特許 7433152 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】

(24)【登録日】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(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 20060101AFI20240209BHJP

   H01L 31/18 20060101ALI20240209BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 260

H01L31/04 420

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020119998

(22)【出願日】2020-07-13

(65)【公開番号】P2022016977

(43)【公開日】2022-01-25

【審査請求日】2023-05-23

(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】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】兼松 正典

(72)【発明者】

【氏名】藤本 貴久

【審査官】吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５１１５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１２３８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０９３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５２３０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１３３７２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５３３２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３５０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１３２２９（ＪＰ，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】

半導体基板と、前記半導体基板の裏面側の一部である第１領域に順に形成された第１導電型半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記裏面側の他の一部である第２領域に順に形成された第２導電型半導体層および第２金属電極層と、前記半導体基板の受光面側に形成された反射防止層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、
前記第１金属電極層および前記第２金属電極層の各々は、下地層とめっき層とを有し、
前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記受光面側の周縁部には、
前記半導体基板の側から順に、前記下地層と前記反射防止層とが形成されており、
前記めっき層が形成されていない、
太陽電池。

【請求項2】

前記半導体基板の前記裏面側の中央部における前記第１金属電極層および前記第２金属電極層の各々の厚さは、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記受光面側の周縁部における前記下地層の厚さの２倍以上である、
請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

前記半導体基板の前記裏面側において、前記第１導電型半導体層と前記第１金属電極層との間、および前記第２導電型半導体層と前記第２金属電極層との間に形成されており、かつ、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記受光面側の周縁部において、前記半導体基板と前記下地層との間に形成された透明電極層を更に備える、請求項１または２に記載の太陽電池。

【請求項4】

半導体基板と、前記半導体基板の裏面側の一部である第１領域に順に形成された第１導電型半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記裏面側の他の一部である第２領域に順に形成された第２導電型半導体層および第２金属電極層と、前記半導体基板の受光面側に形成された反射防止層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、
前記第１金属電極層および前記第２金属電極層の各々は、下地層とめっき層とを有し、
前記太陽電池の製造方法は、
真空チャンバを用いて、前記半導体基板の前記裏面側の前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の上に、前記第１領域および前記第２領域に跨って一連の前記下地層の材料膜を形成する下地層材料膜形成工程であって、前記下地層の材料膜が、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記受光面側の周縁部に回り込んで形成される、工程と、
真空チャンバを用いて、前記半導体基板の前記受光面側に、前記反射防止層を形成する反射防止層形成工程であって、前記反射防止層が、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記裏面側の周縁部に回り込んで形成される、工程と、
前記第１領域と前記第２領域との境界における前記下地層の材料膜の上にレジストを形成するレジスト形成工程と、
前記レジストをマスクとして利用するめっき法を用いて、前記第１領域および前記第２領域の各々における前記下地層の材料膜の上に、パターン化された前記めっき層を形成するめっき層形成工程であって、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記受光面側の周縁部では、前記反射防止層がマスクとして機能して、前記めっき層が形成されない、工程と、
前記レジストを除去するレジスト除去工程と、
前記めっき層をマスクとして利用するエッチング法を用いて、前記下地層の材料膜をエッチングすることにより、前記第１領域および前記第２領域の各々に、パターン化された前記下地層を形成する下地層形成工程と、
を含む、
太陽電池の製造方法。

【請求項5】

前記めっき層形成工程における前記めっき法は、電解めっき法である、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項6】

前記レジスト形成工程では、パターン印刷法を用いて、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させて、パターン化された前記レジストを形成する、請求項４または５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、裏面電極型（バックコンタクト型）の太陽電池、およびその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。両面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極による金属光沢が目立つ。一方、裏面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、受光面側が一様に黒色であり、意匠性が高い。特許文献１には、裏面電極型の太陽電池が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の裏面側に順に形成された第１導電型半導体層および第１電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に形成された第２導電型半導体層および第２電極層とを備える。第１電極層と第２電極層とは、金属電極層を含み、短絡を防止するために互いに分離される。また、この太陽電池は、半導体基板の受光面側に形成された反射防止層を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１３１５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願発明者らは、このような太陽電池の製造プロセスの簡略化の目的で、レジストをマスクとして用いるめっき法を用いて金属電極層を形成することを考案している。しかし、真空チャンバを用いた例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、金属電極層の下地層を形成すると、下地層が、半導体基板の側面および半導体基板の受光面側の周縁部にも回り込んで形成されてしまう。そのため、金属電極層のめっき層が、半導体基板の側面および半導体基板の受光面側の周縁部にも形成されてしまう。

【0006】

すると、太陽電池の受光面側の周縁部において金属光沢が目立ち、受光面側の意匠性が低下してしまう。

【0007】

本発明は、製造プロセスの簡略化を図っても、受光面側の意匠性の低下を抑制でき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】

【0008】

本発明に係る太陽電池は、半導体基板と、前記半導体基板の裏面側の一部である第１領域に順に形成された第１導電型半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記裏面側の他の一部である第２領域に順に形成された第２導電型半導体層および第２金属電極層と、前記半導体基板の受光面側に形成された反射防止層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、前記第１金属電極層および前記第２金属電極層の各々は、下地層とめっき層とを有し、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記受光面側の周縁部には、前記半導体基板の側から順に、前記下地層と前記反射防止層とが形成されており、前記めっき層が形成されていない。

【0009】

本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の裏面側の一部である第１領域に順に形成された第１導電型半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記裏面側の他の一部である第２領域に順に形成された第２導電型半導体層および第２金属電極層と、前記半導体基板の受光面側に形成された反射防止層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、前記第１金属電極層および前記第２金属電極層の各々は、下地層とめっき層とを有し、前記太陽電池の製造方法は、真空チャンバを用いて、前記半導体基板の前記裏面側の前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の上に、前記第１領域および前記第２領域に跨って一連の前記下地層の材料膜を形成する下地層材料膜形成工程であって、前記下地層の材料膜が、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記受光面側の周縁部に回り込んで形成される、工程と、真空チャンバを用いて、前記半導体基板の前記受光面側に、前記反射防止層を形成する反射防止層形成工程であって、前記反射防止層が、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記裏面側の周縁部に回り込んで形成される、工程と、前記第１領域と前記第２領域との境界における前記下地層の材料膜の上にレジストを形成するレジスト形成工程と、前記レジストをマスクとして利用するめっき法を用いて、前記第１領域および前記第２領域の各々における前記下地層の材料膜の上に、パターン化された前記めっき層を形成するめっき層形成工程であって、前記半導体基板の側面および前記半導体基板の前記受光面側の周縁部では、前記反射防止層がマスクとして機能して、前記めっき層が形成されない、工程と、前記レジストを除去するレジスト除去工程と、前記めっき層をマスクとして利用するエッチング法を用いて、前記下地層の材料膜をエッチングすることにより、前記第１領域および前記第２領域の各々に、パターン化された前記下地層を形成する下地層形成工程と、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、太陽電池の製造プロセスの簡略化を図っても、太陽電池の受光面側の意匠性の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。

【図2】図１に示す太陽電池における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の製造方法における透明電極層材料膜形成工程および金属電極層の下地層材料膜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の製造方法における反射防止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の製造方法におけるレジスト形成工程を示す図である。

【図3E】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。

【図3F】本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト除去工程を示す図である。

【図3G】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および金属電極層の下地層形成工程を示す図である。

【図4】比較例に係る太陽電池の断面図であって、図１におけるII－II線相当の断面図である。

【図5A】比較例に係る太陽電池の製造方法における反射防止層形成工程を示す図である。

【図5B】比較例に係る太陽電池の製造方法における透明電極層材料膜形成工程および金属電極層の下地層材料膜形成工程を示す図である。

【図5C】比較例に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト形成工程を示す図である。

【図5D】比較例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。

【図5E】比較例に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト除去工程を示す図である。

【図5F】比較例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および金属電極層の下地層形成工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

（本実施形態に係る太陽電池）
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に示す太陽電池における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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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（Ｘ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（Ｙ方向）に延在する。

【0017】

フィンガー部７ｆとフィンガー部８ｆ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。

【0018】

図２に示すように、太陽電池１は、半導体基板１１の受光面側に形成された反射防止層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（第１領域７）に順に形成された第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（第２領域８）に順に形成された第２導電型半導体層３５および第２電極層３７を備える。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

また、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。

【0023】

反射防止層１５は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。反射防止層１５は、入射光の反射を防止する反射防止層として機能するとともに、半導体基板１１の受光面側を保護する保護層として機能する。反射防止層１５は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）、またはそれらの複合物等の絶縁性を有する材料で形成される。

【0024】

第１導電型半導体層２５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。一方、第２導電型半導体層３５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。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は、帯状の形状をなし、Ｙ方向に延在する。第１導電型半導体層２５と第２導電型半導体層３５とは、Ｘ方向に交互に並んでいる。第２導電型半導体層３５の一部は、隣接する第１導電型半導体層２５の一部の上に重なっていてもよい（図示省略）。

【0025】

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。

【0026】

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型の半導体層である。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。

【0027】

なお、第１導電型半導体層２５と半導体基板１１との間にはパッシベーション層が形成されていてもよく、第２導電型半導体層３５との間にはパッシベーション層が形成されていてもよい。また、反射防止層１５と半導体基板１１との間にはパッシベーション層が形成されていてもよい。これらのパッシベーション層は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコン材料を主成分とする材料で形成される。このようなパッシベーション層は、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。

【0028】

第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５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。一方、第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５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。すなわち、第１電極層２７および第２電極層３７は、帯状の形状をなし、Ｙ方向に延在する。第１電極層２７と第２電極層３７とは、Ｘ方向に交互に設けられている。

【0029】

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および第１金属電極層２９を有する。一方、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および第２金属電極層３９を有する。第１金属電極層２９は、下地層２９ｌとめっき層２９ｕとの２層構造であり、第２金属電極層３９は、下地層３９ｌとめっき層３９ｕとの２層構造である。

【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）、ＺｎＯ（Zinc Oxide：酸化亜鉛）等が挙げられる。

【0031】

第１金属電極層２９における下地層２９ｌおよび第２金属電極層３９における下地層３９ｌは、例えばスパッタリング等のＰＶＤ法を用いて形成された銀、銅、アルミニウム等の金属材料を含む。一方、第１金属電極層２９におけるめっき層２９ｕおよび第２金属電極層３９におけるめっき層３９ｕは、例えばめっき法を用いて形成された銀、銅、ニッケル等の金属材料を含む。

【0032】

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。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（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。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（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おり、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９とも互いに分離されている。

【0033】

次に、半導体基板１１の側面、半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１および半導体基板１１の裏面側の周縁部Ｒ１について説明する。第２透明電極層３８（または第１透明電極層２８）は、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に回り込んで製膜されている。また、第２金属電極層３９の下地層３９ｌ（または第１金属電極層２９の下地層２９ｌ）は、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に回り込んで製膜されている。また、反射防止層１５は、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の裏面側の周縁部Ｒ１に回り込んで製膜されている。

【0034】

一方、第２金属電極層３９のめっき層３９ｕ（または第１金属電極層２９のめっき層２９ｕ）は、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部に回り込んで製膜されていない。

【0035】

これにより、半導体基板１１の側面、半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１および半導体基板１１の裏面側の周縁部Ｒ１には、
・半導体基板１１の側から順に、第２透明電極層３８（または第１透明電極層２８）、第２金属電極層３９の下地層３９ｌ（または第１金属電極層２９の下地層２９ｌ）、および、反射防止層１５が形成されており、
・第２金属電極層３９のめっき層３９ｕ（または第１金属電極層２９のめっき層２９ｕ）が形成されていない。

【0036】

また、半導体基板１１の裏面側の中央部における第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の各々の厚さは、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１における第２金属電極層３９の下地層３９ｌ（または第１金属電極層２９の下地層２９ｌ）の厚さの２倍以上である。

【0037】

一例を挙げると、第１金属電極層２９の下地層２９ｌおよび第２金属電極層３９の下地層３９ｌの厚さは、例えば１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、第１金属電極層２９のめっき層２９ｕおよび第２金属電極層３９のめっき層３９ｕの厚さは、例えば１μｍ以上２０μｍ以下である。

【0038】

（比較例に係る太陽電池）
図４は、比較例に係る太陽電池の断面図であって、図１におけるII－II線相当の断面図である。図４に示す比較例の太陽電池１Ｘは、図２に示す太陽電池１と比較して、主に、半導体基板１１の側面、半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１および半導体基板１１の裏面側の周縁部Ｒ１において、
・半導体基板１１の側から順に、反射防止層１５、第２透明電極層３８（または第１透明電極層２８）、および、第２金属電極層３９の下地層３９ｌ（または第１金属電極層２９の下地層２９ｌ）が形成されており、
・更に、第２金属電極層３９のめっき層３９ｕ（または第１金属電極層２９のめっき層２９ｕ）が形成されている、
点で、本実施形態と異なる。

【0039】

（比較例に係る太陽電池の製造方法）
以下では、図５Ａ～図５Ｆを参照して、比較例に係る太陽電池の製造方法における反射防止層１５および電極層２７，３７の製造プロセスについて主に説明する。比較例の製造プロセスでは、反射防止層１５を形成した後に、電極層２７，３７を形成する。

【0040】

図５Ａは、比較例に係る太陽電池の製造方法における反射防止層形成工程を示す図であり、図５Ｂは、比較例に係る太陽電池の製造方法における透明電極層材料膜形成工程および金属電極層の下地層材料膜形成工程を示す図である。また、図５Ｃは、比較例に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト形成工程を示す図であり、図５Ｄは、比較例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。また、図５Ｅは、比較例に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト除去工程を示す図であり、図５Ｆは、比較例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および金属電極層の下地層形成工程を示す図である。

【0041】

まず、図５Ａに示すように、真空チャンバを用いた例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、反射防止層１５を形成する（反射防止層形成工程）。このとき、反射防止層１５は、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の裏面側の周縁部Ｒ１に、回り込んで形成される。

【0042】

次に、図５Ｂに示すように、真空チャンバを用いた例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５上に、第１領域７および第２領域８に跨って一連の透明電極層材料膜２８Ｚを形成する（透明電極層材料膜形成工程）。このとき、透明電極層材料膜２８Ｚは、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に、回り込んで形成される。

【0043】

次に、真空チャンバを用いた例えばスパッタリング等のＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の透明電極層材料膜２８Ｚ上に、第１領域７および第２領域８に跨って一連の下地層材料膜２９ｌＺを形成する（下地層材料膜形成工程）。このとき、下地層材料膜２９ｌＺは、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に、回り込んで形成される。

【0044】

次に、図５Ｃに示すように、第１領域７と第２領域８との境界における下地層材料膜２９ｌＺ上に、レジスト４０を形成する（レジスト形成工程）。

【0045】

次に、図５Ｄに示すように、レジスト４０をマスクとして利用するめっき法を用いて、第１領域７における下地層材料膜２９ｌＺ上に、パターン化されためっき層２９ｕを形成し、第２領域８における下地層材料膜２９ｌＺ上に、パターン化されためっき層３９ｕを形成する（めっき層形成工程）。このとき、めっき層２９ｕ，３９ｕは、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に形成された下地層材料膜２９ｌＺ上にも形成される。

【0046】

次に、図５Ｅに示すように、レジスト４０を除去する（レジスト除去工程）。

【0047】

次に、図５Ｆに示すように、めっき層２９ｕおよびめっき層３９ｕをマスクとして利用するエッチング法を用いて、下地層材料膜２９ｌＺおよび透明電極層材料膜２８Ｚをエッチングすることにより、第１領域７に、パターン化された第１透明電極層２８および下地層２９ｌを形成し、第２領域８に、パターン化された第２透明電極層３８および下地層３９ｌを形成する（透明電極層形成工程、および、下地層形成工程）。これにより、下地層２９ｌとめっき層２９ｕとからなる第１金属電極層２９、および、下地層３９ｌとめっき層３９ｕとからなる第２金属電極層３９が形成される。また、第１透明電極層２８と第１金属電極層２９とからなる第１電極層２７、および、第２透明電極層３８および第２金属電極層３９とからなる第２電極層３７が形成される。

【0048】

この比較例の太陽電池の製造方法によれば、めっき法を用いて金属電極層２９，３９を形成する。更には、レジスト４０をマスクとして用いるめっき法を用いて、直接に（製膜とパターニングとを同時に行い）、金属電極層２９，３９におけるめっき層２９ｕ，３９ｕを形成する。これにより、太陽電池の製造プロセスの簡略化および低コスト化が可能である。

【0049】

しかし、真空チャンバを用いた例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、金属電極層２９，３９の下地層２９ｌ，３９ｌを形成すると、下地層２９ｌ，３９ｌが、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１にも回り込んで形成されてしまう。そのため、金属電極層２９，３９のめっき層２９ｕ，３９ｕが、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１にも形成されてしまう。

【0050】

すると、この太陽電池１Ｘを用いた太陽電池モジュールにおいて、太陽電池１Ｘの受光面側の周縁部の金属光沢が目立ち、太陽電池モジュールの受光面側の意匠性が損なわれる。

【0051】

また、半導体基板１１の側面および周縁部Ｒ１のめっき層２９ｕ，３９ｕは剥離し易いため、太陽電池１Ｘの搬送時等に、例えば搬送系に引っかかり、搬送トラブルによる太陽電池１Ｘの破損が生じることが考えられる（歩留まり低下）。また、剥離しためっき層２９ｕ，３９ｕによって、太陽電池１Ｘの裏面の電極が短絡してしまうことが考えられる。

【0052】

また、図５Ｃに示すように、半導体基板１１の受光面側の周縁部において透明電極層材料膜２８Ｚおよび下地層材料膜２９ｌＺの端部が露出しているため、周縁部に回り込んだ下地層材料膜２９ｌＺの膜厚が薄く、透明電極層材料膜２８Ｚが露出している場合には、図５Ｄに示すめっき層形成工程において、めっき溶液により、透明電極層材料膜２８Ｚの端部のサイドエッチングが生じることが考えられる。

【0053】

これにより、めっき溶液が半導体基板１１の裏面側の半導体層２５，３５まで浸入し、太陽電池１Ｘの性能が低下し、また信頼性が低下することが考えられる（性能低下、信頼性低下）。特に、下地層材料膜２９ｌＺの材料がＣｕである場合、Ｃｕが半導体基板１１の裏面側の半導体層２５，３５まで侵入し、更には何らかの要因（例えば、半導体層２５，３５の欠陥）によりＣｕが半導体基板１１に拡散すると、太陽電池１Ｘの性能が大幅に低下する。

【0054】

また、透明電極層材料膜２８Ｚが消失することにより、電極剥離が発生する要因となることが考えられる（歩留まり低下）。

【0055】

この点に関し、本願発明者（ら）は、製造プロセスの簡略化および低コスト化を図っても、受光面側の意匠性の低下、歩留まりの低下、性能の低下および信頼性の低下を抑制することができる太陽電池の製造方法を考案する。

【0056】

（本実施形態に係る太陽電池の製造方法）
次に、図３Ａ～図３Ｇ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材料膜形成工程および金属電極層の下地層材料膜形成工程を示す図である。また、図３Ｃは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における反射防止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レジスト形成工程を示す図である。また、図３Ｅ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り、図３Ｆは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト除去工程を示す図である。また、図３Ｇ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および金属電極層の下地層形成工程を示す図である。

【0057】

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、第１導電型半導体層２５を形成する（半導体層形成工程）。例えば、真空チャンバを用いた例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てに第１導電型半導体層材料膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、またはメタルマスク、を利用したエッチング法を用いて、第１導電型半導体層２５をパターニングしてもよい。

【0058】

なお、ｐ型半導体層材料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、または硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、ｎ型半導体層材料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。

【0059】

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導電型半導体層を形成する際に、マスクを用いて、第１導電型半導体層２５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

【0060】

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、第２導電型半導体層３５を形成する（半導体層形成工程）。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の裏面側の全てに第２導電型半導体層材料膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、またはメタルマスク、を利用したエッチング法を用いて、第２導電型半導体層３５をパターニングしてもよい。

【0061】

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２導電型半導体層を形成する際に、マスクを用いて、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。

【0062】

なお、この半導体層形成工程において、半導体基板１１の裏面側および受光面側に、パッシベーション層を形成してもよい。

【0063】

次に、図３Ｂに示すように、真空チャンバを用いた例えば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、第１領域７および第２領域８に跨って一連の透明電極層材料膜２８Ｚを形成する（透明電極層材料膜形成工程）。このとき、透明電極層材料膜２８Ｚは、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に、回り込んで形成される。

【0064】

次に、真空チャンバを用いた例えばスパッタリング等のＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の透明電極層材料膜２８Ｚ上に、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、第１領域７および第２領域８に跨って一連の下地層材料膜２９ｌＺを形成する（下地層材料膜形成工程）。このとき、下地層材料膜２９ｌＺは、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に、回り込んで形成される。

【0065】

次に、図３Ｃに示すように、真空チャンバを用いた例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、反射防止層１５を形成する（反射防止層形成工程）。このとき、反射防止層１５は、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の裏面側の周縁部Ｒ１に、回り込んで形成される。

【0066】

次に、図３Ｄに示すように、第１領域７と第２領域８との境界における下地層材料膜２９ｌＺ上に、絶縁性を有するレジスト４０を形成する（レジスト形成工程）。レジスト４０の形成方法としては、スクリーン印刷またはグラビア印刷のようなプレス印刷、またはインクジェット印刷のような吐出印刷等のパターン印刷法が挙げられる。パターン印刷法では、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して焼成（硬化）することにより、パターン化されたレジスト４０を形成する。

【0067】

次に、図３Ｅに示すように、絶縁性のレジスト４０をマスクとして利用するめっき法、例えば電解めっき法を用いて、第１領域７における下地層材料膜２９ｌＺ上に、パターン化されためっき層２９ｕを形成し、第２領域８における下地層材料膜２９ｌＺ上に、パターン化されためっき層３９ｕを形成する（めっき層形成工程）。このとき、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の裏面側の周縁部Ｒ１に回り込んで形成された絶縁性の反射防止層１５がマスクとして機能する。そのため、めっき層２９ｕ，３９ｕは、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に、回り込んで形成されない。

【0068】

次に、図３Ｆに示すように、レジスト４０を除去する（レジスト除去工程）。レジスト除去溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性水溶液が用いられる。

【0069】

次に、図３Ｇに示すように、めっき層２９ｕおよびめっき層３９ｕをマスクとして利用するエッチング法を用いて、下地層材料膜２９ｌＺおよび透明電極層材料膜２８Ｚをエッチングすることにより、第１領域７に、パターン化された第１透明電極層２８および下地層２９ｌを形成し、第２領域８に、パターン化された第２透明電極層３８および下地層３９ｌを形成する（透明電極層形成工程、および、下地層形成工程）。これにより、下地層２９ｌとめっき層２９ｕとからなる第１金属電極層２９、および、下地層３９ｌとめっき層３９ｕとからなる第２金属電極層３９が形成される。また、第１透明電極層２８と第１金属電極層２９とからなる第１電極層２７、および、第２透明電極層３８および第２金属電極層３９とからなる第２電極層３７が形成される。

【0070】

下地層材料膜２９ｌＺおよび透明電極層材料膜２８Ｚの同時エッチングのエッチング溶液としては、例えば透明電極層材料膜２８ＺがＩＴＯで下地層材料膜２９ｌＺが銅である場合には、過硫酸アンモニウム（過硫安）等の酸化剤と塩酸（ＨＣｌ）等の酸性溶液との混合溶液が挙げられる。

【0071】

以上の工程により、図１および図２に示す本実施形態の裏面電極型の太陽電池１が得られる。

【0072】

以上説明したように、本実施形態の太陽電池の製造方法でも、めっき法を用いて金属電極層２９，３９を形成する。更には、レジスト４０をマスクとして用いるめっき法を用いて、直接に（製膜とパターニングとを同時に行い）、金属電極層２９，３９におけるめっき層２９ｕ，３９ｕを形成する。これにより、太陽電池の製造プロセスの簡略化および低コスト化が可能である。

【0073】

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、パターン印刷法を用いて、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して焼成（硬化）することにより、直接に（製膜とパターニングとを同時に行い）、パターン化されたレジスト４０を形成する。これにより、例えばフォトリソグラフィ技術を用いたレジスト形成と比較して、レジスト形成の簡略化および低コスト化が可能である。そのため、太陽電池の製造プロセスの簡略化および低コスト化が可能である。

【0074】

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、金属電極層２９，３９の下地層２９ｌ，３９ｌの形成とめっき層２９ｕ，３９ｕの形成との間に、反射防止層１５を形成する。これにより、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の裏面側の周縁部Ｒ１に回り込んで形成された絶縁性の反射防止層１５がマスクとして機能し、めっき層２９ｕ，３９ｕは、半導体基板１１の側面および半導体基板１１の受光面側の周縁部Ｒ１に、回り込んで形成されない。

【0075】

これにより、この太陽電池１を用いた太陽電池モジュールにおいて、太陽電池１の受光面側の周縁部の金属光沢がなく、太陽電池モジュールの受光面側の意匠性が損なわれることがない（意匠性低下の抑制）。

【0076】

また、太陽電池１の搬送時等に、半導体基板１１の側面および周縁部Ｒ１のめっき層の剥離に起因する、搬送トラブルによる太陽電池１の破損を防止できる（歩留まり低下の抑制）。また、剥離しためっき層に起因する、太陽電池１の裏面の電極の短絡が生じない。

【0077】

また、図３Ｄに示すように、半導体基板１１の裏面側において透明電極層材料膜２８Ｚおよび下地層材料膜２９ｌＺの端部が反射防止層１５によって覆われているため、図３Ｅに示すめっき層形成工程において、めっき溶液により、透明電極層材料膜２８Ｚの端部のサイドエッチングが生じない。

【0078】

これにより、比較例のようにめっき溶液が半導体基板１１の裏面側の半導体層２５，３５まで浸入することがなく、太陽電池１の性能低下を抑制することができ、また信頼性の低下を抑制することができる（性能低下の抑制、信頼性低下の抑制）。

【0079】

また、比較例のように透明電極層材料膜２８Ｚが消失することがなく、電極剥離が発生する要因となることがない（歩留まり低下の抑制）。

【0080】

このように、製造プロセスの簡略化および低コスト化を図っても、受光面側の意匠性の低下、歩留まりの低下、性能の低下および信頼性の低下を抑制することができる。

【0081】

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、金属電極層２９，３９の材料として、比較的に高価な公知のＡｇペーストに代えて、比較的に安価な金属、例えばＣｕを用いてもよい。これにより、太陽電池の低コスト化が可能である。

【0082】

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、透明電極層と金属電極層とを含む電極層を備える太陽電池を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、金属電極層のみを含む電極層を備える太陽電池にも適用可能である。

【0083】

また、上述した実施形態では、結晶シリコン材料を用いた太陽電池１を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池の材料としては、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の種々の材料が用いられてもよい。

【0084】

また、上述した実施形態では、図２に示すようにヘテロ接合型の太陽電池１を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池にも適用可能である。

【符号の説明】

【0085】

１ 太陽電池
７ 第１領域
７ｆ フィンガー部
７ｂ バスバー部
８ 第２領域
８ｆ フィンガー部
８ｂ バスバー部
１１ 半導体基板
１５ 反射防止層
２５ 第１導電型半導体層
２７ 第１電極層
２８ 第１透明電極層
２８Ｚ 透明電極層材料膜
２９ 第１金属電極層
２９ｌ 下地層
２９ｌＺ 下地層材料膜
２９ｕ 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 下地層
３９ｕ めっき層
４０ レジスト

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図3G】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】