(57)【要約】  太陽電池素子は、半導体基板と反射防止膜とパッシベーション膜と保護層と電極とを備える。半導体基板は、第１面と第２面と側面とを有する。反射防止膜は、半導体基板の第１面の側に位置する。パッシベーション膜は、第２面上に位置する。保護層は、パッシベーション膜上に位置し、反射防止膜よりも厚い。電極は、保護層の第１領域上に位置する第１部分と、パッシベーション膜および保護層を連続して貫通している貫通孔内で半導体基板に接続した状態で位置する第２部分と、を有する。保護層は、母材部と複数の粒状体とを有する。複数の粒状体は、第１粒径範囲において高頻度で存在する複数の第１粒状体と、第１粒径範囲とは異なる第２粒径範囲において高頻度で存在する複数の第２粒状体と、を含む。各第１粒状体の屈折率は、母材部よりも半導体基板に近い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面、該第１面の逆側に位置している第２面および前記第１面と前記第２面とを接続している状態で位置している側面を有する半導体基板と、
該半導体基板の前記第１面の側に位置している反射防止膜と、
前記第２面の上に位置しているパッシベーション膜と、
該パッシベーション膜の上に位置し、前記反射防止膜よりも大きな厚さを有する保護層と、
該保護層の第１領域の上に位置している第１部分と、前記パッシベーション膜および前記保護層を連続して貫通している状態の貫通孔内において前記半導体基板に電気的に接続している状態で位置している第２部分と、を有する電極と、を備え、
前記保護層は、母材部と複数の粒状体とを有し、
該複数の粒状体は、第１粒径範囲で該第１粒径範囲外よりも高い頻度で存在している複数の第１粒状体と、前記第１粒径範囲とは異なる第２粒径範囲で該第２粒径範囲外よりも高い頻度で存在している複数の第２粒状体と、を含み、
各前記第１粒状体の屈折率は、前記母材部の屈折率よりも前記半導体基板の屈折率に近い、太陽電池素子。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池素子であって、
前記複数の第２粒状体は、前記第１面から前記第２面に向けた前記半導体基板の第１厚さ方向に該半導体基板を透過する光を散乱させる状態にある、太陽電池素子。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池素子であって、
前記第１面に照射される光のうちの予め設定された閾値以上の割合の光が前記第１厚さ方向に前記半導体基板を透過する第１波長域と、前記半導体基板が吸収可能な光の第２波長域と、が重なる波長域において、前記複数の第２粒状体が生じさせる光の散乱の度合いがピークを示す状態にある、太陽電池素子。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池素子であって、
前記第２粒径範囲の下限値は、２２０ｎｍ以上である、太陽電池素子。
【請求項５】
請求項２から請求項４の何れか１つの請求項に記載の太陽電池素子であって、
前記複数の第２粒状体は、前記保護層の第２厚さ方向において並んでいる２つ以上の粒状体を含む、太陽電池素子。
【請求項６】
請求項２から請求項５の何れか１つの請求項に記載の太陽電池素子であって、
前記複数の第２粒状体は、細長い形状を有する、太陽電池素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１つの請求項に記載の太陽電池素子であって、
前記第１粒径範囲の上限値は、３０ｎｍ以下である、太陽電池素子。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１つの請求項に記載の太陽電池素子であって、
前記保護層の前記第１領域は、前記複数の第２粒状体を有し、
前記保護層のうちの前記第１領域とは異なる第２領域は、前記複数の第１粒状体を有する、太陽電池素子。
【請求項９】
透光性を有する第１保護部材と、
透光性を有する第２保護部材と、
前記第１保護部材と前記第２保護部材との間に位置している太陽電池部と、
前記第１保護部材と前記第２保護部材との間において、前記太陽電池部を前記第１保護部材側および前記第２保護部材側から覆うように位置している、透光性を有する充填材と、を備え、
前記太陽電池部は、請求項１から請求項８の何れか１つの請求項に記載の複数の太陽電池素子を有する、太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、太陽電池素子および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子には、例えば、半導体基板と裏面電極との間にパッシベーション膜が存在しているＰＥＲＣ（Passivated Emitter and Rear Cell）型の太陽電池素子がある。【０００３】
このＰＥＲＣ型の太陽電池素子については、例えば、光電変換効率の向上を指向して、半導体基板の裏面側に裏面電極を局所的に存在させ、前面だけでなく裏面に入射する光も発電に利用する技術が提案されている（例えば、特表２０１６−５２３４５２号公報の記載を参照）。換言すれば、前面および裏面の双方に入射する光を発電に利用するタイプ（両面受光型ともいう）の太陽電池素子および太陽電池モジュールが提案されている。
【発明の概要】
【０００４】
太陽電池素子および太陽電池モジュールが開示される。
【０００５】
太陽電池素子の一態様は、半導体基板と、反射防止膜と、パッシベーション膜と、保護層と、電極と、を備えている。前記半導体基板は、第１面、該第１面の逆側に位置している第２面および前記第１面と前記第２面とを接続している状態で位置している側面を有する。前記反射防止膜は、前記半導体基板の前記第１面の側に位置している。前記パッシベーション膜は、前記第２面の上に位置している。前記保護層は、前記パッシベーション膜の上に位置し、前記反射防止膜よりも大きな厚さを有する。前記電極は、前記保護層の第１領域の上に位置している第１部分と、前記パッシベーション膜および前記保護層を連続して貫通している状態の貫通孔内において前記半導体基板に電気的に接続している状態で位置している第２部分と、を有する。前記保護層は、母材部と複数の粒状体とを有する。該複数の粒状体は、第１粒径範囲で該第１粒径範囲外よりも高い頻度で存在している複数の第１粒状体と、前記第１粒径範囲とは異なる第２粒径範囲で該第２粒径範囲外よりも高い頻度で存在している複数の第２粒状体と、を含む。各前記第１粒状体の屈折率は、前記母材部の屈折率よりも前記半導体基板の屈折率に近い。
【０００６】
太陽電池モジュールの一態様は、第１保護部材と、第２保護部材と、太陽電池部と、充填材と、を備えている。前記第１保護部材は、透光性を有する。前記第２保護部材は、透光性を有する。前記太陽電池部は、前記第１保護部材と前記第２保護部材との間に位置している。前記充填材は、前記第１保護部材と前記第２保護部材との間において、前記太陽電池部を前記第１保護部材側および前記第２保護部材側から覆うように位置し、透光性を有する。前記太陽電池部は、複数の上記一態様の太陽電池素子を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの一例の前面側から見た外観を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のII−II線に沿った第１実施形態に係る太陽電池モジュールの一例の仮想的な切断面を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態に係る太陽電池素子の一例の第１素子面側から見た外観を示す平面図である。図３（ｂ）は、第１実施形態に係る太陽電池素子の一例の第２素子面側から見た外観を示す平面図である。
【図４】図４（ａ）は、図３（ａ）および図３（ｂ）のIVa−IVa線に沿った第１実施形態に係る太陽電池素子の一例の仮想的な切断面を示す図である。図４（ｂ）は、図３（ａ）および図３（ｂ）のIVb−IVb線に沿った第１実施形態に係る太陽電池素子の一例の仮想的な切断面を示す図である。図４（ｃ）は、図３（ａ）および図３（ｂ）のIVc−IVc線に沿った第１実施形態に係る太陽電池素子の一例の仮想的な切断面を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る保護層の一構成例を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、図２のVI部における第１実施形態に係る太陽電池モジュールの一部の一例の切断面において、太陽電池素子に光が入射する３つの経路を模式的に示す断面図である。
【図７】図７（ａ）から図７（ｄ）は、それぞれ第１実施形態に係る太陽電池素子を製造する途中の状態を例示する断面図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る保護層の一構成例を模式的に示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は、第３実施形態に係る保護層の第１領域の一構成例を模式的に示す断面図である。図９（ｂ）は、第３実施形態に係る保護層の第２領域の一構成例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
例えば、半導体基板と裏面電極との間にパッシベーション膜が存在している、いわゆるＰＥＲＣ型の太陽電池素子が知られている。パッシベーション膜には、例えば、原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法などの成膜法によって形成され得る酸化アルミニウムの薄膜が適用される。
【０００９】
このＰＥＲＣ型の太陽電池素子については、例えば、半導体基板の裏面側に裏面電極を局所的に存在させて、前面だけでなく裏面に入射する光も発電に利用することで、光電変換効率を向上させることが考えられる。換言すれば、前面および裏面の双方に入射する光を発電に利用するタイプ（両面受光型）の太陽電池素子および太陽電池モジュールが考えられる。
【００１０】
ここで、両面受光型の太陽電池素子については、例えば、裏面側に微細な凹凸構造（テクスチャ）を存在させることで、裏面に照射される光の反射を低減することが考えられる。ところが、例えば、両面受光型の太陽電池素子の裏面側に微細な凹凸構造が存在していれば、太陽電池素子の裏面側でキャリアが再結合しやすく、光電変換効率が低下するおそれがある。
【００１１】
また、例えば、半導体基板の裏面上に位置しているパッシベーション膜を保護する保護層を存在させる場合がある。保護層には、例えば、プラズマ化学気相成長（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition：ＰＥＣＶＤ）法またはスパッタリング法を用いて形成され得る窒化珪素の薄膜が適用される。ここで、例えば、太陽電池素子の裏面側では、微細な凹凸構造が存在していなければ、保護層の存在によって光の多重反射が生じ得る。ここでは、例えば、太陽光のうちの６００ナノメートル（ｎｍ）以下の比較的短い波長域の光など、多重反射が生じやすい波長域の光が存在し得る。これにより、例えば、両面受光型の太陽電池素子において、裏面に照射される光のうち、半導体基板で光電変換に利用される光の割合が高まらず、光電変換効率が向上しにくい。
【００１２】
そこで、本発明者らは、両面受光型の太陽電池素子および太陽電池モジュールについて、光電変換効率を向上させることができる技術を創出した。
【００１３】
これについて、以下、第１実施形態から第３実施形態のそれぞれについて図面を参照しつつ説明する。図面においては同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。図面は模式的に示されたものである。図１から図９（ｂ）には、それぞれ右手系のＸＹＺ座標系が付されている。このＸＹＺ座標系では、太陽電池モジュール１００の前面１ｆｓの一対の辺に沿った方向が＋Ｘ方向とされ、前面１ｆｓの他の一対の辺に沿った方向が＋Ｙ方向とされ、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向との両方に直交する前面１ｆｓの法線方向が＋Ｚ方向とされている。
【００１４】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．太陽電池モジュール＞
第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００について、図１から図６を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１および図２で示されるように、太陽電池モジュール１００は、主に光が入射する受光面（前面ともいう）１ｆｓと、この前面１ｆｓの逆側に位置する裏面１ｂｓと、を有する。第１実施形態では、前面１ｆｓが、＋Ｚ方向を向いている。裏面１ｂｓが、−Ｚ方向を向いている。例えば、＋Ｚ方向は、南中している太陽に向く方向に設定される。図１の例では、前面１ｆｓが、長方形状の形状を有する。
【００１６】
図１および図２で示されるように、太陽電池モジュール１００は、例えば、太陽電池パネルＰｎ１を備えている。図２で示されるように、太陽電池モジュール１００は、例えば、端子ボックスＪ１を備えていてもよい。端子ボックスＪ１は、例えば、太陽電池パネルＰｎ１の裏面１ｂｓ上などに位置し、太陽電池パネルＰｎ１における発電で得られた電気を外部に出力することができる。太陽電池モジュール１００は、例えば、フレーム１０６などを備えていてもよい。フレーム１０６は、例えば、太陽電池パネルＰｎ１の外周部に沿って位置し、太陽電池パネルＰｎ１の外周部を保護することができる。ここでは、例えば、太陽電池パネルＰｎ１の外周部とフレーム１０６との間にブチル系の樹脂などの透湿度が低い封止材が充填されていてもよい。
【００１７】
図１および図２で示されるように、太陽電池パネルＰｎ１は、例えば、第１保護部材１０１と、第２保護部材１０２と、太陽電池部１０３と、充填材１０４と、パッキング部１０５と、を備えている。ここでは、例えば、第１保護部材１０１と第２保護部材１０２とが太陽電池部１０３を挟むように位置している。第１保護部材１０１は、例えば、太陽電池パネルＰｎ１の前面１ｆｓを構成している状態で位置している。第２保護部材１０２は、例えば、太陽電池パネルＰｎ１の裏面１ｂｓを構成している状態で位置している。
【００１８】
第１保護部材１０１は、透光性を有する部材である。この第１保護部材１０１は、例えば、特定範囲の波長の光に対する透光性を有する。この特定範囲の波長は、例えば、太陽電池部１０３が光電変換し得る光の波長を含む。これにより、例えば、前面１ｆｓに照射される光が、第１保護部材１０１を太陽電池部１０３に向けて透過し得る。ここで、例えば、特定範囲の波長が、太陽光を構成する照射強度の高い光の波長を含んでいれば、太陽電池モジュール１００の光電変換効率が向上し得る。第１保護部材１０１には、例えば、屈折率が１．４から１．８程度の平板状のガラス板が適用される。図１および図２で示されるように、第１保護部材１０１は、第１板面Ｆ１と、第２板面Ｆ２と、第１外周面Ｓ１と、を有する。第２板面Ｆ２は、第１板面Ｆ１とは逆方向を向いている状態にある。第１外周面Ｓ１は、第１板面Ｆ１と第２板面Ｆ２とを接続している状態にある。第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、第１板面Ｆ１は、前面１ｆｓを構成している状態にある。第１保護部材１０１の厚さは、例えば、１ミリメートル（ｍｍ）から５ｍｍ程度に設定される。図１の例では、前面１ｆｓ側から平面視した場合に、第１保護部材１０１の外形は長方形状である。上記構成を有する第１保護部材１０１は、例えば、高い剛性と低い透湿度とで太陽電池部１０３を前面１ｆｓ側から保護することができる。
【００１９】
第２保護部材１０２は、第１保護部材１０１と同様に、透光性を有する部材である。この第２保護部材１０２は、例えば、第１保護部材１０１と同様に、特定範囲の波長の光に対する透光性を有する。これにより、例えば、裏面１ｂｓに照射される光が、第２保護部材１０２を太陽電池部１０３に向けて透過し得る。このため、例えば、前面１ｆｓに照射される光だけでなく、裏面１ｂｓに照射される光も、太陽電池部１０３における光電変換に利用される。換言すれば、太陽電池モジュール１００は、前面１ｆｓおよび裏面１ｂｓの双方に入射する光を発電に利用するタイプ（両面受光型）の太陽電池モジュールである。第２保護部材１０２には、例えば、屈折率が１．４から１．８程度の平板状のガラス板が適用される。図１および図２で示されるように、第２保護部材１０２は、第３板面Ｆ３と、第４板面Ｆ４と、第２外周面Ｓ２と、を有する。第３板面Ｆ３は、第１保護部材１０１の第２板面Ｆ２と対向している状態にある。第４板面Ｆ４は、第３板面Ｆ３とは逆方向を向いている状態にある。第２外周面Ｓ２は、第３板面Ｆ３と第４板面Ｆ４とを接続している状態にある。第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、第４板面Ｆ４は、裏面１ｂｓを構成している状態にある。第２保護部材１０２の厚さは、例えば、１ｍｍから５ｍｍ程度に設定される。図１の例では、前面１ｆｓ側から平面透視した場合に、第２保護部材１０２の外形は長方形状である。上記構成を有する第２保護部材１０２は、例えば、高い剛性と低い透湿度とで太陽電池部１０３を裏面１ｂｓ側から保護することができる。
【００２０】
太陽電池部１０３は、例えば、第１保護部材１０１と第２保護部材１０２との間の領域（板間領域ともいう）Ａ０に位置している。図１で示されるように、太陽電池部１０３は、例えば、複数の太陽電池素子１を有する。第１実施形態では、複数の太陽電池素子１は、２次元的に並んでいる状態で位置している。図１および図２の例では、複数の太陽電池素子１は、第１保護部材１０１の第２板面Ｆ２に沿って位置するように平面的に配列された状態で位置している。また、太陽電池部１０３は、例えば、複数の第１配線材Ｗ１と、複数の第２配線材Ｗ２と、を有する。太陽電池部１０３は、例えば、複数（ここでは、８個）の太陽電池ストリングＳｔ１を含む。太陽電池ストリングＳｔ１は、例えば、複数（ここでは、７個）の太陽電池素子１と、複数の第１配線材Ｗ１と、を含む。複数の第１配線材Ｗ１は、例えば、複数の太陽電池素子１のうちの相互に隣り合う太陽電池素子１をそれぞれ電気的に接続している状態にある。複数の第２配線材Ｗ２は、複数の太陽電池ストリングＳｔ１のうちの相互に隣り合う太陽電池ストリングＳｔ１をそれぞれ電気的に接続している状態にある。図１の例では、−Ｘ方向の端に位置している太陽電池ストリングＳｔ１に接続された第２配線材Ｗ２と、＋Ｘ方向の端に位置している太陽電池ストリングＳｔ１に接続された第２配線材Ｗ２と、が太陽電池モジュール１００の外部に引き出されている状態で位置している。ここで、２本の第２配線材Ｗ２は、例えば、第２保護部材１０２を貫通するように位置している孔部を介して、太陽電池モジュール１００の外部に引き出された状態で位置している。
【００２１】
充填材１０４は、第１保護部材１０１と第２保護部材１０２との間の板間領域Ａ０において太陽電池部１０３を覆うように位置している。第１実施形態では、充填材１０４は、例えば、第１保護部材１０１と第２保護部材１０２との間の板間領域Ａ０に充填されるように位置している。充填材１０４は、例えば、前面１ｆｓ側に位置している部分（第１充填部分ともいう）１０４ｕと、裏面１ｂｓ側に位置している部分（第２充填部分ともいう）１０４ｂと、を含む。第１充填部分１０４ｕは、例えば、太陽電池部１０３の第１保護部材１０１側の全面を覆うように位置している。第２充填部分１０４ｂは、例えば、太陽電池部１０３の第２保護部材１０２側の全面を覆うように位置している。このため、太陽電池部１０３は、例えば、第１充填部分１０４ｕと第２充填部分１０４ｂとによって挟み込まれるように囲まれた状態にある。これにより、例えば、充填材１０４の存在によって太陽電池部１０３の姿勢が保たれ得る。
【００２２】
また、充填材１０４は、例えば、透光性を有する。ここで、例えば、充填材１０４を構成する第１充填部分１０４ｕおよび第２充填部分１０４ｂの双方が透光性を有していれば、前面１ｆｓ側からの入射光および裏面１ｂｓ側からの入射光の双方が、太陽電池部１０３まで到達し得る。充填材１０４の素材には、例えば、第１保護部材１０１および第２保護部材１０２に近いかまたは略同一の屈折率を有し、特定範囲の波長の光に対する透光性が優れた素材が適用される。具体的には、充填材１０４の素材には、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル樹脂などのうちの１種以上の素材が適用される。ここで、例えば、第１保護部材１０１と第１充填部分１０４ｕとが近いかまたは略同一の屈折率を有していれば、前面１ｆｓに照射される光は、第１保護部材１０１と第１充填部分１０４ｕとの界面で反射しにくく、太陽電池部１０３まで到達しやすい。また、例えば、第２保護部材１０２と第２充填部分１０４ｂとが近いかまたは略同一の屈折率を有していれば、裏面１ｂｓに照射される光は、第２保護部材１０２と第２充填部分１０４ｂとの界面で反射しにくく、太陽電池部１０３まで到達しやすい。
【００２３】
パッキング部１０５は、例えば、板間領域Ａ０のうち、外部空間に対して開口している環状の部分（環状開口部ともいう）Ａ０ｐに沿って位置している。第１実施形態では、パッキング部１０５は、例えば、太陽電池部１０３および充填材１０４を含む領域の外周部分を囲むように位置している。ここでは、パッキング部１０５は、例えば、第１保護部材１０１から第２保護部材１０２に至る領域を埋めるように位置している。ここで、例えば、パッキング部１０５が、充填材１０４よりも低い透湿度を有していれば、パッキング部１０５は、板間領域Ａ０のうちの外周部に沿った部分を封止することができる。これにより、パッキング部１０５は、例えば、太陽電池モジュール１００の外部から太陽電池部１０３に向けた水分などの侵入を低減することができる。パッキング部１０５の素材には、例えば、ブチル系の樹脂、ポリイソプロピレン系の樹脂またはアクリル系の樹脂などが適用される。パッキング部１０５の素材は、例えば、透湿度が低い素材であれば、銅もしくは半田などの金属またはガラスなどの非金属を含むものでもよい。パッキング部１０５は、例えば、銅箔を半田付けで接着したものであってもよいし、ガラスをレーザーなどで溶融させた後に凝固させたものであってもよい。また、パッキング部１０５の素材に白色または透明の樹脂を適用し、太陽電池部１０３における光の取込みを阻害しないようにしてもよい。
【００２４】
＜１−２．太陽電池素子＞
複数の太陽電池素子１のそれぞれは、例えば、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。図３（ａ）および図３（ｂ）で示されるように、複数の太陽電池素子１のそれぞれは、表（おもて）面側に位置している面（第１素子面ともいう）Ｓｆ１と、この第１素子面Ｓｆ１の逆側に位置している面（第２素子面ともいう）Ｓｆ２と、を有する。図３（ａ）および図３（ｂ）の例では、第１素子面Ｓｆ１が、＋Ｚ方向を向いており、第２素子面Ｓｆ２が、−Ｚ方向を向いている。この場合には、例えば、第１素子面Ｓｆ１が主として光が入射する前面とされ、第２素子面Ｓｆ２が前面よりも光が入射しない裏面とされている。
【００２５】
第１実施形態では、図３（ａ）から図４（ｃ）で示されるように、複数の太陽電池素子１のそれぞれは、半導体基板２と、反射防止膜３と、パッシベーション膜４と、保護層５と、前面電極６と、裏面電極７と、を備えている。太陽電池素子１では、例えば、第１素子面Ｓｆ１側の一部に前面電極６が位置しており、第２素子面Ｓｆ２側の一部に裏面電極７が位置している。このため、第１実施形態に係る太陽電池素子１は、第１素子面Ｓｆ１および第２素子面Ｓｆ２の双方に入射する光を発電に利用するタイプ（両面受光型）の太陽電池素子である。
【００２６】
＜１−２−１．半導体基板＞
図４（ａ）から図４（ｃ）で示されるように、半導体基板２は、第１面２ｕと、第２面２ｂと、側面２ｓと、を有する。第２面２ｂは、第１面２ｕとは逆側に位置している。側面２ｓは、第１面２ｕと第２面２ｂとを接続している状態で位置している。図４（ａ）から図４（ｃ）の例では、第１面２ｕが＋Ｚ方向を向いている状態で位置し、第２面２ｂが−Ｚ方向を向いている状態で位置している。
【００２７】
半導体基板２は、例えば、第１導電型を有する領域（第１半導体領域ともいう）２１と、第１導電型とは逆の第２導電型を有する領域（第２半導体領域ともいう）２２と、を有する。第１半導体領域２１は、例えば、半導体基板２の第２面２ｂ側に位置している。第２半導体領域２２は、例えば、半導体基板２の第１面２ｕ側の表層部に位置している。ここで、例えば、第１導電型がｐ型である場合には、第２導電型がｎ型となる。また、例えば、第１導電型がｎ型である場合には、第２導電型がｐ型となる。これにより、半導体基板２は、第１半導体領域２１と第２半導体領域２２との界面に位置しているｐｎ接合部を有する。
【００２８】
ここで、例えば、半導体基板２がシリコン基板である場合を想定する。この場合には、シリコン基板として、例えば、多結晶または単結晶のシリコン基板が採用される。シリコン基板は、例えば、２５０マイクロメートル（μｍ）以下または１５０μｍ以下の厚さを有する。また、シリコン基板は、例えば、平面視して矩形状の外形を有する。このような形状を有する半導体基板２が採用されれば、複数の太陽電池素子１を並べて太陽電池モジュール１００が製造される際に、太陽電池素子１同士の間の隙間が小さくなり得る。
【００２９】
ここで、例えば、第１導電型がｐ型であるとともに第２導電型がｎ型である場合には、例えば、多結晶または単結晶のシリコンの結晶に、ドーパント元素として、ボロンまたはガリウムなどの不純物を含有させることで、ｐ型のシリコン基板が製作され得る。この場合には、ｐ型のシリコン基板の第１面２ｕ側の表層部にｎ型のドーパントとしてのリンなどの不純物を拡散させることで、ｎ型の第２半導体領域２２が生成され得る。ここでは、ｐ型の第１半導体領域２１とｎ型の第２半導体領域２２とが積層された半導体基板２が形成され得る。
【００３０】
ここで、半導体基板２の第１面２ｕは、例えば、照射された光の反射を低減するための微細な凹凸構造（テクスチャ）を有していてもよい。
【００３１】
また、例えば、半導体基板２のうちの第２面２ｂ側の表層部に、第１半導体領域２１の第１導電型（例えば、ｐ型）と同じである第１導電型を有する第３半導体領域２３が存在していてもよい。ここでは、例えば、第３半導体領域２３が含有しているドーパントの濃度が、第１半導体領域２１が含有しているドーパントの濃度よりも高ければ、第３半導体領域２３は、半導体基板２の第２面２ｂ側において内部電界を形成するＢＳＦ（Back Surface Field）層としての役割を果たす。これにより、半導体基板２の第２面２ｂの近傍では、半導体基板２において光の照射に応じた光電変換によって生じる少数キャリアの再結合が低減され得る。その結果、太陽電池素子１における光電変換効率の低下が生じにくい。第３半導体領域２３は、例えば、半導体基板２のうちの第２面２ｂ側の表層部に、アルミニウムなどのドーパント元素が拡散されることで生成され得る。
【００３２】
＜１−２−２．反射防止膜＞
反射防止膜３は、例えば、半導体基板２の第１面２ｕ側に位置している。図３（ａ）から図３（ｃ）の例では、反射防止膜３は、第１面２ｕ上に位置している。この反射防止膜３は、例えば、太陽電池素子１の第１素子面Ｓｆ１に照射される光の反射率を低減することができる。反射防止膜３の素材としては、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などが採用され得る。反射防止膜３の屈折率および厚さは、例えば、太陽光のうち、半導体基板２に吸収されて発電に寄与し得る波長範囲の光に対して、反射率が低い条件（低反射条件ともいう）を実現することが可能な値に適宜設定される。ここで、例えば、反射防止膜３の屈折率が、１．８から２．５程度とされ、反射防止膜３の厚さが、５０ｎｍから１２０ｎｍ程度とされる。反射防止膜３は、例えば、ＰＥＣＶＤ法またはスパッタリング法を用いて形成され得る。
【００３３】
＜１−２−３．パッシベーション膜＞
パッシベーション膜４は、半導体基板２の少なくとも第２面２ｂの上に位置している。第１実施形態では、パッシベーション膜４は、半導体基板２の第２面２ｂに接している。パッシベーション膜４は、例えば、半導体基板２において光の照射に応じた光電変換で生成される少数キャリアの再結合を低減することができる。パッシベーション膜４の素材としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコンなどから選択される１種類以上の素材が採用される。パッシベーション膜４は、例えば、１種類の素材の１層の膜であってもよいし、異なる素材の２層以上の膜が積層された状態のものであってもよい。具体的には、パッシベーション膜４として、例えば、酸化アルミニウムの１層の膜などが採用されてもよいし、酸化シリコンの膜と酸化アルミニウムの膜とがこの記載順に積層された状態のものなどが採用されてもよい。パッシベーション膜４は、例えば、ＡＬＤ法で形成され得る。ここで、パッシベーション膜４は、例えば、半導体基板２の第２面２ｂにおけるダングリングボンドの終端化および電界効果などによって、少数キャリアの再結合を低減することができる。例えば、パッシベーション膜４の素材として酸化アルミニウムが採用される場合には、酸化アルミニウムは負の固定電荷を有する。このため、電界効果によって、半導体基板２の第２面２ｂ側で生じる少数キャリア（この場合は電子）が、ｐ型の第１半導体領域２１とパッシベーション膜４との界面（第２面２ｂ）から遠ざけられる。これにより、半導体基板２のうちの第２面２ｂの近傍における少数キャリアの再結合が低減され得る。その結果、太陽電池素子１の光電変換効率が向上し得る。パッシベーション膜４の厚さは、例えば、１０ｎｍから６０ｎｍ程度とされる。パッシベーション膜４は、例えば、半導体基板２の第１面２ｕの上に位置していてもよい。パッシベーション膜４は、例えば、半導体基板２の第１面２ｕと第２面２ｂとを接続する側面２ｓ上に位置していてもよい。
【００３４】
＜１−２−４．保護層＞
保護層５は、例えば、半導体基板２の第２面２ｂ側に位置している。第１実施形態では、保護層５は、例えば、半導体基板２の第２面２ｂ上に位置しているパッシベーション膜４上に位置している。別の観点から言えば、保護層５は、例えば、パッシベーション膜４と裏面電極７との間に位置している。そして、保護層５は、パッシベーション膜４上においてこのパッシベーション膜４を覆っている状態にある。これにより、保護層５は、例えば、パッシベーション膜４を保護することができる。換言すれば、太陽電池素子１を製造する際および太陽電池素子１を使用する際の双方において、保護層５の存在によって、太陽電池素子１の外部からパッシベーション膜４まで水分などが到達しにくい。これにより、パッシベーション膜４が劣化しにくくなる。保護層５は、例えば、半導体基板２の側面２ｓ上に形成されてもよい。この場合には、保護層５の存在により、太陽電池素子１でリーク電流が生じにくくなる。
【００３５】
保護層５は、例えば、パッシベーション膜４上において、所望のパターンを有している状態で位置している。保護層５は、厚さ方向（ここでは＋Ｚ方向）にこの保護層５を貫通している状態の複数の孔部を有する。複数の孔部は、例えば、保護層５およびパッシベーション膜４を連続して貫通している状態の複数の孔部（貫通孔ともいう）４５ｈのうち、保護層５を貫通している状態にある部分である。各貫通孔４５ｈは、例えば、第２面２ｂに沿った周囲が閉じられた貫通孔を形成している孔部であってもよいし、第２面２ｂに沿った周囲の少なくとも一部が開口しているスリット状の孔部であってもよい。
【００３６】
図５で示されるように、保護層５は、母材の部分（母材部ともいう）５ａと、複数の粒状体５ｂと、を有する。第１実施形態では、例えば、母材部５ａ内に複数の粒状体５ｂが適度に分散している状態で位置している。母材部５ａの素材としては、例えば、シロキサン樹脂などが採用される。シロキサン樹脂は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合（シロキサン結合ともいう）を有するシロキサン化合物である。ここでは、例えば、パッシベーション膜４上に対する絶縁性ペーストのスクリーン印刷法などによる塗布および乾燥などを施す湿式のプロセスを用いて保護層５を形成することができる。
【００３７】
ここで、絶縁性ペーストには、例えば、母材部５ａの原料となるシロキサン樹脂と、有機溶剤と、多数の粒状体と、を含む絶縁性ペーストが適用される。ここで、シロキサン樹脂としては、例えば、アルコキシシランまたはシラザンなどを加水分解させて縮合重合させることで生成された、分子量が１万５千以下の低分子量の樹脂が採用される。有機溶剤としては、例えば、シロキサン樹脂および多数の粒状体を分散させる溶剤が採用される。このような有機溶剤には、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルアルコール、２−（４−メチルシクロヘキサ−３−エニル）プロパン−２−オールまたは２−プロパノールのうちの１種類または複数種類が適用される。多数の粒状体には、例えば、少なくとも複数の粒状体５ｂが含まれている。この多数の粒状体は、例えば、１０００ｎｍ以下の平均粒径を有する、酸化シリコン、酸化アルミニウムまたは酸化チタンなどの絶縁性ペーストの粘度を調整するための無機フィラー（粘度調整用フィラーともいう）を含み得る。ここでいう平均粒径は、１次粒子の平均粒径でもよいし、２次粒子が凝集した２次粒子の平均粒径でもよい。ここで、例えば、絶縁性ペーストの粘度が適切に調整されることにより、複数の貫通孔４５ｈに対応する複数の孔部を有する所望のパターンで絶縁性ペーストがパッシベーション膜４上に塗布され得る。また、ここで、例えば、多数の粒状体において、複数の粒状体５ｂと、粘度調整用フィラーと、が別々に存在していてもよいし、複数の粒状体５ｂが粘度調整用フィラーとしての機能を有していてもよい。
【００３８】
ところで、図６で示されるように、太陽電池モジュール１００には、前面１ｆｓおよび裏面１ｂｓの双方に光が照射される。例えば、前面１ｆｓに照射される光は、主として第１保護部材１０１および第１充填部分１０４ｕを透過して太陽電池素子１の第１素子面Ｓｆ１に至る光路（第１光路ともいう）Ｒｔ１を通り得る。この第１光路Ｒｔ１には、例えば、前面１ｆｓに照射された光が、太陽電池モジュール１００内で複数回反射して第１素子面Ｓｆ１に至る経路が含まれてもよい。また、例えば、前面１ｆｓに照射される光は、太陽電池モジュール１００内で１回以上反射して第２素子面Ｓｆ２に至る経路（第２光路ともいう）Ｒｔ２を通ってもよい。また、例えば、裏面１ｂｓに照射される光は、主として、第２保護部材１０２および第２充填部分１０４ｂを透過して太陽電池素子１の第２素子面Ｓｆ２に至る光路（第３光路ともいう）Ｒｔ３を通り得る。ここで、例えば、前面１ｆｓが、南中している太陽に向くように位置していれば、１日において、第１光路Ｒｔ１を通る光の光量は、第２光路Ｒｔ２を通る光の光量の５０倍程度となり、第３光路Ｒｔ３を通る光の光量の５倍から１０倍程度となることが想定される。このため、例えば、両面受光型の太陽電池素子１および太陽電池モジュール１００では、第１光路Ｒｔ１を通る光の光電変換に利用される光の割合（第１光利用率ともいう）を高めつつ、第３光路Ｒｔ３を通る光の光電変換に利用される光の割合（第３光利用率ともいう）を高めれば、光電変換効率が向上し得る。
【００３９】
ここで、例えば、保護層５が、反射防止膜３よりも大きな厚さを有していれば、太陽電池素子１の第２素子面Ｓｆ２側において、可視光線および近赤外線が多重反射を生じにくくすることができる。これにより、例えば、第３光路Ｒｔ３に係る第３光利用率が高まり得る。第１実施形態では、例えば、上述した絶縁性ペーストの塗布および乾燥などによって、反射防止膜３よりも明らかに大きな厚さを有する保護層５を容易に形成することができる。保護層５の厚さは、例えば、６００ｎｍから２０μｍ程度に設定される。これにより、例えば、太陽電池素子１の第２素子面Ｓｆ２側において、太陽光のうちのエネルギー強度が高い、可視光線、近紫外線および近赤外線を含む１２００ｎｍ以下の波長域の光の多重反射が生じにくくなる。また、例えば、保護層５の厚さの増大によって、保護層５のパッシベーション膜４を保護する性能が向上し得る。
【００４０】
また、第１実施形態では、例えば、図５で示されるように、複数の粒状体５ｂは、複数の第１粒状体５ｂ１と、複数の第２粒状体５ｂ２と、を含む。ここで、例えば、粒径と粒状体の数との関係を示す粒径分布において、複数の第１粒状体５ｂ１は、第１の粒径の範囲（第１粒径範囲ともいう）でこの第１粒径範囲外よりも高い頻度で存在している。具体的には、例えば、複数の第１粒状体５ｂ１の粒径分布が、第１粒径範囲内において最も高い頻度で存在していることを示すピークを示す構成が考えられる。また、ここで、例えば、粒径と粒状体の数との関係を示す粒径分布において、複数の第２粒状体５ｂ２は、第１粒径範囲とは異なる第２の粒径の範囲（第２粒径範囲ともいう）でこの第２粒径範囲外よりも高い頻度で存在している。具体的には、例えば、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径分布が、第２粒径範囲内において最も高い頻度で存在していることを示すピークを示す構成が考えられる。保護層５が含む複数の粒状体５ｂの粒径分布の測定は、例えば、太陽電池素子１から複数の粒状体５ｂを抽出することで実行され得る。太陽電池素子１から複数の粒状体５ｂを抽出する方法には、例えば、保護層５の素材が酸化シリコンであれば、塩酸などを用いて前面電極６および裏面電極７を溶かした後に、フッ酸などを用いて保護層５および半導体基板２などを溶かす方法などが適用される。
【００４１】
ここで、例えば、各第１粒状体５ｂ１の屈折率が、母材部５ａの屈折率よりも半導体基板２の屈折率に近ければ、保護層５が母材部５ａ単体で構成される場合よりも、複数の第１粒状体５ｂ１の存在によって保護層５の屈折率が半導体基板２の屈折率に近づき得る。これにより、例えば、裏面１ｂｓ側から第２素子面Ｓｆ２に照射される光が、保護層５と半導体基板２との間の領域で反射しにくくなり、半導体基板２に入射しやすくなる。換言すれば、例えば、第３光路Ｒｔ３に係る第３光利用率が高まり得る。その結果、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が向上し得る。
【００４２】
ここで、半導体基板２がシリコン基板であり、保護層５の母材部５ａの素材がシロキサン樹脂である場合を想定する。この場合には、例えば、半導体基板２の屈折率は３．４程度となり、母材部５ａの屈折率は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）の屈折率と同等な１．５程度となる。ここで、第１粒状体５ｂ１の素材として、例えば、半導体基板２の屈折率（３．４程度）と母材部５ａの屈折率（１．５程度）との間の屈折率を有する素材が採用される。具体的には、第１粒状体５ｂ１の素材として、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）および酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１種以上が採用され得る。酸化チタン（ＴｉＯ２）の屈折率は、２．５から２．７程度である。酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の屈折率は、３．０程度である。酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の屈折率は、２．７程度である。酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の屈折率は、２．１程度である。酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）の屈折率は、１．９５程度である。また、例えば、パッシベーション膜４の素材が、酸化アルミニウムであれば、パッシベーション膜４の屈折率は１．７６程度である。ここで、保護層５の母材部５ａの素材がシロキサン樹脂であれば、パッシベーション膜４の屈折率は、母材部５ａの屈折率よりも半導体基板２の屈折率に近い。
【００４３】
ここで、例えば、複数の第１粒状体５ｂ１に係る第１粒径範囲の上限値が３０ｎｍ以下であれば、保護層５において、太陽光のうちのエネルギー強度が高い、可視光線および近赤外線を含む１２００ｎｍ以下の波長域の光の散乱が生じにくい。この現象は、第１粒径範囲を種々変化させた保護層５を観察することで確認された。この場合には、例えば、裏面１ｂｓ側から第２素子面Ｓｆ２に照射される光を保護層５内で散乱させにくい第１粒状体５ｂ１によって、保護層５の屈折率を半導体基板２の屈折率に近づけることができる。これにより、例えば、第２素子面Ｓｆ２に照射される光が、保護層５と半導体基板２との間の領域で反射しにくくなり、半導体基板２に入射しやすくなる。換言すれば、例えば、第３光路Ｒｔ３に係る第３光利用率が高まり得る。その結果、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が向上し得る。
【００４４】
ところで、半導体基板２は、素材の使用量の低減に伴う薄型化によって、第１面２ｕから第２面２ｂに向けた半導体基板２の厚さ方向（第１厚さ方向ともいう）にこの半導体基板２を透過する光が生じ得る。例えば、半導体基板２がシリコン基板であれば、シリコンの光吸収係数に応じて、太陽光の１０００ｎｍ以上の波長域の近赤外線が半導体基板２を透過しやすい。
【００４５】
そこで、例えば、保護層５において、複数の第２粒状体５ｂ２が、第１面２ｕから第２面２ｂに向けた半導体基板２の厚さ方向（第１厚さ方向）にこの半導体基板２を透過する光を散乱させる状態にあってもよい。第１実施形態では、第１厚さ方向は、−Ｚ方向である。光の散乱は、例えば、複数の第２粒状体５ｂ２が、母材部５ａとは異なる屈折率を有することで生じ得るミー散乱を含む。ここでは、例えば、半導体基板２を透過した光が、保護層５内に存在する複数の第２粒状体５ｂ２によって散乱し、色々な角度で半導体基板２に再入射し得る。この場合には、例えば、再入射された光は、半導体基板２における光電変換に利用され得る。これにより、例えば、半導体基板２の第１面２ｕに照射される光のうち、半導体基板２における光電変換に利用される光の割合が向上し得る。換言すれば、例えば、第１光路Ｒｔ１に係る第１光利用率が高まり得る。その結果、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が向上し得る。ここでは、例えば、半導体基板２がシリコン基板であれば、保護層５において、複数の第２粒状体５ｂ２が、第１厚さ方向に半導体基板２を透過する近赤外線を散乱させる状態が考えられる。この場合には、例えば、半導体基板２を透過した近赤外線は、保護層５内に存在する複数の第２粒状体５ｂ２によって散乱し、色々な角度で半導体基板２に再入射して、半導体基板２における光電変換に利用され得る。
【００４６】
ここで、例えば、複数の第２粒状体５ｂ２に係る第２粒径範囲の下限値が、３０ｎｍよりも高い値に設定される場合が考えられる。この場合には、保護層５において、太陽光のうちのエネルギー強度が高い、可視光線および近赤外線を含む１２００ｎｍ以下の波長域の光の散乱が生じ得る。ここで、例えば、第２粒径範囲の下限値が大きくなる程、保護層５において、太陽光のうちのエネルギー強度が高い光線における比較的短波長の近紫外線および可視光線の散乱が生じにくくなる。これにより、例えば、保護層５は、第１素子面Ｓｆ１に照射された光のうちの半導体基板２を透過した近赤外線などの光を散乱させつつ、第２素子面Ｓｆ２に照射された光のうちの近紫外線および可視光線を半導体基板２に向けて透過させることが可能となる。このため、例えば、第１光路Ｒｔ１に係る第１光利用率と、第３光路Ｒｔ３に係る第３光利用率と、をバランスよく高めることが可能となる。また、例えば、第１光路Ｒｔ１に係る第１光利用率および第３光路Ｒｔ３に係る第３光利用率の何れをどの程度重点的に高めるのかについて、適宜設定することも可能となる。
【００４７】
ここで、例えば、半導体基板２において、第１面２ｕに照射される光のうちの予め設定された閾値以上の割合の光が第１厚さ方向に透過し得る波長域を、第１波長域とする。また、例えば、半導体基板２が吸収可能な光の波長域を、第２波長域とする。この場合に、例えば、保護層５において複数の第２粒状体５ｂ２が生じさせる光の散乱の度合いが、第１波長域と第２波長域とが重なる波長域においてピークを示す状態にあってもよい。この状態では、例えば、半導体基板２を透過した光が、保護層５内に存在する複数の第２粒状体５ｂ２によって散乱し、色々な角度で半導体基板２に再入射しやすくなる。これにより、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が向上し得る。ここでは、閾値として、例えば、４０％程度の値が採用され得る。また、第１波長域は、例えば、半導体基板２の光吸収係数と厚さとに応じた波長域となる。第２波長域は、例えば、半導体基板２の光吸収係数に応じた波長域となる。
【００４８】
例えば、半導体基板２がシリコン基板であれば、シリコン基板の厚さ（板厚ともいう）に応じて、第１波長域が、９００ｎｍから１０００ｎｍ程度以上の波長域となり、第２波長域が、１１２０ｎｍ程度以下の波長域となる。ここで、例えば、保護層５の素材が、屈折率が１．５程度の酸化シリコンであり、第２粒状体５ｂ２の素材が、屈折率が２．７程度の酸化チタンである場合を想定する。この場合には、例えば、シリコン基板の板厚と、第１波長域の下限値と、第１波長域と第２波長域とが重なる波長域において光の散乱の度合いがピークを示すために必要である複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値と、が計算上、次のような関係となる。
【００４９】
例えば、板厚が５０μｍの場合に、第１波長域の下限値が９３０ｎｍ程度となり、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値が３５０ｎｍ程度となる。例えば、板厚が１００μｍの場合に、第１波長域の下限値が９７０ｎｍ程度となり、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値が３６１ｎｍ程度となる。例えば、板厚が１１５μｍの場合に、第１波長域の下限値が９８０ｎｍ程度となり、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値が３６４ｎｍ程度となる。例えば、板厚が１４０μｍの場合に、第１波長域の下限値が９９０ｎｍ程度となり、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値が３６７ｎｍ程度となる。例えば、板厚が１７０μｍの場合に、第１波長域の下限値が１０００ｎｍ程度となり、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値が３７０ｎｍ程度となる。例えば、板厚が２１５μｍの場合に、第１波長域の下限値が１０１０ｎｍ程度となり、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値が３７３ｎｍ程度となる。このため、例えば、半導体基板２に適用されるシリコン基板の実用的な厚さを考慮すれば、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値として３５０ｎｍ程度以上が採用され得る。ここで、例えば、第２粒状体５ｂ２の素材の屈折率が２．７よりも小さな値（例えば、２．５程度もしくは２．２程度など）であれば、第２粒状体５ｂ２の素材の屈折率が２．７である場合よりも、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値が大きくてもよい。ここで、例えば、第２粒状体５ｂ２の素材の屈折率が２．７よりも大きな値であれば、第２粒状体５ｂ２の素材の屈折率が２．７である場合よりも、複数の第２粒状体５ｂ２の粒径の下限値が大きくてもよい。具体的には、第２粒状体５ｂ２の素材の屈折率が３であれば、粒径の下限値として２２０ｎｍ程度以上の値が採用されてもよい。換言すれば、複数の第２粒状体５ｂ２に係る第２粒径範囲の下限値として、２２０ｎｍ以上の値が採用され得る。
【００５０】
また、ここで、例えば、複数の第２粒状体５ｂ２に係る第２粒径範囲の上限値は、保護層５の厚さの半分以下程度の値が採用され得る。これにより、例えば、保護層５によるパッシベーション膜４を保護する性能が確保され得る。例えば、保護層５の厚さが２０μｍである場合には、第２粒径範囲の上限値は１０μｍであってもよい。
【００５１】
また、ここで、例えば、図５で示されるように、複数の第２粒状体５ｂ２が、保護層５の厚さ方向（第２厚さ方向ともいう）において並んでいる２つ以上の第２粒状体５ｂ２を含んでいてもよい。第１実施形態では、第２厚さ方向は、−Ｚ方向である。ここでは、例えば、保護層５の第２厚さ方向において、１つ目の第２粒状体５ｂ２によって散乱された光のうちの第２厚さ方向に向かう光が、２つ目の第２粒状体５ｂ２によって散乱され得る。これにより、例えば、半導体基板２を透過した光のうち、半導体基板２に再入射される光の量が増加し得る。その結果、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が向上し得る。
【００５２】
＜１−２−５．前面電極＞
図３（ａ）および図４（ａ）から図４（ｃ）で示されるように、前面電極６は、例えば、半導体基板２の第１面２ｕ側に位置している。第１実施形態では、前面電極６は、半導体基板２の第１面２ｕ上に位置している。前面電極６は、例えば、第１出力取出電極６ａと、第１集電電極６ｂと、を有する。
【００５３】
第１出力取出電極６ａは、半導体基板２の第１面２ｕ側に位置している。第１出力取出電極６ａは、例えば、半導体基板２における光の照射に応じた光電変換によって得られたキャリアを太陽電池素子１の外部に取り出すことができる。図３（ａ）および図４（ａ）から図４（ｃ）の例では、半導体基板２の第１面２ｕ側に、２本の第１出力取出電極６ａが存在している。各第１出力取出電極６ａは、第１面２ｕに沿った長手方向を有する。この長手方向は＋Ｙ方向である。第１出力取出電極６ａの短手方向の長さ（幅ともいう）は、例えば１．３ｍｍから２．５ｍｍ程度とされる。第１出力取出電極６ａの少なくとも一部は、第１集電電極６ｂと交差して電気的に接続されている状態にある。
【００５４】
第１集電電極６ｂは、半導体基板２の第１面２ｕ側に位置している。第１集電電極６ｂは、例えば、半導体基板２において光の照射に応じた光電変換によって得られたキャリアを集めることができる。図３（ａ）および図４（ａ）の例では、半導体基板２の第１面２ｕ側に、複数本の第１集電電極６ｂが存在している。各第１集電電極６ｂは、第１面２ｕに沿った長手方向を有する。この長手方向は＋Ｘ方向である。換言すれば、複数本の第１集電電極６ｂは、いわゆるフィンガー状の形態を有する。各第１集電電極６ｂは、例えば、２０μｍから２００μｍ程度の幅を有する線状の電極である。換言すれば、各第１集電電極６ｂの幅は、第１出力取出電極６ａの幅よりも小さい。複数本の第１集電電極６ｂは、例えば、互いに１ｍｍから３ｍｍ程度の間隔を空けて並んでいる状態で位置している。前面電極６の厚さは、例えば、１０μｍから４０μｍ程度とされる。
【００５５】
上記構成を有する前面電極６は、例えば、第１金属ペーストをスクリーン印刷などによって所望の形状に塗布した後に、この第１金属ペーストを焼成することで形成され得る。第１金属ペーストは、例えば、銀を主成分とする金属粒子、有機ビヒクルおよびガラスフリットを含有している。主成分とは、含有成分のうち含有される比率（含有率ともいう）が最も大きい（高い）成分のことを意味する。ここでは、例えば、反射防止膜３上に第１金属ペーストが所望の形状で塗布される。そして、この第１金属ペーストが焼成される際に、この第１金属ペーストが、反射防止膜３の焼成貫通を生じる。これにより、半導体基板２の第１面２ｕに接続している状態にある前面電極６が形成され得る。
【００５６】
また、前面電極６は、例えば、第１集電電極６ｂと同様の形状の補助電極６ｃを有していてもよい。この補助電極６ｃは、例えば、半導体基板２の＋Ｘ方向の端部および−Ｘ方向の端部のそれぞれに沿って位置していることで、第１集電電極６ｂ同士を電気的に接続し得る。
【００５７】
＜１−２−６．裏面電極＞
図３（ｂ）および図４（ａ）から図４（ｃ）で示されるように、裏面電極７は、例えば、半導体基板２の第２面２ｂの側に位置している。裏面電極７は、例えば、第２出力取出電極７ａと、第２集電電極７ｂと、を有する。
【００５８】
第２出力取出電極７ａは、半導体基板２の第２面２ｂ側に位置している。この第２出力取出電極７ａは、例えば、太陽電池素子１において光電変換によって得られたキャリアを太陽電池素子１の外部に取り出すための電極である。図３（ｂ）、図４（ａ）および図４（ｃ）の例では、半導体基板２の第２面２ｂ側の保護層５上に、２本の第２出力取出電極７ａが存在している。各第２出力取出電極７ａは、第２面２ｂに沿った長手方向を有する。この長手方向は＋Ｙ方向である。そして、各第２出力取出電極７ａは、長手方向としての＋Ｙ方向に沿って並んでいるＮ個（Ｎは２以上の整数）の島状の電極部（島状電極部ともいう）によって構成されている。ここでは、Ｎ個は４個である。換言すれば、半導体基板２の第２面２ｂ側には、それぞれ第２出力取出電極７ａの長手方向（ここでは＋Ｙ方向）に沿って並んでいる２列の島状電極部が存在している。そして、第２出力取出電極７ａは、長手方向に交差している幅方向を有する。この幅方向は＋Ｘ方向である。第２出力取出電極７ａの厚さは、例えば、１０μｍから４０μｍ程度とされる。第２出力取出電極７ａの幅は、例えば、１．３ｍｍから７ｍｍ程度とされる。第２出力取出電極７ａの少なくとも一部は、第２集電電極７ｂと接触して電気的に接続されている状態にある。
【００５９】
上記構成を有する第２出力取出電極７ａは、例えば、第２金属ペーストをスクリーン印刷などによって所望の形状に塗布した後に、この第２金属ペーストを焼成することで形成され得る。第２金属ペーストは、例えば、銀を主成分とする金属粒子、有機ビヒクルおよびガラスフリットを含有している。ここでは、例えば、保護層５上に第２金属ペーストが所望の形状で塗布される。
【００６０】
第２集電電極７ｂは、半導体基板２の第２面２ｂ側に位置している。この第２集電電極７ｂは、例えば、半導体基板２において光の照射に応じた光電変換によって得られたキャリアを集めることができる。図３（ｂ）および図４（ａ）の例では、半導体基板２の第２面２ｂ側に、複数本の第２集電電極７ｂが存在している。各第２集電電極７ｂは、第２面２ｂに沿った長手方向を有する。この長手方向は＋Ｘ方向である。換言すれば、複数本の第２集電電極７ｂも、上述した複数の第１集電電極６ｂと同様に、いわゆるフィンガー状の形態を有する。各第２集電電極７ｂは、例えば、５０μｍから２００μｍ程度の幅を有する線状の電極である。換言すれば、各第２集電電極７ｂの幅は、第２出力取出電極７ａの幅よりも小さい。複数本の第２集電電極７ｂは、例えば、互いに１ｍｍから３ｍｍ程度の間隔を空けて並んでいる状態で位置している。
【００６１】
第２集電電極７ｂは、例えば、第１部分７ｂ１と、第２部分７ｂ２と、を有する。第１部分７ｂ１は、保護層５の第１領域Ａｒ１の上に位置している。第２部分７ｂ２は、パッシベーション膜４および保護層５を連続して貫通している状態の複数の貫通孔４５ｈ内のそれぞれにおいて半導体基板２に電気的に接続している状態で位置している。第１部分７ｂ１の厚さは、例えば、１０μｍから４０μｍ程度とされる。第１部分７ｂ１と、第２部分７ｂ２と、は電気的に接続されている状態にある。
【００６２】
上記構成を有する第２集電電極７ｂは、例えば、第３金属ペーストをスクリーン印刷などによって所望の形状に塗布した後に、この第３金属ペーストを焼成することで形成され得る。第３金属ペーストは、例えば、アルミニウムを主成分とする金属粒子、有機ビヒクルおよびガラスフリットを含有している。ここでは、例えば、保護層５上および保護層５の複数の孔部内に第３金属ペーストが塗布される。そして、この第３金属ペーストが焼成される際に、保護層５の複数の孔部内に位置している第３金属ペーストがパッシベーション膜４の焼成貫通を生じる。これにより、複数の貫通孔４５ｈ内に位置している状態にある第２部分７ｂ２が形成され得る。この場合には、例えば、第３金属ペースト中のアルミニウムが半導体基板２の第２面２ｂの表層部内に拡散し、ＢＳＦ層としての第３半導体領域２３が生成され得る。一方、保護層５上に位置している第３金属ペーストは、保護層５の存在により、パッシベーション膜４の焼成貫通を生じることなく、保護層５上に第１部分７ｂ１が形成され得る。その結果、裏面電極７が形成され得る。
【００６３】
＜１−２−７．太陽電池素子同士の接続＞
図３（ａ）および図３（ｂ）で示されるように、例えば、１つの太陽電池素子１の第１出力取出電極６ａと、この１つの太陽電池素子１の隣の他の１つの太陽電池素子１の第２出力取出電極７ａとが、第１配線材Ｗ１によって電気的に接続されている状態にある。図３（ａ）および図３（ｂ）の例では、各太陽電池素子１に取り付けられる第１配線材Ｗ１の外縁が仮想的に二点鎖線で描かれている。第１配線材Ｗ１には、例えば、線状または帯状の導電性を有する金属が適用される。具体的には、例えば、０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度の厚さと１ｍｍから２ｍｍ程度の幅とを有する銅箔の全面に半田が被覆されたものが第１配線材Ｗ１に適用される。第１配線材Ｗ１は、例えば、半田付けで第１出力取出電極６ａおよび第２出力取出電極７ａに電気的に接続されている状態で位置している。
【００６４】
＜１−３．絶縁性ペーストの製造方法＞
保護層５の形成に用いる絶縁性ペーストは、例えば、シロキサン樹脂の前駆体と、水と、触媒と、有機溶剤と、多数の粒状体と、を混合することで作製され得る。
【００６５】
具体的には、まず、シロキサン樹脂の前駆体と、水と、触媒と、有機溶剤と、を容器内で混合することで混合溶液を作製する工程（混合工程ともいう）を実施する。
【００６６】
ここで、シロキサン樹脂の前駆体としては、例えば、Ｓｉ−Ｏ結合を有するシラン化合物またはＳｉ−Ｎ結合を有するシラザン化合物などが採用される。これらの化合物は、加水分解を生じる性質（加水分解性ともいう）を有する。また、シロキサン樹脂の前駆体は、加水分解して縮合重合することでシロキサン樹脂となる。シラン化合物は、次の一般式１で表される。
【００６７】
（Ｒ１）４−ｄＳｉ（ＯＲ２）ｄ    ・・・  一般式１。
【００６８】
一般式１におけるｄは、１、２、３および４のうちの何れか１つの整数である。一般式１におけるＲ１およびＲ２は、メチル基およびエチル基などのアルキル基あるいはフェニル基などといった炭素水素基を示す。
【００６９】
ここで、シラン化合物は、例えば、少なくともＲ１がアルキル基を含むシラン化合物（アルキル基系のシラン化合物ともいう）を含む。具体的には、アルキル基系のシラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリエトキシメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリエトキシプロピルシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、トリエトキシヘキシルシラン、トリエトキシオクチルシランおよびデシルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００７０】
ここで、例えば、アルキル基が、メチル基、エチル基またはプロピル基であれば、シロキサン樹脂の前駆体が加水分解する際に炭素数が少なく揮発しやすい副生成物としてのアルコールが生成され得る。これにより、後述する副生成物除去工程で副生成物を除去しやすくなる。その結果、例えば、保護層５を形成する際に、副生成物の蒸発による空孔の発生が起こりにくく、保護層５が緻密となり、保護層５のバリア性が向上し得る。また、加水分解によって生成された副生成物は低粘度の液体であるので、副生成物除去工程までの絶縁性ペーストの製造工程において混合溶液がゲル化しにくい。
【００７１】
ここで、例えば、シロキサン樹脂の前駆体がフェニル基を有する場合には、シロキサン樹脂の前駆体は、事前に加水分解して縮合重合するとともにフェニル基の加水分解および縮合重合で生じた副生成物が除去されたシロキサン樹脂の状態で混合されてもよい。これにより、例えば、シロキサン樹脂の加水分解反応による絶縁性ペーストの粘度の変動が低減され得る。また、例えば、副生成物が除去された状態で、シロキサン樹脂と有機溶剤と多数の粒状体とを混合して絶縁性ペーストを生成すれば、絶縁性ペーストに含有される副生成物の量が低減される。この場合には、例えば、スクリーン印刷法によって絶縁性ペーストの塗布を行う場合には、スクリーン製版の乳剤が副生成物によって溶解されにくい。その結果、スクリーン製版のパターンの寸法が変動しにくくなる。
【００７２】
また、シラン化合物は、例えば、Ｒ１およびＲ２がフェニル基およびアルキル基の双方を含んでいるシラン化合物を含む。このようなシラン化合物としては、例えば、トリメトキシフェニルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、メトキシトリフェニルシラン、トリエトキシフェニルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、エトキシトリフェニルシラン、トリイソプロポキシフェニルシラン、ジイソプロポキシジフェニルシランおよびイソプロポキシトリフェニルシランなどが挙げられる。
【００７３】
これらのシラン化合物のうち、例えば、２つ以上のＯＲ結合を含むシラン化合物が採用されれば、シラン化合物が加水分解した後に縮合重合を生じることで生成されるシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合）の数が増加し得る。これにより、保護層５を構成する酸化シリコンにおけるシロキサン結合のネットワークが多くなり、保護層５のバリア性が向上し得る。また、例えば、シラザン化合物は、無機シラザン化合物および有機シラザン化合物の何れであってもよい。ここで、無機シラザン化合物としては、例えば、ポリシラザンが挙げられる。有機シラザン化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルシクロジシラザンまたはテトラフェニルシクロジシラザンなどが挙げられる。
【００７４】
水は、例えば、シロキサン樹脂の前駆体を加水分解させることができる。例えば、水として、純水を用いる。例えば、シラン化合物のＳｉ−ＯＣＨ３の結合に対して水が反応すれば、Ｓｉ−ＯＨ結合とＨＯ−ＣＨ３（メチルアルコール）とを生じる。
【００７５】
有機溶剤は、例えば、シロキサン樹脂の前駆体と水とを混合させることができる。また、有機溶剤は、例えば、シロキサン樹脂および多数の粒状体を分散させる役目も果たし得る。有機溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルアルコール、２−（４−メチルシクロヘキサ−３−エニル）プロパン−２−オールまたは２−プロパノールなどが用いられる。ここでは、これらの有機溶剤のうちの１種類の有機溶剤および２種類以上の有機溶剤を混合した有機溶剤の何れが用いられてもよい。
【００７６】
触媒は、例えば、シロキサン樹脂の前駆体が加水分解および縮合重合を生じる際に、反応の速度を制御することができる。例えば、シロキサン樹脂の前駆体に含まれるＳｉ−ＯＲ結合（例えば、Ｒはアルキル基）に加水分解および縮合重合を生じさせて、２つ以上のＳｉ−ＯＨからＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合とＨ２Ｏ（水）とを生じさせる反応の速度が調整され得る。触媒としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、ホウ酸、燐酸、フッ化水素酸および酢酸などから選択される、１種以上の無機酸または１種以上の有機酸が用いられる。また、触媒として、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウムおよびピリジンなどのうち、１種以上の無機塩基または１種以上の有機塩基が用いられてもよい。さらに、触媒は、例えば、無機酸と有機酸とを組み合わせたものでもよく、無機塩基と有機塩基とを組み合わせたものであってもよい。
【００７７】
混合工程で混合する各材料の比率については、例えば、混合した材料の総質量（１００質量％）に対して、シロキサン樹脂の前駆体が１０質量％から９０質量％、水が５質量％から４０質量％（または１０質量％から２０質量％）、触媒が１ｐｐｍから１０００ｐｐｍ、有機溶剤が５質量％から５０質量％とされる。上記比率が採用されれば、シロキサン樹脂の前駆体を加水分解して縮合重合したシロキサン樹脂を、絶縁性ペーストに適切な質量比で含有させることができる。さらに、ゲル化による絶縁性ペーストの粘度の過度な増加が生じにくい。
【００７８】
このような混合工程では、シロキサン樹脂の前駆体と水とが反応して、シロキサン樹脂の前駆体の加水分解が始まる。また、加水分解したシロキサン樹脂の前駆体が縮合重合を生じて、シロキサン樹脂が生成され始める。
【００７９】
次に、混合工程で作製した混合溶液を、例えば、ミックスローターまたはスターラーなどを用いて攪拌する工程（第１攪拌工程ともいう）を実施する。ここでは、混合溶液を攪拌すると、シロキサン樹脂の前駆体の加水分解がさらに進行する。また、加水分解したシロキサン樹脂の前駆体が縮合重合を生じ、シロキサン樹脂が生成され続ける。例えば、ミックスローターで攪拌を実施する場合には、ミックスローターの回転ローラーの回転数が４００ｒｐｍから６００ｒｐｍ程度とされ、攪拌時間が３０分間から９０分間程度とされる。このような設定であれば、シロキサン樹脂の前駆体、水、触媒および有機溶剤を均一に混合することができる。第１攪拌工程では、例えば、混合溶液が加熱されれば、シロキサン樹脂の前駆体の加水分解および縮合重合が進行しやすい。これにより、例えば、第１攪拌工程よりも後の工程において混合溶液の粘度が安定しやすい。また、例えば、シロキサン樹脂の前駆体の加水分解および縮合重合が進行しやすく、攪拌時間の短縮によって生産性が向上し得る。
【００８０】
次に、第１攪拌工程で攪拌された混合溶液から副生成物を除去する工程（副生成物除去工程ともいう）を実施する。ここでは、例えば、シロキサン樹脂の前駆体と水との反応によって発生したアルコールなどの有機成分の副生成物、水および触媒を揮発させる。これにより、例えば、絶縁性ペーストを保管する際、または絶縁性ペーストを連続して塗布する際に、副生成物としての有機成分の揮発に起因した絶縁性ペーストの粘度の変動が低減される。また、スクリーン印刷法を用いて絶縁性ペーストを塗布する際には、スクリーン製版の乳剤が副生成物としての有機成分によって溶解されにくくなる。これにより、スクリーン製版のパターンの寸法の変動が低減され得る。また、副生成物除去工程でも、加水分解したシロキサン樹脂の前駆体がさらに縮合重合を生じ、シロキサン樹脂が生成され続ける。また、副生成物除去工程では、水および触媒を揮発させるため、その後は、シロキサン樹脂の前駆体の縮合重合の反応が低減され、混合溶液の粘度の変動が低減され得る。
【００８１】
副生成物除去工程では、例えば、ホットプレートまたは乾燥炉などを用いて、処理温度が室温から９０℃程度（または５０℃から９０℃程度でもよい）であり且つ処理時間が１０分間から６００分間程度である条件で、攪拌後の混合溶液に処理を施す。処理温度が上記温度範囲内であれば副生成物が揮発によって除去され得る。副生成物除去工程では、例えば、加水分解の反応で生成されたメチルアルコールなどの有機成分だけでなく、添加した触媒なども揮発によって除去され得る。ここで、例えば、減圧下で副生成物除去工程を実施すれば、副生成物である有機成分および触媒が揮発しやすく、処理時間が短縮され得る。また、例えば、副生成物除去工程において、第１攪拌工程で加水分解せずに残存したシロキサン樹脂の前駆体をさらに加水分解させてもよい。
【００８２】
次に、上記副生成物除去工程で副生成物が除去された混合溶液に多数の粒状体を添加する工程（粒状体添加工程ともいう）を実施する。ここで、多数の粒状体は、例えば、上述した複数の粒状体５ｂを含む。この複数の粒状体５ｂは、上述した複数の第１粒状体５ｂ１と複数の第２粒状体５ｂ２とを含む。さらに、多数の粒状体には、混合溶液の粘度を調整するための複数のフィラー（粘度調整用フィラー）が含まれてもよい。この複数のフィラーの素材には、例えば、酸化シリコンなどの無機材料が適用される。ここで、複数のフィラーには、例えば、有機被膜で覆われた表面を有するフィラーが適用されてもよい。この有機被膜の素材には、例えば、主鎖中における炭素原子の数が６つ以上または主鎖中における炭素原子の数とシリコン原子の数との合計数が６つ以上である構造を有し、シロキサン樹脂とは異なる素材が適用され得る。粒状体添加工程では、多数の粒状体は、例えば、作製後の絶縁性ペーストに３質量％から３０質量％（５質量％から２５質量％でもよい）含まれるように混合溶液に添加される。
【００８３】
次に、複数の粒状体が添加された混合溶液を、例えば、自転・公転ミキサーなどを用いて攪拌する工程（第２攪拌工程ともいう）を実施する。ここで、例えば、自転・公転ミキサーで混合溶液を攪拌する場合には、自転部および公転部の回転数が８００ｒｐｍから１０００ｒｐｍとされ、攪拌時間が１分間から１０分間とされる。これにより、混合溶液の中に複数の粒状体を均一に分散させることができる。
【００８４】
次に、第２攪拌工程で攪拌された後の混合溶液を、例えば、室温で２時間から２４時間程度保管することで、混合溶液の粘度を安定させる工程（粘度安定化工程ともいう）を実施する。第２攪拌工程で混合溶液の粘度が安定する場合は、粘度安定化工程を省略してもよい。
【００８５】
以上の一連の工程によって、絶縁性ペーストを作製することができる。
【００８６】
上記の一連の工程では、例えば、混合工程で多数の粒状体も同時に混合してもよい。これにより、粒状体添加工程および第２攪拌工程が不要となり、絶縁性ペーストの生産性が向上する。また、例えば、絶縁性ペーストをスプレー法などで塗布する場合には、副生成物除去工程を省略してもよい。また、例えば、アルキル基を有するシロキサン樹脂を混合工程で生成し、フェニル基を有するシロキサン樹脂を粒状体添加工程で添加してもよい。
【００８７】
＜１−４．太陽電池素子の製造方法＞
太陽電池素子１の製造方法の一例について、図７（ａ）から図７（ｄ）を参照しつつ説明する。
【００８８】
まず、図７（ａ）で示されるように、半導体基板２を準備する。半導体基板２には、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンの基板が適用される。半導体基板２は、例えば、既存のチョクラルスキー法（ＣＺ法）または鋳造法などを用いて形成される。ここで、例えば、半導体基板２が、ｐ型の多結晶シリコンの基板であれば、鋳造法などを用いて多結晶シリコンのインゴットを作製する際に、ドーパント元素として、ボロンなどを添加することで、インゴットの抵抗率を１オームセンチメートル（Ω・ｃｍ）から５Ω・ｃｍ程度に調整する。次に、そのインゴットを、例えば、１辺が約１６０ｍｍの正方形状の底面を有する直方体状にカットし、さらに２００μｍ程度の厚さにスライスして半導体基板２を作製する。ここで、半導体基板２の表面に対して、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、フッ酸またはフッ硝酸などの水溶液でごく微量のエッチングを施して、半導体基板２の切断面の機械的なダメージを受けた層および汚染された層を除去する。また、ここで、半導体基板２の第１面２ｕに、湿式または乾式のエッチングで、テクスチャを形成してもよい。湿式のエッチングには、例えば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性の水溶液またはフッ硝酸などの酸性の水溶液を用いたエッチングが適用される。乾式エッチングには、例えば、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching：ＲＩＥ）法などを用いたエッチングが適用される。
【００８９】
次に、図７（ｂ）で示されるように、例えば、テクスチャを有する半導体基板２の第１面２ｕの表層部に、ｎ型の半導体領域である第２半導体領域２２を生成する。第２半導体領域２２は、例えば、ペースト状にした五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）を半導体基板２の第１面２ｕに塗布してリンを熱拡散させる塗布熱拡散法、ガス状にしたオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を拡散源とした気相熱拡散法などを用いて生成され得る。第２半導体領域２２は、例えば、０．１μｍから２μｍ程度の深さと４０Ω／□から２００Ω／□程度のシート抵抗値とを有する。ここで、例えば、気相熱拡散法では、ＰＯＣｌ３などの拡散源のガスを含む雰囲気中で６００℃から８００℃程度の温度において、半導体基板２に５分間から３０分間程度の熱処理を施すことでリンシリコンガラス（ＰＳＧ）を半導体基板２の第１面２ｕ上に形成する。その後、アルゴンまたは窒素などの不活性ガスの雰囲気中で８００℃から９００℃程度の高い温度において、半導体基板２に１０分間から４０分間程度の熱処理を施す。これにより、ＰＳＧから半導体基板２の第１面２ｕ側の表層部にリンが拡散し、半導体基板２の第１面２ｕ側の表層部に第２半導体領域２２が生成される。
【００９０】
ここで、例えば、第２面２ｂ側にも第２半導体領域が生成されていれば、フッ硝酸の水溶液に半導体基板２の第２面２ｂ側の部分を浸すことで、第２面２ｂ側に形成された第２半導体領域をエッチングで除去する。これにより、例えば、半導体基板２の第２面２ｂにｐ型の導電型を有する第１半導体領域２１が露出し得る。その後、例えば、第２半導体領域２２の生成時に半導体基板２の第１面２ｕ上に付着したＰＳＧをエッチングで除去する。このとき、例えば、半導体基板２の側面２ｓに形成された第２半導体領域も併せて除去してもよい。ところで、例えば、半導体基板２の第２面２ｂ側に予め拡散マスクを形成しておき、気相熱拡散法などで第２半導体領域２２を生成した後に、拡散マスクを除去してもよい。この場合には、第２面２ｂ側に第２半導体領域は生成されない。
【００９１】
次に、図７（ｃ）で示されるように、少なくとも半導体基板２の第２面２ｂ上に、例えば、酸化アルミニウムなどを主として含有するパッシベーション膜４を形成する。パッシベーション膜４は、例えば、ＡＬＤ法またはＰＥＣＶＤ法などで形成され得る。ここで、例えば、ＡＬＤ法が用いられれば、半導体基板２の表面がパッシベーション膜４によって、より隙間なく緻密に覆われ得る。ＡＬＤ法を用いたパッシベーション膜４の形成工程では、まず、成膜装置のチャンバー内に第２半導体領域２２が形成された半導体基板２が載置される。そして、半導体基板２が１００℃から２５０℃の温度域で加熱された状態で、アルミニウム原料の供給、アルミニウム原料の排気による除去、酸化剤の供給および酸化剤の排気による除去、の４工程を複数回繰り返す。これにより、半導体基板２の上に、酸化アルミニウムを主に含有するパッシベーション膜４が形成される。ここで、アルミニウム原料には、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）またはトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）などが適用される。酸化剤には、例えば、水またはオゾンガスなどが適用される。ＡＬＤ法を用いれば、半導体基板２の第２面２ｂだけでなく、半導体基板２の側面２ｓを含む半導体基板２の全周囲にパッシベーション膜４が形成され得る。ここで、例えば、半導体基板２の第２面２ｂ上のパッシベーション膜４に耐酸レジストを塗布した後に、フッ酸などを用いたエッチングでパッシベーション膜４の不要な部分を除去してもよい。
【００９２】
また、図７（ｃ）で示されるように、少なくとも半導体基板２の第１面２ｕ上に、例えば、窒化シリコンなどを含有する反射防止膜３を形成する。反射防止膜３は、例えば、ＰＥＣＶＤ法またはスパッタリング法を用いて形成される。ＰＥＣＶＤ法を用いる場合は、事前に半導体基板２を反射防止膜３の成膜中の温度よりも高い温度まで加熱しておく。その後、例えば、シラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを、窒素（Ｎ２）ガスで希釈し、反応圧力を５０Ｐａから２００Ｐａ程度にして、グロー放電分解でプラズマ化させたものを、加熱された半導体基板２上に堆積させる。これにより、半導体基板２の第１面２ｕ上に反射防止膜３が形成される。ここでは、成膜温度は、例えば、３５０℃から６５０℃程度とされる。グロー放電に必要な高周波電源の周波数は、例えば、１０ｋＨｚから５００ｋＨｚ程度とされる。混合ガスの流量は、反応室の大きさなどに応じて適宜決定される。混合ガスの流量は、例えば、１５０ミリリットル／分（ｓｃｃｍ）から６０００ミリリットル／分（ｓｃｃｍ）程度の範囲とされる。アンモニアガスの流量Ｂをシランガスの流量Ａで除した値（Ｂ／Ａ）は、例えば、０．５から１５の範囲とされる。
【００９３】
次に、図７（ｃ）で示されるように、半導体基板２の第２面２ｂ上に形成されたパッシベーション膜４の上に、酸化シリコンなどを含有する保護層５を形成する。保護層５は、例えば、半導体基板２の第２面２ｂ上に形成されたパッシベーション膜４上に、絶縁性ペーストがスクリーン印刷法などの塗布法によって所望のパターンを有するように塗布された上で、この絶縁性ペーストが乾燥されることで形成され得る。ここでは、上述した複数の粒状体５ｂを含有している絶縁性ペーストが採用される。保護層５は、例えば、半導体基板２の側面２ｓ上において、直接、パッシベーション膜４上またはパッシベーション膜４上に形成された反射防止膜３上にも形成されてもよい。この場合には、保護層５の存在によって、例えば、太陽電池素子１におけるリーク電流が低減され得る。
【００９４】
次に、図７（ｄ）で示されるように、スクリーン印刷などを用いて、上述した第１金属ペーストＰａ１、第２金属ペーストＰａ２および第３金属ペーストＰａ３を塗布して焼成することで、図３（ａ）から図４（ｃ）で示されるように、前面電極６と裏面電極７とを形成する。
【００９５】
具体的には、例えば、反射防止膜３上に第１金属ペーストＰａ１を塗布して、焼成することで、第１出力取出電極６ａおよび第１集電電極６ｂを含む前面電極６を形成する。例えば、スクリーン印刷によって第１金属ペーストを塗布するのであれば、前面電極６に含まれる第１出力取出電極６ａ、第１集電電極６ｂおよび補助電極６ｃを１つの工程で形成することができる。ここでは、例えば、第１金属ペーストＰａ１の塗布後、所定の温度でこの第１金属ペーストＰａ１中の溶剤を蒸散させることで第１金属ペーストＰａ１を乾燥させてもよい。第１金属ペーストＰａ１の焼成は、例えば、焼成炉内の最高温度が６００℃から８５０℃とされ、加熱時間が数十秒間から数十分間程度とされる条件で行われる。これにより、第１金属ペーストＰａ１は、反射防止膜３の焼成貫通を生じて、半導体基板２の第１面２ｕ側に前面電極６が形成される。
【００９６】
また、例えば、保護層５上に第２金属ペーストＰａ２を塗布して、焼成することで、裏面電極７のうちの第２出力取出電極７ａを形成する。第２金属ペーストＰａ２の塗布は、例えば、スクリーン印刷などを用いて実行される。ここでは、例えば、第２金属ペーストＰａ２の塗布後、所定の温度でこの第２金属ペーストＰａ２中の溶剤を蒸散させることで第２金属ペーストＰａ２を乾燥させてもよい。第２金属ペーストの焼成は、例えば、焼成炉内の最高温度が６００℃から８５０℃とされ、加熱時間が数十秒間から数十分間程度とされる条件で行われる。これにより、半導体基板２の第２面２ｂ側に第２出力取出電極７ａが形成される。
【００９７】
また、例えば、保護層５上に第３金属ペーストＰａ３を塗布して、焼成することで、裏面電極７のうちの第２集電電極７ｂを形成する。第３金属ペーストＰａ３の塗布は、例えば、スクリーン印刷などを用いて実行される。ここでは、第３金属ペーストＰａ３を、予め塗布された第２金属ペーストＰａ２の一部と接触するように、半導体基板２の第２面２ｂ側に塗布する。このとき、第２面２ｂ上のパッシベーション膜４上に形成された保護層５上の一部分およびこの保護層５の複数の孔部内に、第３金属ペーストＰａ３を塗布する。ここで、例えば、第３金属ペーストＰａ３の塗布後、所定の温度でこの第３金属ペーストＰａ３中の溶剤を蒸散させることで第３金属ペーストＰａ３を乾燥させてもよい。第３金属ペーストＰａ３の焼成は、例えば、焼成炉内の最高温度が６００℃から８５０℃とされ、加熱時間が数十秒間から数十分間程度とされる条件で行われる。第３金属ペーストＰａ３の焼成は、例えば、焼成炉内の最高温度が６００℃から８５０℃とされ、加熱時間が数十秒間から数十分間程度とされる条件で行われる。これにより、保護層５上の第３金属ペーストＰａ３の焼成によって第２集電電極７ｂの第１部分７ｂ１が形成される。このとき、保護層５上にある第３金属ペーストＰａ３は、保護層５でブロックされる。また、保護層５の複数の孔部内の第３金属ペーストＰａ３の焼成によって、第３金属ペーストＰａ３は、パッシベーション膜４の焼成貫通を生じて、第１半導体領域２１と電気的に接続する。これにより、半導体基板２の第２面２ｂ側に第２集電電極７ｂの第２部分７ｂ２が形成される。このとき、第２部分７ｂ２の形成に伴い、第３半導体領域２３も生成される。
【００９８】
このようにして、第２出力取出電極７ａと第２集電電極７ｂとを含む裏面電極７が形成され得る。
【００９９】
＜１−５．第１実施形態のまとめ＞
第１実施形態に係る太陽電池素子１では、例えば、保護層５が、反射防止膜３よりも大きな厚さを有する。このため、例えば、太陽電池素子１の第２素子面Ｓｆ２側において、可視光線および近赤外線の多重反射を生じにくくすることができる。これにより、例えば、第３光路Ｒｔ３に係る第３光利用率が高まり得る。また、例えば、保護層５の厚さの増大によって、保護層５によるパッシベーション膜４を保護する性能が向上し得る。また、例えば、保護層５が、母材部５ａと、この母材部５ａよりも半導体基板２に近い屈折率を有する複数の第１粒状体５ｂ１と、を有することで、保護層５が母材部５ａ単体で構成される場合よりも、保護層５の屈折率が半導体基板２の屈折率に近づき得る。これにより、例えば、裏面１ｂｓ側から第２素子面Ｓｆ２に照射される光が、保護層５と半導体基板２との間の領域で反射しにくく、半導体基板２に入射しやすくなる。換言すれば、例えば、第３光路Ｒｔ３に係る第３光利用率が高まり得る。その結果、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が向上し得る。
【０１００】
また、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、例えば、母材部５ａの屈折率と充填材１０４の屈折率とが略同一であれば、充填材１０４と半導体基板２との間に位置している保護層５の屈折率が、充填材１０４の屈折率と半導体基板２の屈折率との間となる。これにより、例えば、裏面１ｂｓに照射される光が、充填材１０４と保護層５との間の領域および保護層５と半導体基板２との間の領域で反射しにくく、半導体基板２に入射しやすくなる。その結果、例えば、太陽電池モジュール１００における光電変換効率が向上し得る。
【０１０１】
＜２．他の実施形態＞
本開示は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良などが可能である。
【０１０２】
＜２−１．第２実施形態＞
上記第１実施形態において、複数の第２粒状体５ｂ２の形状として、例えば、粒子状、層形状、扁平状、中空状および繊維状などの何れの形状が採用されてもよい。例えば、図８で示されるように、複数の第２粒状体５ｂ２が、断面が細長い形状を有する場合が考えられる。この場合には、例えば、第２粒状体５ｂ２が、長手方向に垂直な方向の仮想的な切断面が約数十ｎｍの径と、１μｍから数μｍ以下程度の長手方向の長さと、を有する形態が考えられる。ここでは、例えば、母材部５ａ内に細長い形状を有する第２粒状体５ｂ２が存在していれば、保護層５内では、第２粒状体５ｂ２の長手方向における長さに応じた波長域の光の散乱が生じ得る。このため、例えば、保護層５の厚さの過剰な増大を招くことなく、半導体基板２を透過する光を散乱させることが可能な複数の第２粒状体５ｂ２を保護層５内に存在させることが可能となる。これにより、例えば、保護層５の厚さの過剰な増大による、材料使用量の増加および保護層５の割れの発生が低減され得る。その結果、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が容易に向上し得る。
【０１０３】
＜２−２．第３実施形態＞
上記第１実施形態および上記第２実施形態のそれぞれにおいて、保護層５の第１領域Ａｒ１は、例えば、図９（ａ）で示されるように、複数の第２粒状体５ｂ２を有し、保護層５の第１領域Ａｒ１とは異なる第２領域Ａｒ２は、図９（ｂ）で示されるように、複数の第１粒状体５ｂ１を有していてもよい。この場合には、例えば、保護層５のうち、第２集電電極７ｂの存在によって太陽電池素子１の裏面１ｂｓ側からの光が入射しにくい第１領域Ａｒ１では、前面１ｆｓ側から半導体基板２を透過する光が、複数の第２粒状体５ｂ２の存在によって散乱して半導体基板２に再入射しすい。また、例えば、保護層５のうち、太陽電池素子１の裏面１ｂｓ側から光が入射しやすい第２領域Ａｒ２では、裏面１ｂｓ側から入射した光が複数の第１粒状体５ｂ１の存在によって半導体基板２に入射されやすい。その結果、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が向上し得る。また、半導体基板２は吸収しないが、太陽電池モジュール１００を支持する架台または屋根材もしくはアスファルトなどの架台を設置した土台が吸収することによって、太陽電池素子１の温度が上昇するような光（例えば、波長が２μｍを超えるような遠赤外線など）を保護層５によって反射して、発電環境の温度上昇を低減することもできる。このようにすることで、太陽電池モジュール１００の温度上昇が抑えられ、実発電量が増加し得る。
【０１０４】
ここでは、例えば、保護層５の第１領域Ａｒ１には、複数の第１粒状体５ｂ１が存在していても存在していなくてもよい。保護層５の第２領域Ａｒ２には、複数の第２粒状体５ｂ２が存在していてもよい。この場合には、保護層５の第２領域Ａｒ２における、複数の第１粒状体５ｂ１の密度および複数の第２粒状体５ｂ２の密度は適宜設定され得る。ここで、例えば、第２領域Ａｒ２における複数の第２粒状体５ｂ２の密度を増加させれば、第１素子面Ｓｆ１に照射される光は、半導体基板２を透過しても、保護層５における複数の第２粒状体５ｂ２の存在によって散乱されて、半導体基板２に再入射しやすい。換言すれば、例えば、第１光路Ｒｔ１に係る第１光利用率が高まり得る。また、例えば、第２領域Ａｒ２における複数の第１粒状体５ｂ１の密度を増加させれば、裏面１ｂｓ側から第２素子面Ｓｆ２に照射される光が、保護層５と半導体基板２との間の領域で反射しにくく、半導体基板２に入射しやすくなる。換言すれば、例えば、第３光路Ｒｔ３に係る第３光利用率が高まり得る。その結果、例えば、太陽電池素子１における光電変換効率が向上し得る。
【０１０５】
＜３．その他＞
上記第１実施形態から上記第３実施形態のそれぞれにおいて、複数の第２粒状体５ｂ２は、例えば、粘度調整用フィラーとしての機能を有していてもよい。また、複数の第１粒状体５ｂ１は、例えば、粘度調整用フィラーとしての機能を有していてもよい。また、例えば、保護層５に、複数の第１粒状体５ｂ１および複数の第２粒状体５ｂ２とは別の粘度調整用フィラーが、含まれていても含まれていなくてもよい。
【０１０６】
上記第１実施形態から上記第３実施形態のそれぞれにおいて、複数本の第２集電電極７ｂは、いわゆるフィンガー状の形態の代わりに、例えば、いわゆるハニカム状の形態など、その他の形態を有していてもよい。
【０１０７】
上記第１実施形態から上記第３実施形態のそれぞれにおいて、例えば、パッキング部１０５が存在していなくてもよい。パッキング部１０５は、太陽電池モジュール１００の仕様によっては、第１保護部材１０１と第２保護部材１０２とで挟まれている部材として必ずしも必要なものではない。例えば、太陽電池モジュール１００の強度を補強する部材であるアルミフレームまたは太陽電池モジュール１００の側面をシールする樹脂などが、パッキング部１０５の機能を兼ねるような構成となっていてもよい。
【０１０８】
上記第１実施形態から上記第３実施形態のそれぞれにおいて、半導体基板２は、例えば、単結晶または多結晶のシリコンではなく、非晶質のシリコンを用いたシリコン基板であってもよい。
【０１０９】
上記第１実施形態から上記第３実施形態のそれぞれにおいて、半導体基板２は、例えば、シリコン基板ではなく、銅とインジウムとガリウムとセレンとの４種類の元素（いわゆるＣＩＧＳ）、またはカドミウムとテルルとの２種類の元素（いわゆるＣｄＴｅ）などを用いた化合物半導体を有する基板であってもよい。
【０１１０】
上記第１実施形態から上記第３実施形態のそれぞれにおいて、複数の粒状体５ｂの素材として、例えば、酸化チタンよりも柔らかい酸化ジルコニウムを用いれば、絶縁性ペーストの塗布によってパッシベーション膜４に損傷が生じにくい。
【０１１１】
上記第１実施形態から上記第３実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせることが可能であることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１２】
１  太陽電池素子
１ｂｓ  裏面
１ｆｓ  前面
２  半導体基板
２ｂ  第２面
２ｓ  側面
２ｕ  第１面
３  反射防止膜
４  パッシベーション膜
５  保護層
５ａ  母材部
５ｂ  粒状体
５ｂ１  第１粒状体
５ｂ２  第２粒状体
６  前面電極
６ａ  第１出力取出電極
６ｂ  第１集電電極
６ｃ  補助電極
７  裏面電極
７ａ  第２出力取出電極
７ｂ  第２集電電極
７ｂ１  第１部分
７ｂ２  第２部分
４５ｈ  貫通孔
１００  太陽電池モジュール
１０１  第１保護部材
１０２  第２保護部材
１０３  太陽電池部
１０４  充填材
Ａ０  板間領域
Ａｒ１  第１領域
Ａｒ２  第２領域
【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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【国際調査報告】
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