特許 6932659 太陽電池および太陽電池の製造方法

(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】6932659

(24)【登録日】2021年8月20日

(45)【発行日】2021年9月8日

(54)【発明の名称】太陽電池および太陽電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/05 20140101AFI20210826BHJP

   H01L 31/0224 20060101ALI20210826BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/04 570

   H01L31/04 262

【請求項の数】7

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2018-22908(P2018-22908)

(22)【出願日】2018年2月13日

(65)【公開番号】特開2018-157198(P2018-157198A)

(43)【公開日】2018年10月4日

【審査請求日】2020年2月11日

【審判番号】不服2020-14460(P2020-14460/J1)

【審判請求日】2020年10月15日

(31)【優先権主張番号】特願2017-49842(P2017-49842)

(32)【優先日】2017年3月15日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】514177030

【氏名又は名称】アートビーム有限会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089141

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 守弘

(72)【発明者】

【氏名】上迫 浩一

(72)【発明者】

【氏名】新井 傑也

(72)【発明者】

【氏名】菅原 ミエ子

(72)【発明者】

【氏名】小林 賢一

(72)【発明者】

【氏名】小宮 秀利

(72)【発明者】

【氏名】松井 正五

(72)【発明者】

【氏名】錦織 潤

【合議体】

【審判長】 山村 浩

【審判官】 野村 伸雄

【審判官】 吉野 三寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開平６−２０９１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−６３５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−４５８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−４２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L 31/02-31/078

H01L 31/18-31/20

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコン基板上に高電子濃度を生成した領域を形成すると共に該領域の上に光を透過する絶縁膜を形成し、該絶縁膜の上に前記領域から電子を取り出す取出口であるフィンガー電極を形成して該フィンガー電極を介して前記電子を外部に取り出すと共に、前記シリコン基板の裏面へ前記電子を流入させる太陽電池において、
前記シリコン基板の裏面に、一部に穴を形成したアルミ電極を形成し、該形成したアルミ電極の穴を形成した部分に露出した前記シリコン基板の部分に、あるいは前記穴を形成した部分であって前記シリコン基板に形成されて露出した絶縁層の部分に、ハンダで取出線を直接に超音波ハンダ付けすることにより固定し、前記取出線は、当該シリコン基板の裏面へ前記電子を流入させるものであることを特徴とする太陽電池。

【請求項2】

前記アルミ電極の穴を形成した部分は、前記取出線に対応する部分としたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

前記超音波ハンダ付けは、ハンダ付けされる部分の温度をハンダが溶融する温度以下で室温以上に予備加熱した状態で、ハンダ付けすることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の太陽電池。

【請求項4】

前記ハンダは、錫あるいは錫に亜鉛、銅の１つ以上を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽電池。

【請求項5】

前記絶縁層は、該シリコン基板の裏面に形成したアルミ電極による電荷の再結合を低減したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽電池。

【請求項6】

前記フィンガー電極の方向に並行に該アルミ電極を短冊状に分離するように前記絶縁層を形成したことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。

【請求項7】

シリコン基板上に高電子濃度を生成した領域を形成すると共に該領域の上に光を透過する絶縁膜を形成し、該絶縁膜の上に前記領域から電子を取り出す取出口であるフィンガー電極を形成して該フィンガー電極を介して前記電子を外部に取り出すと共に、前記シリコン基板の裏面へ前記電子を流入させる太陽電池の製造方法において、
前記シリコン基板の裏面に、一部に穴を形成したアルミ電極を形成し、該形成したアルミ電極の穴を形成した部分に露出した前記シリコン基板の部分に、あるいは前記穴を形成した部分であって前記シリコン基板に形成されて露出した絶縁層の部分に、ハンダで取出線を直接に超音波ハンダ付けすることにより固定し、前記取出線は、当該シリコン基板の裏面へ前記電子を流入させる
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板上に光などを照射したときに高電子濃度を生成する領域を作成すると共に領域の上に光などを透過する絶縁膜を形成し、絶縁膜の上に領域から電子を取り出す取出口を形成するフィンガー電極を形成し、更に複数のフィンガー電極を電気的に接続して電子を外部に取り出す、従来のバスバー電極をガラスないし無しにし、フィンガー電極に直接にハンダ接続すると共に裏面の基板から直接にハンダ接続する太陽電池および太陽電池の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、太陽電池セルの設計では、太陽電池セル内に生成した電子を効率よく接続された外部回路に流すかということが肝要である。これを達成するためにセルから外部に連なる部分の抵抗成分を小さくすることと、生成した電子が消失しないようにすることと、表面および裏面の外部端子が強く固定されることとが特に重要である。

【0003】

例えば図１２の従来技術に示すように、シリコン基板２１の表面（上面）に窒化膜２２を生成し、この上にフィンガー電極（銀）２３のペースト（鉛ガラス入り）をスクリーン印刷し焼結し、図示のように窒化膜２２に穴を開けて高電子濃度領域から電子を外部に取り出すフィンガー電極２３を形成する。次に、フィンガー電極２３と直交する方向にバスバー電極（銀）２４をスクリーン印刷し焼結して生成する。このバスバー電極（銀）２４の上にハンダ２６でリボン（リード線）２５をハンダ付けして強固にシリコン基板２１に該リボン２５を固定していた。

【0004】

また、シリコン基板２１の裏面（下面）にアルミ電極２７を形成してこれにリボンをハンダ付けして固定していた。

【0005】

また、アルミ電極２７を全面に形成していたのではリボン２９のハンダ付け強度が弱い場合には、このアルミ電極２７の一部に穴（表面のバスバー電極２４に対応する部分に穴）を開けておき、ここに銀ペーストをスクリーン印刷して焼結して銀の部分２７１を形成し、これにハンダ２８でリボン２９を固定して必要な固定強度を得ていた。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した従来のシリコン基板２１の表面にバスバー電極（銀）２４を形成して多数のフィンガー電極２３からの電子を集めたり、リボン２５を該バスバー電極（銀）２４を介してシリコン基板２１に強固にハンダ付けする必要性があったために、該バスバー電極２４が銀あるいは銀を多く含むペーストで作成する必要性があると共に、該ペーストに鉛ガラスが含まれていると焼結などにより該バスバー電極２４で集めた電子がシリコン基板２１に向けて漏洩してしまう事態が発生するという問題があった。

【0007】

また、シリコン基板２１の裏面にアルミ電極を全面に形成してその上にリボンをハンダ付けしたのではリボンをシリコン基板２１に充分な強度で固定できない場合があるという問題があった。

【0008】

また、これを避けるために、既述した図１２に示すように、アルミ電極２７の一部に穴を開けておき、ここに銀ペーストを塗布して焼結し、この上にリボンをハンダ付けして充分な固定強度を得る必要が生じてしまうという問題もあった。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、シリコン基板１の表面のフィンガー電極の上部が絶縁膜の上に露出していることに着目し、この露出しているフィンガー電極の上部に直接に外部端子である帯状のリボンをハンダ付けして抵抗成分を少なくかつ電子の漏洩を少なくすると共に、リボンを窒化膜に直接あるいはガラスを介して強固にハンダ付けできる構成および方法を発見した。

【0010】

また、本発明者らは、シリコン基板の裏面のアルミ電極あるいはアルミ電極の一部に穴を空け、該アルミ電極あるいは該アルミ電極の穴の部分に直接にハンダ付けして充分な固定強度を得る構成および方法を発見した。

【0011】

そのため、本発明は、基板上に光などを照射したときに高電子濃度を生成する領域を形成すると共に領域の上に光などを透過する絶縁膜を形成し、絶縁膜の上に領域から電子を取り出す取出口であるフィンガー電極を形成してフィンガー電極を介して電子を外部に取り出す太陽電池において、絶縁膜の上に形成された領域から電子を取り出すフィンガー電極と直交方向に一定の幅ｂで、フィンガー電極のある部分と、フィンガー電極の無い絶縁膜の部分とに渡ってハンダで取出線をハンダ付けし、フィンガー電極からの電子を取出線により外部に取り出すと共に取出線を基板に固定するようにしている。

【0012】

この際、フィンガー電極と直交方向に一定の幅ｂでハンダで取出線をハンダ付けする場合に、フィンガー電極のハンダ付けする部分の幅ｃを広くあるいは一定の幅ｃに予め形成するようにしている。

【0013】

また、フィンガー電極と直交方向に一定の幅ｂでハンダで取出線をハンダ付けする場合に、フィンガー電極の広げた部分の幅ｃと、隣接する広げた部分の幅ｃとの間隔ａを，ハンダコテ先の長さよりも小さくし、ハンダコテ先が絶縁膜に直接に接し、絶縁膜を劣化させないようにしている。

【0014】

また、ハンダ付けは、超音波ハンダ付けするようにしている。

【0015】

また、超音波ハンダ付けで使用する超音波強度は、取出線のハンダ付けができる以上、かつ絶縁膜が破壊されて性能劣化するよりも小さい出力であるようにしている。

【0016】

また、ハンダ付けにより取出線がハンダ付けされる部分に、予め超音波なし予備ハンダあるいは必要に応じて超音波予備ハンダするようにしている。

【0017】

また、取出線がハンダ付けされる部分に予備ハンダした場合には、取出線を超音波なしでハンダ付けするようにしている。

【0018】

また、ハンダ付けによりハンダ付けする取出線は、予め予備ハンダするようにしている。

【0019】

また、ハンダは、錫あるいは錫に亜鉛、銅、銀の１つ以上を含むようにしている。

【0020】

そのため、本発明は、基板上に光などを照射したときに高電子濃度を生成する領域を形成すると共に領域の上に光などを透過する絶縁膜を形成し、絶縁膜の上に領域から電子を取り出す取出口であるフィンガー電極を形成してフィンガー電極を介して電子を外部に取り出すと共に、基板の裏面から電子を流入させて回路を形成する太陽電池において、基板の裏面にアルミ電極を全面に形成あるいはアルミ電極の一部に穴を形成し、形成したアルミ電極の全面の一部あるいは穴を形成した部分に、ハンダで取出線をハンダ付けし、基板の裏面から電子を流入させると共に取出線を基板に固定するように構成する。

【0021】

この際、アルミ電極の全面の一部あるいは穴を形成した部分は、表面の取出線に対応する部分とするようにしている。

【0022】

また、ハンダ付けは、超音波ハンダ付けするようにしている。

【0023】

また、ハンダ付けにより取出線がハンダ付けされる部分に、予め超音波なし予備ハンダあるいは必要に応じて超音波予備ハンダするようにしている。

【0024】

また、取出線がハンダ付けされる部分に予備ハンダした場合には、取出線を超音波なしでハンダ付けするようにしている。

【0025】

また、ハンダ付けによりハンダ付けする取出線は、予め予備ハンダするようにしている。

【0026】

また、取出線のハンダ付けは、ハンダ付けされる部分の温度をハンダが溶融する温度以下で室温以上に予備加熱した状態で、ハンダ付けするようにしている。

【0027】

また、ハンダは、錫あるいは錫に亜鉛、銅、銀の１つ以上を含むようにしている。

【発明の効果】

【0028】

本発明は、上述したように、シリコン基板の表面のフィンガー電極の上部が絶縁膜の上に露出していることに着目し、この露出しているフィンガー電極の上部に直接に外部端子である帯状のリボンをハンダ付けして抵抗成分を少なくかつ電子の漏洩が少なくすると共に、リボンを窒化膜に直接あるいはガラスを介して強固にハンダ付けできる構成とすることにより、高効率かつ取出線を強固に固定できる太陽電池となる。

【0029】

また、従来の銀のバスバー電極が不要となり、銀使用量を削減できる。

【0030】

また、従来の銀のバスバー電極の形成工程が不要となり、工程数を削減できる。

【0031】

また、取出線（リボン）を直接にフィンガー電極にハンダ付けして抵抗値を小さくし、電子の取出効率を高めることができる。

【0032】

本発明は、上述したように、シリコン基板１の裏面のアルミ電極あるいはアルミ電極の一部に穴を空け、アルミ電極あるいはアルミ電極の穴の部分に直接にハンダ付けすることにより、取出線の部分の抵抗値を小さくかつ充分な固定強度で固定できる。

【0033】

また、従来の裏面のアルミ電極に穴を空けて銀を形成してこれに取出線をハンダ付けした場合に比して、銀の使用量を削減および銀の塗布、焼結の工程を削減しても強固に取出線を固定できる。

【0034】

また、取出線（リボン）を直接にアルミ電極あるいはその穴の下のシリコン基板にハンダ付けして抵抗値を小さくし、電子の流入効率を高め、高効率の太陽電池となる。

【実施例1】

【0035】

図１は本発明の要部構成例を示す。

【0036】

図１の（ａ）はいわゆるＡＢＳ技法ー０の要部構成の１例を示し、図１の（ａ−１）はその表面、裏面の要部構成の詳細例を示す。

【0037】

図１の（ｂ）はいわゆるＡＢＳ技法ー１の要部構成の１例を示し、図１の（ｂ−１）はその表面、裏面の要部構成の詳細例を示す。

【0038】

図１の（ｃ）はいわゆるＡＢＳ技法ー２の要部構成の１例を示し、図１の（ｃ−１）はその表面、裏面の要部構成の詳細例を示す。

【0039】

図１において、シリコン基板１は、太陽電池を形成しようとするシリコンの基板（単結晶、多結晶）である。

【0040】

窒化膜（絶縁膜）２は、シリコン基板１の上に例えば高濃度電子領域（上方から太陽光などを照射したときに高濃度の電子領域を生成する領域）（公知）を作成した上に、透明（太陽光などを透過する透明）の膜であって、高濃度電子領域の上に強固に形成される薄い透明な絶縁膜である（公知）。

【0041】

フィンガー電極３は、窒化膜２の上に銀および鉛ガラスを含むペーストをスクリーン印刷し、溶剤加熱乾燥、焼結して下層の窒化膜２に鉛ガラスのファイヤリング現象により、高濃度電子領域と電気的に接続する経路を形成したものであって、当該フィンガー電極３から高濃度電子領域に発生した電子を窒化膜（絶縁膜)２の上の方向に取り出すものである（公知）。

【0042】

バスバー電極４は、図１の（ａ）に示すように、フィンガー電極３と直交する方向、かつフィンガー電極３の無い部分にのみ一定幅のガラスを塗布、溶剤加熱乾燥、焼結して窒化膜２に強固に固定したものである。このバスバー電極４は、ここでは、導電性である必要はなく窒化膜２に強固に固定かつ取出線をハンダ付け可能であればよい（後述する）。例えば非導電性のＡＢＳペースト（バナジウム、バリウム、（錫または亜鉛または両者（またはこれらの酸化物））のガラスペースト）を本実験では用いた。

【0043】

リボン（リード線）５は、フィンガー電極３に直接にハンダ付けする取出線であって、高濃度電子領域に発生した電子をフィンガー電極３に直接にハンダ付けした当該リボン５で外部に取り出すものである。

【0044】

ハンダ（半田）６は、リボン５をフィンガー電極３およびバスバー電極４（図１の（ａ））、窒化膜２（図１の（ｂ），図１の（ｃ））にハンダ付けするハンダである。

【0045】

アルミ電極７は、シリコン基板１の裏面に形成するアルミ電極である。

【0046】

ハンダ８は、図１の（ａ）および図１の（ｂ）ではシリコン基板１の裏面の全面に形成されたアルミ電極７の上に、表面のリボン５をハンダ６でハンダ付けした部分に対応する裏面の部分にリボン９をハンダ付けするものである。本発明で使用するハンダ８は、錫、あるいは錫に亜鉛を数％から数十％添加、銅や銀などを０．数％ないし十数％添加したものがよい。これ以上の割合や他の金属などを必要に応じて添加してもよい（以下同様）。

【0047】

また、ハンダ８は、図１の（ｃ）ではシリコン基板１の裏面の一部に穴の形成されたアルミ電極７の上の当該穴の部分および当該穴以外のアルミ部分に、表面のリボン５をハンダ６でハンダ付けした部分に対応する裏面の部分にリボン９をハンダ付けするものである。

【0048】

リボン（リード線）９は、ハンダ８でシリコン基板１の裏面に形成されたアルミ電極７、該アルミ電極７の穴の開いた部分はその下のシリコン基板１にハンダ付けし、電子を流入させるものである。

【0049】

以下各構成を図１の（ａ−１），（ｂ−１）、（ｃ−１）に従い詳細に説明する。

【0050】

図１の（ａ−１）のＡＢＳ技法ー０について：
・表面：表面（図１の（ａ）のシリコン基板１の上側の表面）では、図示のバスバー電極４はＡＢＳペーストを塗布、溶剤加熱乾燥、焼結し、当該ＡＢＳ（バナジン酸塩を主成分としたガラスであって、ハンダ付け可能なガラス）を従来のバスバー電極（銀）に代えたものである。この状態では、シリコン基板１の高濃度電子領域に発生した電子は、フィンガー電極３を介して直接にハンダ６でハンダ付けされたリボン５によって外部に取り出される。このため、従来の光電子濃度領域ーフィンガー電極３−銀のバスバー電極ーリボン５という経路のうち、銀のバスバー電極の部分を省略して直接にフィンガー電極３からリボン５に電子を流して外部に取り出すことができ、抵抗を小さくして損失を低減、更に、従来のバスバー電極からの電子の漏洩を無くすことが可能となる。

【0051】

・裏面：裏面（図１の（ａ）のシリコン基板１の下側の面）では、図示のシリコン基板１の全面に形成したアルミ電極７の上に、表面のバスバー電極（ＡＢＳペースト）４に対応する部分にリボン９を直接にハンダ付けする。

【0052】

以上の構成により、表面ではシリコン基板１の高濃度電子領域に発生した電子を、フィンガー電極３−リボン５を介して直接に外部に取り出すことが可能となると共に、リボン５はバスバー電極（非導電性であってもよく、例えばＡＢＳペースト）４に対応する部分でハンダ６で直接に強固にシリコン基板１にハンダ付けして固定することが可能となる。裏面では従来のアルミ電極７の上に銀ペーストを焼結してこれにリボンをハンダ付けしていた手間を省略し、アルミ電極７の上に本発明によりリボンを直接にハンダ付けして強固に固定することが可能となる。

【0053】

図１の（ｂ−１）のＡＢＳ技法ー１について：
・表面：表面（図１の（ｂ）のシリコン基板１の上側の表面）では、図示のリボン５をハンダ６で直接にフィンガー電極３および窒化膜２の部分に一定幅ｂでハンダ付けしたものである（図４など参照）。この状態では、シリコン基板１の高濃度電子領域に発生した電子は、フィンガー電極３を介して直接にハンダ６でハンダ付けされたリボン５によって外部に取り出されると共に、リボン５を窒化膜２を介してシリコン基板１に強固に固定することが可能となる。このため、従来のバスバー電極がなく、光電子濃度領域ーフィンガー電極３−リボン５という経路で電子を外部に直接に取り出すと共に、リボン５を窒化膜２を介してシリコン基板１に強固に固定することが可能となる。

【0054】

・裏面：図１の（ａ−１）と同様である。

【0055】

以上の構成により、表面ではシリコン基板１の高濃度電子領域に発生した電子を、フィンガー電極３−リボン５を介して直接に外部に取り出すことが可能となると共に、リボン５を窒化膜２を介してシリコン基板１に強固に固定することが可能となる。裏面では図１の（ａ）と同様に、従来のアルミ電極７の上に銀ペーストを焼結してこれにリボンをハンダ付けしていた手間を省略し、アルミ電極７の上に本発明によりリボンを直接にハンダ付けして強固に固定することが可能となる。

【0056】

図１の（ｃ−１）のＡＢＳ技法ー２について：
・表面：図１の（ｂ−１）と同様である。

【0057】

・裏面：裏面（図１の（ｃ）のシリコン基板１の下側の面）では、図示のシリコン基板１に形成したアルミ電極７に穴を設け、この穴の部分および該穴の部分以外の部分であって、表面のリボン５をハンダ付けした部分に対応する当該裏面の部分にリボン９をハンダ付けする。これにより、リボン９が穴の部分でシリコン基板１に直接にハンダ８でハンダ付けされ強固にシリコン基板１に固定することが可能となると共に、抵抗成分を小さくすることが可能となる。

【0058】

以上の構成により、表面ではシリコン基板１の高濃度電子領域に発生した電子を、フィンガー電極３−リボン５を介して直接に外部に取り出すことが可能となると共に、リボン５を窒化膜２を介してシリコン基板１に強固に固定することが可能となる。裏面では本発明によりアルミ電極７の穴を介してリボン９を直接にシリコン基板１にハンダ８でハンダ付けして強固に固定することが可能となる。

【0059】

次に、図２および図３の順番に従い、図１の構成の製造方法を詳細に説明する。

【0060】

図２および図３は、本発明の製造方法説明フローチャートを示す。

【0061】

図２において、Ｓ１は、基板を準備する。これは、既述した図１の太陽電池を形成しようとするシリコン基板１として、例えば右側に記載したように、Ｐ型の単結晶あるいは多結晶のシリコン基板１を準備する。

【0062】

Ｓ２は、窒化膜を形成する。これは、既述した図１のシリコン基板１の表面に窒化膜（絶縁膜）２を形成する。窒化膜２の膜厚は例えば６０−９０ｎｍ程度が良い。

【0063】

Ｓ３は、裏面にアルミペーストを塗布する。これは、右側に記載したように、図１のシリコン基板１の裏面にアルミペーストをスクリーン印刷して塗布する。この塗布は、図１の（ａ−１），図１の（ｂ−１）は裏面の全面に塗布する。図１の（ｃ−１）では表面のフィンガー電極３のパターンに直交する方向に、裏面にスペース有あるいはスペース無しにアルミペーストを塗布し、裏面のシリコン基板１の上に帯状のパターンあるいは飛び飛びの帯状のアルミペーストで塗布する（塗布されない部分はアルミ電極７の無い穴の部分となる）。

【0064】

Ｓ４は、溶剤飛ばしを行う。これは、Ｓ３で塗布したアルミペーストを加熱乾燥（例えば８０から１２０℃で、３０分から６０分の加熱乾燥）を行い、溶剤を無くす。

【0065】

Ｓ５は、表面にフィンガー電極を印刷する。これは、図１の窒化膜２の上に、例えば右側に記載した銀と鉛ガラスフリットを含むペーストを用いスクリーン印刷する。

【0066】

Ｓ６は、溶剤飛ばしを行う。これは、Ｓ５で塗布したペーストを加熱乾燥（例えば８０から１２０℃で、３０分から６０分の加熱乾燥）を行い、溶剤を無くす。

【0067】

図３において、図１の（ａ）の場合には、Ｓ７、Ｓ８を行う。Ｓ７、Ｓ８は、Ｓ５、Ｓ６のフィンガー電極の印刷・溶剤飛ばしと同時に行っても良い。

【0068】

Ｓ７は、バスバー電極を印刷する。これは、図１のバスバー電極４をＡＢＳペーストでスクリーン印刷する。

【0069】

Ｓ８は、溶剤飛ばしを行う。これらＳ７、Ｓ８は、ＡＢＳペースト（バナジウム、バリウム、（錫または亜鉛または両者（またはこれらの酸化物））のガラスペースト）を用いて図１の（ａ）のようにバスバー電極をスクリーン印刷、溶剤飛ばしを行う。

【0070】

Ｓ９は、焼結する。これは、Ｓ３とＳ４、Ｓ５とＳ６、更にＳ７とＳ８で印刷・溶剤飛ばしした裏面のアルミ電極７、フィンガー電極３、更に必要に応じてバスバー電極４をまとめて一括焼結する。尚、個別に焼結してもよい。焼結は、右側に記載したように、例えば７５０から８２０℃、１秒から６０秒の範囲内が望ましく、赤外線を照射して行う。

【0071】

Ｓ１０は、表面に超音波ハンダ付けを行う。これは、図１で既述したように、表面の取出線（リボン５）を直接にフィンガー電極６にハンダ付けする。尚、既述したように、ハンダ付けされる部分が予め予備ハンダ（超音波予備ハンダあるいは超音波なし予備ハンダ）されている場合には、超音波なしのハンダ付けでよい。また、超音波ハンダ付け（超音波なしのハンダ付けも）は、ハンダ付けされる部分（できればハンダ付けする部分も）の温度をハンダが溶解する温度以下（溶解する温度以下、室温以上）に予備加熱した状態でハンダ付けすることにより、本発明のハンダを確実にハンダ付けすることが可能となる（他の部分の超音波ハンダ付け（超音波なしハンダ付け）も同様である）。

【0072】

Ｓ１１は、裏面に超音波ハンダ付け行う。これは、図１で既述したように、取出線（リボン９）を直接にアルミ電極７にハンダ付けしたり、アルミ電極７の穴の内部のシリコン基板１に直接にハンダ付けしたりする。尚、既述したように、ハンダ付けされる部分が予め予備ハンダ（超音波予備ハンダあるいは超音波なし予備ハンダ）されている場合には、超音波なしのハンダ付けでよい。

【0073】

以上のように、図１のシリコン基板１の表面に窒化膜（絶縁膜）２を形成した後、裏面にアルミ電極７を形成するアルミペーストを塗布・溶剤飛ばしし、表面にフィンガー電極３を形成する銀・鉛ガラスフリットを塗布・溶剤飛ばしし、必要に応じてバスバー電極４を形成するＡＢＳペーストを塗布・溶剤飛ばしし、これらアルミ電極７、フィンガー電極３、必要に応じてバスバー電極４を一括焼結し、裏面のアルミ電極７、表面のフィンガー電極３、必要に応じてＡＢＳのバスバー電極４を形成することが可能となる。そして、表面のフィンガー電極３と露出している窒化膜２の両者に直接にリボン５をハンダ６でハンダ付けしたり（図１の（ｂ）、図１の（ｃ））、フィンガー電極３とバスバー電極４の両者に直接にリボン５をハンダ６でハンダ付けしたり（図１の（ａ））し、更に、裏面のアルミ電極７とリボン５をハンダ８で直接にハンダ付けしたり（図１の（ａ），図１の（ｂ））、リボン８をアルミ電極７の穴を介してシリコン基板１に直接にハンダ８でハンダ付けおよびアルミ電極７の穴のない部分にリボン８を直接にハンダ８でハンダ付けする（図１の（ｃ））ことにより、リボン９を強固にシリコン基板１に固定およびリボン９からシリコン基板１への抵抗を小さくすることが可能となる。

【0074】

図４は、本発明の説明図（表面ーその１）を示す。

【0075】

図４の（ａ）はフィンガー電極３のパターン例を示し、図４の（ｂ）は図４の（ａ）の拡大図を示す。

【0076】

図４において、フィンガー電極３のパターン例は、図１のフィンガー電極３に直交する方向に幅ｂのリボン５をハンダ６でハンダ付けする領域（図示のバスバー領域４１と同じ領域）の幅を幅ｃに広げた例を示す。この幅ｃにフィンガー電極３の幅を広げたことにより、リボン５とフィンガー電極３との間のハンダ付け面積（接触面積）を増大して接触抵抗を小さくすることが可能となる。一方、幅ｃを広げすぎると、広げた部分からの電子の漏洩（再結合）が多くなってリーク電流が増大する傾向にあるので、最適値に実験で決める必要がある。

【0077】

また、図４の（ｂ）に示すように、バスバー領域４１の幅ｂ（リボン５の幅）を広げた状態でハンダ付けする場合、バスバー領域４１の隣のものとの間隔ａが、超音波ハンダコテ先の長さよりも小さくし、ハンダコテ先が直接に下方の窒化膜２に触れて当該窒化膜２を破壊したりなどの影響を与えないようにする必要があった。例えばハンダコテ先の長が２ｍｍの場合には、間隔ａは約１ｍｍ程度が実験の結果、窒化膜２に悪影響を与えないことが判明した。

【0078】

また、直接にハンダ付けした場合、下地の窒化膜２のハンダ材料は錫、亜鉛がしっかり密着し、通常のハンダ材料（錫、鉛）では得られない５Ｎ以上の密着力が得られた。

【0079】

図５は、本発明の説明図（表面ーその２）を示す。これは、既述した図１の（ｂ）．（ｃ）の表面の拡大詳細図を示す。

【0080】

図５において、シリコン基板１の表面に窒化膜（絶縁膜)２を形成し、この上にフィンガー電極３のパターンを銀と鉛ガラスのペーストを塗布して焼結して図示のフィンガー電極３を形成する（窒化膜２に穴を開けて内部を銀としたフィンガー電極３を形成する）。

【0081】

本発明では、窒化膜２の上に飛び出しているフィンガー電極３に直接にハンダ６でリボン５をハンダ付けすると共に、同時に、窒化膜２の部分にハンダ６をリボン５をハンダ付けする。この際、フィンガー電極３の幅を既述した図４に示すように広く（リボン５の幅に相当する部分を広く）しておくことにより、フィンガー電極３とリボン６との間の接触面積を増大して接触抵抗を小さくできると共に、間隔をハンダコテ先の長よりも小さくしてハンダコテ先が下地の窒化膜２に直接に接触しないようにして該窒化膜２の破壊などの悪影響がでないように工夫する（図４の説明参照）。

【0082】

これらにより、高濃度電子領域からの電子をフィンガー電極３を介してリボン５に直接に取り出すおよびフィンガー電極３とリボン５との接触抵抗を小さくして高効率にすることが可能となると共に、リボン５を窒化膜２に直接にハンダ６でハンダ付けして強固に固定することが可能となる。

【0083】

図６は、本発明の説明図（裏面ーその１）を示す。

【0084】

図６の（ａ）は、従来の裏面の構成例を示す。従来は、シリコン基板の裏面に、一部に穴を形成したアルミ電極を形成し、この穴の部分に銀ペーストを塗布・焼結して銀電極を形成し、この銀電極にハンダ（鉛ハンダ）でリボンをハンダ付けし、リボンを規定以上の力でシリコン基板に固定するようにしていた。

【0085】

図６の（ｂ）は、本発明の直接ハンダの１例を示す。

【0086】

図６の（ｂ−１）はシリコン基板１の裏面の全面にアルミ電極７を形成し、これにハンダ８でリボン９をハンダ付けする例を示す（図１の（ａ）．図１の（ｂ）と同じ）。本発明では、ハンダ（錫、亜鉛）８を用いて超音波ハンダコテでアルミ電極７に直接にリボン９を超音波ハンダ付け可能である。尚、アルミ電極７に予備ハンダした場合には、超音波なしのハンダ付けで可能である。

【0087】

図６の（ｂ−２）はシリコン基板１の裏面に、一部に穴の開いたアルミ電極７を形成し、この穴の部分およびそれ以外の両者の部分にハンダ８でリボン９をハンダ付けする例を示す（図１の（ｃ）と同じ）。本発明では、ハンダ（錫、亜鉛）８を用いて超音波ハンダコテでアルミ電極７の穴の部分のシリコン基板１および穴以外のアルミ電極７に直接にリボン９を超音波ハンダ付け可能である。尚、予備ハンダした場合には、超音波なしのハンダ付けで可能である。

【0088】

図７は、本発明の説明図（その１）を示す。これは、超音波ハンダ条件の１例を示す。

【0089】

図７において、既述した図１などでリボン５、９をハンダ６，８で超音波を印加した超音波ハンダ付けする場合、超音波の出力が強すぎると、図１の窒化膜２を破壊などして悪影響を与えてしまい、超音波の出力が弱すぎると、リボン５．９をハンダ付けできないという事態が発生した。超音波ハンダ付けするには最適な超音波出力があり、特にフィンガー電極３の超音波ハンダ付けする部分（領域）のサイズに依存する。本実験では３Ｗ以上の超音波出力では素子劣化（窒化膜２が破壊などされて悪影響がでた）、０．５Ｗ以下ではハンダ付け不良がでた。この実験では、３Ｗ以下、０．５Ｗ以上の範囲が良好な超音波ハンダ付け可能な範囲であった。

【0090】

図８は、本発明の説明図（その２）を示す。これは、既述した図１の（ｂ）のＡＢＳ技法−１，図１の（ｃ）のＡＢＳ技法−２、図１２の従来技術の比較例を示す。

【0091】

・ＡＢＳ技法ー１（図１の（ｂ）：裏面はアルミ電極７に直接にリボン９をハンダ付け。表面はフィンガー電極３にリボン５を直接にハンダ付けおよびリボン５を窒化膜２に直接にハンダ付け。これにより、１．裏面の密着力はＡＢＳ技法ー２より少し劣るが規格には充分である。２．従来の銀を削減できる。３．電気特性良好である。

【0092】

・ＡＢＳ技法ー２（図１の（ｃ））：裏面はアルミ電極７の穴の下のシリコン基板１に直接にリボン９をハンダ付けおよび穴以外の部分のアルミ電極７に直接にハンダ付け。表面はＡＢＳ技法ー１と同じ。これにより、１．裏面のリボンの強い密着力。２．従来の銀を削減できる。３．電気特性良好である。

【0093】

・従来技法（図１２）：裏面はアルミ電極７の上に銀焼結しこれにリボン９を鉛ハンダ付け、あるいはアルミ電極７の穴の部分に銀焼結してシリコン基板１に接続しこの銀にリボン９を鉛ハンダ付け。表面はフィンガー電極３、銀のバスバー電極を介してリボンを鉛ハンダ付け。これにより、１．表面の銀のバスバー電極が必要。２．裏面に銀電極が必要。

【0094】

図９は、本発明の説明図（その３）を示す。

【0095】

図９において、ＡＢＳ技法ー０、ＡＢＳ技法ー１、ＡＢＳ技法ー２は、図１のＡＢＳ技法ー０、ＡＢＳ技法ー１、ＡＢＳ技法ー２にそれぞれ対応する。

【0096】

結晶は、多結晶、単結晶のシリコン基板１の種類である。

【0097】

電気的特性中のＶ（ｖ）は、後述する図１０の開放電圧である。

【0098】

電気的特性中のＩ（ｍＡ／ｃｍ２）は、後述する図１０の短絡電流である。

【0099】

電気的特性中のＦＦは、後述する図１０の最適動作点である（最大の電力が得られる点である）。

【0100】

電気的特性中のＥＦＦは下の（式１）で表される変換効率である。

【0101】

ＥＦＦ＝Ｊｓｃ×Ｖｏｃ×ＦＦ・・・・・・（式１）
Ｒｅｆは、相対的に比較するための標準値（従来例の標準値）、ここでは１００（電気的特性）、１（密着力、銀）、０（製造工程数）とした。

【0102】

以上の図９に図示の実験結果より、
・電気的特性中のＶ（Ｖ）（開放電圧）は本発明はいずれも１００．７から１０１．７にあり若干大きい電圧値であった。

【0103】

・短絡電流Ｉは１００．０から１０１．５の範囲にあり、Ｒｅｆに比較して十分な性能を有している。

【0104】

・最適動作点ＦＦは、ＡＢＳ技法はいずれもＲｅｆに比較して優位性を示している。

【0105】

・変換効率ＥＦＦは、ＡＢＳ技法ではＲｅｆに比較して優位性を示している。

【0106】

・リボンのシリコン基板１への密着力は、表面は２となり標準値の２倍あり、極めて強固に固定されることが判明し、裏面もほぼ同じか、ＡＢＳ技法ー２の直接にシリコン基板１にハンダ付けした場合には２倍あり、強固に固定されることが判明した。

【0107】

・銀の表面の使用量は、本発明は０．１から０．５の範囲内で半分以下に削減できた。裏面については、本発明は銀の使用量を１００％削減できた。

【0108】

・製造工程数は、ＡＢＳ技法ー１、ＡＢＳ技法ー２（図１の（ｂ）、図１の（ｃ））は、それぞれ２工程削減できた（表面の銀のバスバー電極の形成が不要となり工数−１、および裏面の銀の電極形成が不要となり工数ー１の計２工程削減できた）。

【0109】

図１０は、本発明の説明図（その４）を示す。これは、既述した図９の太陽電池の電気特性を分かり易く説明した図である。横軸を太陽電池から取り出した電圧、縦軸がそのときの電流を表す。

【0110】

図１０において、開放電圧をＶｏｃ（図９のＶ）という。

【0111】

短絡電流をＪｓｃ（図９のＩ）という、
最適動作点ＦＦは太陽電池から取り出した電圧・電流の特性曲線中のその積が最大となる図示の位置の値である。

【0112】

変換効率はＪｓｃ×Ｖｏｃ×ＦＦの式で求められる値である。

【0113】

図１１は、本発明の説明図（その５）を示す。

【0114】

図１１の（ａ）は、図１の（ａ）のＡＢＳ技法ー０のバスバー電極にＡＢＳガラスを用いた太陽電池の表面、裏面の写真の１例を示す。

【0115】

図１１の（ａ−１）は、表面の横方向にフィンガー電極３を形成し、その上にＡＢＳガラスを用いたバスバー電極を形成した太陽電池の写真の例を示す。ＡＢＳガラスは、フィンガー電極３のない部分にのみ形成し、このフィンガー電極３およびＡＢＳガラスで形成したバスバー電極の部分（非導電性であり、本発明のハンダでリボンを超音波ハンダ付け可能）にリボンをハンダ付けした状態の写真を示す。

【0116】

図１１の（ａ−２）は、図１１の（ａ−１）の裏面であって、全面にアルミ電極を形成した状態の写真の１例を示す。

【0117】

図１１の（ｂ）は、図１の（ｃ）のＡＢＳ技法ー２の太陽電池の表面、裏面の写真の１例を示す。

【0118】

図１１の（ｂ−１）は、表面の横方向にフィンガー電極３として、リボンをハンダ付けする部分の幅を広げて当該フィンガー電極３（図４参照）を形成した状態の写真の１例を示す。ここでは、縦方向のリボンをハンダ付けする部分のフィンガー電極３の幅が広くなっている様子が判明する。

【0119】

図１１の（ｂ−２）は、裏面の縦方向に、リボンを下地のシリコン基板１に直接にハンダ付けする縦方向に穴の開いたアルミ電極７を形成した１例を示す。

【0120】

図１１の（ｂ−３）は、図１１の（ｂ−１）および図１１の（ｂ−２）の上からリボンをハンダ付けした後の写真の１例を示す。

【0121】

図１１の（ｂ−３）の左側は、図１１の（ｂ−１）の表面のフィンガー電極の幅が広くなった部分に、縦方向にリボンをハンダ付けした後の写真の１例を示す。

【0122】

図１１の（ｂ−３）の右側は、図１１の（ｂ−２）の裏面のアルミ電極の縦方向に当該アルミがない穴（長い穴）に、リボンを縦方向にハンダ付けした後の写真の１例を示す。

【0123】

次に、図１３から図１７を用いて本発明の他の実施例を詳細に説明する。ここでは、シリコン基板３０の裏面のアルミ電極２３を形成した領域と、シリコン基板３０との間に絶縁膜（窒化膜）２１を設け、該窒化膜２１によりアルミ電極２３を分離、例えば表面のフィンガー電極に並行に矩形状に形成し分離して電荷の再結合を低減し、結果として太陽電池の効率を向上させる他の実施例（いわゆる裏面のパーク構造）を示す。以下順次詳細に説明する。

【0124】

図１３は、本発明の裏面パーク構造の工程フローチャートを示す。

【0125】

図１３において、Ｓ２１は、全面窒化膜等の絶縁膜を形成する。これは、後述する図１４の（ｂ）に示すように、シリコン基板３０の裏面の全面に窒化膜２１を形成する。

【0126】

Ｓ２２は、レーザーで絶縁膜の部分に穴を開ける。これは、シリコン基板３０の裏面の全面に窒化膜２１を形成し、この裏面の全面に形成した窒化膜２１について、アルミ焼結してシリコン基板３０の裏面との間にアルミ・シリコン合金層（Ｐ＋）２４を作成する領域のみにレーザーで窒化膜２１に穴を開ける。これにより、
（１）アルミ電極２３を形成する部分（アルミ電極２３が直接にシリコン基板３０に接触する部分）の穴
（２）リボン（リード線）をハンダ付けする部分（リボンを直接にシリコン基板３０にハンダ付けするための部分）の穴部２２
が形成され、上記（１）の穴と（２）の穴部２２とについてシリコン基板３０が露出した状態に形成される。

【0127】

Ｓ２３は、上記の穴開け以外の部分にアルミペースト印刷・溶剤飛ばしする。そして、これに続く図示外の表面工程中で焼結（フィンガー電極等の焼結）を行ったときに同時に裏面のアルミ電極２３を焼結する。

【0128】

Ｓ３４は、穴部のシリコン、窒化膜、アルミにハンダ付けを行う。これは、
（Ａ）後述する図１４（ａ）に示すように、図示の横方向（表面のフィンガー電極に直角方向）に設けた矩形状の穴部２２をふさぐ形状の横長のプリハンダしたリボンを本発明のハンダ付けによりシリコン基板３０に直接にハンダ付けを行う。

【0129】

（Ｂ）更に、（Ａ）のハンダ付けと併せてリボンを窒化膜２１に本発明のハンダ付けを行う。

【0130】

（Ｃ）更に、（Ａ）のハンダ付けと併せてアルミ電極２３に本発明のハンダ付けを行う。

【0131】

以上によって、例えば図１４の（ａ）の横長の穴部２２に露出しているシリコン基板３０にリボンを直接にハンダ付けすると共に併せて当該リボンの左右の部分の窒化膜２１、アルミ電極２３に直接にハンダ付けを行うことが可能となる。尚、ハンダ付けは、通常、超音波ハンダ付けで行う。プリハンダ（予め超音波ハンダ付けあるいは超音波なしハンダ付けでアルミ電極２３、窒化膜２１、リボンをプリハンダ）した場合には、超音波なし（通常）のハンダ付けでも良い。

【0132】

図１４は、本発明の太陽電池の裏面のパーク構造に対するハンダ付け説明図を示す。

【0133】

図１４の（ａ）は要部（図１５参照）を示し、図１４の（ｂ）は断面模式図を示す。

【0134】

図１４の（ａ）において、穴部２２は、図示外のリボン（リード線）をハンダ付けするシリコン基板３０が露出した穴である。

【0135】

窒化膜２１は、図示の裏面に縦方向に形成した窒化膜（絶縁膜）であって、裏面に形成するアルミ電極２３を短冊状に分離（分割）し、該アルミ電極２３を全面に形成した場合に生じる電荷の再結合を低減し、太陽電池の効率を向上させるためのものである（パーク構造）。

【0136】

アルミ電極２３は、縦方向の窒化膜２１の間に形成され、シリコン基板３０と接触する部分に形成されたアルミ電極である。

【0137】

以上の構成のもとで、図示外のリボンを穴部２２に露出したシリコン基板３０に直接にハンダ付け、更に穴部２２の長い方向の図示の横方向に該リボンを窒化膜２１、アルミ電極２３の部分に直接にハンダ付けする。これらにより、穴部２２の露出したシリコン基板３０に極めて強固にリボンを固定、更にリボンをアルミ電極２３に固定かつ電気的接続し、更に窒化膜２１の部分にリボンを固定し、全体として強固にシリコン基板３０、窒化膜２１、アルミ電極２３に固定し、かつアルミ電極２３に電気的接続することが可能となる。そして、アルミ電極２３を短冊状に分離してシリコン基板３０に接触させてアルミ・シリコン合金層２４を形成して、電荷の再結合を低減し、太陽電池の効率を向上させることが可能となる（パーク構造）。

【0138】

図１４の（ｂ）において、
・ハンダ（１）は、アルミ電極２３の上にリボンをハンダ付けした状態を示す。この状態では、シリコン基板３０の上に窒化膜２１、更にアルミ電極２３を形成し、この最上層のアルミ電極２３の上にハンダ（１）をハンダ付けしている。従来は、図１７に示すように、アルミ電極３３の上に銀３４を形成してこの上にリボンをハンダ付けしていた。

【0139】

・ハンダ（２）は、窒化膜２１の上にリボンをハンダ付けした状態を示す。この状態では、シリコン基板３０の上に窒化膜２１を形成し、この最上層の窒化膜２１の上にハンダ（２）をハンダ付けしている。従来は、図１７に示すように、窒化膜の上に銀を形成してこの上にリボンをハンダ付け、あるいは窒化膜の一部をレーザーで除去した後、銀を形成してこの上にリボンをハンダ付けしていた。

【0140】

・ハンダ（３）は、シリコン基板３０の上に直接にハンダ付けした状態を示す。この状態では、シリコン基板３０にハンダ（３）を直接にハンダ付けしている。このハンダ（３）は、シリコン基板３０にリボンを強固に固定できた（例えば実験では２倍以上の引っ張り強さが得られた）。従来は、このハンダ（３）は行われていなかった。

【0141】

アルミ・シリコン合金層（Ｐ＋）２４は、アルミ電極２３を窒化膜２１のない穴の部分に直接にシリコン基板３０に接するようにアルミペーストを印刷・溶剤飛ばし・焼結して形成し、アルミ・シリコン合金層（Ｐ＋）を形成したものである。このアルミ・シリコン合金層（＋Ｐ）２４は、窒化膜２１により図１４の（ａ）に示すように短冊状に分離（分割）されているので、従来の裏面全面に形成した場合に比し、電荷の再結合を低減し、太陽電池の効率を向上させることが可能となる（パーク構造）。

【0142】

図１５は、本発明の太陽電池セルの裏面のパーク構造に対する配置例を示す。

【0143】

図１５において、穴部２２は、実験では、図示のように、例えば２．５ｍｍ×２５ｍｍの横長の矩形領域を図示のように合計９個設け、プリハンダしたリボンを横方向に３本ハンダ付けし、従来の後述する図１７のリボンのハンダ付けよりも、２倍以上の引っ張り強度が得られた。特に引っ張り強度は、既述した図１４の（ｂ）のハンダ（３）によるもの、即ちリボンを穴部２２に露出したシリコン基板３０に直接にハンダ付けした部分が大きかった。

【0144】

図１６は、本発明の太陽電池セルの裏面のパーク構造に対する穴部の写真例を示す。これは、既述した図１６の穴部２２を形成した太陽電池セルの写真例であって、横方向に２．５ｍｍ×２５ｍｍの穴部の写真例を示す。

【0145】

図１７は、従来の太陽電池セルの裏面のパーク構造例を示す。これは、参考のために記載したものであって、従来は、シリコン基板３０の上に窒化膜３１を全面に形成し、アルミ電極３３を形成する部分にのみレーザーで穴を開ける。そして、穴の部分にアルミペースト印刷・焼結してアルミ電極３３を形成する。そして、リボン３５は、窒化膜３１の上に銀３４を形成（銀ペーストを印刷して焼結して形成）した上にハンダ付けしていた。このため、リボン３５は銀３４−窒化膜３１−シリコン基板３０という経路で固定していたため、該リボン３５の引っ張り強度が極めて弱く、人が引っ張ると簡単に剥げ落ちてしまうため、取り扱いが極めてむつかしいという欠点があると共に、銀３４が必要となっていた。

【0146】

一方、本発明は、既述した図１４の（ｂ）のハンダ（３）で直接にリボンをシリコン基板３０にハンダ付けしたため、極めて強固に固定できると共に、従来の図１７の銀３４が不要となり、銀の使用量を低減できる。
図１８は、本発明の詳細構成図を示す。

【0147】

図１８の（ａ）および（ｂ）は太陽電池の基板の表面および裏面を模式的に示し、図１８の（ｃ）および（ｄ）は図１８の（ａ）および（ｂ）の（ａ−１）の横方向の部分（バスバー電極３２の方向の部分）を直角方向から見た断面図を模式的に示す。

【0148】

図１８の（ａ），（ｂ），（ｃ）、（ｄ）において、フィンガー電極３１は、シリコン基板１に形成された高濃度電子領域の電子を、当該高濃度電子領域の上に全面に形成した窒化膜２にファイアリングにより穴を空けて銀を形成した公知の電極である。

【0149】

バスバー電極３２は、複数のフィンガー電極３１の上側に直角方向に設けた電極であって、フィンガー電極３１により取り出した電子を集めて図示外のリボン5（図５参照）により外部に取り出すものである。

【0150】

アルミ電極３３は、シリコン基板１の裏面に形成したアルミ電極である。

【0151】

銀電極３４は、シリコン基板１の上に形成したアルミ電極３３の穴の部分に直接にシリコン基板１に接するように銀ペースを塗付・焼結して形成した、強固にシリコン基板１に固着させた銀の電極である。

【0152】

ＡＢＳソルダー（電極）３５は、アルミ電極３３の穴の部分に直接にＡＢＳハンダ（Ｓｎ＋Ｚｎからなるハンダ）をハンダ付けしたものであって、強固に直接にシリコン基板１にプリハンダ付け（あるいはリード線と一緒にハンダ付け）したものである。

【0153】

図１８の（ａ）は、本発明の太陽電池のシリコン基板１の表面を模式的に示す。横方向に断続する線状の部分は、バスバー電極３２であって、ペーストを塗付・乾燥・焼結して形成した断続する直線上の部分を模式的に示す。この図示の断続するバスバー電極３２の場合には、当該バスバー電極３２は導電性であっても非導電性のいずれでもよい。当該バスバー電極３２の下側に直角方向に形成されているフィンガー電極３１の部分にはバスバー電極３２を無しにし、フィンガー電極３１の無い部分にのみバスバー電極３２を形成する。そして、このバスバー電極３２の上からリード線をバスバー電極３２のある部分にハンダ付けおよびバスバー電極３２の無い部分では突出したフィンガー電極３１に直接にハンダ付けする（超音波ハンダ付け）。一方、図１８の（ａ）の断続するバスバー電極３２でなはなく、連続するバスバー電極３２を形成した場合には、この上に単にリード線を全面にハンダ付けすればよい。

【0154】

図１８の（ｂ）は、本発明の太陽電池のシリコン基板１の裏面を模式的に示す。図示の場合には裏面の全面にアルミ電極が形成されている。

【0155】

図１８の（ｃ）は、従来手法の改善例を模式的に示す。太陽電池のシリコン基板１の表面にはフィンガー電極３１と直角方向にバスバー電極３２が図示にょうに横方向に形成されている。

【0156】

一方、裏面には全面に形成されたアルミ電極３３に直接に図示外のリード線をハンダ付けしたのでは、当該リード線を引っ張ると簡単にシリコン基板１から剥がれてしまい、製品不良が多発した。そこで、リード線を強くシリコン基板１の裏側に固着するために、図１８の（ｃ）に示すように、シリコン基板１の裏の全面に形成したアルミ電極に穴を開けてこの部分に銀ペーストを塗付・乾燥・焼結して図示のようにシリコン基板１に強く固着させ、この強く固着させた銀電極に、図示外のリード線をハンダ付けして当該リード線を強固にシリコン基板１に固定するように改善を図ったものである。

【0157】

図１８の（ｄ）は、本発明のＡＢＳ手法を模式的に示す。太陽電池のシリコン基板１の表面にはフィンガー電極３１と直角方向にバスバー電極３２が図示のように横方向に形成されている。そして、バスバー電極３２は、上述したように、断続する線状のもの、あるいは線状のもののいずれでもよい。断続する線状のものの場合には、導電性あるいは非導電性のいずれでもよいが、下地（窒化膜２）に強く固着するペーストを用いて塗付・乾燥・焼結する必要がある。

【0158】

一方、裏面には全面に形成されたアルミ電極３３に直接に図示外のリード線をハンダ付けしたのでは、当該リード線を引っ張ると簡単にシリコン基板１から剥がれてしまう。この従来の欠点をなくすために、シリコン基板１の裏の全面に形成したアルミ電極に形成した穴の部分に直接にＡＢＳハンダ付け（超音波ハンダ付け）を行い、図示のＡＢＳソルダー（電極）３５を形成する。このＡＢＳソルダー３５は、予めＡＢＳハンダで予備ハンダ付けしてよいし、リード線をハンダ付けする際にアルミ電極３３および当該アルミ電極３３の穴の開いた部分のシリコン基板１の両者に直接にハンダ付けしてもよい（超音波ハンダ付け）。

【0159】

以上のように、シリコン基板１の表面ではバスバー電極３２を断続する線状に形成してリード線を当該断続するバスバー電極３２およびバスバー電極３２の無い部分に露出したフィンガー電極３１の両者に直接にＡＢＳハンダ付け（Ｓｎ＋Ｚｎハンダを用いたハンダ付け）することにより、リード線を強くシリコン基板１の表面に固着させかつ抵抗値を小さくして効率を高めることが可能となる。

【0160】

一方、シリコン基板１の裏面では全面に形成したアルミ電極に、リード線をハンダ付けする際に当該アルミ電極３３、および該アルミ電極３３の穴の開いた部分のシリコン基板１に直接にＡＢＳハンダ付け（あるいはプリハンダ付けしたＡＢＳソルダー３５にハンダ付け）することにより、リード線をシリコン基板１の裏面に強く固着させかつ抵抗値を小さくして効率を高めることが可能となる。

【0161】

図１９は、本発明の電圧電流特性測定例を示す。横軸は太陽電池の出力電圧を示し、縦軸は電流を示し、実線は図１８の（ｃ）の従来手法（銀電極３４を用いた手法）の測定例を示し、点線は図１８の（ｄ）の本発明のＡＢＳ手法（銀電極３４を用いずにＡＢＳソルダー３５を用いた手法）の測定例を示す。

【0162】

図１９において、本発明の点線のＡＢＳ手法の測定例は、電圧の小さい部分から大きい部分まで全体的に値（ＶとＩ）が大きく、太陽電池の効率が約０．２から１％高い値が得られた。

【0163】

図２０は、本発明の引張試験説明図を示す。

【0164】

図２０の（ａ）は、プリハンダ付け（プリハンダ付け面積（２ｍｍ×２５ｍｍ））の例を示す。ここでは、図示のように、シリコン基板４０にＡＢＳハンダ（Ｓｎ＋Ｚｎハンダ）を用いてプリハンダ付け（超音波ハンダ付け）を行う。この際、プリハンダ付けの面積は、図示のように２ｍｍ×２５ｍｍの横長の矩形とした。

【0165】

図２０の（ｂ）は、リボンのハンダ付けの例を示す。ここでは、図示のように、リボン（ＡＢＳハンダを予め形成したプリンハンダ付きリボン）を図２０の（ａ）でシリコン基板４０の上にプリハンダした部分にリボンを重ねてその上からハンダゴテを押し付けた状態でリボンの長方向に移動させ、両者のハンダ付けを行う（超音波ハンダ付けあるいは超音波なしハンダ付けのいずれでもよい）。

【0166】

図２０の（ｃ）は、引張り方向（リボン方向と１８０度逆方向）の例を示す。ここでは、図示のように、リボンをハンダ付けしたリボン方向と１８０度逆のリボンを引き剥がす方向に引っ張り、そのときの引張り強度を測定する。

【0167】

図２０の（ｄ）は、引張試験装置例を示す。ここでは、図示のように、リボンを右方向にハンダ付けした状態で、リボン方向と逆の左方向にリボンを曲げてフックで引っ張る。フックの先には図示外の引張強度測定器を設置し、引張強度を徐々に高くし、リード線が剥がれるときの強度（引張強度）を実測する。

【0168】

以上によって、シリコン基板４０にＡＢＳハンダを著音波プリハンダ付けし、この部分にＡＢＳハンダのついたリボンをハンダ付け（超音波有あるいは無しのハンダ付け）し、リード線を１８０度逆方向の引き剥がす方向に引っ張り、リード線が剥がれるときの引張強度を測定することより、リード線を直接にシリコン基板４０にハンダ付けした場合の引張強度を実測することが可能となる。

【0169】

図２１は、本発明の引張試験実測例を示す。図中の横軸はシリコン基板４０の下記の種別を表し、縦軸は引張強度（Ｎ／０．５ｃｍ２）を表す。また、図中の条件（１）、（２）、（３）は、図２２の下記を表す。各グラフは５個づつ試験してその平均値を求めてプロットした。

【0170】

種別：
種別（ａ）：POLY-SI(A):多結晶シリコン基板（Ａ）
種別（ｂ）：MONO-SI(A):単結晶シリコン基板（Ａ）
種別（ｃ）：POLY-SI(B):多結晶シリコン基板（Ｂ）
また、条件（１）、（２）、（３）は図２３に表す下記をそれぞれ表す。

【0171】

条件：
基板への リボンの基板への リボンの材料
プリハンダ付け ハンダ付け （表面の材料）
条件（１） 超音波有 超音波有 ＡＢＳハンダ
ＡＢＳハンダ (Sn+Zn)
（Sn+Zn)
条件（２） 超音波有 超音波無 ＡＢＳハンダ
ＡＢＳハンダ (Sn+Zn)
（Sn+Zn)

条件（３） 超音波有 超音波無 従来ハンダ
ＡＢＳハンダ (Sn+Pb)
（Sn+Zn)
図２１において、種別（ａ）は、多結晶シリコン基板（Ａ）４０上に、条件（１）、（２）、（３）でリボンをそれぞれ図２０のようにしてハンダ付けし、１８０度逆方向に引張試験したときの引張強度測定例を示す。条件（３）の「従来ハンダ（Sn+Pb)」では引張強度は小さく、条件（１）、（２）の「ＡＢＳハンダ（Sn+Zn)」では引張強度は高い。特に条件（１）の「ＡＢＳハンダ」、かつリボンの基板へのハンダ付けの際に「超音波有」の場合には約２倍引張強度が高い。尚、従来の許容される引張強度は、図２１の左側の目盛で２．０であるので、条件（１）、（２）も約２倍程度の引張強度が得られている。これは、基板へのプリハンダ付けが「超音波有」によるものである。超音波無しプリハンダ付けしたのでは、２以下となってしまい、使いもににならない。、
同様に、種別（ｂ）は、単結晶シリコン基板（Ａ）４０上に、条件（１）、（２）、（３）でリボンをそれぞれ図２０のようにしてハンダ付けし、１８０度逆方向に引張試験したときの引張強度測定例を示す。条件（３）、（２）の「従来ハンダ（Sn+Pb)」、「ＡＢＳハンダ（Sn+Zn)」では引張強度は小さい。条件（１）の「ＡＢＳハンダ」、かつリボンの基板へのハンダ付けの際に「超音波有」の場合には約２倍引張強度が高い。

【0172】

同様に、種別（ｃ）は、多結晶シリコン基板（Ｂ）４０上に、条件（１）、（２）、（３）でリボンをそれぞれ図２０のようにしてハンダ付けし、１８０度逆方向に引張試験したときの引張強度測定例を示す。条件（３）の「従来ハンダ（Sn+Pb)」では引張強度が小さく、「ＡＢＳハンダ（Sn+Zn)」では引張強度は少し大きく、更に、条件（１）の「ＡＢＳハンダ」、かつリボンの基板へのハンダ付けの際に「超音波有」の場合には約２倍引張強度が高い。

【0173】

以上のように、「基板へのプリハンダ付けに超音波を用い」、「リボンの表面の材料がＡＢＳハンダ（Ｓｎ＋Ｚｎ）」、かつ「リボンの基板へのハンダ付けに超音波を用い」た場合に引張強度が最も高く、従来の許容される引張強度２．０の約７．５倍の引張強度が得られることが実験で確認された（図２１の種別（ｃ）の条件（１）参照）。

【0174】

図２２は、本発明の引張試験実測例（図２１の説明図）を示す。これは、既述した図２１の条件（１）、（２）、（３）の具体的条件例をそれぞれ示す。

【図面の簡単な説明】

【0175】

【図1】本発明の要部構成図である。

【図2】本発明の製造方法説明フローチャート（その１）である。

【図3】本発明の製造方法説明フローチャート（その２）である。

【図4】本発明の説明図（表面ーその１）である。

【図5】本発明の説明図（表面ーその２）である。

【図6】本発明の説明図（裏面ーその１）である。

【図7】本発明の説明図（その１）である。

【図8】本発明の説明図（その２）である。

【図9】本発明の説明図（その３）である。

【図10】本発明の説明図（その４）である。

【図11】本発明の説明図（その５）である。

【図12】従来技術の説明図である。

【図13】本発明の裏面パーク構造の工程フローチャートである。

【図14】本発明の太陽電池セルの裏面のパーク構造に対するハンダ付け説明図である。

【図15】本発明の太陽電池セルの裏面のパーク構造に対する配置例である。

【図16】本発明の太陽電池セルの裏面のパーク構造に対する穴部の写真例である。

【図17】従来の太陽電池セルの裏面のパーク構造例である。

【図18】本発明の詳細構成図である。

【図19】本発明の電圧電流特性測定例である。

【図20】本発明の引張試験説明図である。

【図21】本発明の引張試験実測例である。

【図22】本発明の引張試験実測例（図２１の説明図）である。

【符号の説明】

【0176】

１：基板（シリコン基板）
２：窒化膜（絶縁膜）
３：フィンガー電極
４：バスバー電極
４１：バスバー領域
５、９：リボン（リード線、取出線）
６、８：ハンダ
７：アルミ電極
２１：窒化膜
２２：穴部
２３：アルミ電極
２４：アルミ・シリコン合金層
２５、２６，２７：ハンダ
３０：アルミ基板
４０：シリコン基板
４１：プリハンダ付け

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】