板に対してＢＢｒ3による気相拡散、Ｂ含有化合物を含有した塗布液を塗布して熱処理により拡散させる方法等が挙げられる。
第１電極形成用の金属ペーストは、公知の方法により調製することができる。金属ペースト材料は特に限定されないが、例えば、アルミニウムの場合には、例えば、平均粒径１〜２０μｍ程度のアルミ粉末を６０〜８０％（重量％、以下同じ）、ガラスフリットを数％、セルロース等の樹脂を数％、及びカルビトール系の溶剤を５〜２０％に、任意に適当な添加剤を加えて調製することができる。添加剤としては、例えば、ペーストの凝集の抑制や粘性の維持をさせるような安定剤等が挙げられる。金属ペーストは、スクリーン印刷法等を用いて所望の形状に塗布することができる。
【００２０】
工程（ｂ）において、第１電極形成用の金属ペースト上に、第２電極形成用の金属ペーストを塗布する。第２電極形成用の金属ペーストも、第１電極形成用の金属ペーストと同様に調製し、同様に所望の形状に塗布することができる。例えば、平均粒径１〜２０μｍ程度の銀粉末、ガラスフリット、樹脂及び溶剤に、任意に適当な添加剤、例えば、第１電極形成用の金属ペーストとの密着性を向上するために、その材料、例えば、アルミとの反応性を向上する添加剤又は第２電極形成用の金属ペーストの焼結性を低減する添加剤を加えて調製することができる。添加剤としては、例えば、Ｐ含有化合物（Ｐ2Ｏ5等）が挙げられる。これらの金属ペーストは、塗布した後に適宜乾燥することが好ましい。乾燥の条件としては、１００〜２００℃程度の温度で、１〜５分間程度の条件が挙げられる。
【００２１】
工程（ｃ）において、熱処理する。この場合の熱処理は、用いたペーストの種類、組成等によって適宜調整することができ、例えば、１００〜１０００℃の温度範囲を用いることができ、特に、熱硬化型のペーストでは２００〜４００℃、焼成型では４００〜１０００℃程度の温度範囲が挙げられる。より具体的には、大気中で、６００℃〜９００℃の範囲で、１〜１０分間程度行うのが適当である。
【００２２】
これにより、第１電極とともに、第１電極を構成する金属元素を含有した第２電極を形成することができる。
さらに、この後、工程（ｄ）において、半導体基板上、第１又は第２電極上に第３電極形成用の金属ペーストを塗布し、工程（ｃ）の熱処理温度よりも低い温度で熱処理を行って第３電極を形成する。第３電極形成用の金属ペーストも、第１電極形成用の金属ペーストと同様に調整し、所望の形状に塗布することができる。また、ここでの熱処理は、例えば、６５０℃以下、好ましくは、５００〜６００℃程度の温度範囲で、１〜１０分間程度行うことが適当である。
【００２３】
さらに、本発明の別の太陽電池の製造方法においては、工程（ａ）の後、工程（ａ1）において熱処理して第１電極を形成し、さらに、工程（ｂ1）において、第１電極上に、第１電極を構成する金属元素を含有する第２の電極形成用の金属ペーストを塗布し、半導体基板上、第１電極上又は第２電極上に、第１電極を構成する金属元素を含有しない第３の電極形成用の金属ペーストを塗布し、工程（ｂ2）において熱処理することにより、第１電極を構成する金属元素を含有した第２電極及び第１電極を構成する金属元素を含有しない第３電極を形成する。
【００２４】
ここで、第１電極を構成する金属元素を含有する第２の電極形成用の金属ペーストは、上述した第１又は第２電極形成用の金属ペーストと同様に調製することができるが、例えば、第２電極を構成する金属１００重量部に対して、５〜１００重量部程度の第１電極を構成する金属が含有されている金属ペーストを用いることが好ましい。
【００２５】
また、工程（ａ1）における熱処理は、大気中、６５０℃〜９００℃の温度範囲で、１〜６０分間程度行うことが適当である。
工程（ｂ2）の熱処理は、６５０℃程度以下の比較的低温で行うことが好ましい。
【００２６】
さらに、第１電極及び第２電極及び第３電極を形成した後、工程（ｅ）において、半田ディップ法により、第３電極上に、半田層を形成してもよい。半田ディップ法は、２００℃程度の溶融半田槽に基板を浸漬し、垂直方向に引上げて半田層を形成する方法が一般的である。
なお、半田層の形成時には、フラックスを用いてもよいが、数％程度以下の活性剤が含まれたもの又は活性剤が含まれていないものが好ましい。ここでの活性剤としては、無機酸、有機酸等が挙げられるが、弱活性の有機酸が好ましい。
以下に、本発明の太陽電池及びその製造方法の実施の形態について詳細に説明する。
【００２７】
実施の形態１（参考例）
この実施の形態の太陽電池セル１を、図１（ａ）及び（ｂ）に示す。なお、図１（ａ）は（ｂ）中の破線部Ａ-Ａ'における断面図である。
ｐ型シリコン基板２の表面にｎ型ドパーントが拡散したｎ型拡散層３が形成されてｐｎ接合を構成し、このｎ型拡散層３上に、ＴｉＯ2膜による反射防止膜４が形成され、さらに反射防止膜４上に、ｎ型拡散層３に直接接続する銀電極７と、銀電極７の表面に半田層９が形成されている。
【００２８】
また、シリコン基板２の裏面には、ほぼ全面に、ＢＳＦ層５とアルミ電極６とが形成されており、さらにアルミ電極６上の一部に重なるように銀電極８が形成されている。この銀電極８は、アルミ電極６との重なり部分にはアルミが含有されており、直接シリコン基板２と接続されている部分には、ほとんどアルミが含有されていない。また、銀電極８上であって、アルミ電極６が形成されていない領域上に半田層１０が形成されている。
このような太陽電池セルは、例えば、図２（ａ）に示される方法により形成することができる。
まず、アルカリ溶液であるＮａＯＨ水溶液によりｐ型結晶シリコン基板２表面をテクスチャエッチングする。
【００２９】
次いで、シリコン基板２を石英チューブ炉に入れて、シリコン基板２表面に、Ｐを含む塗布液を塗布し、例えば、９００℃で１０分間程度熱処理を行うことにより、シリコン基板２の表面に深さ約０．５μｍのｎ型拡散層３を形成する。
その後、反射防止膜４として、常圧ＣＶＤ法によって、膜厚８０ｎｍ程度のＴｉＯ2膜を形成する。
【００３０】
次に、シリコン基板２裏面に、アルミペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥した後、その一部に重なるようにして銀ペーストを印刷し、８００℃の温度で焼成して、シリコン基板２裏面に、厚さ数μｍのＢＳＦ層５と、厚さ数十μｍのアルミ電極６及び一部においてアルミが含有された銀電極８とを形成する。ＢＳＦ層５は、６００℃以上の温度での焼成により、アルミがシリコン中に拡散することにより形成することができる。また、この焼成の際に、アルミペーストと銀ペーストとが反応し、銀電極中にアルミを含ませることができる。なお、ここでの焼成は、９００℃以上の温度で行うと、アルミ電極表面に凹凸が発生するので望ましくない。
【００３１】
続いて、同様に、受光面であるシリコン基板２の表面に、銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥した後、５００〜８００℃の温度で焼成して、シリコン基板２表面に、厚さ数十μｍの銀電極７を形成する。なお、図２（ｂ）に示すように、シリコン基板２表面の銀電極７は、裏面のアルミ電極６及び銀電極８と同時に焼成してもよい。
【００３２】
さらに、シリコン基板２を、半田槽に浸漬することにより、シリコン基板２の表面及び裏面の銀電極７、８上に半田層９、１０を形成し、太陽電池セルを完成させる。
なお、銀電極８のうち、アルミが含有されている領域上には、半田層が形成されにくいため、裏面の半田層１０は、アルミ電極が配置していない領域の上方のみに配置させることができる。
【００３３】
このように作製された太陽電池セルを複数枚接続してモジュール化した。
このような太陽電池セル１は、裏面においては、銀電極８上であって、アルミ電極６に重なっていない領域にのみ半田層１０が形成されているので、容易に、セル間接続用のインターコネクタを半田づけでき、出力の低下は見られなかった。一方、アルミ電極６に重なった銀電極８上には半田層１０が形成されないので、半田粒等の意図しない凹凸を抑制することができるのみならず、半田の使用量を低減することができる。
【００３４】
実施の形態２（参考例）
この実施の形態の太陽電池セル１ａを、図３（ａ）〜（ｃ）に示す。なお、（ａ）は（ｃ）中の破線部Ａ−Ａ'、（ｂ）は破線部Ｂ‐Ｂ'における断面図である。
ｐ型シリコン基板２の裏面の銀電極として、アルミを含む銀電極８が基板の外周部のアルミ電極上にも配置され、その外周部の銀電極８における一部のアルミ電極と重なっていないアルミを含まない領域上にも半田層１０を配置した以外は、実施の形態１における太陽電池セル１と実質的に同様である。このような太陽電池セル１ａでは、実施の形態１における太陽電池セル１と同様の効果に加えて、太陽電池セルの裏面の周辺部に銀電極１１が形成されているので、実施の形態１における太陽電池セルよりも効率良く出力を取出せることから、さらなる出力の向上が可能となる。
よって、シリコン基板２を薄くしても、高出力で、割れにくい太陽電池セルの作製が可能となる。
【００３５】
実施の形態３
この実施の形態の太陽電池セル１ｂを、図４（ａ）〜（ｃ）に示す。なお、（ａ）は（ｃ）中の破線部Ａ−Ａ'、（ｂ）は破線部Ｂ‐Ｂ'における断面図である。
ｐ型シリコン基板２の裏面の銀電極として、アルミを含む銀電極８とアルミを含まない銀電極１１がアルミ電極上にも配置され、アルミを含まない銀電極１１上に半田層１０を配置した以外は、実施の形態２における太陽電池セルと実質的に同様である。
この太陽電池セル１ｂは、図６に示す方法によって形成することができる。
まず、実施の形態１と同様に、ｐ型結晶シリコン基板２表面をエッチングし、シリコン基板２の表面にｎ型拡散層３と反射防止膜４を形成する。
【００３６】
次に、シリコン基板２裏面に、アルミペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥した後、さらに、シリコン基板の外周部あるいは所望の位置のアルミ電極上に銀ペーストを塗布、乾燥し、８００℃の温度で焼成して、シリコン基板２の裏面にＢＳＦ層５、アルミ電極６、及びアルミを含有した銀電極８を形成する。
続いて、銀電極８上の一部に銀ペーストを塗布、乾燥し、さらに、シリコン基板２の表面にも銀ペーストを塗布、乾燥した後、６００℃の温度で焼成して、シリコン基板２の裏面に銀電極１１を、表面に銀電極７を形成する。
【００３７】
さらに、実施の形態１と同様に、シリコン基板２を、半田槽に浸漬することにより、シリコン基板２の表面及び裏面の銀電極７、１１上に半田層９、１０を形成し、太陽電池セル１ｂを完成させる。
上記太陽電池セル１ｂの図４（ｂ）の部分を図３（ｂ）に示したような構造としても上記と同様な方法で作製できる。
また、太陽電池セル１ｂは、図７に示す別の方法によっても作製することができる。
【００３８】
まず、実施の形態１と同様に、ｐ型結晶シリコン基板２表面をエッチングし、シリコン基板２の表面にｎ型拡散層３と反射防止膜４を形成する。
次に、シリコン基板２裏面に、アルミペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥した後、８００℃の温度で焼成して、シリコン基板２裏面にＢＳＦ層５及びアルミ電極６を形成する。
【００３９】
続いて、シリコン基板２裏面のアルミ電極６上の所望の位置及び外周上にアルミを含有する銀ペーストを印刷、乾燥するとともに、その銀ペースト上、あるいはその銀ペースト部分に接するようにアルミ電極上にアルミを含有しない銀ペーストを印刷、乾燥し、さらに、シリコン基板２表面に銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥した後、６００℃の温度で焼成して、シリコン基板２の裏面に銀電極８、１１を、表面に銀電極７を形成する。なお、アルミを含有する銀ペーストとして、銀に対して、アルミが５〜５０％含有されたものを用いる。さらに、実施の形態１と同様に、シリコン基板２を、半田槽に浸漬することにより、シリコン基板２の表面及び裏面の銀電極７、１１上に半田層９、１０を形成し、太陽電池セル１ｂを完成させる。
【００４０】
また、図４（ｃ）の破線部Ｂ‐Ｂ'における断面図を示した図５（ａ）や（ｂ）のような太陽電池セル１ｃ、１ｄにおいても上記と同様な方法で作製できる。このような太陽電池セル１ｂ、１ｃ、１ｄでは、半田層１０を、所望の部分に形成することができるとともに、アルミを含まない銀電極１１に半田層１０が実施の形態１、２よりも確実に形成されているため、必要な半田層が部分的に形成されないことを防止でき、容易にセル間接続用のインターコネクタを半田付けできる。一方、アルミを含む銀電極８は、アルミ電極６を流れる電流を効率良く集める集電極として用いることができ、高出力化を図り、薄型基板の補強材として機能させることができる。さらに、ＢＳＦ層がシリコン基板の裏面のほぼ全面に形成できることから、実施の形態１、２よりも高出力化を図ることができる。また、この銀電極８上には、ほとんど半田層１０が形成されないので、半田粒等の意図しない凹凸を抑制することができるのみならず、半田使用量を低減することができる。
よって、シリコン基板２を薄くしても、高出力で、割れにくい太陽電池セルの作製が可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の太陽電池セルによれば、表裏面の少なくとも一方の電極が、半導体基板上の第１電極と、第１電極上に配置されかつ第１の電極を構成する金属元素を含有する第２電極と、第１電極を構成する金属元素を含有しない第３電極とから構成されているため、半田層をその上に形成する場合に所望の領域にのみ半田層が形成されるため、半田層上に不要な半田突起が発生するのを極力抑制することができ、信頼性の高い太陽電池を得ることができるとともに、半田の使用量が低減されるために、安価な太陽電池を提供することができる。
【００４２】
また、第１電極がアルミニウムを、第２電極が銀を主体として構成されてなる場合には、半田層の形成パターンを容易に制御することが可能になる。
さらに、第２電極をシリコン基板の外周部に形成した場合、第１電極を流れる電流を効率良く集める集電極として機能させることができるため、高出力化を図りながら、さらに薄型基板の補強材とすることができ、割れにくい、強度の高い太陽電池を提供することができる。
【００４３】
また、本発明によれば、容易にセル間接続用のインターコネクタを半田付けできるとともに、第２電極を、第１電極を流れる電流を効率良く集める集電極として用いることができ、高出力化を図りながら、薄型基板の補強材とすることができるため、強度の高い太陽電池を提供することができる。
特に、第２電極が、第１電極の外周に配置してなる場合には、上記の効果は顕著である。
【００４４】
さらに、本発明の製造方法によれば、第１電極形成用の金属ペーストと第２電極形成用の金属ペーストとを接触させた状態で、熱処理により電極とするために、第１電極を構成する元素を、容易に、第２電極に拡散させることができる。その結果、本発明の太陽電池を簡便に製造することが可能になる。
【００４５】
また、熱処理を、６００℃〜９００℃の範囲で行う場合には、第１電極を構成する元素を、容易に第２電極に拡散させることができるとともに、第１電極形成用の金属ペーストと、半導体基板との反応を促すことができるため、半導体基板にさらなる性能を付与することができる。
さらに、第１電極上に第３電極形成用の金属ペーストを塗布し、比較的低い温度で熱処理を行って第３電極を形成するので、第１電極及び第２電極の劣化を防止することができる。
【００４６】
また、第１電極を形成した後、第１電極を構成する金属元素を含有する第２の電極形成用の金属ペーストを塗布し、熱処理して第２電極を形成し、さらに第１電極を構成する金属元素を含有しない第３の電極形成用の金属ペーストを塗布し、熱処理して第３電極を形成する場合にも、容易に、所望の領域にのみ、第１電極構成元素を含有する第２電極を形成することができるため、その後に形成される半田層の形成パターンを容易に制御することが可能になる。したがって、半田層を所望の領域にのみ半田層が形成されるため、半田層上に不要な半田突起が発生するのを極力抑制することができるとともに、半田の使用量を低減することができ、安価で信頼性の高い太陽電池を簡便に製造することが可能になる。
さらに、第３電極部において、半田ディップ法により、半田層を形成する場合には、複数の太陽電池セルを接続するためのインターコネクタの半田付けを容易に行うことができ、高効率の太陽電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  太陽電池の実施の形態１（参考例）を示す要部の概略断面図（ａ）及び概略平面図（ｂ）である。
【図２】  太陽電池の製造方法の特定の形態を示す製造プロセスフローである。
【図３】  太陽電池の実施の形態２（参考例）を示す要部の概略断面図（ａ）、（ｂ）及び概略平面図（ｃ）である。
【図４】  本発明の太陽電池の実施の形態３を示す要部の概略断面図（ａ）、（ｂ）及び概略平面図（ｃ）である。
【図５】  本発明の太陽電池の別の実施の形態を示す要部の概略断面図である。
【図６】  太陽電池の製造方法の別の形態を示す製造プロセスフローである。
【図７】  太陽電池の製造方法のさらに別の形態を示す製造プロセスフローである。
【図８】  従来の太陽電池を示す要部の概略断面図（ａ）及び概略平面図（ｂ）である。
【図９】  従来の別の太陽電池を示す要部の概略断面図（ａ）及び概略平面図（ｂ）である。
【図１０】  従来の太陽電池の製造方法を示す製造プロセスフローである。
【図１１】  従来のさらに別の太陽電池を示す要部の概略断面図（ａ）及び概略平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  太陽電池セル
２  シリコン基板
３  ｎ型拡散層
４  反射防止膜
５  ＢＳＦ層
６  アルミ電極
７  銀電極
８、１１  銀電極
９、１０  半田層
【図１】
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【図２】
0004212292.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004212292.tif 000005
【図５】
0004212292.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0004212292.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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