特開 2024-135490 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135490

(43)【公開日】2024-10-04

(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 31/0224 20060101AFI20240927BHJP

   H01L 31/0747 20120101ALN20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 260

H01L31/06 455

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046199

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【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】100131705

【弁理士】

【氏名又は名称】新山 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】藤原 雅宏

(72)【発明者】

【氏名】▲吉▼田 一輝

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251AA02

5F251AA03

5F251AA05

5F251BA11

5F251CB12

5F251CB14

5F251CB21

5F251CB27

5F251DA03

5F251DA07

5F251DA10

5F251FA04

5F251FA06

5F251FA13

5F251FA15

5F251FA17

5F251FA21

5F251HA03

(57)【要約】

【課題】半導体基板の内部応力を低減する太陽電池を提供する。
【解決手段】太陽電池１は、半導体基板１１と、半導体基板１１の主面に配置された導電型半導体層２５，３５と、導電型半導体層２５，３５に対応する金属電極層２９，３９とを備える太陽電池であって、金属電極層２９，３９は帯状の形状を有し、金属電極層２９，３９は、金属粒子が連なって堆積した層構造を有する下地層２９ｌ，３９ｌと、金属のめっき層２９ｕ，３９ｕとの積層構造を有し、半導体基板１１の主面側からみて、下地層２９ｌ，３９ｌにおける金属粒子の大きさは０．９μｍ以上５００μｍ以下である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板と、前記半導体基板の主面に配置された導電型半導体層と、前記導電型半導体層に対応する金属電極層とを備える太陽電池であって、
前記金属電極層は帯状の形状を有し、
前記金属電極層は、金属粒子が連なって堆積した層構造を有する下地層と、金属のめっき層との積層構造を有し、
前記半導体基板の主面側からみて、前記下地層における前記金属粒子の大きさは０．９μｍ以上５００μｍ以下である、
太陽電池。

【請求項2】

前記半導体基板の主面に沿う前記下地層の断面、および、前記半導体基板の主面に交差する前記下地層の断面において、前記金属粒子の粒界には隙間が存在し、
前記下地層における前記めっき層側の一部の前記金属粒子の粒界の隙間には、前記めっき層の一部が埋め込まれている、
請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

前記半導体基板の主面に交差する断面において、前記下地層に隣接する層と前記下地層の前記金属粒子との境界には隙間が存在する、請求項１または２に記載の太陽電池。

【請求項4】

請求項１に記載の太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の主面に前記導電型半導体層を形成する工程と、
減圧溶射法を用いて、減圧環境下で、放電によって金属粒子を溶融させ、キャリアガスによって溶融された金属粒子を前記半導体基板に噴射し、前記半導体基板の前記導電型半導体層上に金属粒子を堆積させることにより、前記下地層を形成する工程と、
めっき法を用いて、前記下地層上に金属のめっき層を形成する工程と、
を含む、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、太陽電池および太陽電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体基板を用いた太陽電池として、受光面側および裏面側の両面に電極が形成された両面電極型の太陽電池と、裏面側のみに電極が形成された裏面電極型の太陽電池とがある。特許文献１には両面電極型の太陽電池が開示されており、特許文献２には裏面電極型の太陽電池が開示されている。特許文献１および２に開示されているように、両面電極型であっても裏面電極型であっても、太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の主面に配置された導電型半導体層と、導電型半導体層に対応する金属電極層とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１５２６２０号公報

【特許文献2】特開２０１９－１２１６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したように、太陽電池では、半導体基板に金属電極層が形成されているため、半導体基板に反りが生じ、半導体基板の内部に応力が生じる。このような傾向は、裏面電極型の太陽電池において顕著である。半導体基板の内部応力が大きくなると、太陽電池の信頼性が低下する。

【0005】

本発明は、半導体基板の内部応力を低減（抑制、緩和）する太陽電池および太陽電池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】

【0006】

本発明に係る太陽電池は、半導体基板と、前記半導体基板の主面に配置された導電型半導体層と、前記導電型半導体層に対応する金属電極層とを備える太陽電池であって、前記金属電極層は帯状の形状を有し、前記金属電極層は、金属粒子が連なって堆積した層構造を有する下地層と、金属のめっき層との積層構造を有し、前記半導体基板の主面側からみて、前記下地層における前記金属粒子の大きさは０．９μｍ以上５００μｍ以下である。

【0007】

本発明に係る太陽電池の製造方法は、上記の太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の主面に前記導電型半導体層を形成する工程と、減圧溶射法を用いて、減圧環境下で、放電によって金属粒子を溶融させ、キャリアガスによって溶融された金属粒子を前記半導体基板に噴射し、前記半導体基板の前記導電型半導体層上に金属粒子を堆積させることにより、前記下地層を形成する工程と、めっき法を用いて、前記下地層上に金属のめっき層を形成する工程とを含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、太陽電池において、半導体基板の内部応力を低減（抑制、緩和）することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る太陽電池（裏面電極型）を裏面側からみた図である。

【図2】図１の太陽電池（裏面電極型）におけるII－II線断面図である。

【図3A】本実施形態に係る太陽電池（裏面電極型）の製造方法における半導体層形成工程を示す図である。

【図3B】本実施形態に係る太陽電池（裏面電極型）の製造方法における透明電極層形成工程を示す図である。

【図3C】本実施形態に係る太陽電池（裏面電極型）の製造方法における金属電極層の下地層形成工程を示す図である。

【図3D】本実施形態に係る太陽電池（裏面電極型）の製造方法における金属電極層のめっき層形成工程を示す図である。

【図4】本実施形態の変形例に係る太陽電池（両面電極型）の断面図である。

【図5A】図２の太陽電池における金属電極層の下地層の表面を撮像したＳＥＭ画像の一例である。

【図5B】図５ＡのＶＢ部分を拡大したＳＥＭ画像の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

【0011】

（太陽電池）
図１は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図であり、図２は、図１の太陽電池におけるII－II線断面図である。図１および図２に示す太陽電池１は、裏面電極型（バックコンタクト型、裏面接合型ともいう。）であってヘテロ接合型の太陽電池である。

【0012】

太陽電池１は、２つの主面を備える半導体基板１１を備え、半導体基板１１の主面において第１領域７と第２領域８とを有する。以下では、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の主面を受光面とし、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の主面を裏面とする。

【0013】

第１領域７は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部７ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部７ｂとを有する。バスバー部７ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部７ｆは、バスバー部７ｂから、第１方向に交差する第２方向（Ｙ方向）に延在する。

【0014】

同様に、第２領域８は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部８ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部８ｂとを有する。バスバー部８ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第１方向に延在し、フィンガー部８ｆは、バスバー部８ｂから、第２方向に延在する。

【0015】

フィンガー部７ｆとフィンガー部８ｆとは、第２方向に延在する帯状をなしており、第１方向に交互に設けられている。なお、第１領域７および第２領域８は、ストライプ状に形成されてもよい。

【0016】

図２に示すように、太陽電池１は、半導体基板１１の受光面側に順に形成（堆積、積層、製膜）されたパッシベーション層１３および光学調整層１５を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の一部（主に、第１領域７）に順に形成（堆積、積層、製膜）されたパッシベーション層２３、第１導電型半導体層２５および第１電極層２７を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の他の一部（主に、第２領域８）に順に形成（堆積、積層、製膜）されたパッシベーション層３３、第２導電型半導体層３５および第２電極層３７を備える。

【0017】

半導体基板１１は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｎ型ドーパントがドープされたｎ型の半導体基板である。なお、半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｐ型ドーパントがドープされたｐ型の半導体基板であってもよい。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられる。半導体基板１１は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。

【0018】

半導体基板１１の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。

【0019】

半導体基板１１は、受光面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、受光面において入射光の反射が低減し、半導体基板１１における光閉じ込め効果が向上する。

【0020】

また、半導体基板１１は、裏面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、半導体基板１１に吸収されず通過してしまった光の回収効率が高まる。

【0021】

パッシベーション層１３は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。パッシベーション層２３は、半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。パッシベーション層３３は、半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。パッシベーション層１３，２３，３３は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコン材料で形成される。パッシベーション層１３，２３，３３は、半導体基板１１で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。

【0022】

光学調整層１５は、半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３上に形成されている。光学調整層１５は、入射光の反射を防止または抑制する反射防止層として機能し、半導体基板１１への光の入射効率を向上する。また、光学調整層１５は、半導体基板１１の受光面側およびパッシベーション層１３を保護する保護層として機能する。光学調整層１５は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の絶縁体材料で形成される。

【0023】

第１導電型半導体層２５は、パッシベーション層２３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。第１導電型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第１導電型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料にｐ型ドーパント（例えば、上述したホウ素（Ｂ））がドープされたｐ型の半導体層である。

【0024】

第２導電型半導体層３５は、パッシベーション層３３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。第２導電型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第２導電型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料にｎ型ドーパント（例えば、上述したリン（Ｐ））がドープされたｎ型半導体層である。

【0025】

なお、第１導電型半導体層２５がｎ型の半導体層であり、第２導電型半導体層３５がｐ型の半導体層であってもよい。

【0026】

第１導電型半導体層２５およびパッシベーション層２３と、第２導電型半導体層３５およびパッシベーション層３３とは、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。第２導電型半導体層３５およびパッシベーション層３３の一部は、隣接する第１導電型半導体層２５およびパッシベーション層２３の一部の上に重なっていてもよい。

【0027】

第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５に対応して、具体的には半導体基板１１の裏面側の第１領域７における第１導電型半導体層２５上に形成されている。第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５上に順に形成された第１透明電極層２８と第１金属電極層２９とを有していてもよいし（図２）、第１導電型半導体層２５上に形成された第１金属電極層２９のみを有していてもよい（図示省略）。

【0028】

第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５に対応して、具体的には半導体基板１１の裏面側の第２領域８における第２導電型半導体層３５上に形成されている。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に順に形成された第２透明電極層３８と第２金属電極層３９とを有していてもよいし（図２）、第２導電型半導体層３５上に形成された第２金属電極層３９のみを有していてもよい（図示省略）。

【0029】

第１電極層２７および第２電極層３７は、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。第１電極層２７と第２電極層３７とは互いに分離されている。すなわち、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８は、第２方向に延在する帯状をなしており、第１方向に交互に並んでいる。第１透明電極層２８と第２透明電極層３８とは互いに分離されている。また、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、第２方向に延在する帯状をなしており、第１方向に交互に並んでいる。第１金属電極層２９と第２金属電極層３９とは互いに分離されている。

【0030】

第１透明電極層２８および第２透明電極層３８は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物）等が挙げられる。

【0031】

第１金属電極層２９は、第１下地層２９ｌと第１めっき層２９ｕとを有し、第２金属電極層３９は、第２下地層３９ｌと第２めっき層３９ｕとを有する。

【0032】

第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌは、後述するように、例えば銀、銅、アルミニウム等の粒子状の金属材料を用いた減圧溶射法によって形成される。図５Ａは、第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌの表面を撮像したＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）画像の一例であり、図５Ｂは、図５ＡのＶＢ部分を拡大したＳＥＭ画像の一例である。図５Ａおよび図５Ｂの例では、粒子径８μｍの銅粉末を用いて減圧溶射した。

【0033】

図５Ａおよび図５Ｂの例に示すように、第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌは、金属粒子が連なって堆積した層構造を有する。裏面側からみて、第１下地層２９ｌにおける金属粒子の大きさ（粒子径）は、０．９μｍ以上５００μｍ以下であり、好ましくは０．９μｍ以上１３μｍ以下であり、裏面側からみて、第２下地層３９ｌにおける金属粒子の大きさ（粒子径）は、０．９μｍ以上５００μｍ以下であり、好ましくは０．９μｍ以上１３μｍ以下である。

【0034】

また、裏面に沿う第１下地層２９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、裏面に交差する第１下地層２９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、裏面に交差する断面において、第１下地層２９ｌに隣接する層、すなわち第１透明電極層２８、と第１下地層２９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する（図２）。なお、第１電極層２７が第１透明電極層２８を有さない場合、裏面に交差する断面において、第１下地層２９ｌに隣接する層、すなわち第１導電型半導体層２５、と第１下地層２９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する（図示省略）。

【0035】

また、裏面に沿う第２下地層３９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、裏面に交差する第２下地層３９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、裏面に交差する断面において、第２下地層３９ｌに隣接する層、すなわち第２透明電極層３８、と第２下地層３９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する（図２）。なお、第２電極層３７が第２透明電極層３８を有さない場合、受光面に交差する断面において、第２下地層３９ｌに隣接する層、すなわち第２導電型半導体層３５、と第２下地層３９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する（図示省略）。

【0036】

第１めっき層２９ｕおよび第２めっき層３９ｕは、後述するように、例えば銀、銅、アルミニウム等の金属材料を用いためっき法（電解めっき法または無電解めっき法）によって形成される。これにより、第１下地層２９ｌにおける第１めっき層２９ｕ側の一部の金属粒子の粒界の隙間には、第１めっき層２９ｕの一部が埋め込まれており、第２下地層３９ｌにおける第２めっき層３９ｕ側の一部の金属粒子の粒界の隙間には、第２めっき層３９ｕの一部が埋め込まれている。

【0037】

（太陽電池の製造方法）
次に、図３Ａ～図３Ｄを参照して、本実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。図３Ａは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図であり、図３Ｂは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層形成工程を示す図である。図３Ｃは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における金属電極層の下地層形成工程を示す図であり、図３Ｄは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における金属電極層のめっき層形成工程を示す図である。

【0038】

まず、図３Ａに示すように、半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的には第１領域７に、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５を形成する（半導体層形成工程）。以下に、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５の形成方法の一例を示すが、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５の形成方法はこれに限定されない。

【0039】

例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション膜および第１導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５をパターニングしてもよい。なお、ｐ型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸や、硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、ｎ型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えば水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性溶液が挙げられる。

【0040】

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第１導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

【0041】

次に、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的には第２領域８に、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５を形成する（半導体層形成工程）。以下に、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５の形成方法の一例を示すが、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５の形成方法はこれに限定されない。

【0042】

例えば、上述同様に、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション膜および第２導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５をパターニングしてもよい。

【0043】

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第２導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

【0044】

なお、この半導体層形成工程において、半導体基板１１の受光面側の全面に、パッシベーション層１３を形成してもよい。

【0045】

次に、図３Ｂに示すように、第１導電型半導体層２５上に、具体的には第１領域７に、第１透明電極層２８を形成し、第２導電型半導体層３５上に、具体的には第２領域８に、第２透明電極層３８を形成する（透明電極層形成工程）。以下に、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８の形成方法の一例を示すが、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８の形成方法はこれに限定されない。

【0046】

例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てに、すなわち第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５上にこれらに跨って、透明導電膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成してもよい。エッチング法としては例えばウェットエッチング法が挙げられ、エッチング溶液としては塩酸（ＨＣｌ）等の酸性溶液が挙げられる。

【0047】

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側に第１透明電極層および第２透明電極層を積層する際に、マスクを用いて、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

【0048】

なお、このとき、半導体基板１１の受光面側の全面に、光学調整層１５を形成してもよい。

【0049】

次に、図３Ｃに示すように、第１透明電極層２８上に、具体的には第１領域７に、第１金属電極層２９の第１下地層２９ｌを形成し、第２透明電極層３８上に、具体的には第２領域８に、第２金属電極層３９の第２下地層３９ｌを形成する（金属電極層の下地層形成工程）。

【0050】

例えば、粒子状の金属材料を用いた減圧溶射法を用いて、第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌを形成する。減圧溶射法とは、減圧環境下で、
・プラズマ放電等の放電によって、粒子状の金属材料を溶融させ、
・キャリアガスによって、溶融粒子を対象物表面に噴射し、
・溶融粒子を対象物表面に堆積する、
製膜方法である。対象物表面に堆積した溶融粒子は、瞬時に冷却され、金属膜を形成する。

【0051】

これにより、上述したように、第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌは、金属粒子が連なって堆積した層構造を有する。また、裏面に沿う第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、裏面に交差する第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。

【0052】

また、裏面に交差する断面において、第１下地層２９ｌに隣接する層（第１透明電極層２８、或いは第１導電型半導体層２５）と第１下地層２９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する。また、裏面に交差する断面において、第２下地層３９ｌに隣接する層（第２透明電極層３８、或いは第２導電型半導体層３５）と第２下地層３９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する。

【0053】

次に、図３Ｄに示すように、めっき法を用いて、第１下地層２９ｌ上に、具体的には第１領域７に、第１金属電極層２９の第１めっき層２９ｕを形成し、第２下地層３９ｌ上に、具体的には第２領域８に、第２金属電極層３９の第２めっき層３９ｕを形成する（金属電極層のめっき層形成工程）。

【0054】

以上の工程により、本実施形態の裏面電極型の太陽電池１が得られる。

【0055】

以上説明したように、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、粒子状の金属材料を用いた減圧溶射法を用いて、第１金属電極層２９の第１下地層２９ｌおよび第２金属電極層３９の第２下地層３９ｌを形成する。これにより、本実施形態の太陽電池１によれば、第１金属電極層２９の第１下地層２９ｌおよび第２金属電極層３９の第２下地層３９ｌは、金属粒子が連なって堆積した層構造を有する。

【0056】

また、裏面に沿う第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、裏面に交差する第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。

【0057】

また、裏面に交差する断面において、第１下地層２９ｌに隣接する層（第１透明電極層２８、或いは第１導電型半導体層２５）と第１下地層２９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する。また、裏面に交差する断面において、第２下地層３９ｌに隣接する層（第２透明電極層３８、或いは第２導電型半導体層３５）と第２下地層３９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する。

【0058】

これにより、第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌは、ヤング率が低く、柔軟性が高い。そのため、本実施形態の太陽電池１によれば、半導体基板１１の反りを低減することができ、半導体基板１１の内部応力を低減（抑制、緩和）することができる。

【0059】

ここで、太陽電池の金属電極層の形成方法として、スクリーン印刷法を用いて、導電性ペースト（Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、等）をパターン印刷して焼成することにより、金属電極層を形成する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。これによれば、パターン印刷により比較的に材料費を低減することができる反面、抵抗が比較的に高い。

【0060】

また、太陽電池の金属電極層の形成方法として、スパッタリング法により下地層（シード層）を形成した後、フォトリソグラフィ法により下地層をパターン化し、電解めっき法により下地層上にめっき層を形成することにより、金属電極層を形成する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。これによれば、抵抗が比較的に低い反面、フォトリソグラフィ法により下地層をパターン化する際に下地層の一部を除去するため、比較的に材料費が高い。

【0061】

これらの点に関し、本実施形態によれば、太陽電池の金属電極層の下地層の形成方法として減圧溶射法を用いることにより、比較的に抵抗を低くすることができ、かつ、比較的に材料費を低減することができる。

【0062】

また、本実施形態の減圧溶射法を用いる金属電極層の下地層の形成方法によれば、めっき法を用いる金属電極層の形成方法と比較して、金属電極層の密着性、抵抗、接合強度は同等であり、更に半導体基板の反りを低減することができ、半導体基板の内部応力を低減（抑制、緩和）することができることを確認した。

【0063】

なお、金属電極層の密着性の評価では、JIS-K5400規格に準拠したクロスカット試験を行った。金属電極層の抵抗の評価では、JIS-C2139-3、JIS K6911に準拠した体積低効率・表面抵抗率測定を行った。金属電極層の接合強度の評価では、JIS-Z3198-8、JIS-K6855に準拠したツィーザーピール強度試験を行った。また、半導体基板の反り（半導体基板の内部応力）の評価では、JIS-H8626（品質、項目12、電着応力）に準拠したテストストリップ試験を行った。

【0064】

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、めっき法を用いて、第１金属電極層２９の第１めっき層２９ｕおよび第２金属電極層３９の第２めっき層３９ｕを形成する。これにより、本実施形態の太陽電池１によれば、第１金属電極層２９は第１めっき層２９ｕを有し、第２金属電極層３９は第２めっき層３９ｕを有する。そのため、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の抵抗を低くすることができる。また、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の表面の平滑性（表面粗さ）を高めることができ、半田接合性を高めることができる。

【0065】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、裏面電極型の太陽電池１について例示した（例えば図２）。しかし、本発明の特徴はこれに限定されず、両面電極型の太陽電池にも適用可能である。

【0066】

図４は、本実施形態の変形例に係る太陽電池の断面図である。図４に示す太陽電池１は、両面電極型であってヘテロ接合型の太陽電池である。図４に示す太陽電池１は、半導体基板１１の受光面側に順に形成（堆積、積層、製膜）されたパッシベーション層２３、第１導電型半導体層２５および第１電極層２７を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側に順に形成（堆積、積層、製膜）されたパッシベーション層３３、第２導電型半導体層３５および第２電極層３７を備える。

【0067】

パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５は、半導体基板１１の受光面側の全面に順に形成されている。パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５は、半導体基板１１の裏面側の全面に形成されている。

【0068】

第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５に対応して、具体的には第１導電型半導体層２５上に形成されている。第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５上に順に形成された第１透明電極層２８と第１金属電極層２９とを有していてもよいし（図４）、第１導電型半導体層２５上に形成された第１金属電極層２９のみを有していてもよい（図示省略）。

【0069】

第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５に対応して、具体的には第２導電型半導体層３５上に形成されている。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に順に形成された第２透明電極層３８と第２金属電極層３９とを有していてもよいし（図４）、第２導電型半導体層３５上に形成された第２金属電極層３９のみを有していてもよい（図示省略）。

【0070】

第１透明電極層２８は、第１導電型半導体層２５上の全面に形成されており、第２透明電極層３８は、第２導電型半導体層３５上の全面に形成されている。一方、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、第２方向に延在する帯状をなしており、第１方向に交互に並んでいる。第１金属電極層２９は、第１下地層２９ｌと第１めっき層２９ｕとを有し、第２金属電極層３９は、第２下地層３９ｌと第２めっき層３９ｕとを有する。なお、裏面側の第２金属電極層３９は、第２導電型半導体層３５上の全面に形成されていてもよい。

【0071】

上述したように、第１下地層２９ｌおよび第２下地層３９ｌは、金属粒子が連なって堆積した層構造を有する。

【0072】

また、受光面に沿う第１下地層２９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、受光面に交差する第１下地層２９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、受光面に交差する断面において、第１下地層２９ｌに隣接する層、すなわち第１透明電極層２８、と第１下地層２９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する（図２）。なお、第１電極層２７が第１透明電極層２８を有さない場合、裏面に交差する断面において、第１下地層２９ｌに隣接する層、すなわち第１導電型半導体層２５、と第１下地層２９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する（図示省略）。

【0073】

また、裏面に沿う第２下地層３９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、裏面に交差する第２下地層３９ｌの断面において、金属粒子の粒界には隙間が存在する。また、裏面に交差する断面において、第２下地層３９ｌに隣接する層、すなわち第２透明電極層３８、と第２下地層３９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する（図２）。なお、第２電極層３７が第２透明電極層３８を有さない場合、受光面に交差する断面において、第２下地層３９ｌに隣接する層、すなわち第２導電型半導体層３５、と第２下地層３９ｌの金属粒子との境界には隙間が存在する（図示省略）。

【符号の説明】

【0074】

１ 太陽電池
７ 第１領域
８ 第２領域
７ｂ，８ｂ バスバー部
７ｆ，８ｆ フィンガー部
１１ 半導体基板
１３，２３，３３ パッシベーション層
２５ 第１導電型半導体層
２７ 第１電極層
２８ 第１透明電極層
２９ 第１金属電極層
２９ｌ 第１下地層
２９ｕ 第１めっき層
３５ 第２導電型半導体層
３７ 第２電極層
３８ 第２透明電極層
３９ 第２金属電極層
３９ｌ 第２下地層
３９ｕ 第２めっき層

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5A】

【図5B】