特許 7560479 太陽電池、太陽電池モジュール及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】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0224 20060101AFI20240925BHJP

   H01L 31/068 20120101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 260

H01L31/06 300

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021561214

(86)(22)【出願日】2020-10-16

(86)【国際出願番号】 JP2020039064

(87)【国際公開番号】W WO2021106417

(87)【国際公開日】2021-06-03

【審査請求日】2023-09-07

(31)【優先権主張番号】P 2019216869

(32)【優先日】2019-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】吉河 訓太

【審査官】桂城 厚

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／２０２９５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１２２７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０３７８０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７７８５４４４（ＣＮ，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6】

第１主面及び第２主面を有する半導体基板の前記第２主面にパッシベーション層を積層する工程と、
前記半導体基板の前記第１主面に、第１方向に延びる複数の第１収集電極を積層する工程と、
前記半導体基板の前記第１主面の前記第１方向の一方の端部領域に、前記複数の第１収集電極を接続するよう前記第１方向に交差する第２方向に延びる第１接続電極を積層する工程と、
レーザーの照射により、前記パッシベーション層に、前記半導体基板の全長に亘って、それぞれ前記第１方向に沿うよう、互いに間隔を空けて平行に配置される複数の接続開口を形成する工程と、
前記パッシベーション層の前記第１方向に前記第１接続電極と反対側の端部領域に、前記第１方向にみて前記接続開口と重複しないよう前記第２方向に並んで複数の第２接続電極を積層する工程と、
前記接続開口内に露出する前記半導体基板、前記パッシベーション層、及び前記第２接続電極に跨り、前記第２接続電極の中央部を露出する第２収集電極を積層する工程と、
を備える、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、太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

比較的光電変換効率が高い太陽電池として、ＰＥＲＣ（Ｐａｓｓｉｂａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ Ｒｅａｒ Ｃｅｌｌ）と呼ばれる構造を有する太陽電池が知られている。ＰＥＲＣ型太陽電池は、半導体基板の裏面（受光面と反対側の面）にパッシベーション膜が形成されることにより、生成されたキャリアが半導体基板の裏面で再結合することを抑制して比較的高い光電変換率が得られる。ＰＥＲＣ型太陽電池では、パッシベーション膜に開口を形成し、半導体基板の開口から露出する部分（ベース領域）から電力を取り出す必要がある。このため、ＰＥＲＣ型太陽電池は、パッシベーション膜の裏面側を覆い、開口の内部に充填されて半導体基板と接続された収集電極を有する。

【0003】

通常、ＰＥＲＣ型太陽電池において、収集電極は、半導体基板と合金化することによってより多くの正孔を有し、キャリアの再結合を抑制するＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）を形成できるアルミニウムを主成分とする導電性ペースト（アルミニウムペースト）によって形成される。しかしながら、アルミニウムペーストだけでは電気抵抗が大きくなりやすいため、パッシベーション膜の非開口領域に銀粒子を主体とする導電性ペースト（銀ペースト）によって比較的電気抵抗か小さい接続電極を設ける構成が知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６５２５５８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的なＰＥＲＣ型太陽電池では、特許文献１に記載されるように、表面側の接続電極と裏面側の接続電極とが平面視で重複するよう配置される。このような太陽電池を複数接続して太陽電池モジュールを形成する場合には、１つの太陽電池の表面側の接続電極と隣接する太陽電池の裏面側の接続電極との間がインターコネクタと呼ばれる導電部材によって接続される。一方、表裏の接続電極を反対側の端部領域に配置し、１つの太陽電池の表側の接続電極に隣接する太陽電池の裏側の接続電極を直接接続することで、表面に接続電極が露出しないようにして総合的な光電変換効率を向上するシングリング構造の太陽電池モジュールも知られている。しかしながら、上述のようなＰＥＲＣ型太陽電池では、裏面側の接続電極を設ける領域には、パッシベーション膜に集電のための開口を設けることができないので集電効率が低い領域が形成されるため、光電変換効率を十分に向上することができない。そこで、本発明は、光電変換効率が高い太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る太陽電池は、第１主面及び第２主面を有する板状に形成され、前記第２主面にその全長に亘ってそれぞれ第１方向に沿うよう互いに間隔を空けて平行に配置された複数のベース領域を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第１主面に配置され、前記第１方向に延びる複数の第１収集電極と、前記半導体基板の前記第１主面の前記第１方向の一方の端部領域に配置され、前記複数の第１収集電極を接続するよう前記第１方向に交差する第２方向に延びる第１接続電極と、前記半導体基板の前記第２主面に積層され、前記ベース領域をそれぞれ露出する複数の接続開口が形成されたパッシベーション層と、前記パッシベーション層の前記第１方向に前記第１接続電極と反対側の端部領域に、前記第１方向に見て前記接続開口と重複しないよう前記第２方向に並んで配置される複数の第２接続電極と、前記接続開口内に露出する前記ベース領域、前記パッシベーション層、及び前記第２接続電極に跨って配置され、前記第２接続電極の中央部を露出する第２収集電極と、を備える。

【0007】

本発明の太陽電池において、前記第２収集電極は、前記第１方向の両端部において、前記パッシベーション層の端部を露出してもよい。

【0008】

本発明に係る太陽電池において、前記第２収集電極は、前記半導体基板の前記第１方向の両端部において、前記接続開口を選択的に被覆してもよい。

【0009】

本発明に係る太陽電池において、前記第２接続電極は複数の銀粒子とバインダとを含み、前記第２収集電極は複数のアルミニウム粒子とバインダとを含んでもよい。

【0010】

本発明の別の態様に係る太陽電池モジュールは、前記太陽電池を複数備え、前記太陽電池の前記第１接続電極に他の前記太陽電池の前記第２接続電極が直接接続されている。

【0011】

本発明の別の態様に係る太陽電池の製造方法は、第１主面及び第２主面を有する半導体基板の前記第２主面にパッシベーション層を積層する工程と、前記半導体基板の前記第１主面に、第１方向に延びる複数の第１収集電極を配置する工程と、前記半導体基板の前記第１主面の前記第１方向の一方の端部領域に、前記複数の第１収集電極を接続するよう前記第１方向に交差する第２方向に延びる第１接続電極を配置する工程と、レーザーの照射により、前記パッシベーション層に、前記半導体基板の全長に亘ってそれぞれ前記第１方向に沿うよう互いに間隔を空けて平行に配置される複数の接続開口を形成する工程と、前記パッシベーション層の前記第１方向に前記第１接続電極と反対側の端部領域に、前記第１方向に見て前記接続開口と重複しないよう前記第２方向に並んで複数の第２接続電極を配置する工程と、前記接続開口内に露出する前記半導体基板、前記パッシベーション層、及び前記第２接続電極に跨り、前記第２接続電極の中央部を露出する第２収集電極を配置する工程と、を備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、光電変換効率が高い太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態に係る太陽電池の平面図である。

【図2】図１の太陽電池の裏面図である。

【図3】図１の太陽電池のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図１の太陽電池のＢ－Ｂ線断面図である。

【図5】図１の太陽電池の製造方法の手順を示すフローチャートである。

【図6】図１の太陽電池を備える太陽電池モジュールの平面図である。

【図7】図６の太陽電池モジュールの断面図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係る太陽電池の裏面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、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。また、図面における種々部材の寸法は、便宜上、見やすいように調整されている。

【0015】

＜太陽電池＞
図１乃至図４に、本発明の第１実施形態に係る太陽電池１を示す。図１は太陽電池の平面図１、図２は太陽電池１の裏面図（図１から上限方向に裏返した状態を示す）、図３は太陽電池１の図１におけるＡ－Ａ線断面図、図４は太陽電池１の図１におけるＢ－Ｂ線断面図である。

【0016】

本実施形態の太陽電池１は、第１主面（受光面）及び第２主面（裏面）を有する板状の半導体基板１０と、半導体基板１０の第１主面に配置される複数の第１収集電極２０と、半導体基板１０の第１主面に配置される第１接続電極３０と、半導体基板１０の第１主面の第１収集電極２０間の領域を覆う反射防止層４０と、半導体基板１０の第２主面に積層されるパッシベーション層５０と、パッシベーション層５０の裏面に配置される複数の第２接続電極６０と、パッシベーション層５０の裏面に配置される第２収集電極７０と、を備える。なお、図１及び図２では、分かりやすくするために、第１収集電極２０、第１接続電極３０及び第２収集電極７０にはハッチングを付している。

【0017】

半導体基板１０は、第１の導電型を示す基材層１１と、第１主面側に形成され、第１の導電型と異なる第２の導電型を示すエミッタ層１２と、第２主面側に配置された複数のベース領域１３と、を有する。半導体基板１０は、基材層１１を構成する材料からなり、第１の導電型を示す基材から形成することができる。

【0018】

基材層１１（半導体基板１０の基材）は、例えばボロン、ガリウム等を含有する多結晶シリコン基板又は単結晶シリコン基板によって構成することができる。

【0019】

エミッタ層１２は、半導体基板１０の第１主面全体に形成される。エミッタ層１２は、基材層１１との間にキャリアを通過するｐｎ接合を形成する。これにより、エミッタ層１２は、キャリアに対応する電荷を帯びる。

【0020】

エミッタ層１２は、半導体基板１０の基材の第１主面の表層に例えばリン等のドーパントをドープすることによって形成することができる。具体的には、エミッタ層１２は、熱拡散によって結晶シリコン基板の表面から数μｍの厚み領域にドーパントを拡散させることによって形成することができる。また、エミッタ層１２は、結晶シリコン基板の表面に５ｎｍ以上２０ｎｍ以下程度の厚みを有する非晶質シリコン層等を製膜することによって形成されてもよい。

【0021】

ベース領域１３は、基材層１１よりも強い第１の導電型を示し、エミッタ層１２とは反対の電荷を帯びるＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）と呼ばれる電場を形成する。これにより、ベース領域１３は、多数キャリアを引き付け、少数キャリアをエミッタ層１２側に追い返すことで、キャリアライフタイムを増大させる。

【0022】

ベース領域１３は、半導体基板１０の第２主面に、それぞれ半導体基板１０を横断するよう半導体基板１０の全長に亘って第１方向に沿って線状に延び、互いに間隔を空けて平行に配置される。好ましくは、半導体基板１０の第２主面の全体に一定の間隔で並んだストライプ状に配置される。なお、「線状」とは、一定の幅で連続して延びるものに限られず、例えば破線状乃至点線状等、切れ目を有してもよい。また、ベース領域１３の幅は一定でなくてもよく、例えば円、楕円等の集合として形成される幅が繰り返し変化するような形状を有してもよい。

【0023】

ベース領域１３は、後述する第２収集電極７０の主体となる金属を半導体基板１０の基材の第２主面の表層に拡散させて合金化したものとすることができ、例えばアルミシリサイドによって形成され得る。

【0024】

第１収集電極２０は、エミッタ層１２から集電するために設けられるいわゆるフィンガー電極であり、半導体基板１０の第１主面にそれぞれ第１方向に延びる細い線状に形成される。第１収集電極２０は、好ましくは一定の間隔を空けて、互いに平行に配置される。第１収集電極２０は、集電効率を向上するために、平面視でベース領域１３と交互に配置されるよう形成されることが好ましい。第１収集電極２０は、導電性ペーストの印刷及び焼成により形成することができ、電気抵抗を小さくするために、銀粒子とバインダとを含む銀ペーストによって形成することが好ましい。

【0025】

第１収集電極２０は、半導体基板１０への光の入射を阻害するため、導電性を確保できる範囲内で幅をできるだけ小さくすることが望ましい。具体的には、第１収集電極２０の幅は、３０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。

【0026】

第１接続電極３０は、半導体基板１０の第１主面の第１方向の一方の端部領域に、第１収集電極２０を接続するよう、第１方向に交差する第２方向に延びるように形成される。第１接続電極３０は、各第１収集電極２０が集めた電流を合流させて、隣接する太陽電池１又は外部の回路に接続する。このため、第１接続電極３０は、第１収集電極２０よりも幅が大きい帯状に形成される。第１接続電極３０は、全ての第１収集電極２０に接続されるよう、半導体基板１０を第２方向に横断するように形成されることが好ましい。第１接続電極３０は、例えば銀ペースト等の導電性ペーストの印刷及び焼成により形成することができ、第１収集電極２０の成形時に第１収集電極２０と一体に形成することが好ましい。

【0027】

反射防止層４０は、太陽電池１の表面における光の反射を抑制し、太陽電池１の内部に入射する光量を増大させる。反射防止層４０は、例えば窒化ケイ素によって構成することができる。具体的には、半導体基板１０の表面に窒化処理を施すことにより、半導体基板１０の表面を窒化して反射防止層４０に変性することができる。また、反射防止層４０を形成した半導体基板１０の表面に電性ペーストの印刷及び焼成により第１収集電極２０及び第１接続電極３０を形成することで、第１収集電極２０及び第１接続電極３０が反射防止層４０を貫通し、第１収集電極２０及び第１接続電極３０が形成されない部分に反射防止層４０を残すことができる。

【0028】

パッシベーション層５０は、半導体基板１０の第２両主面の表面の欠陥準位を化学的に終端することにより、キャリアの再結合を抑制する。パッシベーション層は、窒化ケイ素によって形成することができ、窒化ケイ素の薄膜の裏面側にさらに第２収集電極７０との接着性を向上するアルミナの薄膜を積層した構成としてもよい。

【0029】

パッシベーション層５０は、それぞれベース領域１３を露出するよう形成された複数の接続開口５１を有する。このため、接続開口５１は、各ベース領域１３に対応し、それぞれ第１方向に沿って半導体基板１０を横断するよう線状に延び、互いに平行に配設される。したがって、接続開口５１の形状は、ベース領域１３の形状と同様に、連続した線状のものに限られず、例えば破線状乃至点線状等、切れ目を有する線状であってもよい。また、接続開口５１の幅は一定でなくてもよく、例えば円、楕円等の集合として形成される幅が繰り返し変化するような形状を有してもよい。

【0030】

接続開口５１は、後で詳しく説明するように、半導体基板１０の第２両主面全体に積層したパッシベーション層５０の一部をレーザー照射等によって除去することによって形成することができる。

【0031】

第２接続電極６０は、パッシベーション層５０の第１方向の第１接続電極３０と反対側の端部領域に、第１方向に見て、接続開口５１と重複しないよう第２方向に並んで積層される。この複数の第２接続電極６０は、従来の太陽電池における単一の接続電極（バスバー）からベース領域１３と重複する領域を除去することにより複数に分割したものである。第２接続電極６０のベース領域１３部分の除去による電気抵抗の増加は、第２接続電極６０の第１方向の幅を大きくすることで補完することができる。

【0032】

第２接続電極６０は、平面視において第１接続電極３０とは重複しない。つまり、半導体基板１０の第２接続電極６０が配設される側の端部領域の表面側には第１接続電極３０が配置されておらず、第１収集電極２０が配設され、その裏面側にはベース領域１３が形成されている。これにより、太陽電池１は、第２接続電極６０が配設される側の端部領域においても光電変換を行うことができる。

【0033】

第２接続電極６０は、導電性ペーストの印刷及び焼成により形成することができる。第２接続電極６０は、銀粒子とバインダとを含み、導電性に優れる銀ペーストを用いて形成されることが好ましい。第２接続電極６０と接続開口５１との間には、導電性ペーストの印刷に誤差があっても第２接続電極６０が接続開口５１と重ならないようにマージンを設けることが好ましい。

【0034】

第２収集電極７０は、接続開口５１内に露出するベース領域１３、パッシベーション層５０、及び第２接続電極６０に跨って、第２接続電極６０の中央部を露出するよう積層される。この第２収集電極７０は、半導体基板１０のベース領域１３と第２接続電極６０との間を接続する。第２収集電極７０は、パッシベーション層５０の裏面を広く覆うことによって、ベース領域１３と第２接続電極６０との間の電気抵抗を低減すると共に、第２収集電極７０を剥離し難くすることができる。

【0035】

但し、第２収集電極７０は、第１方向の両端部においては、パッシベーション層５０の端部を露出することが好ましい。第２収集電極７０がパッシベーション層５０の端部を露出することによって、第２収集電極７０と第１収集電極２０又は第１接続電極３０との短絡のリスクを低減することができる。より好ましくは、第２収集電極７０は、半導体基板１０の両端部において、接続開口５１を選択的に被覆する。これにより、第２収集電極７０と第１収集電極２０又は第１接続電極３０との短絡のリスクを小さくしながら、半導体基板１０の第１方向の端部からも集電することができる。

【0036】

第２収集電極７０の第２接続電極６０との重複幅は、第２接続電極６０の前記第１接続電極３０の側（第１方向の半導体基板１０の端部までの距離が大きい側）において最大とされることが好ましい。これにより、第２接続電極６０と第２収集電極７０との接合面積が第２収集電極７０の電流密度が大きい側においてより大きくなるので、電流が第２収集電極７０内を流れる距離が大きい部分の電気抵抗を小さくして、より効率よく集電することができる。

【0037】

第２収集電極７０は、導電性ペーストの印刷及び焼成により形成することができる。第２収集電極７０は、半導体基板１０の基材に拡散して第１の導電性を増大することによってベース領域を形成できる金属を主体とすることが好ましい。具体的には、第２収集電極７０は、アルミニウム粒子とバインダとを含むアルミニウムペーストを用いて形成することが好ましい。

【0038】

太陽電池１は、第２接続電極６０が配設される端部領域にもベース領域１３が形成され、半導体基板１０の第２接続電極６０の表面側領域において生成される電力も回収することができる。このため、太陽電池１は、光電変換効率が高い。また、太陽電池１は、第２接続電極６０が接続開口５１の間に配置されるので、第２接続電極６０の第１方向の幅を大きくすることによって光電変換効率を低下させることなく電気抵抗を低減することができる。

【0039】

＜太陽電池の製造方法＞
太陽電池１は、本発明に係る太陽電池の製造方法によって製造することができる。以下、本発明に係る太陽電池の製造方法の一実施形態について、図５を参照しながら、太陽電池１の製造を例にとって説明する。

【0040】

太陽電池１は、半導体基板１０にエミッタ層１２を形成する工程（ステップＳ１：エミッタ層形成工程）と、半導体基板１０に反射防止層４０を積層する工程（ステップＳ２：反射防止層積層工程）と、半導体基板１０の第２主面にパッシベーション層５０を積層する工程（ステップＳ３：パッシベーション層積層工程）と、半導体基板１０の第１主面に第１収集電極２０を配置する工程（ステップＳ４：第１収集電極積層工程）と、半導体基板１０の第１主面に第１接続電極３０を配置する工程（ステップＳ５：第１接続電極積層工程）と、レーザーの照射によりパッシベーション層５０に接続開口５１を形成する工程（ステップＳ６：接続開口形成工程）と、パッシベーション層５０に第２接続電極６０を配置する工程（ステップＳ７：第２接続電極積層工程）と、接続開口５１内に露出する半導体基板１０、パッシベーション層５０、及び第２接続電極６０に跨って第２収集電極７０を配置する工程（ステップＳ８：第２収集電極積層工程）と、を備える、製造方法によって製造することができる。なお、一部の工程は、その順番を入れ替えたり、他の工程と同時に行ったりすることができる。

【0041】

（エミッタ層形成工程）
ステップＳ１のエミッタ層形成工程では、半導体基板１０の基材の表面に、基材と異なる導電性を発現させるドーパントをドープすることによりエミッタ層１２を形成する。また、エミッタ層形成工程では、成膜技術により半導体基板１０の基材の表面に基材と異なる導電性を有する材料の層を積層することによってエミッタ層１２を形成してもよい。

【0042】

（反射防止層積層工程）
ステップＳ２の反射防止層積層工程では、半導体基板１０の窒化を行うことにより、反射防止層４０を形成することができる。また、半導体基板１０の表面に反射防止層４０を形成する材料を積層することによって反射防止層４０を形成してもよい。

【0043】

（パッシベーション層積層工程）
ステップＳ３のパッシベーション層積層工程では、周知の成膜技術により半導体基板１０の第２主面にパッシベーション層５０を積層する。

【0044】

（第１収集電極積層工程）
ステップＳ４の第１収集電極積層工程では、導電性ペーストの印刷及び焼成により、半導体基板１０の第１主面に第１収集電極２０を形成する。導電性ペーストの印刷方法としては、例えばスクリーン印刷を採用することができる。

【0045】

（第１接続電極積層工程）
ステップＳ５の第１接続電極積層工程では、導電性ペーストの印刷及び焼成により、半導体基板１０の第１主面に、第１収集電極２０を接続するよう第２方向に延びる第１接続電極３０を形成する。この第１接続電極積層工程は、ステップＳ４の第１収集電極積層工程と同時に行うことが好ましい。つまり、導電性ペーストを第１収集電極２０と第１接続電極３０を含むパターンで半導体基板１０の表面に印刷し、焼成することにより、第１収集電極２０及び第１接続電極３０を一体に形成することが好ましい。

【0046】

（接続開口形成工程）
ステップＳ６の接続開口形成工程では、レーザーの照射により、パッシベーション層５０を部分的に除去することで、接続開口５１を形成することができる。レーザーを第１方向に走査してストライプ状の接続開口５１を形成する場合、一般に、レーザー照射位置の第１方向の精度は、第２方向の精度と比べて低くなる。しかしながら、太陽電池１では接続開口５１が第１方向に連続して半導体基板１０の全長に亘って形成されるため、レーザー照射の第１方向の精度を考慮する必要がない。この接続開口５１はレーザーパルスが断続的に照射された、点線状であっても良い。この場合、点線を構成する点同士の間隔は、パルス周期とレーザー走査速度によって決定され、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。

【0047】

（第２接続電極積層工程）
ステップＳ７の第２接続電極積層工程では、電気抵抗が小さい導電性ペーストの印刷及び焼成により、パッシベーション層５０の第１方向に第１接続電極３０と反対側の端部領域に、第１方向に見て接続開口５１と重複しないよう第２方向に並んで複数の第２接続電極６０を積層する。前述の接続開口５１が点線状であった場合も、接続開口５１が連続線である場合と同様に、接続開口５１線が形成された線状乃至帯状の領域と重複しないように配置され、点線の点と点の間に第２接続電極６０が配置されることはない。点線における各点の位置（レーザーパルスのタイミング）は、厳密に制御されておらず、印刷版と整合させることは技術的に困難であり、またメリットも少ない。レーザー走査速度を低減することで、点の位置を向上させることは出来るが、生産性が悪くなりコスト増となってしまう。点線状にすることで、一つのレーザーパルスが一つの開口を形成することになるので、レーザーによる半導体基板１０への影響を制御することが容易になる。

【0048】

（第２収集電極積層工程）
ステップＳ８の第２収集電極積層工程では、ベース領域１３との接続性に優れる導電性ペーストの印刷及び焼成により、接続開口５１内に露出する半導体基板１０（つまりベース領域１３）、パッシベーション層５０、及び第２接続電極６０に跨り、第２接続電極６０の中央部を露出するよう第２収集電極７０を積層する。第２接続電極６０と第２収集電極７０の積層幅は０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが、材料使用効率及び両電極間の接続抵抗の観点から好ましい。第２収集電極７０は、個々の太陽電池１を分離するために半導体基板１０を切断する領域（分離後の太陽電池１の半導体基板１０の第１方向の両端部）の少なくとも接続開口５１の近傍領域以外の部分を露出することが好ましい。こうすることで、接続開口５１を第２収集電極７０で完全に被覆しつつ、端部近傍を被覆する第２収集電極７０を最小限にすることができる。

【0049】

印刷された導電性ペーストを焼成する際、導電性ペーストの金属が半導体基板１０の接続開口５１から露出する領域に拡散して合金化する。第２収集電極７０をアルミニウムペーストにより形成することで、半導体基板１０の第２主面を局所的にアルミシリサイドに変性してベース領域１３を形成することができる。

【0050】

＜太陽電池モジュール＞
続いて、図６及び７を参照しながら、太陽電池１を用い太陽電池モジュール１００について説明する。太陽電池モジュール１００は、本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態である。

【0051】

太陽電池モジュール１００は、図１乃至図４の太陽電池１を複数備える。太陽電池モジュール１００は、それぞれ複数の太陽電池１を接続して形成される複数の太陽電池ストリング１１０と、太陽電池ストリング１１０の表面側に配置される表側保護部材１２０と、太陽電池ストリング１１０の裏面側に配置される裏側保護部材１３０と、表側保護部材１２０及び裏側保護部材１３０間の隙間に充填される封止材１４０と、太陽電池ストリング間を接続する接続部材１５０と、を備える。

【0052】

太陽電池ストリング１１０は、複数の太陽電池１を第１方向の端部を重ねるシングリング方式で接続したものである。太陽電池ストリング１１０において、隣接し合う２つの太陽電池１間において、一方の太陽電池１の第１接続電極３０に、他方の太陽電池１の第２接続電極６０が、導電性接着剤、半田等の接続材料９９を用いて直接接続されている。太陽電池ストリング１１０を形成する際にＡｇを主材料とする接続材料９９がベース領域１３に直接触れると、暗電流が増加して性能が低下することがあるので、接続開口５１は第２収集電極７０で完全に覆われていることが好ましい。また、第１接続電極３０上の接続材料９９がはみだして反対側の主面に到達した場合であっても、第２収集電極７０に触れなければ短絡しないので、第１接続電極３０の裏面側の端部領域における第２収集電極７０の被覆面積はなるべく小さいことが好ましい。

【0053】

太陽電池ストリング１１０において、太陽電池１は、半導体基板１０への光の入射を阻害する第１接続電極３０が設けられる端部領域に他の太陽電池１の光電変換に寄与する反対側の端部領域が重ねられる。このため、太陽電池ストリング１１０は、その全面が光電変換に寄与する。とりわけ、太陽電池ストリング１１０は、半導体基板１０の裏面側に第２接続電極６０が設けられる領域にも均等にベース領域１３が配設されている太陽電池１を用いることにより光電変換効率が低い部分がないので光電変換効率が高い。

【0054】

表側保護部材１２０は、封止材１４０を介して、太陽電池ストリング１１０、すなわち太陽電池１の第１主面を覆うことにより、太陽電池１を保護する。表側保護部材１２０は、板状またはシート状の材料から形成することができ、透光性及び対候性に優れることが好ましい。具体的には、表側保護部材１２０の材質としては、例えばアクリル樹脂若しくはポリカーボネート樹脂等の透明樹脂、ガラスなどを挙げることができる。また、表側保護部材１２０の表面は、光の反射を抑制するために、凹凸状に加工されたり、反射防止コーティング層で被覆されてもよい。

【0055】

裏側保護部材１３０は、封止材１４０を介して、太陽電池ストリング１１０の裏面を覆って、太陽電池１を保護する。裏側保護部材１３０は、表側保護部材１２０と同様に、板状またはシート状の材料から形成することができ、遮水性に優れることが好ましい。具体的には、裏側保護部材１３０としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系樹脂、含フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂フィルムと、アルミニウム箔等の金属箔との積層体が好適に用いられる。

【0056】

封止材１４０は、太陽電池ストリング１１０、すなわち太陽電池１を封止して保護するもので、太陽電池１の受光側の面と表側保護部材１２０との間、及び太陽電池１の裏側の面と裏側保護部材１３０との間に介在する。

【0057】

封止材１４０は、太陽電池ストリング１１０と表側保護部材１２０及び裏側保護部材１３０とを接着すると共に、太陽電池ストリング１１０の周囲の隙間をなくすことで、太陽電池１を保護する。このため、封止材１４０としては、例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／α－オレフィン共重合体、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、または、シリコーン樹脂等の透光性を有する熱可塑性樹脂が好適に用いられる。

【0058】

接続部材１５０は、太陽電池ストリング１１０の一端の太陽電池１の第１接続電極３０間と、太陽電池ストリング１１０の他端の太陽電池１の第２接続電極６０間をそれぞれ接続する。接続部材１５０は、太陽電池モジュール１００の外部の回路に接続可能に、表側保護部材１２０及び裏側保護部材１３０の間から外側に延出している。

【0059】

太陽電池モジュール１００は、光電変換効率が高い太陽電池１を用いた太陽電池ストリング１１０を備えるため、光電変換効率が高い。

【0060】

続いて、図８に、本発明の第２実施形態に係る太陽電池１Ａを示す。図８の太陽電池１Ａは、図１の太陽電池１に換えて図７の太陽電池モジュール１００に用いることができる。図８の太陽電池１Ａについて、図１の太陽電池１と同様の構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

【0061】

図８の太陽電池１Ａは、図１の太陽電池１の第２収集電極７０とは異なる平面形状を有する第２収集電極７０Ａを備える。つまり、図８の太陽電池１Ａは、図１の太陽電池１の第２収集電極７０を平面形状が異なる第２収集電極７０Ａに置き換えたものである。

【0062】

第２収集電極７０Ａは、接続開口５１内に露出するベース領域１３、第２接続電極６０及びパッシベーション層５０の第２接続電極６０近傍領域を覆うよう選択的に積層されている。第２収集電極７０Ａのベース領域１３を覆う部分は、製造誤差を考慮して、接続開口５１内のベース領域１３を露出させない程度に、パッシベーション層５０の接続開口５１近傍領域を覆っている。

【0063】

太陽電池１Ａは、裏面側の第２収集電極７０Ａが配置されていない部分からも光を取り込むことができるので、使用する環境によっては出力を向上することができる。また、太陽電池１Ａは、第２収集電極７０Ａを形成する材料の使用量が比較的少ないため、安価に提供することができる。

【0064】

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、種々の変更及び変形が可能である。

【符号の説明】

【0065】

１，１Ａ 太陽電池
１０ 半導体基板
１１ 基材層
１２ エミッタ層
１３ ベース領域
２０ 第１収集電極
３０ 第１接続電極
４０ 反射防止層
５０ パッシベーション層
５１ 接続開口
６０ 第２接続電極
７０，７０Ａ 第２収集電極
１００ 太陽電池モジュール
１１０ 太陽電池ストリング
１２０ 表側保護部材
１３０ 裏側保護部材
１４０ 封止材
１５０ 接続部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】