特許 7193393 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】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】太陽電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0224 20060101AFI20221213BHJP

   H01L 31/068 20120101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 264

H01L31/06 300

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019058444

(22)【出願日】2019-03-26

(65)【公開番号】P2020161599

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】399054321

【氏名又は名称】東洋アルミニウム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マルワン ダムリン

【審査官】吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１１５０７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１３５４３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２６１６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３８２４６５３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３１／０２－３１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｐ＋層とｎ＋層とを有するシリコン基板に、ｐ＋側電極とｎ＋側電極とが形成された太陽電池の製造方法であって、
（１）表面にｐ＋層とｎ＋層とを有し、前記ｐ＋層の表面に開口部を有するパッシベーション膜が積層され、且つ、前記ｎ＋層の表面にパッシベーション膜が積層されていないか、又は、開口部を有するパッシベーション膜が積層されたシリコン基板を用意する準備工程と、
（２）ｐ＋側電極を形成する領域に形成された第１の開口部に、Ｓｉ含有量とアルミニウム粉末含有量との合計に対するＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１９．９ｗｔ％以下のアルミニウム粉末を含有する第１のアルミニウムペーストを塗布し、且つ、前記第１の開口部から離間されて、前記ｎ＋層が露出した領域、又は、前記パッシベーション膜からｎ＋層が露出した第２の開口部に、前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有する第２のアルミニウムペーストを塗布する塗布工程と、
（３）前記塗布工程の後に、前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点以上であり、且つ、前記第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点未満の焼成温度で焼成する焼成工程と、
を備えることを特徴とする太陽電池の製造方法。

【請求項2】

前記焼成工程は、焼成温度が５７７℃以上９００℃以下であり、前記第１のアルミニウムペーストが焼成されて前記ｐ＋層に拡散層を形成する工程である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項3】

前記第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末は、Ｓｉ含有量とアルミニウム粉末含有量との合計に対するＳｉ含有量が前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも多い、請求項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項4】

前記塗布工程において、前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の、Ｓｉ含有量とアルミニウム粉末含有量との合計に対するＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１７．０ｗｔ％以下であり、且つ、前記第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の、Ｓｉ含有量とアルミニウム粉末含有量との合計に対するＳｉ含有量が１７．０ｗｔ％を超え、３５．０ｗｔ％未満である、請求項１～３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は太陽電池の製造方法に関し、特にパッシベーション膜を備える太陽電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、結晶シリコン系太陽電池には、シリコン基板の表側（受光面側）に銀電極を備え、且つ、裏側にアルミニウム電極を備えたタイプと、裏面に銀電極及びアルミニウム電極を離間して備えたタイプ（バックコンタクト型太陽電池）とが存在する。

【0003】

上述の太陽電池においては、シリコン基板の銀電極が設けられた領域近傍にはｎ＋層が形成され、且つ、アルミニウム電極が設けられた領域近傍にはｐ＋層が形成され、ｐｎ接合を形成して太陽電池からの電流が取り出される。

【0004】

更に、近年では、シリコン基板表面における電子と正孔との再結合を抑制するために、太陽電池にＳｉＮやＳｉＯ_２より構成されるパッシベーション膜を設けることが一般的である。例えば、特許文献１には、パッシベーション膜を備えるシリコン基板の表面に銀電極を備え、裏面にアルミニウム電極を備える太陽電池が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２００９－５３３８６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の太陽電池では、銀ペーストを用いているため、太陽電池の製造の際に銀の融点である９６１．８℃から、１０００℃程度までの温度で焼成する必要がある。そのため、高温焼成に伴う環境負荷が高く、また１０００℃程度の高温に耐えられる設備が必要となるという問題がある。太陽電池の製造には、銀の融点よりも低い焼成温度で電極が形成されることが望まれており、９００℃以下の低い焼成温度でも電極が形成できることが期待される。

【0007】

従って、９００℃以下の低い焼成温度でも電極の形成が可能な太陽電池の製造方法の開発が望まれている。

【0008】

本発明は、９００℃以下の低い焼成温度でも電極の形成が可能な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】

【0009】

本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、銀ペーストを用いずに、アルミニウムペーストによって電極を形成する方法を種々検討し、本発明を完成するに至った。

【0010】

即ち、本発明は、下記の太陽電池の製造方法に関する。
１．ｐ＋層とｎ＋層とを有するシリコン基板に、ｐ＋側電極とｎ＋側電極とが形成された太陽電池の製造方法であって、
（１）表面にｐ＋層とｎ＋層とを有し、前記ｐ＋層の表面に開口部を有するパッシベーション膜が積層され、且つ、前記ｎ＋層の表面にパッシベーション膜が積層されていないか、又は、開口部を有するパッシベーション膜が積層されたシリコン基板を用意する準備工程と、
（２）ｐ＋側電極を形成する領域に形成された第１の開口部にＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１９．９ｗｔ％以下のアルミニウム粉末を含有する第１のアルミニウムペーストを塗布し、且つ、前記第１の開口部から離間されて、前記ｎ＋層が露出した領域、又は、前記パッシベーション膜からｎ＋層が露出した第２の開口部に、前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有する第２のアルミニウムペーストを塗布する塗布工程と、
（３）前記塗布工程の後に、前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点以上であり、且つ、前記第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点未満の焼成温度で焼成する焼成工程と、
を備えることを特徴とする太陽電池の製造方法。
２．前記焼成工程は、焼成温度が５７７℃以上９００℃以下であり、前記第１のアルミニウムペーストが焼成されて前記ｐ＋層に拡散層を形成する工程である、項１に記載の太陽電池の製造方法。
３．前記第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末は、Ｓｉ含有量が前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも多い、項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。
４．前記塗布工程において、前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１７．０ｗｔ％以下であり、且つ、前記第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量が１７．０ｗｔ％を超え、３５．０ｗｔ％未満である、項１～３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明の太陽電池の製造方法は、９００℃以下の低い焼成温度でも電極の形成が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】フロントタイプの太陽電池の製造方法における各工程の状態を示す模式図である。

【図2】バックコンタクトタイプの太陽電池の製造方法における各工程の状態を示す模式図である。

【図3】Ａｌ－Ｓｉ系平衡状態図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の太陽電池の製造方法は、ｐ＋層とｎ＋層とを有するシリコン基板に、ｐ＋側電極とｎ＋側電極とが形成された太陽電池の製造方法であって、
（１）表面にｐ＋層とｎ＋層とを有し、前記ｐ＋層の表面に開口部を有するパッシベーション膜が積層され、且つ、前記ｎ＋層の表面にパッシベーション膜が積層されていないか、又は、開口部を有するパッシベーション膜が積層されたシリコン基板を用意する準備工程と、
（２）ｐ＋側電極を形成する領域に形成された第１の開口部にＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１９．９ｗｔ％以下のアルミニウム粉末を含有する第１のアルミニウムペーストを塗布し、且つ、前記第１の開口部から離間されて、前記ｎ＋層が露出した領域、又は、前記パッシベーション膜からｎ＋層が露出した第２の開口部に、前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有する第２のアルミニウムペーストを塗布する塗布工程と、
（３）前記塗布工程の後に、前記第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点以上であり、且つ、前記第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点未満の焼成温度で焼成する焼成工程とを備える製造方法である。

【0014】

本発明の太陽電池の製造方法は、（１）準備工程により特定のシリコン基板を用意し、（２）塗布工程により第１の開口部にＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１９．９ｗｔ％以下のアルミニウム粉末を含有する第１のアルミニウムペーストを塗布し、且つ、ｎ＋層が露出した領域、又は、第２の開口部に、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有する第２のアルミニウムペーストを塗布し、（３）焼成工程により第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点以上であり、且つ、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点未満の焼成温度で焼成するので、第１のアルミニウムペーストが第１の開口部で溶融してｐ＋側電極を形成することができると共に、ｎ＋層が露出した領域、又は、パッシベーション膜からｎ＋層が露出した第２の開口部に形成された第２のアルミニウムペーストの溶融が抑制されて、ｎ＋側電極を形成することができる。特に、本発明の製造方法では、（２）塗布工程においてＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１９．９ｗｔ％以下のアルミニウム粉末を含有する第１のアルミニウムペーストを用いているので、（３）焼成工程により９００℃以下の焼成温度で電極の形成が可能となる。

【0015】

以下、本発明の太陽電池の製造方法について詳細に説明する。

【0016】

（１）準備工程
準備工程は、表面にｐ＋層とｎ＋層とを有し、前記ｐ＋層の表面に開口部を有するパッシベーション膜が積層され、且つ、前記ｎ＋層の表面にパッシベーション膜が積層されていないか、又は、開口部を有するパッシベーション膜が積層されたシリコン基板を用意する工程である。

【0017】

シリコン基板は、シリコンを主成分とする半導体基板であることが好ましい。また、シリコン基板は、ｎ型のシリコン基板及びｐ型のシリコン基板のいずれであてもよく、太陽電池の所望の用途や仕様に応じ、適宜選択すればよい。

【0018】

シリコン基板は、具体的には、シリコン基板表面にｐ＋層とｎ＋層とを有するシリコン基板が用いられ、シリコン基板の一方の面にｐ＋層を備え、もう一方の面にｎ＋層を備えるシリコン基板（フロントタイプ）であってよいし、シリコン基板の一方の面にｐ＋層及びｎ＋層を両方有するシリコン基板（バックコンタクトタイプ）であってもよい。これらの中でも、バックコンタクトタイプのシリコン基板を用いると、シリコン基板のｐ＋層及びｎ＋層を両方とも有する面とは反対側の面に受光を妨げる電極を設けずに済むため、当該反対側の面を受光面とすることで、太陽電池の発電効率がより一層向上する。

【0019】

シリコン基板には、予め切断面のダメージ層の除去とテクスチャを形成する目的で、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては特に限定されず、アルカリ液等によるウエットエッチング、加熱して表面に酸化膜を形成する表面処理、硝酸に浸漬させることにより表面を酸化する表面処理、オゾン水に浸漬させることにより表面を酸化する表面処理等が挙げられる。

【0020】

シリコン基板の厚みは特に限定はされず、１００～２５０μｍが好ましく、１５０～２００μｍがより好ましい。

【0021】

シリコン基板上にｐ＋層を形成する方法は特に限定されず、例えば、イオン注入等の公知の方法により形成することができる。具体的には、Ｂ（ホウ素）を原料として、プラズマを発生させイオン化した後イオンビームとして半導体基板上へ照射する方法を挙げることができる。ｐ＋層の厚みは特に限定されず、０．１～２μｍが好ましく、０．３～１μｍがより好ましい。

【0022】

シリコン基板上にｎ＋層を形成する方法は特に限定されず、例えば、イオン注入等の公知の方法により形成することができる。具体的には、ＰＨ_３（ホスフィン）を原料として、プラズマを発生させイオン化した後イオンビームとして半導体基板上へ照射する方法を挙げることができる。ｎ＋層の厚みは特に限定されず、０．１～２μｍが好ましく、０．３～１μｍがより好ましい。

【0023】

準備工程において、シリコン基板は、ｐ＋層の表面に開口部を有するパッシベーション膜が積層され、且つ、ｎ＋層の表面にパッシベーション膜が積層されていないか、又は、開口部を有するパッシベーション膜が積層されている。パッシベーション膜が積層されていることにより、シリコン基板表面における電子と正孔との再結合が抑制される。

【0024】

ｎ＋層の表面に、開口部を有するパッシベーション膜が積層されている場合、パッシベーション膜にはｐ＋層及びｎ＋層のそれぞれに対応する箇所に開口部が形成される。当該開口部に電極を設けることで、ｐｎ接合が形成されて太陽電池からの電流が取り出される。ｎ＋層の表面にパッシベーション膜が積層されていなくてもよく、この場合もｎ＋層の表面に電極を設けることで、ｐｎ接合が形成されて太陽電池からの電流を取り出すことができる。

【0025】

パッシベーション膜としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム膜、アモルファスシリコン膜、及び、微結晶シリコン膜からなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。パッシベーション膜の形成方法は特に限定されず、例えば、プラズマＣＶＤ法、半導体用常圧ＣＶＤ法、ＡＬＤ法（原子層堆積法）等の各種の化学気相法やスパッタリング法により形成することができる。中でも、トリメチルアルミニウムを原料としてＡＬＤ法によって酸化アルミニウムからなるパッシベーション膜を形成する方法が好ましい。

【0026】

パッシベーション膜の厚みは特に限定されず、５～２００ｎｍが好ましく、１０～５０ｎｍがより好ましい。パッシベーション膜の厚みが上記範囲であることにより、パッシベーション効果がより一層向上し、且つ、パッシベーション膜をより一層除去し易くなる。

【0027】

パッシベーション膜に開口部を形成する方法は特に限定されず、レーザー照射等により開口部を設ける、いわゆるＬＣＯ（Laser contact opening）による方法が挙げられる。表面にｐ＋層とｎ＋層とを有し、且つ、ｐ＋層及びｎ＋層のそれぞれの表面に開口部を有するパッシベーション膜が積層されたシリコン基板を用いることで、当該開口部に電極を形成すると、ｐｎ接合が形成されて、太陽電池セルとしてのシリコン基板から電流を取り出すことができる。

【0028】

上記パッシベーション膜の表面には、更に、反射防止膜が形成されていることが好ましい。反射防止膜を形成する方法としては特に限定されず、例えば、プラズマＣＶＤ法によってシランガス及びアンモニアガス雰囲気下で、パッシベーション膜表面に窒化ケイ素膜を形成する方法が挙げられる。

【0029】

（２）塗布工程
塗布工程は、ｐ＋側電極を形成する領域に形成された第１の開口部にＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１９．９ｗｔ％以下のアルミニウム粉末を含有する第１のアルミニウムペーストを塗布し、且つ、第１の開口から離間されて、ｎ＋層が露出した領域、又は、パッシベーション膜からｎ＋層が露出した第２の開口部に、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有する第２のアルミニウムペーストを塗布する工程である。

【0030】

図３に、Ａｌ－Ｓｉ系平衡状態図を示す。図３に示す様に、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１２．２ｗｔ％以下の範囲（亜共晶）であると、融点が５７７℃以上６６０℃以下であり、Ｓｉ含有量が増す毎に融点が下がる。また、Ｓｉ含有量が１２．２ｗｔ％以上（過共晶）１９．９ｗｔ％以下であると、融点が５７７℃以上６８６℃以下の範囲の温度となり、Ｓｉ含有量が増す毎に融点が上がる。すなわち、上記場合の第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点は５７７℃以上６８６℃以下である。このため、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末は、銀の融点である９６１．８℃以下の焼成温度で溶融するのはもちろん、５７７℃以上９００℃以下の範囲の焼成温度でも溶融し、更に、５７７℃以上６８６℃以下の範囲の焼成温度でも溶融する。第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量は、１２．２ｗｔ％以上（過共晶）１７．０ｗｔ％以下がより好ましい。第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量が上記範囲であると、融点が５７７℃以上６６０℃以下の範囲の温度となり、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末が、アルミニウムの融点以下の温度で溶融する。

【0031】

これに対し、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末は、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有する。第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有するアルミニウムペーストを第２のアルミニウムペーストとして選択することで、後述する焼成工程において、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点以上であり、且つ、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点未満の焼成温度で焼成すると、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末が溶融してｐ＋側電極が形成され、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の溶融が抑制されてｎ＋側電極が形成される。

【0032】

第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末は、Ｓｉ含有量が第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも多いことが好ましい。当該構成とすることにより、第１のアルミニウムペーストと第２のアルミニウムペーストとの融点の差を大きくすることができ、後述する焼成工程により第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末をより一層十分に溶融させることができ、且つ、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の溶融がより一層抑制される。

【0033】

第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量は、１７．０ｗｔ％を超え、３５．０ｗｔ％未満が好ましく、２０．０ｗｔ％以上３５．０ｗｔ％未満がより好ましい。第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量が上記範囲であることにより、第１のアルミニウムペーストと第２のアルミニウムペーストとの融点の差を大きくすることができ、後述する焼成工程により第１のアルミニウムペーストをより一層十分に溶融させることができ、且つ、第２のアルミニウムペーストの溶融がより一層抑制される。

【0034】

塗布工程では、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量が１２．２ｗｔ％以上１７．０ｗｔ％以下であり、且つ、前記第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量が１７．０ｗｔ％を超え、３５．０ｗｔ％未満であることが好ましい。当該構成とすることにより、第１のアルミニウムペーストと第２のアルミニウムペーストとの融点の差を大きくすることができ、後述する焼成工程により第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末をより一層十分に溶融させることができ、且つ、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の溶融がより一層抑制される。

【0035】

第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末のＳｉ含有量を、３５．０ｗｔ％未満とした場合、図３から、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点は、５７７℃以上８７８℃未満となる。上記範囲において、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有するアルミニウムペーストを、第２のアルミニウムペーストとして選択すればよい。

【0036】

第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末と、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末との組み合わせの例を表１に示す。

【0037】

【表1】

【0038】

表１に例示する様に、例えば、第１のアルミニウムペーストのアルミニウム粉末中のＳｉ含有量が０ｗｔ％である場合には、Ｓｉ含有量１８．２ｗｔ％（融点６６１℃）以上、３５ｗｔ％（融点８７８℃未満）の範囲のアルミニウム粉末を第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末として用いることができる。

【0039】

（３）焼成工程
焼成工程は、塗布工程の後に、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点以上であり、且つ、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点未満の焼成温度で焼成する工程である。

【0040】

焼成温度は、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末が溶融する一方で、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末が溶融しない温度である。

【0041】

焼成温度は、例えば、表１において、第１のアルミニウムペーストがＳｉ含有量が０ｗｔ％であるアルミニウム粉末を含有し、第２のアルミニウムペーストがＳｉ含有量が１８．２ｗｔ％であるアルミニウム粉末を含有する場合には、６６０℃以上６６１℃未満とすればよい。また、第１のアルミニウムペーストがＳｉ含有量が２ｗｔ％であるアルミニウム粉末を含有し、第２のアルミニウムペーストがＳｉ含有量が１７．１ｗｔ％であるアルミニウム粉末を含有する場合には、焼成温度を６４５℃以上６４７℃未満とすればよい。

【0042】

焼成温度は、また、表１において、第１のアルミニウムペーストがＳｉ含有量が２ｗｔ％であるアルミニウム粉末を含有し、第２のアルミニウムペーストがＳｉ含有量が３５ｗｔ％未満であるアルミニウム粉末を含有する場合には、６４５℃以上８７８℃未満とすればよいが、焼成温度の上限を６６０℃とすることができる。

【0043】

焼成工程は、焼成温度が５７７℃以上９００℃以下であり、第１のアルミニウムペーストが焼成されてｐ＋層に拡散層を形成する工程であることが好ましい。５７７℃以上９００℃以下の焼成温度で焼成することにより、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末が溶融し、シリコン基板のｐ＋層側にｐ＋＋型の拡散層が形成される。これにより、ｐ＋層側にアルミニウム電極であるｐ＋側電極を形成することができる。一方、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末は溶融が抑制されるため、ｎ＋層側には拡散層が形成されず、ｎ＋層と接触するアルミニウム電極を別途形成することができる。このため、焼成温度が５７７℃以上９００℃以下であることにより、９００℃以下の焼成温度で、拡散層が形成されたｐ＋層側のアルミニウム電極と、ｎ＋層と接触するアルミニウム電極とを、１度の焼成工程により形成することが可能となる。また、いずれのアルミニウム電極の形成も、９００℃以下の焼成温度で可能であるため、焼成工程に伴う環境負荷が従来の銀電極を形成する場合よりも低く、９００℃を超える様な高温に耐えられる設備が必ずしも必要でない。焼成工程は、焼成温度が５７７℃以上８７８℃未満であることがより好ましく、５７７℃以上６６０℃以下であることが更に好ましい。８７８℃未満、又は、６６０℃以下で焼成されることにより、焼成工程に伴う環境負荷が従来の銀電極を形成する場合よりも遥かに低く、８７８℃以上、又は、６６０℃を超える様な高温に耐えられる設備が必ずしも必要でない。

【0044】

焼成工程における焼成時間は特に限定されず、０．２５～１５分が好ましく、０．５～２分がより好ましい。焼成時間を上記範囲とすることにより、ｐ＋側電極及びｎ＋側電極を十分に形成することができ、且つ、エネルギー効率にも優れる。

【0045】

焼成工程における設備は特に限定されず、従来公知の設備を用いることができる。このような設備としては、電気炉等が挙げられる。

【0046】

以下、本発明の実施形態を、図面に基づき説明する。

【0047】

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る太陽電池の製造方法の第１実施形態を示す図である。図１（Ａ）～図１（Ｄ）は、フロントタイプの太陽電池の製造方法における各工程の状態を示す模式図である。

【0048】

（１）準備工程
図１（Ａ）では、シリコン基板３の表面に、ｐ＋層２とｎ＋層５とが積層されており、且つ、ｐ＋層２及びｎ＋層５のそれぞれの表面にパッシベーション膜１及び６が積層されている。なお、図１（Ａ）では、シリコン基板３のｎ＋層５側には、トンネル酸化膜４が形成されている。

【0049】

次いで、図１（Ｂ）に示すように、ｐ＋層２及びｎ＋層５のそれぞれの表面において、パッシベーション膜１及び６に、開口部７及び８が形成される。

【0050】

第１実施形態の本発明の太陽電池の製造方法では、準備工程により、図１（Ｂ）に示すように、表面にｐ＋層２とｎ＋層５とを有し、且つ、ｐ＋層２及びｎ＋層５のそれぞれの表面に開口部７及び８を有するパッシベーション膜１及び６が積層されたシリコン基板３が用意される。

【0051】

（２）塗布工程
図１（Ｃ）では、図１（Ｂ）におけるｐ＋側電極を形成する領域に形成された第１の開口部７に、第１のアルミニウムペースト９が塗布されている。また、図１（Ｃ）では、第１の開口部７から離間されて、パッシベーション膜６からｎ＋層が露出した第２の開口部８に第２のアルミニウムペースト１０が塗布されている。

【0052】

第１実施形態の本発明の太陽電池の製造方法では、塗布工程により、図１（Ｃ）に示すように、ｐ＋側電極を形成する領域に形成された第１の開口部７にＳｉ含有量が０ｗｔ％以上１９．９ｗｔ％以下のアルミニウム粉末を含有する第１のアルミニウムペースト９が塗布され、且つ、第１の開口部７から離間されて、パッシベーション膜からｎ＋層が露出した第２の開口部に、第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末よりも融点が高いアルミニウム粉末を含有する第２のアルミニウムペーストが塗布される。

【0053】

（３）焼成工程
図１（Ｄ）では、図１（Ｃ）における開口部７に塗布された第１のアルミニウムペースト９が焼成されて溶融し、シリコン基板のｐ＋層側にｐ＋＋型の拡散層が形成されており、これにより、ｐ＋層側にアルミニウム電極であるｐ＋側電極が形成されている。また、図１（Ｄ）では、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末は溶融が抑制されるため、ｎ＋層中には拡散層が形成されておらず、ｎ＋層５と接触するアルミニウム電極が形成されている。なお、図１（Ｄ）では、第１のアルミニウムペースト９とｐ＋＋型の拡散層１２との間に、溶融したアルミニウム粉末１１が存在する。

【0054】

第１実施形態の本発明の太陽電池の製造方法では、焼成工程により第１のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点以上であり、且つ、第２のアルミニウムペースト中のアルミニウム粉末の融点未満の焼成温度で焼成することにより、シリコン基板の主面側（受光面側）に、ｐ＋層側に拡散層（ｐ＋＋層）を有し、且つ、ｐ＋層と接触するアルミニウム電極（ｐ＋側電極）と、基板裏面側にｎ＋層と接触するアルミニウム電極（ｎ＋側電極）とを備える太陽電池が製造される。

【0055】

（第２実施形態）
図２は、本発明に係る太陽電池の製造方法の第２実施形態を示す図である。図２（Ａ）～図２（Ｄ）は、バックコンタクトタイプの太陽電池の製造方法における各工程の状態を示す模式図である。

【0056】

図１では、シリコン基板３の主面側（受光面側）にｐ＋層２と接触するアルミニウム電極（ｐ＋側電極）が形成され、シリコン基板３の裏面側にｎ＋層５と接触するアルミニウム電極（ｎ＋側電極）が形成される構成を示したが、本実施形態では、シリコン基板３の裏面側に、ｐ＋層２と接触するアルミニウム電極（ｐ＋側電極）、及び、ｎ＋層５と接触するアルミニウム電極（ｎ＋側電極）が形成されている点が第１実施形態と異なる。

【0057】

（１）準備工程
図２（Ａ）では、シリコン基板３の面のうち、裏面側（受光面とは反対側）の表面に、ｐ＋層２及びｎ＋層５が積層されており、且つ、ｐ＋層２及びｎ＋層５の表面にパッシベーション膜６が積層されている。なお、図２（Ａ）では、シリコン基板３のｐ＋層２及びｎ＋層５が積層される側には、トンネル酸化膜４が形成されている。

【0058】

次いで、図２（Ｂ）に示すように、ｐ＋層２及びｎ＋層５のそれぞれの表面において、互いに離間された位置で、パッシベーション膜６に開口部７及び８が形成される。

【0059】

第２実施形態の本発明の太陽電池の製造方法では、準備工程により、図２（Ｂ）に示すように、表面にｐ＋層２とｎ＋層５とを有し、且つ、ｐ＋層２及びｎ＋層５のそれぞれの表面に開口部７及び８を有するパッシベーション膜６が積層されたシリコン基板３が用意される。

【0060】

（２）塗布工程、及び、（３）焼成工程は、第１実施形態と同じであり、本実施形態のその他の構成は、第１実施形態とほぼ同じである。このため、本実施形態が第１実施形態と共通する要素には共通符号を付して説明を割愛する。本実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

【符号の説明】

【0061】

１，６…パッシベーション膜
２…ｐ＋層
３…シリコン基板
４…トンネル酸化膜
５…ｎ＋層
６…パッシベーション膜
７…第１の開口部
８…第２の開口部
９…第１のアルミニウムペースト
１０…第２のアルミニウムペースト
１１…溶融したアルミニウム粉末
１２…ｐ＋＋型の拡散層

【図1】

【図2】

【図3】