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特許5771759太陽電池、太陽電池モジュール、太陽電池の製造方法、並びに太陽電池モジュールの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5771759
(24)【登録日】2015年7月3日
(45)【発行日】2015年9月2日
(54)【発明の名称】太陽電池、太陽電池モジュール、太陽電池の製造方法、並びに太陽電池モジュールの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 31/0224 20060101AFI20150813BHJP
H01L 31/0747 20120101ALI20150813BHJP
【ＦＩ】
H01L31/04 262
H01L31/06 455
【請求項の数】14
【全頁数】41
(21)【出願番号】特願2014-557643(P2014-557643)
(86)(22)【出願日】2014年5月20日
(86)【国際出願番号】JP2014063386
(87)【国際公開番号】WO2014189058
(87)【国際公開日】20141127
【審査請求日】2014年12月11日
(31)【優先権主張番号】特願2013-107394(P2013-107394)
(32)【優先日】2013年5月21日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
(72)【発明者】
【氏名】宇津 恒
(72)【発明者】
【氏名】足立 大輔
【審査官】
佐藤 俊彦
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１２／０３０４０７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１２−１６０７６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭５８−０８５５７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１９９０４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−１０８９９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１３−５２６０５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１２−５２５００８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０００−０５８８８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１２／０７７５６７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ３１／０２−３１／０７８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
面状に広がりをもった光電変換部の第一主面側に、少なくとも第一電極と、金属層と、絶縁層を有する太陽電池の製造方法であって、
前記光電変換部の第一主面側に、前記第一電極と被除去体を含む電極層を形成する電極層形成工程と、
前記光電変換部の第一主面側に、少なくとも被除去体を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記被除去体を利用して前記絶縁層に開口部を形成する開口部形成工程と、
めっき法により、前記絶縁層の開口部を通じて、前記電極層上に金属層を形成する金属層形成工程と、をこの順に実施し、
前記開口部形成工程において、レーザー光を照射することにより、被除去体の少なくとも一部を除去して前記絶縁層の開口部を形成するものであり、
前記被除去体は、導電性を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。
前記光電変換部の第一主面側に、前記第一電極と被除去体を含む電極層を形成する電極層形成工程と、
前記光電変換部の第一主面側に、少なくとも被除去体を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記被除去体を利用して前記絶縁層に開口部を形成する開口部形成工程と、
めっき法により、前記絶縁層の開口部を通じて、前記電極層上に金属層を形成する金属層形成工程と、をこの順に実施し、
前記開口部形成工程において、レーザー光を照射することにより、被除去体の少なくとも一部を除去して前記絶縁層の開口部を形成するものであり、
前記被除去体は、導電性を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項2】
前記光電変換部は、第一主面側の最外面に透明電極層が設けられており、
前記絶縁層形成工程において、前記光電変換部を基準として、前記透明電極層の外側の面の大部分が露出しないように前記絶縁層を形成す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。
前記絶縁層形成工程において、前記光電変換部を基準として、前記透明電極層の外側の面の大部分が露出しないように前記絶縁層を形成す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】
前記レーザー光を、光電変換部に実質的に影響を与えない出力により照射す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】
前記開口部形成工程において、光電変換部を平面視したときに前記電極層が形成された電極層形成領域と、それ以外の電極層非形成領域が存在し、
前記レーザー光を、前記電極層形成領域と前記電極層非形成領域に跨がって照射することを特徴とする請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
前記レーザー光を、前記電極層形成領域と前記電極層非形成領域に跨がって照射することを特徴とする請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項5】
前記開口部形成工程において、４００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を照射することにより、前記開口部を形成す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】
前記開口部形成工程において、レーザー光を照射することにより、前記被除去体の少なくとも一部を除去し、
前記めっき工程において、前記第一電極の表面に前記金属層が直接接するように金属層を形成す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。
前記めっき工程において、前記第一電極の表面に前記金属層が直接接するように金属層を形成す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】
請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法により太陽電池を形成し、
当該太陽電池を用いることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
当該太陽電池を用いることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項8】
面状に広がりをもった光電変換部の第一主面側に、電極層、絶縁層、及び金属層を備えた太陽電池であって、
前記絶縁層は、前記光電変換部の第一主面に対して垂直方向に貫通した開口部を有し、
前記電極層は、第一電極と、被除去体を含むものであって、前記垂直方向に延びた穴部を有し、
前記穴部は、底部を有した有底穴であり、
前記開口部と前記穴部は、互いに連通した連通穴を形成しており、
前記光電変換部を基準として、前記連通穴は、前記絶縁層の外側から金属層の一部で充填されており、
前記金属層は、めっき層であることを特徴とする太陽電池。
前記絶縁層は、前記光電変換部の第一主面に対して垂直方向に貫通した開口部を有し、
前記電極層は、第一電極と、被除去体を含むものであって、前記垂直方向に延びた穴部を有し、
前記穴部は、底部を有した有底穴であり、
前記開口部と前記穴部は、互いに連通した連通穴を形成しており、
前記光電変換部を基準として、前記連通穴は、前記絶縁層の外側から金属層の一部で充填されており、
前記金属層は、めっき層であることを特徴とする太陽電池。
【請求項9】
前記金属層は、前記穴部内で前記第一電極及び前記被除去体に接していることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。
【請求項10】
前記連通穴は、光電変換部の第一主面側の面方向に延伸しており、
前記延伸方向に対して直交する断面において、前記連通穴は、前記電極層の幅方向の中央に位置していることを特徴とする請求項８又は９に記載の太陽電池。
前記延伸方向に対して直交する断面において、前記連通穴は、前記電極層の幅方向の中央に位置していることを特徴とする請求項８又は９に記載の太陽電池。
【請求項11】
前記絶縁層は、光電変換部の第一主面側の面に対して垂直方向に貫通した開口部を複数有し、
前記電極層は、複数の穴部を有しており、
前記複数の穴部は、いずれも有底穴であり、
前記複数の穴部のそれぞれが対応する開口部と連通して連通穴を形成しており、
前記連通穴内に金属層の一部が充填されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の太陽電池。
前記電極層は、複数の穴部を有しており、
前記複数の穴部は、いずれも有底穴であり、
前記複数の穴部のそれぞれが対応する開口部と連通して連通穴を形成しており、
前記連通穴内に金属層の一部が充填されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項12】
前記絶縁層は、前記光電変換部の第一主面側の面において、前記電極層が形成されていない電極層非形成領域にも形成され、かつ、前記光電変換部の第一主面側の面の略全面を覆っており、
前記光電変換部を基準として、絶縁層の外側に封止材が形成されて封止されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の太陽電池。
前記光電変換部を基準として、絶縁層の外側に封止材が形成されて封止されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項13】
配線部材によって、他の太陽電池又は外部回路に接続される太陽電池であって、
集電極を有し、
前記集電極は、前記金属層を含み、前記配線部材と接続されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の太陽電池。
集電極を有し、
前記集電極は、前記金属層を含み、前記配線部材と接続されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項14】
請求項８〜１３のいずれかに記載の太陽電池を用いることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池、太陽電池モジュール、太陽電池の製造方法、並びに太陽電池モジュールの製造方法に関する。【背景技術】
【0002】
近年、エネルギー問題や地球環境問題が深刻化する中、化石燃料にかわる代替エネルギーとして、太陽電池が注目されている。この太陽電池では、半導体接合等からなる光電変換部へ光を照射することで、キャリア（電子及び正孔）を発生させる。そして、この発生したキャリアを外部回路に取り出すことにより、発電が行われる。この太陽電池の光電変換部上には、光電変換部で発生したキャリアを効率的に外部回路へ取り出すために集電極が設けられる。
【0003】
太陽電池には、例えば、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系の太陽電池がある。この結晶シリコン系の太陽電池では、受光面に細い金属からなる集電極が設けられる。また、太陽電池には、結晶シリコン基板上に、非晶質シリコン層及び透明電極層を有するヘテロ接合太陽電池がある。このヘテロ接合太陽電池でも、透明電極層上に集電極が設けられる。
【0004】
上記した太陽電池の集電極は、一般に、スクリーン印刷法により、銀ペースト材料を所定のパターン状に印刷することにより形成されることが多い。しかしながら、この方法は、工程自体は単純であるが、銀の材料コストが嵩むという問題がある。また、この方法は、樹脂を含有する銀ペースト材料が用いられるので、純金属に比べて集電極の抵抗率が高くなるとの問題がある。そのため、銀ペースト材料を用いて集電極を形成する場合において、集電極の抵抗率を小さくするためには、銀ペースト材料を厚く印刷する必要がある。それ故に、製造コストが嵩むという問題がある。また、印刷厚みを大きくすると、形成される集電極の線幅も大きくなる。そのため、電極の細線化が困難であり、集電極による遮光損が大きくなるという問題もある。【0005】
これらの問題を解決するための手法として、めっき法により集電極を形成する方法が知られている。このめっき法は、一般的に材料コスト及び製造工程におけるコスト（プロセスコスト）の面で、印刷法よりも優れている。例えば、特許文献１〜３では、光電変換部を構成する透明電極上に、銅等からなる金属層がめっき法により形成された太陽電池の作製方法が開示されている。
特許文献１に開示された集電極の作製方法について説明すると、まず、光電変換部の透明電極層上に、集電極の形状に対応する開口部を有するレジスト材料層（絶縁層）を形成する。次に透明電極層のレジスト開口部に電気めっきにより金属層を形成する。その後、レジストを除去することで、所定の形状の集電極を形成する。
【0006】
特許文献３では、下地電極層形成後にマスクを用いてめっき電極層を形成することにより、めっき電極層の線幅を下地電極層以下とすることが開示されている。また、特許文献３では、めっき液が残留したままの太陽電池が、高温高湿環境下に暴露されると太陽電池特性が劣化するとの問題に鑑みて、めっき工程後に基板に付着しためっき液を水や有機溶媒等により洗浄除去することが開示されている。
【0007】
特許文献４では、透明導電膜上に二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の透光性絶縁層を設けた後、透光性絶縁層を貫通する溝を設けて透明導電膜の表面又は側面を露出させる。そして、透明導電膜の露出部と導通するように金属集電極を形成する方法が開示されている。具体的には、特許文献４では、透明導電膜の露出部に光めっき法等により金属シードを形成し、この金属シードを起点として電気めっきにより金属集電極を形成する方法が提案されている。
この特許文献４に記載の方法によれば、特許文献１のようにレジストを用いる必要がない。そのため、特許文献４に記載の方法は、特許文献１に記載の方法よりも材料コスト及びプロセスコスト面で有利である。また、特許文献４に記載の方法は、低抵抗の金属シードを設けることにより、透明導電膜と金属集電極との間の接触抵抗を低下させることができる。
【0008】
特許文献５では、導電性シードの凹凸を大きくしている。こうすることにより、絶縁層を製膜するときに、光電変換部の導電性シード以外の部分の全面を覆って、導電性シード上に不連続な開口部を形成する。そして、特許文献５では、この開口部を通じてめっき層を形成する旨が記載されている。【0009】
上記の他、本発明に関連する先行技術を記載した文献として、特許文献６，７がある。【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開昭６０−６６４２６号公報
【特許文献2】特開２０００−５８８８５号公報
【特許文献3】特開２０１０−９８２３２号公報
【特許文献4】特開２０１１−１９９０４５号公報
【特許文献5】特表２０１３−５０７７８１号公報
【特許文献6】特開平４−３４８５６９号公報
【特許文献7】特開平４−５０４０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
上記した特許文献３に記載の方法によると、マスクによるめっき電極層の細線化が可能である。しかしながら、特許文献３のように集電極パターンに対応するマスクを用いる場合、マスクを作製するための費用や工数が必要となり、実用化に向かないという問題がある。【0012】
上記した特許文献４に記載の方法によれば、高価なレジスト材料を用いることなく、めっき法により細線パターンの集電極を形成可能である。しかしながら、特許文献４に記載の方法のように、電解めっきの起点となる金属シードを光めっき法により形成する方法は、半導体接合のｎ層側には適用可能であるものの、ｐ層側に適用することはできない。ここで、一般に、ヘテロ接合太陽電池では、ｎ型単結晶シリコン基板を用い、ｐ層側のヘテロ接合を光入射側とする構成の特性が最も高いことが知られている。
しかしながら、特許文献４に記載の方法では、上記したようにｐ層側に適用できないので、ｐ層側を光入射側とするヘテロ接合太陽電池における光入射側の集電極の形成には適さないとの問題がある。
【0013】
また、特許文献４では、絶縁層と透明電極層とを貫通する溝内で、透明電極層の側面と金属集電極とが接している。しかしながら、透明電極層の厚みは、一般に１００ｎｍ程度であるので、両者の接触面積が小さい。そのため、透明電極層と集電極との間での全体の抵抗が高くなり、集電極としての機能を十分に発揮できないとの問題がある。【0014】
特許文献５では、凹凸が大きな導電性ペーストを用いている。そのため、めっき層が導電性ペースト内に埋め込まれて形成されることとなる。めっき液が導電性ペーストに浸透すると、導電性ペーストが導電性基板（光電変換部）から剥がれるおそれが生じる。そのため、形成される太陽電池の信頼性が低下すると考えられる。【0015】
以上のように、従来技術では、スクリーン印刷法による集電極の形成の代替案として、めっき法による集電極の形成が提案されているものの、太陽電池の実用化に際して、いずれの提案も有効な方策とはなっていなかった。【0016】
そこで、本発明は、上記のような太陽電池の集電極の形成に関わる従来技術の問題点を解決し、太陽電池の変換効率を向上させること、及び太陽電池の製造コストを低減することを目的とする。また、これらの太陽電池を使用した太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、所定の集電極を用いることにより、太陽電池の変換効率が向上可能であり、さらに当該集電極が低コストで形成可能であることを見出し、本発明に至った。【0018】
本発明の一つの様相は、面状に広がりをもった光電変換部の第一主面側に、少なくとも第一電極と、金属層と、絶縁層を有する太陽電池の製造方法であって、前記光電変換部の第一主面側に、前記第一電極と被除去体を含む電極層を形成する電極層形成工程と、前記光電変換部の第一主面側に、少なくとも被除去体を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記被除去体を利用して前記絶縁層に開口部を形成する開口部形成工程と、めっき法により、前記絶縁層の開口部を通じて、前記電極層上に金属層を形成する金属層形成工程と、をこの順に実施し、前記開口部形成工程において、レーザー光を照射することにより、被除去体の少なくとも一部を除去して前記絶縁層の開口部を形成することである。【0019】
ここでいう「主面」とは、実質的に平面状に延びた面であり、表面の微細な凹凸は問わない。例えば、光電変換部がテクスチャ構造をとる場合には、光電変換部の表面に無数の凹凸が形成されるが、この場合の主面とは、テクスチャ構造のそれぞれの傾斜面を指すのではなく、あくまで、全体としてみたときに、大きく広がった面を指す。
【0020】
本様相によれば、開口部形成工程において、レーザー光を照射することにより、被除去体の少なくとも一部を除去して絶縁層の開口部を形成するので、絶縁層の外側からめっき液を電極層に接触させることが可能である。そのため、光電変換部の性能の低下を抑制しつつ、めっき法によって金属層を形成できる。また、本様相によれば、被除去体を利用して絶縁層に開口部を形成する。そのため、たとえ絶縁層がレーザー光のほとんどを透過する材質であっても、開口部を形成することができる。
【0021】
ところで、光電変換部の光入射側の表面には、一般的に、光を内部に導入し、その内部で光から変換された電気を取り出すために透明電極層が配されている。この透明電極層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物で形成されている場合が多い。このＩＴＯなどの透明導電性酸化物は、めっき液に晒されると、浸食されて、性能が低下することが知られている。【0022】
そこで、好ましい様相は、前記光電変換部は、第一主面側の最外面に透明電極層が設けられており、前記絶縁層形成工程において、前記光電変換部を基準として、前記透明電極層の外側の面の大部分が露出しないように前記絶縁層を形成することである。【0023】
ここでいう「大部分」とは、基準面の８０パーセント以上１００パーセント以下が覆われていることを意味する。【0024】
本様相によれば、絶縁層形成工程において、透明電極層の外側の面の大部分が露出しないように絶縁層を形成する。そのため、たとえ透明電極層が、ＩＴＯなどの透明導電性酸化物で形成されていても、めっき工程において透明電極層が浸食されにくく、光電変換部の性能が低下することを防止することができる。【0025】
好ましい様相は、前記被除去体は、導電性を有することである。【0026】
本様相によれば、開口部形成工程において、完全に被除去体を除去しなくても電極層と金属層の間で導通を取ることができる。すなわち、たとえ第一電極の外側に被除去体が被覆した状態であっても、導通を取ることができる。【0027】
ところで、特許文献６では、反射防止膜を形成する前にグリッド状の表面電極を形成し、その後、反射防止膜を表面電極上も含めた全面に形成する。次に、レーザーを表面電極上に照射することで開口部を形成する。そして、この状態で半田溶液に浸すことで、表面電極上の開口部形成部分に半田層を形成する方法が紹介されている。この特許文献６の方法では、太陽電池の光電変換部分にレーザー光が照射されると、光電変換部にダメージが生じてしまう可能性がある。そのため、グリッド状の表面電極の部分のみにレーザー光を照射する必要がある。しかしながら、グリッド状の表面電極の部分のみにレーザー光を照射するには位置合わせが難しく、また、工程時間もかかるという問題がある。
【0028】
そこで、好ましい様相は、前記レーザー光を、光電変換部に実質的に影響を与えない出力により照射することである。【0029】
ここでいう「光電変換部に実質的に影響を与えない出力」を表す一つの指標としては、例えば、レーザー光を被照射物に照射したときに、被照射物のレーザー光の照射部位のライフタイムの低下が２０パーセント未満に収まる出力であることが挙げられる。但し、厳密なライフタイムの測定は難しく、必ずしも正しいライフタイムの測定ができるとは限らない。
このため、たとえ測定したライフタイムに大きな下落が見られたとしても、解放電圧（Ｖｏｃ）の低下が許容範囲内であれば、影響を与えない出力であると言える。具体的には、Ｖｏｃの低下がレーザー光の照射前後で３パーセント以下にとどまった場合は、影響を与えない出力であると言える。
【0030】
本様相によれば、光電変換部に実質的に影響を与えない出力に調整したレーザー光を照射することによって太陽電池を製造するので、仮にレーザー光が電極層からはみ出して光電変換部に照射されたとしても、光電変換部の性能がほとんど低下することない。そのため、特許文献６のように精密にレーザー光の照射位置を調整せずとも開口部を形成することができる。それ故に、本様相によれば、製造時間の短縮化が可能であり、生産性を向上可能である。また、別の観点から言うと、光電変換部への影響が小さいので、意図的にレーザー光のスポット径を広げて照射することもできる。そのため、金属層の形成面積も容易に制御可能である。
【0031】
より好ましい様相は、前記開口部形成工程において、光電変換部を平面視したときに前記電極層が形成された電極層形成領域と、それ以外の電極層非形成領域が存在し、前記レーザー光を、前記電極層形成領域と前記電極層非形成領域に跨がって照射することである。【0032】
本様相によれば、開口部形成工程において、意図的にレーザー光を電極層形成領域と電極層非形成領域に跨がって照射しているので、電極層の端部まで除去することができる。また、電極層の一方の端部をレーザー照射範囲から除外することによって、意識的に金属層の形成範囲を他方の端部側に寄せることもできる。そのため、金属層の幅を制御することができ、金属層の細線化が可能である。
【0033】
好ましい様相は、前記開口部形成工程において、４００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を照射することにより、前記開口部を形成することである。【0034】
この範囲の波長であれば、レーザー光による光電変換部への影響を少なくすることができる。【0035】
上記した様相は、前記開口部形成工程において、１００μＷ/μｍ2以上１５００μＷ/μｍ2以下のパワー密度のレーザー光を照射することにより、前記開口部を形成してもよい。【0036】
好ましい様相は、前記開口部形成工程において、レーザー光を照射することにより、前記被除去体の少なくとも一部を除去し、前記めっき工程において、前記第一電極の表面に前記金属層が直接接するように金属層を形成することである。【0037】
本様相によれば、めっき工程において、第一電極と金属層との間に被除去体が介在せず、第一電極の表面に金属層が直接接するので、発電時における抵抗損失を抑制することができる。【0038】
上記した様相は、前記絶縁層は、透明性を有し、前記レーザー工程において、前記被除去体を溶融又は昇華させることによって絶縁層に開口部を形成してもよい。【0039】
この様相によれば、レーザー光により被除去体が溶融又は昇華することによって絶縁層の開口部が形成されるので、開口部を形成しやすい。【0040】
上記した様相は、前記電極層形成工程において、前記光電変換部上に前記第一電極と前記被除去体をこの順に形成してもよい。【0041】
この様相によれば、光電変換部を基準として第一電極の外側に被除去体が位置する。すなわち、光電変換部が第一電極によって保護されているので、レーザー光による開口部の形成に伴う光電変換部の損傷を抑制することができる。また、この様相によれば、第一電極及び被除去体を別の工程によって形成できるので、第一電極及び被除去体を不純物の少ない状態で形成できる。
【0042】
上記した様相は、前記電極層形成工程において、前記第一電極及び前記被除去体を含んだ含有物を使用して、前記光電変換部上に前記第一電極と前記被除去体を同時に形成してもよい。【0043】
この様相によれば、含有物を使用して第一電極と被除去体を同時に形成するので、工程の簡易化が可能である。【0044】
上記した様相は、前記含有物を印刷法によって光電変換部上に直接塗布してもよい。【0045】
上記した様相は、前記金属層は、金属単体又は合金であってもよい。【0046】
この様相によれば、金属層に樹脂等の絶縁性の不純物が含まれないので、金属層は低抵抗体となる。【0047】
上記した様相は、前記金属層は、銅（Ｃｕ）を有していてもよい。【0048】
上記した様相は、前記開口部形成工程において、前記絶縁層の開口部は、第二高調波レーザー若しくは赤外線レーザーを照射することにより形成してもよい。【0049】
ここでいう「赤外線レーザー」とは、赤外線領域の光を発振するレーザーであり、具体的には、波長が７８０ｎｍより長い領域（赤外線領域）の光を発振するレーザーである。【0050】
上記した様相は、上記した前記開口部形成工程において、前記絶縁層の開口部は、赤外線領域の波長を有した基本波のレーザー光又は赤外線領域の波長を有した基本波の第二高調波のレーザー光を照射することにより形成されてもよい。【0051】
上記した様相は、前記絶縁層の開口部を１００μＷ/μｍ2〜１５００μＷ/μｍ2のパワー密度のＳＨＧレーザーを照射することにより形成してもよい。【0052】
上記した様相は、前記絶縁層の開口部を１００μＷ/μｍ2〜１５００μＷ/μｍ2のパワー密度のＩＲレーザーを照射することにより形成してもよい。【0053】
上記した様相は、前記絶縁層の開口部を強度分布が大きいレーザー光を照射することにより形成してもよい。【0054】
上記した様相は、開口部を形成するレーザー光は、スポット径が被除去体の幅よりも大きいものであってもよい。【0055】
ここでいう「スポット径」とは、照射対象物にレーザー光を照射したときに、照射部位の直径又は最大外形寸法をいう。例えば、レーザー光の照射部位の形状が楕円の場合は、「スポット径」は長径であり、レーザー光の照射部位の形状が四角形の場合は、「スポット径」は対角線である。【0056】
本発明の一つの様相は、上記した製造方法により太陽電池を形成し、当該太陽電池を用いる太陽電池モジュールの製造方法である。【0057】
本様相の太陽電池モジュールの製造方法であれば、従来に比べて変換効率が向上した太陽電池モジュールを形成できる。また、本様相によれば、集電極を従来に比べて低コストで形成できる。【0058】
上記した様相は、上記した製造方法により１又は複数の太陽電池を形成し、前記１又は複数の太陽電池のうち、一の太陽電池を外部回路又は他の太陽電池と配線部材によって接続してもよい。【0059】
ここでいう「外部回路」は、太陽電池の外部に配された回路であり、例えば、外部電源に接続される電源回路や実装回路などである。【0060】
本発明の一つの様相は、面状に広がりをもった光電変換部の第一主面側に、電極層、絶縁層、及び金属層を備えた太陽電池であって、前記絶縁層は、前記光電変換部の第一主面に対して垂直方向に貫通した開口部を有し、前記電極層は、第一電極と、被除去体を含むものであって、前記垂直方向に延びた穴部を有し、前記穴部は、底部を有した有底穴であり、前記開口部と前記穴部は、互いに連通した連通穴を形成しており、前記光電変換部を基準として、前記絶縁層の外側から前記連通穴に金属層の一部が充填されている太陽電池である。【0061】
本様相によれば、貫通孔である開口部と、有底穴である穴部によって連通穴が形成されており、絶縁層の外側から連通穴に金属層の一部が充填されている。すなわち、連通穴を介して光電変換部まで金属層が至らない。そのため、めっき法によって金属層が形成されていても、連通穴からは、光電変換部がめっき液に晒されることがなく、光電変換部がめっき液に浸食されることを防止できる。【0062】
上記した様相は、前記金属層は、前記穴部内で前記第一電極に接していてもよい。【0063】
上記した様相は、前記金属層は、前記穴部内で前記第一電極及び前記被除去体に接していてもよい。【0064】
本様相によれば、金属層が第一電極及び被除去体に接しているので、金属層が穴部から剥がれにくい。【0065】
好ましい様相は、前記連通穴は、光電変換部の第一主面側の面方向に延伸しており、前記延伸方向に対して直交する断面において、前記連通穴は、前記電極層の幅方向の中央に位置していることである。【0066】
本様相によれば、電極層の中央に位置する連通穴に金属層が充填されているので、絶縁層及び電極層によって電極層と金属層との接続部位が外部から保護されている。そのため、振動等の外部要因によって、金属層が電極層から乖離しにくい。【0067】
好ましい様相は、前記絶縁層は、光電変換部の第一主面側の面に対して垂直方向に貫通した開口部を複数有し、前記電極層は、複数の穴部を有しており、前記複数の穴部は、いずれも有底穴であり、前記複数の穴部のそれぞれが対応する開口部と連通して連通穴を形成しており、前記連通穴内に金属層の一部が充填されていることである。【0068】
本様相によれば、複数箇所で連通穴が形成され、それぞれの連通穴に金属層が形成されている。そのため、たとえ一の穴部に充填された金属層が剥離したとしても、他の穴部に充填された金属層によって、集電極としての機能を確保することができる。【0069】
上記した様相は、前記複数の穴部は、互いに形状が異なっていてもよい。【0070】
上記した様相は、前記金属層は、めっき法によって形成されためっき層であってもよい。【0071】
上記した様相は、前記光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に、シリコン系薄膜、及び透明電極層をこの順に有し、前記透明電極層上に電極層を有していてもよい。【0072】
上記した様相は、前記電極層は、前記透明電極層側から、前記第一電極と前記被除去体をこの順に有していてもよい。【0073】
上記した様相は、前記金属層は、全体の９５パーセント以上が金属単体又は金属合金で形成されていてもよい。【0074】
上記した様相は、前記金属層は、銅（Ｃｕ）を主成分としてもよい。【0075】
この様相によれば、集電極として十分な導電率を有しつつ、銀や金等に比べて安価に形成することができる。【0076】
上記した様相は、前記開口部は、前記光電変換部を基準として、外側の開口面積と内側の開口面積が異なり、外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きいことである。【0077】
本発明の一つの様相は、上記した太陽電池を用いる太陽電池モジュールである。【0078】
本様相の太陽電池モジュールによれば、従来に比べて変換効率が向上し、さらに従来に比べてコスト面で優れた太陽電池モジュールとなる。【0079】
上記した様相は、上記した太陽電池を複数備えた太陽電池モジュールであって、前記複数の太陽電池のうち少なくとも２枚の太陽電池が配線部材によって直列又は並列に接続されていてもよい。【0080】
上記した様相は、複数の保護材と、封止材を有し、前記複数の保護材のうち、少なくとも２つの保護材で上記した太陽電池を挟んでおり、前記２つの保護材と太陽電池の間に前記封止材が充填されていてもよい。【0081】
この様相によれば、太陽電池が保護材と封止材によって封止されている。そのため、光電変換部への水等の進入を防止することができる。【発明の効果】
【0082】
本発明によれば、めっき法により集電極（電極層及び金属層）が形成可能であるため、集電極（電極層及び金属層）が低抵抗化され、太陽電池の変換効率を向上することができる。また、本発明によれば、高価なフォトレジストを使用することなく、比較的簡単に低コストで集電極（電極層及び金属層）の形成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0083】
【図1】本発明の第一実施形態における太陽電池モジュールを模式的に示した斜視図である。
【図6】図１の太陽電池モジュールの作製方法を模式的に示した断面図であり、（ａ）〜（ｅ）は各製造工程を表す。なお、単結晶シリコン基板よりも裏面側のシリコン系薄膜、透明電極層、及び裏面金属電極については、各製造工程に関係しないため、省略する。
【図8】本発明の第二実施形態における結晶シリコン太陽電池を模式的に示した断面図である。
【図9】本発明の第二実施形態における太陽電池モジュールの作製方法を模式的に示した断面図であり、（ａ）〜（ｅ）は各製造工程を表す。なお、単結晶シリコン基板よりも裏面側のシリコン系薄膜、透明電極層、及び裏面金属電極については、各製造工程に関係しないため、省略する。
【図10】本発明の第三実施形態における結晶シリコン太陽電池を模式的に示した断面図である。
【図11】本発明の第三実施形態における太陽電池モジュールの作製方法を模式的に示した断面図であり、（ａ）〜（ｅ）は各製造工程を表す。なお、単結晶シリコン基板よりも裏面側のシリコン系薄膜、透明電極層、及び裏面金属電極については、各製造工程に関係しないため、省略する。
【図12】本発明の第四実施形態における結晶シリコン太陽電池を模式的に示した断面図である。
【図13】本発明の第四実施形態における太陽電池モジュールの作製方法を模式的に示した断面図であり、（ａ）〜（ｅ）は各製造工程を表す。なお、単結晶シリコン基板よりも裏面側のシリコン系薄膜、透明電極層、及び裏面金属電極については、各製造工程に関係しないため、省略する。
【図15】本発明の他の実施形態における結晶シリコン太陽電池の説明図であり、（ａ）は、レーザー工程後の基板の断面図であり、（ｂ）は、裏面金属形成工程後の基板の断面図である。
【図16】従来の技術の一実施形態における太陽電池の作製方法を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0084】
以下、本発明の太陽電池モジュールについて詳細に説明する。なお、各図面において、厚さや長さなどの寸法関係については、図面の明瞭化と簡略化のため、適宜変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。
また、特に断りがない限り、膜厚は、シリコン基板上におけるテクスチャ斜面に対して垂直方向における膜厚を意味する。すなわち、膜厚は、実質の平均膜厚を表す。
さらに、以下の説明において、特に断りがない限り、光電変換部を基準として内外方向を規定する。
【0085】
本発明の第一実施形態の太陽電池モジュール１は、図１，図２から読み取れるように、複数（図２では３枚）の結晶シリコン太陽電池２を、配線部材３を介して直列又は並列に接続したものである。また、太陽電池モジュール１は、図２に示されるように、２枚の保護材５，６がこれら複数の結晶シリコン太陽電池２を挟んでおり、保護材５，６の間を封止材７が充填されている。保護材５，６は、太陽電池２を保護する保護材であって、防水性等の封止機能を備えた板状体である。保護材５，６としては、例えば、ガラス基板などが採用できる。
封止材７は、防水性等の封止機能を備えた充填剤である。封止材７は、流体であって、固化することによって、保護材５，６を結晶シリコン太陽電池２に対して接着する接着剤でもある。
【0086】
結晶シリコン太陽電池２は、平面視すると、図３から読み取れるように、櫛状に集電極４５が分布されている。集電極４５は、光電変換部１０（図４参照）で発電した電気を取り出す取出電極であり、複数のバスバー部４６及び多数のフィンガー部４７から形成されている。バスバー部４６は、結晶シリコン太陽電池２の面方向において所定の方向に延びている。フィンガー部４７は、結晶シリコン太陽電池２の面方向であって、バスバー部４６の延伸方向に対して交差する方向に延びている。
【0087】
本実施形態の太陽電池モジュール１は、結晶シリコン太陽電池２の集電極４５の一部がめっき法により形成されるものであり、本発明は当該集電極４５の形成方法に特徴の一つを有している。【0088】
また、本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法は、後述するレーザー工程において、集電極４５の一部を形成する第二電極１７から意図的にレーザー光をはみ出させて照射していることを一つの特徴とする。【0089】
これらの特徴を踏まえて、以下、第一実施形態の結晶シリコン太陽電池２について詳細に説明する。【0090】
まず、結晶シリコン太陽電池２の主な特徴の部位について説明する。【0091】
結晶シリコン太陽電池２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）である。結晶シリコン太陽電池２は、図４に示されるように、光電変換部１０の一方の主面（第一主面）上に集電極４５及び絶縁層１２が形成されている。
また、結晶シリコン太陽電池２は、光電変換部１０の他方の主面（第二主面）上に裏面金属電極３７が形成されている。
【0092】
集電極４５は、図４に示されるように、電極層１１と金属層１５を備えている。電極層１１は、第一電極１６及び第二電極１７（被除去体）から形成されている。
具体的には、電極層１１は、図４に示されるように、光電変換部１０の第一主面側の最表面に位置する光入射側透明電極層３２上に形成されている。電極層１１は、透明電極層３２側から順に第一電極１６、第二電極１７が積層した積層構造をとっている。
また、電極層１１は、第二電極１７の外側から第一電極１６に向かって厚み方向（積層方向）に延びた穴部１９を有している。
穴部１９は、第一電極１６を底部とする有底穴であり、第二電極１７を厚み方向に貫通している。
【0093】
絶縁層１２は、図４に示されるように、光電変換部１０及び電極層１１の外側を被覆しており、穴部１９と連続した開口部１８を有している。開口部１８は、絶縁層１２を厚み方向に貫通した貫通孔である。開口部１８は、穴部１９と互いに連通しており、穴部１９とともに一つの連通穴２５を形成している。すなわち、連通穴２５は、第一電極１６を底部とし、厚み方向において外側に向かって延びた有底穴である。
【0094】
金属層１５は、図４に示されるように、連通穴２５内に充填されており、さらに絶縁層１２の外側の一部を覆っている。金属層１５は、連通穴２５の底部で第一電極１６と接しており、さらに連通穴２５の内壁面を形成する第二電極１７及び絶縁層１２と接している。
【0095】
光電変換部１０の第二主面側に位置する裏面金属電極３７は、図４に示されるように、光電変換部１０の最裏面に位置する裏面側透明電極層３６上に形成されている。【0096】
結晶シリコン太陽電池２は、光電変換部１０の第一主面を平面視すると、電極層１１が所定のパターン（例えば櫛形）に形成されており、電極層１１が形成された電極層形成領域２０と、その他の領域である電極層非形成領域２１が存在する。本実施形態では、電極層１１は、第一電極１６及び第二電極１７によって形成されているので、「電極層形成領域」とは、第一電極１６及び第二電極１７の少なくとも一方が形成されている領域を意味する。
【0097】
電極層形成領域２０に注目すると、結晶シリコン太陽電池２は、図４に示されるように、光電変換部１０上に電極層１１、絶縁層１２、及び金属層１５がこの順に積層された断面構造を備えている。また結晶シリコン太陽電池２は、光電変換部１０上に電極層１１及び金属層１５がこの順に積層された断面構造も備えている。【0098】
連通穴２５は、図４に示されるように、幅方向（集電極４５の延伸方向に対して直交する方向）において、電極層形成領域２０の片側寄りに位置している。すなわち、連通穴２５は電極層形成領域２０の端部に沿って形成されており、金属層１５は、この連通穴２５に沿って形成されている。電極層非形成領域２１に注目すると、結晶シリコン太陽電池２は、図４に示されるように、光電変換部１０上に直接絶縁層１２が被覆されている。
【0099】
続いて、結晶シリコン太陽電池２の各主要部位の材質等について説明する。【0100】
（電極層１１）上記したように電極層１１は、第一電極１６と、第二電極１７から形成されている。
第一電極１６は、光入射側透明電極層３２よりも導電率が高い導電体であり、光入射側透明電極層３２との接触抵抗がある程度低い導電体でもある。
また、第一電極１６は、レーザー光の照射により第二電極１７を除去する際に、第二電極１７よりも除去されにくい材料で形成されている。すなわち、第一電極１６は、所定の出力のレーザー光に対して、第二電極１７よりも耐性を有している。
【0101】
第二電極１７は、後述するレーザー工程において、用いられるレーザー光によって少なくとも１部が除去される被除去体である。第二電極１７は、透明性を有した絶縁層１２を除去するための剥離体でもある。第一電極１６及び第二電極１７の選定方法について後述するが、通常用いられる出力のレーザー光の場合に採用できる第一電極１６の例としては、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられる。すなわち、基本的には、第一電極１６は、光吸収が低く、反射率の高い金属が好ましい。
一方、第二電極１７としては、レーザー光により比較的除去されやすい材料が好ましい。第二電極１７の例としては、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）等が挙げられる。
なお、第一電極１６、第二電極１７に用いる材料は、後述するようにレーザー光の種類や条件により様々であるため、上述のものに限定されない。
【0102】
電極層１１は、例えば、電極層１１を形成しない領域（電極層非形成領域２１）をマスク等で覆い、第一電極１６や第二電極１７をパターニングにより形成することができる。なお、本実施形態の電極層１１は、マスクを用いてスパッタ法や蒸着法等により、形成されている。
この場合の第一電極１６の厚み（膜厚）は、レーザー光を十分に反射するだけの厚みがあること及び生産性の観点から、５０ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、３００ｎｍ以上６００ｎｍ以下であることが特に好ましい。
この場合の第一電極１６の厚み（膜厚）は、レーザー光を十分に反射するだけの厚みを確保する観点から、５０ｎｍ以上であることが好ましく、１００ｎｍ以上であることがさらに好ましく、３００ｎｍ以上であることが特に好ましい。
また、第一電極１６の厚みは、生産性の観点から、１μｍ以下であることが好ましく、７００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、６００ｎｍ以下であることが特に好ましい。
一方、第二電極１７の厚み（膜厚）は、必ずしもレーザー光によって全て除去される必要はなく、第二電極上の絶縁層が除去できる程度の厚みがあればよい。すなわち、第二電極１７の厚みは、第二電極上の絶縁層が除去できる程度の厚みを確保する観点から、５０ｎｍ以上であることが好ましく、１００ｎｍ以上であることがさらに好ましく、２００ｎｍ以上であることが特に好ましい。
また、第二電極１７の厚みは、コストを低減する観点から、７００ｎｍ以下であることが好ましく、６００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、５００ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【0103】
（絶縁層１２）絶縁層１２は、電気的に絶縁性を有した層であり、めっき工程において金属層１５が形成される領域を制限する層である。
絶縁層１２の材料は、めっき工程に用いるめっき液に対する化学的安定性を有する材料であることが望ましい。絶縁層１２の材料としてめっき液に対する化学的安定性が高い材料を用いることにより、めっき工程において、絶縁層１２がめっき液に溶解しにくく、光電変換部１０の表面へのダメージが生じにくくなる。
【0104】
絶縁層１２は、図４に示されるように、開口部１８を含めて、少なくとも電極層形成領域２０の第二電極１７上に形成されている。その中でも、絶縁層１２は、開口部１８を含めて、電極層形成領域２０の電極層１１の全面に形成されていることが好ましい。さらに絶縁層１２は、電極層１１が形成されていない電極層非形成領域２１にも形成されることが好ましい。すなわち、絶縁層１２は、電極層形成領域２０及び電極層非形成領域２１に跨がって形成されていることが好ましい。
絶縁層１２が電極層形成領域２０だけでなく電極層非形成領域２１にも形成されている場合には、めっき法により金属層１５が形成される際に、絶縁層１２が光電変換部１０をめっき液から化学的及び電気的に保護することが可能となる。
例えば、ヘテロ接合太陽電池である太陽電池２のように光電変換部１０の最表面に透明電極層３２が形成されている場合は、透明電極層３２の表面に絶縁層１２が形成されることで、透明電極層３２とめっき液との接触が抑止され、透明電極層３２上への金属層１５の析出を防ぐことができる。
【0105】
また、絶縁層１２は、光電変換部１０の表面にも形成されることが好ましい。絶縁層１２は、生産性の観点から、開口部１８を含めて電極層形成領域２０及び電極層非形成領域２１の全域に形成されることがさらに好ましい。
また、結晶シリコン太陽電池２は、例えばめっき液から析出されるめっき層の種類（例えば、銅）によっては、光電変換部１０の一部又は全部を構成するシリコンに拡散するおそれがある。この点からも、絶縁層１２は、開口部１８を含めて電極層形成領域２０及び電極層非形成領域２１の全域に形成されることが好ましい。
本実施形態の絶縁層１２は、開口部１８を含めて電極層形成領域２０及び電極層非形成領域２１の全域に形成されている。
【0106】
また、本実施形態のように電極層形成領域２０だけではなく、電極層非形成領域２１にも絶縁層１２が形成される場合には、絶縁層１２は、光電変換部１０の表面との付着強度が大きいことが好ましい。例えば、ヘテロ接合太陽電池では、絶縁層１２は、光電変換部１０の最表面の透明電極層３２との付着強度が大きいことが好ましい。
透明電極層３２と絶縁層１２との付着強度を大きくすることにより、めっき工程中に、絶縁層１２が剥離しにくくなり、透明電極層３２上への金属の析出を防ぐことができる。
本実施形態の結晶シリコン太陽電池２は、ヘテロ接合太陽電池であるので、上記した観点から、絶縁層１２として光電変換部１０の表面の透明電極層３２との付着強度が大きいものを採用している。
【0107】
絶縁層１２の材料には、光吸収が少ない材料を用いることが好ましい。すなわち、絶縁層１２は、透明性を有していることが好ましい。絶縁層１２は、光電変換部１０の光入射面側（第一主面側）に形成されるので、絶縁層１２による光吸収が小さければ、より多くの光を光電変換部１０へ取り込むことが可能となる。
例えば、絶縁層１２が透過率９０％（パーセント）以上の十分な透明性を有する場合、絶縁層１２での光吸収による光学的な損失が小さいので、金属層１５を形成した後に絶縁層１２を除去することなく、そのまま太陽電池として使用することができる。
また、後述する本実施形態の製造方法のように、めっき工程以降において、絶縁層１２が除去されることなく、そのまま太陽電池２の一部として使用される場合には、絶縁層１２は、透明性に加えて、十分な耐候性、及び熱・湿度に対する安定性を有する材料を用いることがより望ましい。
本実施形態の絶縁層１２は、上記の観点から透過率が９０パーセント以上の透明性を有するものを採用しており、さらに耐候性、及び熱・湿度に対する安定性を有するものを採用している。そのため、結晶シリコン太陽電池２の製造工程を単純化でき、生産性をより向上させることが可能となる。
【0108】
絶縁層１２の材料は、無機絶縁性材料でも、有機絶縁性材料でもよい。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。
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、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等の材料を用いることができる。
このような無機材料の中でも、めっき液に対する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、絶縁層１２の材料は、電気的特性や透明電極層３２との密着性等の観点から、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、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、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（stoichiometric）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。
【0109】
絶縁層１２の膜厚は、レーザー光の照射により第二電極１７が除去される際に、絶縁層１２に開口部１８が形成され得る程度に薄いことが好ましい。かかる観点から、絶縁層１２の膜厚は、５０００ｎｍ以下であることが好ましく、１０００ｎｍ以下であることがより好ましく、特に５００ｎｍ以下であることが好ましい。
【0110】
電極層非形成領域２１における絶縁層１２の光学特性や膜厚を適宜設定することで、光反射特性を改善させ、太陽電池２のセル内部（光電変換部１０）へ導入される光量を増加させることが可能となる。すなわち、絶縁層１２の光学特性や膜厚を適宜設定することで、太陽電池２の変換効率をより向上させることが可能となる。
このような効果を得るためには、絶縁層１２の屈折率が光電変換部１０の表面の屈折率よりも低いことが好ましい。
【0111】
また、ヘテロ接合太陽電池である太陽電池２のように、光電変換部１０の表面に透明電極層３２（一般には屈折率：１．９〜２．１程度）を有する場合、絶縁層１２の屈折率は、空気（屈折率＝１．０）と透明電極層３２との中間的な値であることが好ましい。さらに、本実施形態の太陽電池モジュール１のように、結晶シリコン太陽電池２（太陽電池セル）が封止されてモジュール化される場合、絶縁層１２の屈折率は、封止材７と透明電極層３２の中間的な値であることが好ましい。
以上の観点から、絶縁層１２の屈折率は、例えば１．４〜１．９が好ましく、１．５〜１．８がより好ましく、１．５５〜１．７５がさらに好ましい。
このような範囲をとることで、界面での光反射防止効果を高めて、太陽電池２のセル内部（光電変換部１０）へ導入される光量を増加させることが可能である。
【0112】
なお、本明細書における屈折率は、特に断りがない限り、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率であり、分光エリプソメトリーにより測定される値である。また、絶縁層１２の屈折率に応じて、反射防止特性が向上するように絶縁層１２の光学膜厚（屈折率×膜厚）が設定されることが好ましい。【0113】
絶縁層１２の膜厚は、絶縁層１２に好適な反射防止特性を付与する観点から、３０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内で設定されることが好ましく、５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内で設定されることがより好ましい。なお、電極層形成領域２０の絶縁層１２の膜厚と電極層非形成領域２１の絶縁層１２の膜厚は異なっていてもよい。
例えば、電極層形成領域２０では、レーザー光の照射による開口部１８の形成を容易とする観点で絶縁層１２の膜厚が設定され、電極層非形成領域２１では、適宜の反射防止特性を有する光学膜厚となるように絶縁層１２の膜厚が設定されてもよい。
すなわち、電極層非形成領域２１の膜厚を電極層形成領域２０の絶縁層１２の膜厚よりも厚くしてもよい。
【0114】
絶縁層１２の形成方法は、特に限定されない。例えば、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁性材料の場合は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法等の乾式法が好ましく用いられる。また、有機絶縁性材料の場合は、スピンコート法、スクリーン印刷法等の湿式法が好ましく用いられる。これらの方法によれば、ピンホール等の欠陥が少なく、緻密な構造の膜を形成することが可能となる。【0115】
中でも、より緻密な構造の膜を形成する観点から、絶縁層１２は、プラズマＣＶＤ法で形成されることが好ましい。この方法により、絶縁層１２の厚みが２００ｎｍ程度の厚いものだけでなく、絶縁層１２の厚みが３０〜１００ｎｍ程度に薄く形成した場合でも、緻密性の高い構造の膜を形成することができる。
【0116】
例えば、結晶シリコン太陽電池２のように、光電変換部１０の表面にテクスチャ構造（凹凸構造）を有する場合、テクスチャ構造の凹部や凸部にも精度よく膜形成できる観点からも、絶縁層１２はプラズマＣＶＤ法により形成されることが好ましい。絶縁層１２として緻密性が高いものを用いることにより、めっき処理した時の透明電極層３２へのダメージを低減できることに加えて、透明電極層３２上への金属の析出を防止することができる。
さらに、このような緻密性が高い絶縁層１２は、結晶シリコン太陽電池２におけるシリコン系薄膜３１，３５等のように、光電変換部１０の内部の層に対しても、水や酸素などのバリア層として機能し得る。そのため、絶縁層１２として緻密性が高いものを用いることで、結晶シリコン太陽電池２の長期信頼性の向上の効果も期待できる。
【0117】
（金属層）金属層１５は、集電極４５の一部を構成し、めっき法により形成されるめっき層である。
金属層１５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又は合金を用いることができる。
金属層１５は、全体の９５パーセント以上が金属単体又は合金によって形成されていることが好ましい。
本実施形態では、金属層１５は、銅単体によって形成されている。そのため、本実施形態の金属層１５は、集電極４５として十分に低抵抗であるとともに、金や銀などの貴金属を使用する場合に比べて、低コストで形成できる。
【0118】
太陽電池２の動作時（発電時）において、光電変換部１０で発生した電流は、主として金属層１５を流れる。そのため、金属層１５での抵抗損を抑制する観点から、金属層１５のライン抵抗は、できる限り小さいことが好ましい。具体的には、金属層１５のライン抵抗は、１Ω／ｃｍ以下であることが好ましく、０．５Ω／ｃｍ以下であることがより好ましい。一方、第一電極１６及び第二電極１７のライン抵抗は、電気めっきの際の下地層として機能し得る程度に小さければよく、例えば、５Ω／ｃｍ以下にすればよい。
本実施形態のように、第一電極１６と第二電極１７が櫛型状に形成され、第一電極１６及び第二電極１７を介して、光電変換部１０に直接給電する場合には、５Ω／ｃｍ以下であることが好ましい。
【0119】
金属層１５は、無電解めっき法及び電解めっき法のいずれのめっき法でも形成され得るが、生産性の観点から、電解めっき法で形成することが好適である。電解めっき法では、電流等を制御することで金属の析出速度を大きくできる。そのため、金属層１５を短時間で形成することができる。
【0120】
金属層１５は、複数の層から構成された多層構造であってもよい。例えば、銅等の導電率の高い材料からなる第一のめっき層を、絶縁層１２の開口部１８を介して第一電極１６及び第二電極１７上に形成した後、化学的安定性に優れる第二のめっき層を第一のめっき層の表面に形成することにより、低抵抗で化学的安定性に優れた集電極４５を形成することができる。【0121】
（裏面金属電極３７）裏面金属電極３７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、銀やアルミニウム、銅、金等が挙げられる。
裏面金属電極３７の製膜方法は、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。裏面金属電極３７は、金属層１５と同様、めっき法によって形成してもよい。この場合、太陽電池２の生産工程を低減する観点から、金属層１５と同時に形成されることが好ましい。
【0122】
続いて、結晶シリコン太陽電池２の詳細な構成について説明する。なお、上述した説明と重複する部分は、説明を省略する。【0123】
結晶シリコン太陽電池２の骨格をなす光電変換部１０は、図５に示されるように、一導電型単結晶シリコン基板３０の一主面（第一主面側の面）上に、シリコン系薄膜３１及び光入射側透明電極層３２が積層したものである。また、光電変換部１０は、一導電型単結晶シリコン基板３０の他の主面（第二主面側の面）上に、シリコン系薄膜３５及び裏面側透明電極層３６が積層されたものである。すなわち、光電変換部１０は、最外面が透明電極層３２，３６によって形成されている。
シリコン系薄膜３１は、一導電型単結晶シリコン基板３０側から順に真性シリコン系薄膜４０、逆導電型シリコン系薄膜４１が積層して形成されている。
シリコン系薄膜３５は、一導電型単結晶シリコン基板３０側から順に真性シリコン系薄膜４２、一導電型シリコン系薄膜４３が積層して形成されている。
【0124】
また、結晶シリコン太陽電池２は、一導電型単結晶シリコン基板３０の一主面上に、シリコン系薄膜３１及び、透明電極層３２が略全面に形成されている。結晶シリコン太陽電池２は、透明電極層３２の一部に、第一電極１６及び第二電極１７をこの順に有する電極層１１が形成されている。ここでいう「略全面」とは、基準面の９５パーセント以上が覆われていることをいう。以下の説明においても、「略全面」は原則として同様の定義とする。
【0125】
以下に、結晶シリコン太陽電池２の光電変換部１０の各部位の材質等について説明する。なお、光電変換部１０の内部構造は、シリコン基板を基準として内外方向を規定する。【0126】
まず、一導電型単結晶シリコン基板３０について説明する。一般的に単結晶シリコン基板は、導電性を持たせるために、シリコンに対して電荷を供給する不純物を含有している。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、ボロン）を含有させたｐ型がある。
すなわち、本明細書における「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する。
【0127】
本実施形態の結晶シリコン太陽電池２は、上記したようにヘテロ接合太陽電池であり、電子・正孔対を効率的に分離回収する観点から、光入射側のヘテロ接合は逆接合であることが好ましい。また、一導電型単結晶シリコン基板３０は、移動度を向上させる観点から、ｎ型単結晶シリコン基板であることが好ましい。
一導電型単結晶シリコン基板３０は、光閉じ込めの観点から、表面にテクスチャ構造を有することが好ましい。
本実施形態の一導電型単結晶シリコン基板３０は、図５に示されるように、その両面（第一主面側の面及び第二主面側の面）にテクスチャ構造を備えている。
【0128】
導電型シリコン系薄膜４１，４３は、逆導電型又は一導電型のシリコン系薄膜である。本発明における「逆導電型」とは、ｎ型又はｐ型のどちらか一方であって、かつ、一導電型と異なる導電型であることをいう。
例えば、一導電型単結晶シリコン基板３０としてｎ型が用いられる場合、一導電型シリコン系薄膜４３はｎ型となり、逆導電型シリコン系薄膜４１はｐ型となる。
【0129】
シリコン系薄膜としては、非晶質シリコン薄膜、微結晶シリコン（非晶質シリコンと結晶質シリコンとを含む薄膜）等が挙げられる。中でも非晶質シリコン系薄膜を用いることが好ましい。例えば、一導電型単結晶シリコン基板３０としてｎ型単結晶シリコン基板を用いた場合の光電変換部の好適な構成としては、透明電極層３２／ｐ型非晶質シリコン系薄膜４１／ｉ型非晶質シリコン系薄膜４０／ｎ型単結晶シリコン基板３０／ｉ型非晶質シリコン系薄膜４２／ｎ型非晶質シリコン系薄膜４３／透明電極層３６の順の積層構成が挙げられる。この場合、電子・正孔対を効率的に分離回収する観点から、ｐ層側（ｐ型非晶質シリコン系薄膜４１側）を光入射面（第一主面側）とすることが好ましい。
【0130】
一導電型単結晶シリコン基板３０に接する真性シリコン系薄膜４０，４２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が好ましい。一導電型単結晶シリコン基板３０上に、ＣＶＤ法によってｉ型水素化非晶質シリコンが製膜されると、一導電型単結晶シリコン基板３０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。また、膜中の水素量を変化させることで、エネルギーギャップにキャリア回収を行う上で有効なプロファイルを持たせることができる。
【0131】
本実施形態において、逆導電型シリコン系薄膜４１を構成するｐ型シリコン系薄膜は、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、又は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及び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。そのため、光学的なロスを低減できる点において好ましい。
【0132】
結晶シリコン太陽電池２は、上記したようにヘテロ接合太陽電池であるから、光電変換部１０は、導電型シリコン系薄膜４１，４３の外側に、透明電極層３２，３６を備えることが好ましい。透明電極層３２，３６は、導電性酸化物を主成分としている。
この導電性酸化物としては、例えば、酸化亜鉛や酸化インジウム、酸化錫などの透明導電酸化物を単独又は混合して用いることができる。
この導電性酸化物としては、導電性、光学特性、及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く用いられる。
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重量パーセントの以上がより好ましい。透明電極層３２，３６は、それぞれ単層でもよく、複数の層からなる積層構造をとっていてもよい。
【0133】
透明電極層３２，３６には、ドーピング剤を添加することもできる。例えば、透明電極層３２，３６として酸化亜鉛が用いられる場合、好ましいドーピング剤としては、アルミニウムやガリウム、ホウ素、ケイ素、炭素等が挙げられる。
透明電極層３２，３６として酸化インジウムが用いられる場合、好ましいドーピング剤としては、亜鉛や錫、チタン、タングステン、モリブデン、ケイ素等が挙げられる。
透明電極層３２，３６として酸化錫が用いられる場合、好ましいドーピング剤としては、フッ素等が挙げられる。
【0134】
ドーピング剤は、透明電極層３２，３６の一方若しくは両方に添加することができる。特に、第一主面側の光入射側透明電極層３２にドーピング剤を添加することが好ましい。光入射側透明電極層３２にドーピング剤を添加することで、透明電極層３２自体が低抵抗化されるとともに、透明電極層３２と電極層１１の第一電極１６との間での抵抗損を抑制することができる。
【0135】
光入射側透明電極層３２の膜厚は、透明性、導電性、及び光反射低減の観点から、１０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下であることが好ましい。この透明電極層３２の役割は、第一電極１６へのキャリアの輸送であり、そのために必要な導電性があればよく、上記したように透明電極層３２の膜厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。
また、透明電極層３２の膜厚を１４０ｎｍ以下にすることにより、透明電極層３２での吸収ロスが小さく、透過率の低下に伴う光電変換効率の低下を抑制することができる。
さらに透明電極層３２の膜厚が上記範囲内であれば、透明電極層３２内のキャリア濃度上昇も防ぐことができ、赤外域の透過率低下に伴う光電変換効率の低下も抑制できる。
【0136】
続いて、第一実施形態における太陽電池２の製造方法について説明する。【0137】
まず、光電変換部１０を形成する光電変換部形成工程を行う。光電変換部形成工程では、まず、テクスチャ構造が形成された一導電型単結晶シリコン基板３０の表裏面に、シリコン系薄膜３１，３５を製膜する（シリコン系薄膜形成工程）。
すなわち、一導電型単結晶シリコン基板３０の第一主面側の面上に真性シリコン系薄膜４０及び逆導電型シリコン系薄膜４１を形成する。また、一導電型単結晶シリコン基板３０の第二主面側の面上に真性シリコン系薄膜４２及び一導電型シリコン系薄膜４３を形成する。
【0138】
このときのシリコン系薄膜３１，３５の製膜方法としては、プラズマＣＶＤ法が好ましい。プラズマＣＶＤ法によるシリコン系薄膜３１，３５の形成条件としては、基板温度１００℃〜３００℃、圧力２０Ｐａ〜２６００Ｐａ、高周波パワー密度０．００４Ｗ／ｃｍ2〜０．８Ｗ／ｃｍ2が好ましく用いられる。
シリコン系薄膜３１，３５の形成に使用される原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）等のシリコン含有ガス、又はシリコン系ガスと水素（Ｈ2）との混合ガスが好ましく用いられる。
【0139】
シリコン系薄膜形成工程後、シリコン系薄膜３１，３５の外側から透明電極層３２，３６をそれぞれ積層する（透明電極層形成工程）。【0140】
このとき、透明電極層３２，３６の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法等の物理気相堆積法や、有機金属化合物と酸素又は水との反応を利用した化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法等が好ましい。いずれの製膜方法においても、熱やプラズマ放電によるエネルギーを利用することもできる。【0141】
透明電極層３２，３６を作製する時の基板温度は、適宜設定される。例えば、シリコン系薄膜３１，３５として非晶質シリコン系薄膜が用いられる場合、２００℃以下が好ましい。基板温度を２００℃以下とすることにより、非晶質シリコン層からの水素の脱離や、それに伴うシリコン原子へのダングリングボンド（dangling bond）の発生を抑制でき、結果として変換効率を向上させることができる。
なお、透明電極層３２，３６の製膜範囲は特に限定されない。全面に製膜してもよいし、短絡防止の観点から周端部を避けて製膜してもよい。
以上が光電変換部形成工程である。
【0142】
光電変換部形成工程の透明電極層形成工程の後、図６（ａ）に示されるように、光電変換部１０の光入射側透明電極層３２上に電極層１１を形成する（電極層形成工程）。具体的には、光入射側透明電極層３２上に第一電極１６を直接形成し、さらに第一電極１６の上から第二電極１７を形成する。
【0143】
第一電極１６及び第二電極１７の形成方法としては、マスクを用いて蒸着法やスパッタ法等によりパターン状に製膜しても良い。また、第一電極１６及び第二電極１７の形成方法としては、粒状の材料として第一電極１６及び／又は第二電極１７を含有するペースト状のものを印刷法により、パターンを形成することも可能である。この場合、例えば、第一電極１６を形成した後に、第一電極１６上に第二電極１７を形成しても良いし、第一電極１６と第二電極１７を同時に形成してもよい。
本実施形態では、第一電極１６を形成した後に、第一電極１６上に第二電極１７を形成している。なお、同時に形成する場合については、後述する第四実施形態で詳細に説明する。
【0144】
本実施形態の場合、所望の形状にパターニングされた第一電極１６上に当該第一電極１６と略同一形状にパターニングされた第二電極１７が積層して電極層１１が形成される。ここでいう「略同一形状にパターニング」とは、一方に他方を平面上に重ねたときに全体の９５パーセント以上が重なるようにパターニングすることをいう。
【0145】
続いて、電極層形成工程後に、電極層１１が形成された光電変換部１０（以下、光電変換部１０及びその上の積層体をまとめて積層基板ともいう）のさらにその上に絶縁層１２を形成する（絶縁層形成工程）。すなわち、図６（ｂ）に示されるように、光電変換部１０及び電極層１１を覆うように絶縁層１２を形成する。
このとき、絶縁層１２は、少なくとも電極層１１を覆っており、さらに、光電変換部１０の第一主面側の面の略全面を覆っている。
【0146】
そして、この絶縁層形成工程後に、絶縁層１２が形成された積層基板に対して本発明の特徴たるレーザー工程（開口部形成工程）を行う。具体的には、図６（ｃ）に示されるように、絶縁層１２が形成された積層基板に対して光入射側からレーザー光を照射する。
【0147】
このとき、レーザー光は、電極層形成領域２０と電極層非形成領域２１に跨がって照射し、電極層１１をなぞるように照射する。このとき、図６（ｃ）に示されるように、主にパターニングされた電極層１１の第二電極１７上に沿ってレーザー光を照射しつつ、レーザー光が電極層形成領域２０の電極層１１及び電極層非形成領域２１の光電変換部１０に跨がるように照射する。そして、図７から読み取れるように、第一電極１６上において、一方の端部（レーザー光の照射方向に対して直交方向の端部）側に第二電極１７を残し、他方の端部側の第二電極１７を実質的に除去する。
本実施形態では、レーザー光は、後述する選定方法によって、光電変換部１０に実質的に影響を与えない出力のものを選定して使用している。
【0148】
そして、図６（ｄ）に示されるように、上記したレーザー光の照射によって、絶縁層１２が形成された積層基板から絶縁層１２及び第二電極１７の一部又は全部を除去する。すなわち、レーザー光の照射により、絶縁層１２の外側から絶縁層１２及び第二電極１７の一部又は全部を除去して、連通穴２５（開口部１８及び穴部１９）を形成する。【0149】
ここで、電極層１１を除去するためのレーザー光は、透明な絶縁層１２を使用した場合、一般的に絶縁体である絶縁層１２には反応せず、導電体である電極層１１の第二電極１７に反応する。そのため、レーザー光が照射されることにより、第二電極１７が除去されると同時に当該除去される第二電極１７上に直接積層した絶縁層１２も除去される。言い換えると、第二電極１７の溶融又は昇華に追随して絶縁層１２の対応部位も剥離される。そのため、レーザー工程において、第二電極１７の穴部１９に対応した位置に絶縁層１２に開口部１８を形成することができる。
【0150】
このように、本実施形態では、レーザー光を照射することで第二電極１７の一部又は全部を溶融又は昇華させ、パターン化された電極層１１が形成された領域である電極層形成領域２０の絶縁層１２に開口部１８を形成する。【0151】
レーザー工程にて連通穴２５が形成された積層基板をめっき浴に浸漬し、めっき法によって電極層１１上に金属層１５を形成する（めっき工程；金属層形成工程）。このとき、めっき液が絶縁層１２の開口部１８を通過して、連通穴２５の底部や側面を形成する第一電極１６及び／又は第二電極１７と接触する。そして、主に連通穴２５の底部を中心として金属層１５がめっき法により形成される。すなわち、第一電極１６及び／又は第二電極１７を種層として金属層１５を形成される。
【0152】
ここで、めっき工程において、酸性銅めっきを例として、電解めっき法による金属層１５の形成方法について説明する。レーザー工程後の積層基板と、めっき電極の陽極とが、めっき槽中のめっき液に浸される。すなわち、光電変換部１０上に、電極層１１（第一電極１６及び第二電極１７）、及び開口部１８を有する絶縁層１２が形成された積層基板がめっき液に浸される。
そして、めっき電極の陽極と積層基板との間に電圧を印加することにより、絶縁層１２で覆われていない第一電極１６及び第二電極１７の上に選択的に金属層１５たる銅が析出する。すなわち、積層基板に対して、レーザー処理により絶縁層１２に生じた開口部１８を起点として、選択的に銅を析出させることができる。
このとき、酸性銅めっきに用いられるめっき液は、勿論、銅イオンを含み、例えば、硫酸銅、硫酸、水を主成分とする公知の組成のものが使用可能である。
【0153】
めっき工程の後には、めっき液除去工程を行い、積層基板の表面に残留しためっき液を除去することが好ましい。めっき液除去工程を設けることによって、レーザー処理で形成された絶縁層１２の開口部１８以外を起点として析出し得る金属を除去することができる。開口部１８以外を起点として析出する金属としては、例えば、絶縁層１２のピンホール等を起点とするものが挙げられる。めっき液除去工程によってこのような金属が除去されることによって、遮光損が低減され、太陽電池特性をより向上させることが可能となる。
【0154】
めっき液の除去は、例えば、めっき槽から取り出された積層基板の表面に残留しためっき液をエアーブロー式のエアー洗浄により除去した後、水洗を行い、さらに、エアーブローにより洗浄液を吹き飛ばす方法により行うことができる。水洗の前にエアー洗浄を行い積層基板の表面に残留するめっき液量を低減することによって、水洗の際に持ち込まれるめっき液の量を減少させることができる。
そのため、水洗に要する洗浄液の量を減少できるとともに、水洗に伴って発生する廃液処理の手間も低減できる。それ故に、洗浄による環境負荷や費用が低減されるとともに、太陽電池の生産性を向上させることができる。
【0155】
めっき工程又は別途工程により、積層基板の裏面側透明電極層３６上に裏面金属電極３７を形成する（裏面金属形成工程）。このとき、裏面金属電極３７の形状は、所定の形状にパターニングして形成してもよいし、裏面側透明電極層３６の略全面に形成してもよい。
【0156】
めっき工程の以後又は別途工程にて、必要に応じて折り割等の後処理を行い、結晶シリコン太陽電池２が製造される。【0157】
ここで、太陽電池２は、実用に供するに際して、モジュール化されることが好ましい。この太陽電池２のモジュール化は、適宜の方法により行われる。例えば、集電極４５にタブ等のインターコネクタ（配線部材３）を介してバスバー部４６が接続されることによって、複数の結晶シリコン太陽電池２が直列又は並列に接続され、封止材７及びガラス板等の保護材５，６により封止されることでモジュール化が行われる。
【0158】
そこで、本実施形態では、上記した工程により製造された結晶シリコン太陽電池２を複数用意し、配線部材３により各結晶シリコン太陽電池２を直列又は並列接続する。そして、保護材５，６によって、接続した各結晶シリコン太陽電池２を挟み、保護材５，６間に封止材７を充填させて封止する。このようにして、モジュール化を行い、太陽電池モジュール１が製造される。
【0159】
続いて、第一電極１６及び第二電極１７の選定方法について説明する。本発明者は、第一電極１６及び第二電極１７に用いる材料を選定するために、以下の様な手順で、金属材料のレーザー光に対する耐性について実験を行った。
すなわち、まず、凹凸付きのシリコンウェハ上に透明電極層を１００ｎｍ程度製膜した。次に、透明電極層の上に表１のリスト中に記載されている金属材料を電極層として製膜したサンプルを準備した。その後、そのサンプル上に、赤外線レーザー（ＩＲ；Infrared Laser）（波長１０６４ｎｍ）、及びＩＲレーザーの第二高調波（ＳＨＧ；Second Harmonic Generation）（波長５３２ｎｍ）の二種類のレーザー光をそれぞれ所定の位置に照射した。
そして、目視で金属材料もしくは透明電極層材料が除去されたか否かの確認を行った。上記したレーザー光の照射は、赤外線レーザー、及びＩＲレーザーの第二高調波に関しては、芝浦メカトロニクス株式会社製の２波長レーザー加工機(LAY-746BA-9BK)を使用して実施した。
【0160】
上記した実験の結果を表１，表２に示す。表１，表２では、材料の除去が確認できた場合を「○」と表記し、除去ができなかった場合を「×」で表している。
表２の「セルダメージ」の項目については、別途、太陽電池セルを組み立てて、太陽電池セルにレーザー光を照射し、その部分のライフタイムが２０パーセント以上低下した部分を「×」、そうでない場合を「○」としている。ライフタイムは、ＳＥＭＩＬＡＢ社のＷＴ−２０００を使用して測定した。
【0161】
【表1】
【0162】
【表2】
【0163】
まず、特定の波長及びパワー密度のレーザー光における第一電極１６及び第二電極１７の選定について説明する。第一電極１６としての使用条件としては、レーザー光に対して除去されない程度の耐性を有することであり、第二電極１７としての使用条件としては、レーザー光に対して除去される耐性を有することである。
この観点から、表１により、ある出力のレーザー光に対して、「×」の付いている金属材料を第一電極１６として採用し、「○」の付いている金属材料を第二電極１７として採用することができる。すなわち、表１の列方向に並んだ「○」と「×」を比較して、第一電極１６と第二電極１７を選定する。
例えば、波長が１０６４ｎｍでパワー密度が５６３μＷ／μｍ2のＩＲレーザーの場合、表１により、第一電極１６として使用できるのは、銀（Ａｇ）や、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）である。一方、第二電極１７として使用できるのは、錫（Ｓｎ）や、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）である。
また例えば、波長が５３２ｎｍでパワー密度が２９７μＷ／μｍ2のＳＨＧレーザーの場合、表１により、第一電極１６として使用できるのは、銀（Ａｇ）や、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）であり、第二電極１７として使用できるのは、錫（Ｓｎ）である。
【0164】
次に、使用するレーザー光の波長及びパワー密度の選定について説明する。レーザー光としての使用条件は、透明電極層３２が除去されない程度のレーザー条件であることである。
この観点から、表２により、特定の波長のレーザー光において、透明電極層の部分に「○」の付いているパワー密度が採用可能となる。
例えば、波長が１０６４ｎｍのＩＲレーザーの場合、表２からは、パワー密度が１１３μＷ／μｍ2以上６７６μＷ／μｍ2未満の範囲の赤外線レーザー（ＩＲレーザー）が使用可能となる。
また、レーザー光としての使用条件として、セルダメージが少ない方が好ましい。すなわち、レーザー光が光電変換部１０に実質的に影響を与えない出力であることが好ましい。
この観点から、表２により、特定の波長のレーザー光において、透明電極層の部分に「○」の付いており、かつ、セルダメージの部分に「○」の付いているものが好ましい。
【0165】
以上の結果に基づいて、レーザー光の種類や照射条件が装置により多少の変動はあることを踏まえると、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザーを用いる場合のパワー密度は、１００μＷ/μｍ2以上であることが好ましく、３５０μＷ/μｍ2以上であることがより好ましく、４００μＷ/μｍ2以上であることがさらに好ましく、４５０μＷ/μｍ2以上であることが特に好ましい。また波長１０６４ｎｍの赤外線レーザーを用いる場合のパワー密度は、６７０μＷ/μｍ2以下であることが好ましく、６５０μＷ/μｍ2以下であることがより好ましく、６００μＷ/μｍ2以下であることがさらに好ましく、５７０μＷ/μｍ2以下であることが特に好ましい。
波長５３２ｎｍのＳＨＧレーザーを用いる場合、パワー密度は、３０μＷ/μｍ2以上であることが好ましく、４０μＷ/μｍ2以上であることがより好ましく、２５０μＷ/μｍ2以上であることがさらに好ましい。
また波長５３２ｎｍのＳＨＧレーザーを用いる場合、パワー密度は、３８０Ｗ/μｍ2以下であることが好ましく、３４０μＷ/μｍ2以下であることがより好ましく、３００μＷ/μｍ2以下であることがさらに好ましい。
【0166】
レーザー光は、基本波、第ｎ高調波（ｎは整数）を問わず、波長が４００ｎｍ以上であることが好ましく、４５０ｎｍ以上であることがより好ましく、５００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、レーザー光は、基本波、第ｎ高調波（ｎは整数）を問わず、波長が１５００ｎｍ以下であることが好ましく、１３００ｎｍ以下であることがより好ましく、１１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【0167】
なお、レーザー光の種類や照射条件は、装置により多少の変動はあり、必ずしも上記の範囲に限定されるものではない。【0168】
また、第一電極１６を除去せずに、第二電極１７のみを除去でき、さらに、電極層非形成領域２１の光電変換部１０へのダメージを最小限に抑えることができれば、用いるレーザー光の種類、照射条件等は特に限定されない。例えば、レーザー光には、上記した赤外線レーザー（ＩＲ），第二高調波（ＳＨＧ），第三高調波（ＴＨＧ）などを用いることができるが、ＳＨＧレーザーやＩＲレーザーを使用することが特に好ましい。
【0169】
本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法によれば、めっき法によって容易に金属層１５を形成できるので、従来に比べて低コスト化が可能である。【0170】
また、本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法では、レーザー光を照射することによって絶縁層１２に開口部１８を形成する。そのため、レジスト等を用いなくても、開口部１８を形成できる。【0171】
また、本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法によれば、レーザー光と第二電極１７と重なる幅を制御することで、開口部１８の開口幅を容易に制御可能である。そのため、所望の幅の金属層１５を形成することができ、容易に集電極４５の細線化を行うことができる。【0172】
さらに、本実施形態の太陽電池モジュール１は、レーザー光として光電変換部１０に実質的に影響を与えない出力により照射しているので、レーザー光による光電変換部１０の損傷が少なく、高光電変換率を誇る太陽電池モジュールとなる。【0173】
また、本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法では、電極層１１として、第一電極１６上に第二電極１７が積層されたものを用いている。そして、電極層形成領域２０においては、光電変換部１０の表面が第一電極１６により覆われており、さらに第二電極１７が一部残っている。そのため、本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法によれば、めっき工程において、めっき液が開口部１８から進入することによる光電変換部１０へのダメージをより抑制できる。【0174】
ところで、特許文献６に示されている技術では、レーザー光の強度が正確に設定されていないので、図１６（ａ）のように表面電極上のみにレーザー光を照射する必要があった。そのため、図１６（ｃ）のように、表面電極よりも広い領域にレーザー光が照射された場合や、誤って表面電極からレーザー光がはみ出した場合には、図１６（ｄ）のように、表面電極周辺部における光電変換部において、レーザー光によるダメージが生じる可能性がある。すなわち、レーザー光によって、光電変換部の一部が損傷するおそれがあった。【0175】
また、光電変換部１０へダメージの入るレーザー光の条件で照射する場合であれば、レーザー光は第二電極１７上のみに照射しなければならない。この場合、レーザー光のアライメント（alignment）の難しさや、パターン化された部分へのレーザー光の照射による工程時間増加などの問題が生じる可能性がある。例えば、電極層１１が第一電極１６のみであって、かつ電極層１１を覆うように、電極層１１の全面に絶縁層１２が形成される場合、第一電極１６上の絶縁層１２に開口部１８を形成しようとすると、レーザー光によって第一電極１６の一部又は全部を除去する必要がある。通常、このとき、光電変換部１０へもダメージが生じ得る条件にてレーザー光の照射を行うこととなる。そのため、電極層形成領域２０に正確に照準を合わせてレーザー光の照射を行う必要がある。
【0176】
さらに、第一電極１６を除去し過ぎると、特許文献５などのように、光電変換部１０の最表面層（例えば、透明電極層）がめっき液と接触する場合がある。このような場合、透明電極層がめっき液によりダメージを受け、最表面層とめっき層の接触抵抗が大きくなり、曲率因子の低下が生じるといった問題が生じる。【0177】
一方、本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法によれば、レーザー光の出力が実質的に光電変換部１０に影響を及ぼさないように選定されている。すなわち、レーザー光が電極層１１からはみ出すことを前提とした上で、光電変換部１０へのダメージが小さい条件でレーザー光を照射しているので、電極層１１からレーザー光のスポット径がはみ出していても、光電変換部１０に損傷を与えることを防止できる。そのため、レーザー光の照射位置は、必ずしも第二電極１７上のみに限る必要はなく、レーザー光のスポット径の大きなものでも、積層基板上をパターンに関係なく照射することができる。すなわち、太陽電池モジュール１の製造方法によれば、精密にレーザー光の照射範囲を制御しなくても、絶縁層１２に開口部１８を形成することができ、生産性に優れる。【0178】
ところで、ヘテロ接合太陽電池のように結晶シリコン基板を用いた太陽電池は、発電する電流量が大きい。そのため、一般に、透明電極層／集電極間の接触抵抗に起因するエネルギー損失が顕著となる傾向がある。これに対して、本実施形態の太陽電池モジュール１では、第一電極１６、第二電極１７、及び金属層１５を有する集電極４５は、透明電極層３２との接触抵抗が低いので、接触抵抗に起因する発電ロスを低減することが可能となる。
【0179】
続いて、第二実施形態の太陽電池モジュールを説明する。なお、第一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。第二実施形態の太陽電池モジュールは、第一実施形態の太陽電池モジュール１と太陽電池６０の形状が異なる。
すなわち、第二実施形態の太陽電池６０は、第一実施形態の太陽電池２と、連通穴２５の形成位置が異なる。
第二実施形態の太陽電池６０は、図８に示されるように、連通穴２５が電極層形成領域２０の幅方向（集電極４５の延伸方向に対して直交方向）の中央に位置している。
【0180】
続いて、第二実施形態の太陽電池６０の製造方法について説明する。なお、第一実施形態と同様の工程については、説明を省略する。【0181】
図９（ａ）に示される電極層形成工程及び図９（ｂ）に示される絶縁層形成工程を行い、絶縁層１２が形成された積層基板に対して、本実施形態の特徴たるレーザー工程（開口部形成工程）を行う。すなわち、図９（ｃ）のように、光入射面側から積層基板に対してレーザー光を照射し、図９（ｄ）のように、絶縁層１２及び第二電極１７の一部又は全部を除去して連通穴２５を形成する。
【0182】
このとき、レーザー光は、図９（ｃ）に示されるように、そのスポット径が電極層形成領域２０の幅（集電極４５の延伸方向に対して直交する方向の長さ）よりも大きいものを使用する。また、レーザー光は、図９（ｃ）に示されるように、光電変換部１０の第一主面に対して直交する断面であって電極層１１の延び方向に対して直交する断面をみたときに、電極層形成領域２０の電極層１１の幅方向（集電極４５の延伸方向に対して直交方向）の中央を通過するように照射される。
より詳細には、レーザー光をフィンガー部４７に沿って照射する場合には、フィンガー部４７の延び方向に対して直交する断面において、電極層形成領域２０の中央を通過するようにレーザー光を照射する。また、レーザー光をバスバー部４６に沿って照射する場合には、フィンガー部４７の延び方向に対して直交する断面において、電極層形成領域２０の中央を通過するようにレーザー光を照射する。
なお、本実施形態では、レーザー光のスポット（照射部位）内のパワー不均一性を利用して、絶縁層１２及び第二電極１７の一部を除去して連通穴２５を形成する。具体的には、レーザー光の照射部位の中心部のみで第二電極１７が除去されるようにレーザー光の出力、大きさ、範囲を制御している。
【0183】
その後、レーザー工程において連通穴２５が形成された積層基板をめっき浴に浸漬し、図９（ｅ）のように電極層１１上に金属層１５を形成する（めっき工程）。めっき工程以降、第一実施形態と同様にして、太陽電池６０が製造される。
上記した第一，二実施形態では、レーザー工程において第二電極１７の一部を除去した。すなわち、レーザー工程において第二電極１７の一部が残部として残るように除去したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第二電極１７の全てを取り除いてもよい。
【0184】
この場合について第三実施形態の太陽電池モジュール７０として説明する。なお、第一，二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。【0185】
第三実施形態の太陽電池モジュール７０は、図１０に示されるように、電極層１１が第一電極１６のみで形成されており、実質的に第二電極１７が存在していない。すなわち、第一電極１６上に金属層１５が直接積層されている。【0186】
続いて、第三実施形態の太陽電池モジュール７０の製造方法について説明する。なお、第一，二実施形態と同様の工程については、説明を省略する。【0187】
図１１（ａ）に示される電極層形成工程及び図１１（ｂ）に示される絶縁層形成工程を実施し、絶縁層１２が形成された積層基板に対して、本実施形態の特徴たるレーザー工程を行う。すなわち、図１１（ｃ）のように、絶縁層１２が形成された積層基板に対して光入射側からレーザー光を照射することで、図１１（ｄ）のように、絶縁層１２の一部又は全部を除去し開口部１８を形成する。
【0188】
このとき、図１１（ｃ）のように、レーザー光が第二電極１７の全てを含むようにレーザー光を積層基板に対して照射して、図１１（ｄ）のように第二電極１７を実質的に全て取り除く。したがって、電極層形成領域２０の絶縁層１２の全面に開口部１８が形成される。【0189】
そして、レーザー工程後にめっき浴に開口部１８が形成された積層基板を浸漬し、図１１（ｅ）のように、第一電極１６上に金属層１５を形成する（めっき工程）。このとき、開口部１８の底部に露出する第一電極１６を種層として、金属層１５を形成される。
【0190】
第三実施形態の太陽電池モジュール７０の製造方法によれば、レーザー工程において、第二電極１７を実質的に全て取り除くので、第二電極１７による抵抗損失が生じない。そのため、第二電極１７が導電率の低いものや絶縁体であっても使用可能である。【0191】
続いて、第四実施形態の太陽電池モジュール１００について説明する。なお、第一，二，三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。第四実施形態の電極層１０１は、図１２に示されるように、ペースト材料１０３（含有物）を固化することによって形成されている。
ペースト材料１０３は、図１２のように、第一電極１６と、第二電極１７（被除去体）を含むものである。具体的には、ペースト材料１０３は、粒子状の第一電極１６と、粒子状の第二電極１７（被除去体）を混合し、ペースト剤１０２によって一体化されたものである。
【0192】
電極層１０１は、図１４に示されるように形状の異なる複数の穴部１０６を備えている。穴部１０６は、第一実施形態の穴部１９と同様、電極層１０１の外側から内側に向けて延びた有底穴である。
絶縁層１２は、電極層１０１の穴部１０６に対応して形状の異なる複数の開口部１０５を備えている。
開口部１０５は、第一実施形態の開口部１８と同様、絶縁層１２の厚み方向に貫通した貫通孔である。
そして、電極層１０１のそれぞれの穴部１０６と絶縁層１２のそれぞれの開口部１０５は、互いに連通しており、それぞれ一つの連通穴１０７を形成している。
【0193】
ペースト剤１０２は、公知の結着剤であり、第一電極１６（第一電極材料）及び第二電極１７（第二電極材料）を混合することで第一電極１６及び第二電極１７をペースト状に保持することが可能となっている。【0194】
ペースト材料１０３内の第一電極１６（第一電極材料）と第二電極１７（第二電極材料）の最適な混合比は、照射するレーザー光の条件や電極層１０１に存在する「第二電極１７の位置」に依存する。そのため、一概には言えないが、第二電極１７（第二電極材料）の体積比は、両方の合計（第一電極１６及び第二電極１７）の体積比の３０％以上９０％以下であることが好ましく、４０％以上８０％以下であることがより好ましく、５０％以上７０％以下であることが特に好ましい。
【0195】
なお、「第二電極１７の位置」とは、電極層１０１において第二電極１７が電極層１０１の表面（第一主面側の面）近傍に形成されている場合や、印刷法を用いて積層させる場合のように、微粒子状の第二電極１７（第二電極材料）が、ペースト材料１０３中に混在する場合などを意味する。【0196】
第二電極１７（第二電極材料）の体積比を３０％以上とすることで、めっきが効率よく起こりうる程度に、絶縁層１２に開口部１０５を形成することができる。また、第二電極１７（第二電極材料）の体積比を９０％以下とすることで、例えば、レーザー光の出力が大きい場合でも、種層となる第一電極１６（第一電極材料）の量を十分に確保できる。そのため、電極層１０１と透明電極層３２の間の接触抵抗の抑制や電極層１０１自身の低抵抗化が可能となる。
【0197】
また、第一電極１６と第二電極１７がペースト材料１０３中に混在する場合は、第一電極１６と第二電極１７がペースト材料１０３中に略均等に混ざり合っていたり、表面付近に第一電極１６が偏って存在して第二電極１７が表面付近に存在しなかったりする場合がある。前者の場合は、例えば、第二電極１７がペースト剤１０２で覆われていたとしても、通常のペースト剤１０２は、ある程度の光を透過することが多い。そのため、前者の場合は、第二電極１７に十分にレーザー光が照射されると考えられ、第二電極１７を除去することによる開口部１０５の形成を行うことができる。
一方で、後者の場合は、第一電極１６の陰となる位置に第二電極１７が存在する。そのため、後者の場合は、レーザー光が第二電極１７に到達しにくくなると考えられ、レーザー光の出力を高くすることにより、第二電極１７を除去しうると考えられる。
【0198】
粒子状の第一電極１６及び／又は第二電極１７を印刷法により使用する場合は、櫛電極の細線化を考えると、ある程度の粒径以下の粒子を用いることが好ましい。第一電極１６に用いる粒子の粒径は、十分な導電経路を確保する観点から、５０ｎｍ以上であることが好ましく、５００ｎｍ以上であることがさらに好ましく、１μｍ以上であることが特に好ましい。
第一電極１６に用いる粒子の粒径は、細線化の観点から、１０μｍ以下であることが好ましく、７μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
第二電極１７の粒子の粒径は、十分な大きさの開口部１０５を形成する観点から、５０ｎｍ以上であることが好ましく、５００ｎｍ以上であることがさらに好ましく、１μｍ以上であることが特に好ましい。
また、第二電極１７の粒子の粒径は、細線化の観点から、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがさらに好ましく、３μｍ以下であることが特に好ましい。
電極層１０１の形成方法は、ペースト材料１０３を使用すれば、特に限定されないが、生産性の観点からは、印刷法により形成する方法が好ましい。
【0199】
続いて、第四実施形態の太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。なお、第一〜三実施形態と同様の工程については、簡潔に説明する。【0200】
まず、光電変換部１０を形成する光電変換部形成工程を行い、光電変換部形成工程の透明電極層形成工程の後、図１３（ａ）に示されるように、光入射側透明電極層３２上に電極層１０１を形成する（電極層形成工程）。【0201】
このとき、光入射側透明電極層３２上に第一電極１６と第二電極１７を含有するペースト材料１０３を印刷法により塗布し、第一電極１６と第二電極１７を同時に形成する。【0202】
電極層形成工程後に、絶縁層形成工程を行い、図１３（ｂ）に示されるように、電極層１０１が形成された積層基板上に絶縁層１２を形成する。【0203】
絶縁層形成工程後に、絶縁層１２が形成された積層基板に対して、本実施形態の特徴たるレーザー工程を行う。すなわち、図１３（ｃ）のように、絶縁層１２が形成された積層基板に対して、光入射側からレーザー光を照射する。
こうすることで、図１３（ｄ）のように、絶縁層１２及び第二電極１７の一部又は全部を除去して複数の開口部１０５及び複数の穴部１０６を形成する。すなわち、絶縁層１２が被覆した積層基板上に複数の連通穴１０７を形成する。
このとき、図１３（ｃ）のように、主にパターニングされた電極層１０１の第二電極１７上に沿ってレーザー光を照射しつつ、レーザー光を電極層形成領域２０の電極層１０１の全てを覆うように電極層非形成領域２１の光電変換部１０に跨がって照射する。すなわち、レーザー光を、第二電極１７の全てを含むように照射して、図１３（ｄ）のように第二電極１７を取り除く。
このとき、主にペースト剤１０２中の表面側（第一主面側）に位置する第二電極１７の部分のみがレーザー光によって除去されて、主にペースト中の第二電極１７の部分を中心にして、絶縁層１２に複数の開口部１０５が形成される。
すなわち、電極層１０１には、形状が異なる複数の穴部１０６が形成されており、それぞれの穴部１０６は、対応する開口部１０５と連通して連通穴１０７が形成されている。
【0204】
そして、レーザー工程後にめっき浴に開口部１０５が形成された積層基板を浸漬し、図１３（ｅ）のように、第一電極１６上に金属層１５を形成する（めっき工程）。このとき、第一電極１６を種層として、金属層１５が形成され、各連通穴１０７内に金属層１５が充填される。
【0205】
ところで、本実施形態のようにペーストに第一電極１６と第二電極１７を混ぜて同時に形成する場合においては、通常ペースト内には第一電極１６と第二電極１７が均等に分散している。このような場合、高出力のレーザー光により全ての第二電極１７を除去した場合、ペースト直下にある光電変換部１０の最表面層（例えば透明電極層３２）が露出する可能性がある。
また、例えば、特許文献５などのように、導電性シードとして凹凸の粗いものを用いた場合、めっき液が導電性シード内に浸透し、導電性基板（光電変換部）がダメージを受け、太陽電池特性が低下する可能性がある。同様に、上述の様に光電変換部の最表面層が露出した場合、めっき液により最表面がダメージを受け、太陽電池特性の低下をもたらす可能性がある。
【0206】
これに対し、本実施形態では、レーザー光を照射した後においても、電極層形成領域２０における光電変換部１０の表面が、電極層１０１に覆われている。すなわち、連通穴１０７が有底穴であるので、めっき液が連通穴１０７に進入して光電変換部１０の表面がめっき液に晒されず、めっき液からの光電変換部１０のダメージをより抑制できる。なお、レーザー光を照射した後において、電極層１０１として第一電極１６と第二電極１７を有するペースト等を用いる場合、第二電極１７が一部残っていることが好ましい。
【0207】
上記した第四実施形態の太陽電池モジュール１００では、均等に第一電極１６と第二電極１７を混合した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電極層形成工程において、第一電極１６及び／又は第二電極１７が局所的に凝集するようにペースト材料１０３を塗布してもよい。第二電極１７を電極層形成領域２０におけるペースト材料１０３の中央に凝集させることが好ましい。
こうすることによって、レーザー工程において、絶縁層１２に対して電極層形成領域２０の中央に開口部１０５を形成することができる。
そのため、めっき工程において、金属層１５の形成を概ね電極層形成領域２０に留めることができる。
なお、第一電極１６や第二電極１７を凝集させる方法は、特に限定されない。ペースト剤１０２の粘度を利用して凝集させてもよいし、第一電極１６や第二電極１７の粒径や比重を利用して凝集させてもよい。また、乾燥温度を制御して凝集させてもよい。
【0208】
上記した実施形態では、レーザー工程において、第二電極１７をレーザー光によって厚み方向に全て除去していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁層１２に開口部１８を形成できればよい。すなわち、必ずしも第二電極１７をレーザー光によって全て除去する必要はなく、レーザー工程において、図１５のように、第二電極１７の一部のみを除去してもよい。すなわち、第二電極１７が最終的に残っていても良い。この場合、開口部１８の底部は、第二電極１７となる。
上記した実施形態の場合、照射レーザーのパワーは、光電変換部１０にダメージを与えない程度が好ましいので、ある程度低パワーのレーザーが使用される。このため、第二電極１７の一部のみを除去することや、溶解して絶縁層１２に開口部１８を形成することは十分起こり得る。
【0209】
上記した実施形態では、太陽電池モジュール１の製造にあたって、所定の波長及びパワー密度のレーザー光を選定して使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、レーザー工程において、レーザー光が電極層１１からはみ出さないように制御する場合には、上記の選定により導き出されたレーザー光以外の波長及びパワー密度でも使用できる。具体的には、波長１０６４ｎｍのＩＲレーザーを用いる場合、パワー密度が１００μＷ/μｍ2以上１５００μＷ/μｍ2以下であることが好ましく、特に４００μＷ/μｍ2以上６００μＷ/μｍ2以下であることが好ましい。
また、波長５３２ｎｍのＳＨＧレーザーを用いる場合、パワー密度が、１００μＷ/μｍ2以上１５００μＷ/μｍ2以下であることが好ましく、さらに２００μＷ/μｍ2以上５００μＷ/μｍ2以下であることが好ましく、特に２００μＷ/μｍ2以上３００μＷ/μｍ2以下であることが好ましい。
【0210】
上記した実施形態では、めっき工程以降の工程において、電極層非形成領域２１に属する絶縁層１２を除去しなかったが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁層１２を除去してもよい。すなわち、金属層１５を形成した後（めっき工程後）に絶縁層除去工程が行われてもよい。特に、絶縁層１２として光吸収の大きい材料が用いられる場合は、絶縁層除去工程が行われることが好ましい。絶縁層除去工程を行うことによって、絶縁層１２の光吸収による太陽電池特性の低下を抑制することができる。
絶縁層１２の除去方法は、絶縁層１２の材料の特性に応じて適宜選択される。例えば、化学的なエッチングや機械的研磨により絶縁層１２が除去され得る。
また、材料によってはアッシング法も適用可能である。この際、光取り込み効果をより向上させる観点から、電極層非形成領域２１上の絶縁層１２が全て除去されることがより好ましい。
なお、上記した実施形態のように、絶縁層１２として光吸収の小さい材料が用いられる場合は、絶縁層除去工程が行われる必要はない。
【0211】
上記した実施形態では、ヘテロ接合太陽電池である結晶シリコン太陽電池２の光入射側（第一主面側）に金属層１５が設けられる場合を中心に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、結晶シリコン太陽電池２の裏面側（第二主面側）にも同様の集電極４５が形成されてもよい。【0212】
上記した実施形態では、ヘテロ接合太陽電池を使用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の太陽電池の場合でも応用可能である。例えば、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。
【0213】
シリコン系薄膜太陽電池としては、例えば、ｐ型薄膜とｎ型薄膜との間に非晶質の真性（ｉ型）シリコン薄膜を有する非晶質シリコン系薄膜太陽電池や、ｐ型薄膜とｎ型薄膜との間に結晶質の真性シリコン薄膜を有する結晶質シリコン系半導体太陽電池が挙げられる。また、複数のｐｉｎ接合が積層されたタンデム型の薄膜太陽電池も好適である。【0214】
上記した実施形態では、裏面側透明電極層３６の外側に裏面金属電極３７を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、裏面側透明電極層３６も電極として機能するので、必ずしも裏面金属電極３７を設ける必要はない。【0215】
上記した実施形態では、複数の太陽電池を備えた太陽電池モジュールについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１枚の太陽電池を備えた太陽電池モジュールであってもよい。【0216】
上記した実施形態では、配線部材３の一方の端部は一の太陽電池２に接続され、他方の体部は他の太陽電池２に接続されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他方の端部は外部回路に接続されていてもよい。【実施例】
【0217】
以下、ヘテロ接合太陽電池に関する実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例においては、表１及び表２で検討した条件・材料から第一電極１６及び第二電極１７として使用する材料を選出して電極層を作製した。【0218】
（実施例１）実施例１のヘテロ接合太陽電池を、以下のようにして製造した。
【0219】
一導電型単結晶シリコン基板３０として、入射面の面方位が（１００）で、厚みが２００μｍのｎ型単結晶シリコンウェハを用いた。このシリコンウェハを２重量％のＨＦ水溶液に３分間浸漬し、表面の酸化シリコン膜を除去した後、超純水によるリンスを２回行った。このシリコン基板を、７０℃に保持された５／１５重量％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）／イソプロピルアルコール水溶液に１５分間浸漬し、ウェハの表面をエッチングすることでテクスチャを形成した。その後に超純水によるリンスを２回行った。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ パシフィックナノテクノロジー社製）により、ウェハの表面観察を行ったところ、ウェハの表面はエッチングが最も進行しており、（１１１）面が露出したピラミッド型のテクスチャが形成されていた。
【0220】
エッチング後のウェハをＣＶＤ装置へ導入し、その光入射側に、真性シリコン系薄膜４０としてｉ型非晶質シリコンを５ｎｍの膜厚となるように製膜した。ｉ型非晶質シリコンの製膜条件は、基板温度：１５０℃、圧力：１２０Ｐａ、ＳｉＨ4／Ｈ2流量比：３／１０、投入パワー密度：０．０１１Ｗ／ｃｍ2であった。
なお、本実施例における薄膜の膜厚は、ガラス基板上に同条件にて製膜された薄膜の膜厚を、分光エリプソメトリー（商品名Ｍ２０００、ジェー・エー・ウーラム社製）にて測定することにより求められた製膜速度から算出された値である。
【0221】
ｉ型非晶質シリコン層４０上に、逆導電型シリコン系薄膜４１としてｐ型非晶質シリコンを７ｎｍの膜厚となるように製膜した。ｐ型非晶質シリコン層３ａの製膜条件は、基板温度が１５０℃、圧力６０Ｐａ、ＳｉＨ4／Ｂ2Ｈ6流量比が１／３、投入パワー密度が０．０１Ｗ／ｃｍ2であった。
なお、上記でいうＢ2Ｈ6ガス流量は、Ｈ2によりＢ2Ｈ6濃度が５０００ｐｐｍまで希釈された希釈ガスの流量である。
【0222】
次にウェハの裏面側に、真性シリコン系薄膜４２としてｉ型非晶質シリコン層を６ｎｍの膜厚となるように製膜した。ｉ型非晶質シリコン層４２の製膜条件は、上記のｉ型非晶質シリコン層４０の製膜条件と同様であった。
ｉ型非晶質シリコン層４２上に、一導電型シリコン系薄膜４３としてｎ型非晶質シリコン層を４ｎｍの膜厚となるように製膜した。
一導電型シリコン系薄膜４３（ｎ型非晶質シリコン層）の製膜条件は、基板温度：１５０℃、圧力：６０Ｐａ、ＳｉＨ4／ＰＨ3流量比：１／２、投入パワー密度：０．０１Ｗ／ｃｍ2であった。なお、上記でいうＰＨ3ガス流量は、Ｈ2によりＰＨ3濃度が５０００ｐｐｍまで希釈された希釈ガスの流量である。
【0223】
この上に透明電極層３２，３６として、各々酸化インジウム錫（ＩＴＯ、屈折率：１．９）を１００ｎｍの膜厚となるように製膜した。ターゲットとして酸化インジウムを用い、基板温度：室温、圧力：０．２Ｐａのアルゴン雰囲気中で、０．５Ｗ／ｃｍ2のパワー密度を印加して透明電極層３２，３６の製膜を行った。
裏面側透明電極層３６上には、裏面金属電極３７として、スパッタ法により銀が５００ｎｍの膜厚となるように製膜した。
【0224】
光入射側透明電極層３２上には、スパッタ法により、マスクを用いて、第一電極１６と第二電極１７をこの順に有する電極層を形成した。第一電極１６として銀（Ａｇ）を１００ｎｍ、第二電極１７としてクロム（Ｃｒ）を５０ｎｍ、櫛型のパターン形状になるように製膜した。
櫛型のパターンにおけるバスバー部の幅は１ｍｍであり、フィンガー部の幅は８０μｍであった。
【0225】
第一電極１６及び第二電極１７を形成した後、積層基板をＣＶＤ装置内に設置し、絶縁層１２として酸化シリコン層（屈折率：１．５）を、プラズマＣＶＤ法により８０ｎｍの厚みとなるように光入射面側に形成した。絶縁層１２の製膜条件は、基板温度：１３５℃、圧力１３３Ｐａ、ＳｉＨ4／ＣＯ2流量比：１／２０、投入パワー密度：０．０５Ｗ／ｃｍ2（周波数１３．５６ＭＨｚ）であった。
この際、前記絶縁層１２は、光電変換部１０の一主面側において、電極層形成領域２０と電極層非形成領域２１の略全面に形成されていた。
【0226】
その後、パワー密度２９０μＷ／μｍ2、波長５３２ｎｍであり、スポット径が１００μｍであるＳＨＧレーザーを、概ね櫛型パターンをなぞるようにして照射し、第二電極１７を除去することで、第二電極１７が形成されていた領域における酸化シリコン層に開口部を形成した。この際、第二電極１７の一部が第一電極１６上に残っており、第一電極１６の一部がむき出しとなっていた。その後、絶縁層１２を形成した後のウェハを熱風循環型オーブンに導入し、大気雰囲気において、１８０℃で２０分間、アニール処理を実施した。以上のようにしてアニール工程が行われた積層基板をめっき槽内に設置した。
【0227】
めっき液には、硫酸銅五水和物、硫酸、及び塩化ナトリウムが、それぞれ１２０ｇ／ｌ、１５０ｇ／ｌ、及び７０ｍｇ／ｌの濃度となるように調製された溶液に、添加剤（上村工業製：品番ＥＳＹ−２Ｂ、ＥＳＹ−Ｈ、ＥＳＹ−１Ａ）が添加されたものが用いられた。このめっき液を用いて、温度４０℃、電流３Ａ／ｄｍ2の条件でめっきを行い、第一電極１６、及び第二電極１７上に、１０μｍ程度の厚みで金属層１５として銅が均一に析出した。第一電極１６が形成されていない領域への銅の析出はほとんど見られなかった。その後、レーザー加工機によりセル外周部のシリコンウェハを０．５ｍｍの幅で除去し、本発明のヘテロ接合太陽電池を作製した。【0228】
（実施例２）第二電極として錫（Ｓｎ）を５０ｎｍの厚みで形成し、その後、パワー密度５６０μＷ／μｍ2、波長１０６４ｎｍであり、スポット径が１００μｍであるＩＲレーザーを、概ね櫛型パターンをなぞるようにして照射したことを除いて実施例１と同様に太陽電池を作製した。
【0229】
（実施例３）第二電極としてチタン（Ｔｉ）を５０ｎｍの厚みで形成し、その後、パワー密度５６０μＷ／μｍ2、波長１０６４ｎｍであり、スポット径が１００μｍであるＩＲレーザーを、概ね櫛型パターンをなぞるようにして照射したことを除いて実施例１と同様に太陽電池を作製した。
【0230】
（比較例１）比較例１として、電極層として銀（Ａｇ）ペースト（第一電極）のみを印刷法にて形成し、絶縁層を形成せず、さらにめっきによる金属層を形成しなかった点を除いて、実施例１と同様に、ヘテロ接合太陽電池を作製した。
【0231】
（比較例２）第二電極１７を形成しない点と、パワー密度６８０μＷ／μｍ2、波長５３２ｎｍであり、スポット径が１００μｍであるＳＨＧレーザーを、概ね櫛型パターンをなぞるようにして照射した点を除いて、実施例１と同様に太陽電池を作製した。
比較例２においては、第一電極１６を覆うように絶縁層１２が形成されており、絶縁層１２を除去するために、第一電極１６である銀（Ａｇ）を除去可能な条件にてレーザー光を照射した。
【0232】
上記各実施例及び比較例のヘテロ接合太陽電池の作製条件を表３に示す。さらに上記各実施例及び比較例のヘテロ接合太陽電池の太陽電池特性（開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、曲線因子（ＦＦ）及び変換効率（Ｅｆｆ）の測定結果を表３に示す。【0233】
【表3】
【0234】
比較例１に対し、実施例ではＪｓｃが増加した。これは、比較例１では絶縁層１２が形成されていないのに対し、実施例では絶縁層１２が形成されている分、反射防止効果が得られたためと考えられる。【0235】
また、実施例１〜３では、電極として、めっき法を用いたバルクの銅（Ｃｕ）からなる金属層１５が形成されている。そのため、集電極４５における直列抵抗が低い。一方で、比較例１は銀ペーストを用いている。そのため、バルクの銅（Ｃｕ）に比べて直列抵抗が高い。このため、曲率因子において実施例１の方が高い値が得られたと考えられる。【0236】
一方で、実施例と比較例２を比較すると、比較例２においては、Ｖｏｃと曲率因子が実施例に比べて大きく低下し、これに伴い変換効率が低くなった。これは、下記のように考えられる。比較例２においては、第二電極１７を有しておらず、第一電極１６上に絶縁層１２が形成されており、絶縁層１２に開口部を形成する必要がある。そのために絶縁層１２に高パワーのレーザー光を照射したので、実施例よりも光電変換部１０のＰＮ接合部等へのダメージが大きくなったことに起因する。比較例２においては、仮に、第一電極１６上にのみレーザー光を照射し、絶縁層１２の除去を行った場合は、ある程度良い太陽電池特性を得ることができると考えられる。しかしながら、太陽電池の光入射面の櫛電極パターン上のみにレーザー光を照射するのは難しいと考えられる。
【0237】
また比較例１と比較例２を比較すると、比較例２ではめっき法によるバルク銅（Ｃｕ）を用いたにも拘わらず、抵抗が高いペーストを用いた比較例１よりも特性が低くなった。これは、上述のように、第一電極１６上の絶縁層１２に開口部を形成する際、レーザー光の照射により、また光電変換部１０へのダメージによりＶｏｃと曲率因子が低くなったことに起因すると考えられる。【0238】
以上、実施例を用いて説明したように、本発明によれば、高出力の太陽電池を低コストで提供することが可能となる。【符号の説明】
【0239】
１，６０，７０，８０，１００ 太陽電池モジュール２，６０ 結晶シリコン太陽電池（太陽電池）
３ 配線部材
１０ 光電変換部
１１，１０１ 電極層
１２ 絶縁層
１５ 金属層
１６ 第一電極
１７ 第二電極（被除去体）
１８，１０５ 開口部
１９，１０６ 穴部
２５，１０７ 連通穴
３２ 光入射側透明電極層（透明電極層）