特許 7522590 太陽電池デバイスの製造方法および太陽電池デバイス

(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】2024-07-17

(45)【発行日】2024-07-25

(54)【発明の名称】太陽電池デバイスの製造方法および太陽電池デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0747 20120101AFI20240718BHJP

【ＦＩ】

H01L31/06 455

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020109326

(22)【出願日】2020-06-25

(65)【公開番号】P2022006823

(43)【公開日】2022-01-13

【審査請求日】2023-04-21

(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】淺谷 剛

【審査官】桂城 厚

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１６２７２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１７－５０９１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－００８９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６００１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０６４５４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０８４１５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２３５６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２１６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２６０６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０７３８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６３１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００２１７７２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３１／００－３１／０７８

Ｈ０１Ｌ ３１／１８－３１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大判半導体基板から、裏面電極型の複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池デバイスを製造する方法であって、
前記大判半導体基板における前記太陽電池デバイスの形成領域における前記複数の太陽電池セルの形成領域の各々において、前記大判半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部に第１導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の前記他方主面側の他の一部に第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記複数の太陽電池セルの形成領域の間を分離する第１ダイシング工程と、
前記複数の太陽電池セルの形成領域の各々において、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下地電極層を形成することによって、前記複数の太陽電池セルを得る下地電極層形成工程と、
前記複数の太陽電池セルのうちの隣り合う太陽電池セルにおいて、前記下地電極層の上に、前記第１ダイシング工程において形成された分離溝を跨いでめっき電極を形成することによって、前記複数の太陽電池セルを直列接続するめっき電極形成工程と、
前記太陽電池デバイスの形成領域を前記大判半導体基板から分離することによって、直列接続された前記複数の太陽電池セルを備える前記太陽電池デバイスを得る第２ダイシング工程と、
を備え、
前記第１ダイシング工程の後であって前記下地電極層形成工程の前に、前記複数の太陽電池セルの形成領域の間の前記分離溝に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を更に備える、
太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項2】

前記絶縁層形成工程では、前記分離溝に絶縁材料を充填することによって、前記絶縁層を形成する、請求項１に記載の太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項3】

前記絶縁層形成工程では、前記分離溝における前記大判半導体基板の側面、前記第１導電型半導体層の側面および前記第２導電型半導体層の側面を酸化させることによって、前記絶縁層を形成する、請求項１に記載の太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項4】

前記絶縁層形成工程では、オゾン、過酸化水素、無機過酸化物、および有機過酸化物のうち少なくとも１つを含む酸化剤を用いる、請求項３に記載の太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項5】

前記酸化剤は、添加剤として界面活性剤を含む、請求項４に記載の太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項6】

前記第１ダイシング工程では、前記大判半導体基板の前記一方主面側からレーザを照射する、請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項7】

前記大判半導体基板は、結晶シリコン材料を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項8】

前記下地電極層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＡｌのうち少なくとも１つの金属材料を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項9】

前記めっき電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＡｌのうちいずれか１つの金属材料を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の太陽電池デバイスの製造方法。

【請求項10】

直列接続された裏面電極型の複数の太陽電池セルを備える太陽電池デバイスであって、
半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部に形成された第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の各々の上に形成された下地電極層とを各々備える前記複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルのうちの隣り合う太陽電池セルにおいて、前記下地電極層の上に、前記複数の太陽電池セルの間の分離溝を跨いで形成されており、前記複数の太陽電池セルを直列接続しためっき電極と、
前記複数の太陽電池セルの間の前記分離溝に形成された絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、前記分離溝における前記半導体基板の側面、前記第１導電型半導体層の側面および前記第２導電型半導体層の側面を酸化させることによって形成されており、
前記隣り合う太陽電池セルにおける前記絶縁層は、離間して対向している、
太陽電池デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池デバイスの製造方法および太陽電池デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池デバイスを、ウェアラブル機器または腕時計等の小型の電子機器に搭載することが考案されている。このような太陽電池デバイスは、小型であるため、規定サイズ（例えば、６インチのセミスクエア形状）の大判半導体基板（Wafer）をダイシングして得られる。また、このような太陽電池デバイスでは、所定の電圧（例えば、リチウムイオン電池に対応する４Ｖ程度）まで昇圧するため、更に小型な複数の太陽電池セルに分割（ダイシング）した後、複数の太陽電池セルを直列接続する。特許文献１には、このような太陽電池デバイスの製造方法が開示されている。

【0003】

特許文献１には、太陽電池の製造方法であって、
・半導体基板の第１の表面上に金属配線構造体を形成する段階と、
・半導体基板を、半導体基板の反対側の第２の表面から、レーザを用いてスクライビングする段階と、
を備え、
・スクライビングは、金属配線構造体の複数の部分で停止され、複数の部分を第２の表面から露出させ、
・スクライビングする段階が、複数のサブセルを形成する段階を含み、複数のサブセルの各々は、半導体基板の個片化され、物理的に分離された部分を含み、部分は、個片化され、物理的に分離された半導体基板部分の隣接する部分同士の間に溝を有し、金属配線構造体は複数のサブセルのサブセル同士を結合する、
ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１７－５０９１４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

すなわち、特許文献１に記載の太陽電池デバイスの製造方法によれば、例えば裏面電極型（裏面接合型、バックコンタクト型ともいう。）の複数の太陽電池セルを備える太陽電池デバイスの裏面側に、太陽電池セルを跨いでインターコネクト（すなわち、接続部材。本発明のめっき金属に相当）を形成した後、レーザを用いて受光面側から太陽電池セルの間をダイシングする。これにより、太陽電池デバイスの製造方法の簡易化が可能であると考えられる。しかし、レーザダイシングの際に、インターコネクトにダメージが生じる可能性がある。

【0006】

本発明は、簡易化が可能であり、かつ、インターコネクト（めっき電極）のダメージを防止可能な太陽電池デバイスの製造方法および太陽電池デバイス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】

【0007】

本発明に係る太陽電池デバイスの製造方法は、大判半導体基板から、複数の裏面電極型の太陽電池セルが直列接続された太陽電池デバイスを製造する方法であって、前記大判半導体基板における前記太陽電池デバイスの形成領域における前記複数の太陽電池セルの形成領域の各々において、前記大判半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部に第１導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の前記他方主面側の他の一部に第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記複数の太陽電池セルの形成領域の間を分離する第１ダイシング工程と、前記複数の太陽電池セルの形成領域の各々において、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下地電極層を形成することによって、前記複数の太陽電池セルを得る下地電極層形成工程と、前記複数の太陽電池セルのうちの隣り合う太陽電池セルにおいて、前記下地電極層の上に、前記第１ダイシング工程において形成された分離溝を跨いでめっき電極を形成することによって、前記複数の太陽電池セルを直列接続するめっき電極形成工程と、前記太陽電池デバイスの形成領域を前記大判半導体基板から分離することによって、直列接続された前記複数の太陽電池セルを備える前記太陽電池デバイスを得る第２ダイシング工程と、を備える。

【0008】

本発明に係る太陽電池デバイスは、直列接続された複数の裏面電極型の太陽電池セルを備える太陽電池デバイスであって、半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部に形成された第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の各々の上に形成された下地電極層とを各々備える前記複数の太陽電池セルと、前記複数の太陽電池セルのうちの隣り合う太陽電池セルにおいて、前記下地電極層の上に、前記複数の太陽電池セルの間の分離溝を跨いで形成されており、前記複数の太陽電池セルを直列接続しためっき電極と、前記複数の太陽電池セルの間の前記分離溝に形成された絶縁層と、を備える。前記絶縁層は、前記分離溝における前記半導体基板の側面、前記第１導電型半導体層の側面および前記第２導電型半導体層の側面を酸化させることによって形成されており、前記隣り合う太陽電池セルにおける前記絶縁層は、離間して対向している。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、太陽電池デバイスの製造の簡易化が可能であり、かつ、インターコネクト（めっき電極）のダメージを防止可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る太陽電池デバイスを裏面側から示す図である。

【図2】図１に示す太陽電池デバイスにおけるめっき電極（インターコネクト）および電極層を省略して半導体層を示す図である。

【図3】図１および図２に示す太陽電池デバイスにおけるIII-III線断面図である。

【図4】図１および図２に示す太陽電池デバイスにおけるIV-IV線断面図である。

【図5A】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における半導体層形成工程および透明電極層形成工程を示す図であって、大判半導体基板の裏面側を示す図である。

【図5B】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における半導体層形成工程および透明電極層形成工程を示す図であって、図５Ａに示す大判半導体基板におけるデバイス形成領域を示す図である。

【図5C】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における半導体層形成工程および透明電極層形成工程を示す図であって、図５Ｂに示すデバイス形成領域のVC-VC線断面図である。

【図5D】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における半導体層形成工程および透明電極層形成工程を示す図であって、図５Ｂに示すデバイス形成領域のVD-VD線断面図である。

【図6A】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における第１ダイシング工程を示す図であって、図５Ａに示す大判半導体基板におけるデバイス形成領域を示す図である。

【図6B】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における第１ダイシング工程を示す図であって、図６Ａに示すデバイス形成領域のVIB-VIB線断面図である。

【図7】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における絶縁層形成工程を示す図である。

【図8】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における下地電極層形成工程を示す図である。

【図9】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法におけるめっき電極形成工程を示す図である。

【図10】本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における第２ダイシング工程を示す図である。

【図11A】本実施形態の変形例１に係る太陽電池デバイスの断面図であって、図１および図２に示すIII-III線相当の断面図である。

【図11B】本実施形態の変形例１に係る太陽電池デバイスの製造方法における絶縁層形成工程を示す図である。

【図12】本実施形態の変形例２に係る太陽電池デバイスを裏面側から示す図である。

【図13】図１に示す太陽電池デバイスにおけるめっき電極（インターコネクト）および電極層を省略して半導体層を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

（太陽電池デバイス）
図１は、本実施形態に係る太陽電池デバイスを裏面側から示す図であり、図２は、図１に示す太陽電池デバイスにおけるめっき電極（インターコネクト）および電極層を省略して半導体層を示す図である。また、図３は、図１および図２に示す太陽電池デバイスにおけるIII-III線断面図であり、図４は、図１および図２に示す太陽電池デバイスにおけるIV-IV線断面図である。図１～図４、および後述する図面には、ＸＹ直交座標系が示されている。

【0013】

図１～図４に示す太陽電池デバイス１は、ウェアラブル機器または腕時計等の小型の電子機器に搭載される。太陽電池デバイス１の形状としては、電子機器に要求される様々な形状が挙げられるが、以下では円形状の例について説明する。太陽電池デバイス１は、複数の太陽電池セル２と、複数のめっき電極（インターコネクト）３と、複数の絶縁層４とを備える。

【0014】

図２に示すように、太陽電池セル２は、円形状の基板（ウェハ）をＸ方向に分割した形状であって、Ｙ方向に延びる帯状をなす。太陽電池セル２は、裏面電極型（裏面接合型、バックコンタクト型ともいう。）であってヘテロ接合型の太陽電池である。太陽電池セル２には、Ｙ方向に交互に形成された第１導電型半導体層２５と第２導電型半導体層３５とを備える。太陽電池セル２の詳細は後述する。

【0015】

めっき電極３は、めっき法を用いて形成されたインターコネクト（すなわち、接続部材）である。めっき電極３は、複数の太陽電池セル２を直列に接続する。具体的には、図１および図２に示すように、めっき電極３は、隣り合う太陽電池セル２，２において、一方の太陽電池セル２の第１導電型半導体層２５と、他方の太陽電池セル２の第２導電型半導体層３５とを接続する。

【0016】

絶縁層４は、隣り合う太陽電池セル２の間に配置されている。以下では、太陽電池セル２について説明する。

【0017】

（太陽電池セル）
図１～図４に示すように、太陽電池セル２は、２つの主面を備える半導体基板１１を備える。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（一方主面）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（他方主面）を裏面とする。

【0018】

太陽電池セル２は、半導体基板１１の受光面側に順に積層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、太陽電池セル２は、半導体基板１１の裏面側の一部に順に積層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、太陽電池セル２は、半導体基板１１の裏面側の他の一部に順に積層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。

【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】

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の裏面側の一部に形成されている。パッシベーション層３３は、半導体基板１１の裏面側の他の一部に形成されている。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を主成分とする材料で形成される。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、半導体基板１１の裏面側のパッシベーション層２３上に形成されている。一方、第２導電型半導体層３５は、半導体基板１１の裏面側のパッシベーション層３３上に形成されている。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の一部の上にパッシベーション層３３を介して重なっていてもよい（図示省略）。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

第１導電型半導体層２５の面積と第２導電型半導体層３５の面積とは同等であると好ましい。これにより、電流容量を揃えることができる。

【0027】

第１電極層２７は、半導体基板１１の裏面側の第１導電型半導体層２５上に形成されている。一方、第２電極層３７は、半導体基板１１の裏面側の第２導電型半導体層３５上に形成されている。

【0028】

第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５上に順に積層された透明電極層２８および下地電極層２９を有する。一方、第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に順に積層された透明電極層３８および下地電極層３９を有する。

【0029】

透明電極層２８，３８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）、ＩＷＯ（Indium Tungsten Oxide: 酸化インジウムおよび酸化タングステンの複合酸化物）、ＺｎＯ（Zinc Oxide：酸化亜鉛）等が挙げられる。

【0030】

下地電極層２９，３９は、金属材料で形成される。下地電極層２９，３９は、上述しためっき電極３の下地電極（シード電極）として機能する。

【0031】

（太陽電池デバイスの製造方法）
以下では、図５Ａ～図５Ｄ，図６Ａおよび図６Ｂ、および図７～図１０を参照して、本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法について説明する。図５Ａ～図５Ｄは、本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における半導体層形成工程および透明電極層形成工程を示す図であり、図５Ａは、大判半導体基板の裏面側を示す図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す大判半導体基板におけるデバイス形成領域を示す図であり、図５Ｃは、図５Ｂに示すデバイス形成領域のVC-VC線断面図であり、図５Ｄは、図５Ｂに示すデバイス形成領域のVD-VD線断面図である。また、図６Ａおよび図６Ｂは、本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における第１ダイシング工程を示す図であり、図６Ａは、図５Ａに示す大判半導体基板におけるデバイス形成領域を示す図であり、図６Ｂは、図６Ａに示すデバイス形成領域のVIB-VIB線断面図である。また、図７は、本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における絶縁層形成工程を示す図であり、図８は、本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における下地電極層形成工程を示す図である。また、図９は、本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法におけるめっき電極形成工程を示す図であり、図１０は、本実施形態に係る太陽電池デバイスの製造方法における第２ダイシング工程を示す図である。

【0032】

まず、図５Ａに示すように、規定サイズ（例えば６インチのセミスクエア形状）の大判半導体基板１１における太陽電池デバイス１の形成領域（以下、デバイス形成領域ともいう。）Ｒ１に、半導体層を形成する。具体的には、図５Ｂに示すように、デバイス形成領域Ｒ１における太陽電池セル２の形成領域（以下、セル形成領域ともいう。）Ｒ２に、半導体層を形成する。より具体的には、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、セル形成領域Ｒ２において、大判半導体基板１１の裏面側の一部にパッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５を形成し、大判半導体基板１１の裏面側の他の一部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）。

【0033】

例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、大判半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層材料膜および第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、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。

【0034】

同様に、例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、大判半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層材料膜および第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、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。

【0035】

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。

【0036】

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、大判半導体基板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。

【0037】

同様に、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、大判半導体基板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。

【0038】

なお、この半導体層形成工程において、大判半導体基板１１の受光面側に、パッシベーション層１３および光学調整層１５を形成してもよい。

【0039】

次に、第１導電型半導体層２５上に透明電極層２８を形成し、第２導電型半導体層３５上に透明電極層３８を形成する（透明電極層形成工程）。例えば、上述同様に、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、大判半導体基板１１の裏面側に透明電極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、透明電極層２８，３８をパターニングしてもよい。

【0040】

なお、透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸や硫酸、硝酸のような酸性溶液が挙げられる。

【0041】

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

【0042】

次に、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、例えばレーザを用いて、セル形成領域Ｒ２の間におけるダイシングラインＬ１に沿ってダイシングを行うことにより、セル形成領域Ｒ２の間を分離する（第１ダイシング工程）。このとき、デバイス形成領域Ｒ１の外周はまだダイシングを行わない。これにより、セル形成領域Ｒ２は大判半導体基板１１から分離されない。

【0043】

このとき、図６Ｂの矢印Ｌ１に示すように、大判半導体基板１１の受光面側からレーザを照射（入射）する。これにより、大判半導体基板１１の裏面側に形成した半導体層、特にパッシベーション層２３，３３へのダメージを抑制することができ、太陽電池セル２の性能低下を抑制することができる。

【0044】

次に、図７に示すように、セル形成領域Ｒ２の間の分離溝に絶縁層４を形成する（絶縁層形成工程）。例えば、セル形成領域Ｒ２の間の分離溝に絶縁材料を充填することによって、絶縁層４を形成する。絶縁材料としては、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である無機材料や、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン等の有機樹脂材料が挙げられる。

【0045】

これにより、太陽電池セル２間の絶縁を確保することができ、太陽電池セル２間のリーク電流を防止することができる。また、充填された絶縁層４が太陽電池セル２の支持体として機能し、例えば製造プロセス中における機械的なダメージが太陽電池セル２に作用することを軽減することができる。また、後のめっき電極形成工程におけるめっき液が太陽電池セル２間に浸透することを防止することができる。また、受光面からみたときに、めっき電極のぎらつきが防止され、意匠性が向上する。

【0046】

次に、図８に示すように、透明電極層２８上に下地電極層（金属電極層）２９を形成し、透明電極層３８上に下地電極層（金属電極層）３９を形成する。（下地電極層形成工程：金属電極層形成工程）。これにより、第１電極層２７、第２電極層３７が形成され、セル形成領域Ｒ２に太陽電池セル２が形成される。

【0047】

下地電極層２９，３９は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのうち少なくとも１つの金属材料を含む。これにより、下地電極層２９，３９は、酸に耐性を有し、かつ、導電性に優れた特性を有する。下地電極層２９，３９の形成方法としては、例えばスパッタリング等のＰＶＤ法が用いられる。

【0048】

次に、図９に示すように、めっき法を用いて下地電極層２９，３９上にめっき電極３を形成する。具体的には、隣り合う太陽電池セル２，２において、第１ダイシング工程において形成された分離溝を跨いで、めっき電極（接続部材）３を形成する（めっき電極形成工程：接続部材形成工程：）。これにより、太陽電池セル２が直列接続される。

【0049】

めっき電極３は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのうちいずれか１つの金属材料を含む。これにより、めっき電極３は、汎用性が高く、かつ、導電率が高い。また、めっき電極３は、柔軟性が高い。

【0050】

次に、図１０に示すように、例えばレーザを用いて、デバイス形成領域Ｒ１の外周におけるダイシングラインＬ２に沿ってダイシングを行うことにより、デバイス形成領域Ｒ１を大判半導体基板１１から分離する（第２ダイシング工程）。これにより、直列接続された複数の太陽電池セル２を備える太陽電池デバイス１が形成される。
以上の工程により、図１～図４に示す本実施形態の太陽電池デバイス１が得られる。

【0051】

以上説明したように、本実施形態の太陽電池デバイスの製造方法によれば、複数の太陽電池セル２をめっき電極（インターコネクト）３によって直列接続するめっき電極形成工程の後に、太陽電池デバイス１を大判半導体基板１１から分離する第２ダイシング工程を行う。これにより、特許文献１と同様に、太陽電池デバイスの製造方法の簡易化が可能である。

【0052】

しかし、特許文献１のように、めっき電極形成工程の後のダイシング工程において、太陽電池セル２の分離も行うと、例えばレーザダイシングの際に、めっき電極（インターコネクト）にダメージが生じる可能性がある。例えば、めっき電極（インターコネクタ）が溶解したり、変質したりする可能性がある。その結果、リーク電流が増加する可能性がある。

【0053】

ウェアラブル機器または腕時計等の小型の電子機器に搭載される太陽電池デバイスでは、屋外の高照度環境（ＡＭ１．５ １Ｓｕｎ相当）のみならず、屋内等の低照度環境（ＡＭ１．５ ０．００１Ｓｕｎ相当）下でも発電が要求される。このような低照度環境下では、リーク電流の増加は大きな問題となる。

【0054】

この点に関し、本実施形態の太陽電池デバイスの製造方法によれば、めっき電極形成工程の前に、複数の太陽電池セル２の間を分離する第１ダイシング工程を行う。これにより、これにより、太陽電池デバイスの製造方法の簡易化を可能としつつ、めっき電極（インターコネクト）のダメージを防止することができる。

【0055】

ところで、ウェアラブル機器または腕時計等の小型の電子機器に搭載される太陽電池デバイスでは、電子機器に搭載されたリチウムイオン電池を充電するため、４Ｖ以上と比較的に高い電圧が要求される。そのため、このような太陽電池デバイスとしては、効率は低いが容易に製造可能な薄膜シリコン系の太陽電池セルが用いられることが多かった。本願発明者（ら）は、このような太陽電池デバイスとして、効率は高いが電圧が低い結晶シリコン系の太陽電池セルを用いることを考案している。結晶シリコン系の太陽電池セルでも、インターコネクトで複数の太陽電池セルを直列接続することにより、所定の電圧（例えば、リチウムイオン電池に対応する４Ｖ程度）まで昇圧することが可能である。本実施形態の太陽電池デバイスの製造方法は、結晶シリコン系の太陽電池セルを備える太陽電池デバイスの製造に好適である。

【0056】

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。

【0057】

（変形例１）
図１１Ａは、本実施形態の変形例１に係る太陽電池デバイスの断面図であって、図１および図２に示すIII-III線相当の断面図である。図１１Ａに示す変形例１の太陽電池デバイス１は、図３に示す太陽電池デバイス１において、絶縁層４の構成が異なる。

【0058】

図１１Ｂは、本実施形態の変形例１に係る太陽電池デバイスの製造方法における絶縁層形成工程を示す図である。変形例１の太陽電池デバイスの製造方法は、上述した太陽電池デバイスの製造方法において、図７に示す絶縁層形成工程に代えて、図１１Ｂに示す絶縁層形成工程を備える。

【0059】

図１１Ｂに示すように、絶縁層形成工程では、セル形成領域Ｒ２の間の分離溝における大判半導体基板１１の側面、パッシベーション層１３，２３，３３の側面、第１導電型半導体層２５の側面、第２導電型半導体層３５の側面、透明電極層２８，３８の側面、および光学調整層１５の側面を酸化させることによって、絶縁層４を形成してもよい。これにより、分離溝では、隣り合うセル形成領域Ｒ２、すなわち隣り合う太陽電池セルの絶縁層４は離間して対向し、空間が形成されることとなる。

【0060】

これにより、セル形成領域Ｒ２の間の分離溝における側面に、酸化珪素（ＳｉＯ）からなる絶縁層４が形成される。これにより、太陽電池セル２間の絶縁を確保することができ、太陽電池セル２間のリーク電流を防止することができる。また、後のめっき電極形成工程におけるめっき液に対して、太陽電池セル２の間の分離溝における側面のバリア性を高めることができる。また、別途、絶縁材料を準備する必要がない。

【0061】

例えば、毛細管現象を利用して、セル形成領域Ｒ２の間の分離溝に、酸化剤を注入する。酸化剤としては、オゾン、過酸化水素、無機過酸化物、および有機過酸化物のうち少なくとも１つを含む酸化剤が挙げられる。これらの酸化剤によれば、比較的に安全である。

【0062】

酸化剤は、添加剤として界面活性剤を含んでもいてもよい。これによれば、酸化剤の表面張力を調整することができ、セル形成領域Ｒ２の間の分離溝に酸化剤を浸透させやすくすることができる。

【0063】

（変形例２）
図１２は、本実施形態の変形例２に係る太陽電池デバイスを裏面側から示す図であり、図１３は、図１２に示す太陽電池デバイスにおけるめっき電極（インターコネクト）および電極層を省略して半導体層を示す図である。図１２および図１３に示す変形例２の太陽電池デバイス１は、図１および図２に示す太陽電池デバイス１において、主に太陽電池セル２の構成が異なる。

【0064】

図１３に示すように、太陽電池セル２は、円形状の基板（ウェハ）を放射状に分割した形状であって、扇形状をなしてもよい。太陽電池セル２には、中心から外周に向かう方向に交互に形成された第１導電型半導体層２５（および、パッシベーション層２３、第１電極層２７）と、第２導電型半導体層３５（および、パッシベーション層３３、第２電極層３７）とを備える。なお、第１導電型半導体層２５の面積と第２導電型半導体層３５の面積とは同等であると好ましい。これにより、電流容量を揃えることができる。また、太陽電池セル２が放射状に分割すると、例えば時計といった電子機器に太陽電池デバイス１が搭載される場合、時計の針による影の影響を抑えることができる。

【0065】

図１２および図１３に示すように、めっき電極３は、隣り合う太陽電池セル２，２において、一方の太陽電池セル２の第１導電型半導体層２５と、他方の太陽電池セル２の第２導電型半導体層３５とを接続することによって、複数の太陽電池セル２を直列に接続する。絶縁層４は、隣り合う太陽電池セル２の間に配置されている。

【0066】

上述した実施形態の太陽電池の製造方法は、このような変形例２の太陽電池デバイス１の製造方法にも適用可能である。

【0067】

（その他の変形例）
また、上述した実施形態および変形例では、大判半導体基板１１から複数の太陽電池デバイス１を切り出す製造方法の例を示したが、本発明はこれに限定されず、大判半導体基板１１から、１つ以上の太陽電池デバイス１を切り出す製造方法に適用可能である。

【0068】

また、上述した実施形態および変形例では、複数の太陽電池セル２が直接接続された太陽電池デバイス１の製造方法を例示したが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の太陽電池セル２が直接接続された太陽電池デバイス１の製造方法に適用可能である。

【0069】

また、上述した実施形態および変形例では、結晶シリコン材料を用いた太陽電池セル２を備える太陽電池デバイス１の製造方法を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、種々の材料を用いた太陽電池セルを備える太陽電池デバイスの製造方法に適用可能である。

【0070】

また、上述した実施形態および変形例では、ヘテロ接合型の太陽電池セル２を備える太陽電池デバイス１の製造方法を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、ホモ接合型等の種々の太陽電池セルを備える太陽電池デバイスの製造方法に適用可能である。

【符号の説明】

【0071】

１ 太陽電池デバイス
２ 太陽電池セル
３ めっき電極（インターコネクト）
４ 絶縁層
１１ 大判半導体基板（半導体基板）
１３，２３，３３ パッシベーション層
１５ 光学調整層
２５ 第１導電型半導体層
２７ 第１電極層
２８，３８ 透明電極層
２９，３９ 下地電極層（金属電極層）
３５ 第２導電型半導体層
３７ 第２電極層
Ｌ１ 第１ダイシングライン
Ｌ２ 第２ダイシングライン
Ｒ１ デバイス形成領域
Ｒ２ セル形成領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】