▶ シャンラオ ジンコ ソーラー テクノロジー デベロップメント シーオー．，エルティーディーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-16
(54)【発明の名称】太陽電池それと太陽電池パネル及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 31/0224 20060101AFI20230509BHJP
H01L 31/0747 20120101ALI20230509BHJP
【ＦＩ】
H01L31/04 264
H01L31/06 455
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022548970
(86)(22)【出願日】2020-11-27
(85)【翻訳文提出日】2022-10-11
(86)【国際出願番号】 KR2020017158
(87)【国際公開番号】W WO2021162216
(87)【国際公開日】2021-08-19
(31)【優先権主張番号】10-2020-0018540
(32)【優先日】2020-02-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522401774
【氏名又は名称】シャンラオ ジンコ ソーラー テクノロジー デベロップメント シーオー．，エルティーディー
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ハ，ジョンミン
(72)【発明者】
【氏名】ジョン，ジュファ
(72)【発明者】
【氏名】ヤン，ヨンソン
(72)【発明者】
【氏名】リ，キョンドン
【テーマコード（参考）】
5F151
5F251
【Ｆターム（参考）】
5F151AA03
5F151CB24
5F151CB27
5F151DA07
5F151DA10
5F151FA10
5F151GA04
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5F251GA04
(57)【要約】
本実施形態に係る太陽電池は、多結晶半導体層からなる導電型領域に金属及び接着物質を含む電極を形成して太陽電池の電気的特性を向上させ、製造工程を単純化することができる。さらに具体的に、太陽電池は、半導体基板を含み、多結晶半導体層からなる導電型領域が半導体基板の一面上に位置する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽電池であって、半導体基板；
前記半導体基板の一面上に位置し、多結晶半導体層からなる導電型領域；
前記多結晶半導体層からなる前記導電型領域に接続され、金属及び接着物質を含む電極；を備えてなる、太陽電池。
【請求項2】
前記金属は第１金属を含み、前記第１金属及び前記多結晶半導体層に含まれる半導体物質からなる金属－半導体化合物を含む化合物層は、前記電極と前記導電型領域との境界部分において第１領域に対応するように部分的に形成される、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項3】
前記電極と前記導電型領域との境界部分にあって、前記第１領域を除外した第２領域において、前記金属及び前記接着物質は、前記多結晶半導体層に接触して形成される、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項4】
前記第１金属はニッケルを含み、前記半導体物質はシリコンを含み、
前記化合物層はニッケルシリサイドを含む、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項5】
前記第１領域の面積が前記第２領域の面積より小さい、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項6】
前記金属が前記第１金属より低い比抵抗を有する第２金属を更に含む、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項7】
前記電極における前記金属全体１００重量部に対する前記第１金属の重量部は１５以下である、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項8】
前記電極は前記金属と前記接着物質を含む単一の印刷層からなる、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項9】
前記電極又は前記印刷層の厚さは１０μｍ以上である、請求項８に記載の太陽電池。
【請求項10】
前記導電型領域を覆いながら、コンタクトホールを備える後面パッシベーション膜；を更に備え、前記電極は、前記コンタクトホールの内部で前記後面パッシベーション膜と離隔して形成されるか、又は、
前記多結晶半導体層の上、及び前記第１及び第２電極のうちの少なくとも一つの少なくとも一部の上、に位置する後面パッシベーション膜；を更に備える、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項11】
前記導電型領域は、前記半導体基板の前記一面上で互いに離隔して位置する第１導電型領域と、第２導電型領域と、を備え、前記電極は、前記第１導電型領域に接続される第１電極と、前記第２導電型領域に接続される第２電極と、を備え、
前記第１電極及び前記第２電極のうちの少なくとも１つは、前記金属及び前記接着物質を含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項12】
太陽電池パネルであって、太陽電池；
前記電極に電気的に接続される配線材；
前記電極と前記配線材との間に位置し、前記電極と前記配線材を電気的に接続する接着層を含む半導体基板；を備えてなり、
前記太陽電池は、
半導体基板と、
前記半導体基板の一面上に位置し、多結晶半導体層を備える導電型領域と、
前記多結晶半導体層に接続され金属と接着物質とを備える、太陽電池パネル。
【請求項13】
前記接着層が前記電極に接触して形成され、ビスマスを含むはんだ物質を含む、請求項１２に記載の太陽電池パネル。
【請求項14】
前記電極の表面粗さは、前記接着層の表面粗さより大きい、請求項１２に記載の太陽電池パネル。
【請求項15】
前記電極は前記配線材の方向にラウンドになるように凸状に突出され、前記接着層は前記電極のラウンドになった部分を全体的に覆いながら前記配線材に向かいながら幅が徐々に大きくなる、請求項１２に記載の太陽電池パネル。
【請求項16】
前記接着層の厚さに対する前記電極の厚さの比は０．５以上である、請求項１２に記載の太陽電池パネル。
【請求項17】
太陽電池パネルの製造方法であって、半導体基板と、前記半導体基板の一面上に位置し、多結晶半導体層とを備える導電型領域と、前記導電型領域に接続される電極と、を備える太陽電池を製造する工程；
前記電極上に接着層を形成する工程；
前記電極及び前記接着層上に配線材を位置させ、熱と圧力を加えて前記接着層を用いて前記電極に前記配線材を接着する接着熱処理工程；を含んでなり、
前記電極は、金属と接着剤を含む電極ペーストを印刷工程で塗布し、硬化熱処理して形成された印刷層からなることを特徴とする、太陽電池パネルの製造方法。
【請求項18】
前記電極は１回の印刷工程によって形成された単一の印刷層からなり、前記接着層は、ビスマスを含むはんだ物質を含むはんだペーストを前記単一の印刷層の上に塗布して形成される、請求項１７に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項19】
前記接着層は追加の接着物質を更に含み、前記接着熱処理工程の前、前記電極ペーストに含まれる前記接着物質の重量部は、前記はんだペーストに含まれる前記追加接着物質の重量部より小さく、
前記接着熱処理工程の後、前記電極に含まれる前記接着物質の重量部は、前記接着層に含まれる前記追加接着物質の重量部より大きい、請求項１８に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【請求項20】
前記電極の硬化熱処理工程の温度は５００度以下であり、前記接着熱処理工程の工程温度より前記接着層の溶融点が低い、請求項１７に記載の太陽電池パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池、それと太陽電池パネル及びその製造方法に関し、さらに詳細には、構造を改善した太陽電池、それとこれを含む太陽電池パネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
太陽電池においては、様々な層及び電極を設計に従って形成することによって製造することができる。このような様々な層及び電極の設計によって太陽電池の特性、生産性などが変わり得る。特に、電極の物質、形成工程などが変わると、太陽電池の特性、生産性などが大きく異なることがある。
【0003】
一例として、韓国特許第１５４１４２２号に開示されたところのように、めっきを用いて電極を形成すると製造コストが高く、めっきの工程条件を精密に制御することが難しくてめっき不良、コンタクト特性低下などの問題が発生することがある。そしてメッキのための別途のシード層を形成しなければならないので、太陽電池の製造工程が非常に複雑である。
【0004】
別の例として、電極を、スパッタリング工程を用いて形成すると、スパッタリング工程で金属膜からなるスパッタリング電極を形成した後に、印刷工程で保護フィルム（レジスト）を形成し、湿式エッチング工程で金属膜の一部を除去して電極を形成した。これによれば、スパッタリング工程、エッチング工程などにより太陽電池の損傷が発生することがあり、様々な段階の工程を実行しなければならず、工程が複雑で各工程毎に不良が発生する確率が大きかった。そして、スパッタリング電極の厚さが薄くて、比抵抗特性が十分でなく、追加の電極層を形成したり、複数の金属層を積層して形成することで、製造コストが増加し、製造工程が複雑な問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本実施形態は、生産性及び信頼性を向上させることができる太陽電池、それと太陽電池パネル及びその製造方法を提供しようとする。
【0006】
さらに具体的に、本実施形態においては、太陽電池の電極構造を改善して太陽電池の電気的特性を向上させ、太陽電池の製造工程を単純化することができる太陽電池を提供する。
【0007】
また、本実施例においては、太陽電池の電極と配線材の付着構造及び工程を改善して電極と配線材の付着特性を向上させながら構造及び製造工程を単純化できる太陽電池パネル及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本実施形態に係る太陽電池は、多結晶半導体層からなる導電型領域に金属及び接着物質を含む電極を形成して太陽電池の電気的特性を向上させ、製造工程を単純化することができる。さらに具体的に、太陽電池は、半導体基板を含み、多結晶半導体層からなる導電型領域が半導体基板の一面上に位置する。
【0009】
さらに具体的に、電極に含まれる金属が多結晶半導体層に含まれる半導体物質と反応して金属－半導体化合物を含む化合物層を形成する第１金属を含む（備える；構成する；構築する；設定する；包接する；包含する；含有する）ことができる。化合物層は、電極と導電型領域との境界部分において第１領域に対応するように部分的に形成することができるが、化合物層によって電極が優れた抵抗及び接触特性を有することができる。
【0010】
電極と導電型領域との境界部分において、第１領域を除外した第２領域において、金属及び接着物質が多結晶半導体層に接触して形成され得る。
【0011】
一例として、第１金属がニッケルを含み、半導体物質がシリコンを含み、化合物層がニッケルシリサイドを含むことができる。
【0012】
本実施形態において、第１領域の面積が第２領域の面積より小さいことがある。
【0013】
本実施形態において、電極の金属が第１金属より低い比抵抗を有する第２金属をさらに含みから抵抗特性を向上させることができる。一例として、電極で全金属１００重量部に対する第１金属の重量部が１５以下であり得る。
【0014】
本実施形態において、電極が金属と接着物質を含む単一の印刷層で構成されて、太陽電池の製造工程を単純化することができる。一例として、電極または印刷層の厚さが１０μｍ以上であり得る。
【0015】
一例として、導電型領域を覆いながらコンタクトホールを備える後面パッシベーション膜をさらに含み、電極がコンタクトホール内部で後面パッシベーション膜と離隔して形成され得る、多結晶半導体層上、及びそれと第１及び第２電極内、少なくとも１つの少なくとも一部の上に位置する後面パッシベーション膜をさらに含み得る。
【0016】
本実施形態に係る太陽電池は後面電極構造を有することができる。例えば、導電型領域が半導体基板の一面上で互いに離隔して位置する第１導電型領域と第２導電型領域とを含み、電極が第１導電型領域に接続される第１電極及び第２導電型領域に接続される第２電極を含み、第１及び第２電極の内、の少なくとも１つが金属及び接着物質を含むことができる。
【0017】
本実施形態に係る太陽電池パネルは、前述した太陽電池と、前述した太陽電池の電極に電気的に接続される配線材と、電極と配線材との間に位置して電極と配線材を電気的に接続する接着層とを含む。
【0018】
ここで、接着層が電極に接触して形成され、ビスマスを含むはんだ物質を含む低温はんだペーストで有り得る。電極の表面粗さが接着層の表面粗さより大きいことがある。電極が配線材の方向にラウンドになるようにまたは凸状に突出し、接着層が電極のラウンドになった部分を全体的に覆いながら、配線材に向かいながら幅が徐々に大きくなることがある。接着層の厚さに対する電極の厚さの割合が０．５以上であり得る。
【0019】
本実施形態に係る太陽電池パネルは、前述した太陽電池を製造するステップと、前述した太陽電池の電極上に接着層を形成するステップと、電極及び接着層上に配線材を位置させ、熱と圧力を加えて接着層を用いて、電極に配線材を接着する接着熱処理ステップを含む。このとき、電極が金属と接着物質を含む電極ペーストを印刷工程で塗布し、硬化熱処理して形成された印刷層で構成され得る。
【0020】
ここで、電極が、１回の印刷工程によって形成された単一の印刷層で構成され、接着層がビスマスを含むはんだ物質を含む低温はんだペーストを単一の印刷層上に塗布して形成することができる。
【0021】
一例として、接着層が追加の接着物質をさらに含み得る。このとき、接着熱処理工程前に電極ペーストに含まれる接着物質の重量部がはんだペーストに含まれる追加の接着物質の重量部よりも小さく、接着熱処理工程後に電極に含まれる接着物質の重量部が接着層に含まれる。接着物質の重量部よりも大きくてもよい。電極の硬化熱処理工程の温度が５００度以下であり、接着熱処理工程の工程温度よりも接着層の溶融点が低いことがある。
【発明の効果】
【0022】
本実施形態においては、金属と接着物質を含む低温電極ペーストを用いた印刷層からなる電極を多結晶半導体層からなる導電型領域に形成し、接着物質による優れた接着特性、多結晶半導体層の優れたキャリア移動度それと電極の十分な厚さによって優れた抵抗及び接着特性を有することができる。ここで、金属が多結晶半導体層の半導体物質と結合して化合物層を形成する第１金属と相対的に低い抵抗を有する第２金属を含み、第１金属によって形成された化合物層による優れた抵抗及び接触特性、第２金属による低抵抗により抵抗特性をさらに向上させることができる。これにより、太陽電池の特性及び効率を向上させることができる。
【0023】
一例として、電極が単一の印刷層で構成されて電極形成する工程を単純化して工程個数を減らし、不良率を改善して太陽電池の生産性を向上させることができる。そして、多結晶半導体層に低温電極ペーストを適用して、高温工程で発生し得る熱による損傷を防止することができる。また、それと単一の印刷層上に低温はんだペーストからなる接着層を形成することにより配線材を貼り付けることができるので、太陽電池パネルの生産性を向上させることができる。これにより、太陽電池及びそれを含む太陽電池パネルの生産性及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルを概略的に示す分解斜視図である。
【図6】本発明の一変形例に係る太陽電池パネルに含まれる太陽電池の電極を形成するために用いられる金属粒子を示す概念図及びこれを用いて形成された電極を示す断面拡大図である。
【図7a-7g】本発明の実施形態に係る太陽電池及びそれを含む太陽電池パネルの製造方法を示す断面図である。
【図8】本発明の他の実施形態に係る太陽電池パネルに含まれる太陽電池、接着層及び絶縁部材、並びに配線材を示す部分断面図である。
【図9a-9e】本発明の実施形態に係る太陽電池及びそれを含む太陽電池パネルの製造方法を示す断面図である。
【図10】実施例１及び比較例１に係る太陽電池の後面で光の波長による反射度を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下においては、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明はそのような実施形態に限定されず、様々な形態に変更することができることは勿論である。
【0026】
図面においては、本発明を明確かつ簡略に説明するために説明に関係のない部分の図示を省略したし、明細書全体を通じて同一または極めて類似する部分については同一の図面参照符号を用いる。なお、図面では説明をさらに明確にするために厚さ、幅などを拡大または縮小して示したが、本発明の厚さ、幅などは図面に示したものに限定されない。
【0027】
また、明細書全体において、ある部分が他の部分を「含む」とするとき、特に反対の記載がない限り、他の部分を排除するものではなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上」にあるとする時、これは他の部分「真上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分「真上」であると言うときは、中間に他の部分が位置しないことを意味する。
【0028】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態に係る太陽電池、それと太陽電池パネル及びその製造方法を詳細に説明する。本明細書における「第１」、「第２」などの表現は、互いに区別するために使用されたものだけであり、本発明がこれに限定されるものではない。
【0029】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池パネル１００を概略的に示す分解斜視図であり、図２は、図１に示す太陽電池パネル１００に含まれた第１及び第２太陽電池（１０ａ、１０ｂ）とこれを接続する配線部１４０を概念的に示す部分断面図である。本明細書では、明確な説明のために互いに隣接する２つの太陽電池１０を第１太陽電池１０ａ及び第２太陽電池１０ｂと称する。
【0030】
図１及び図２を参照すると、本実施形態に係る太陽電池パネル１００は、太陽電池１０と、太陽電池１０に電気的に接続される配線部１４０を含み、太陽電池１０と配線部１４０（さらに具体的に、太陽電池１０の電極（図４の参照符号４２、４４、以下同様）と配線材１４２との間で太陽電池１０と配線部（１４０）を電気的に接続する接着層（図４の参照符号ＬＳＰ、以下同じ）を含むことができる。そして、太陽電池パネル１００は、太陽電池１０及び配線部１４０を囲んで封止する封止材１３０と、封止材１３０上から太陽電池１０の一面（一例として、前面）に、位置する第１カバー部材１１０と、封止材１３０上で太陽電池１０の他面（一例として後面）に位置する第２カバー部材１２０とを含むことができる。
【0031】
まず、太陽電池１０は、半導体基板（図４の参照符号１２、以下同様）と、半導体基板１２の一面（一例で後面）上に位置する第１及び第２電極４２，４４とを含むことができる。太陽電池１０については、後で詳細に説明する。
【0032】
本実施形態において、太陽電池パネル１００は複数の太陽電池１０を備え、複数の太陽電池１０は配線部１４０によって電気的に直列、並列または直並列に接続され得る。
【0033】
さらに具体的に、配線部１４０が少なくとも一部が太陽電池１０の第１及び第２電極４２、４４と重畳されて第１及び第２電極４２、４４に接続される配線材１４２を含むことができる。各太陽電池１０と配線材１４２の接続構造等については、後でさらに詳細に説明する。一例として、配線部１４０が太陽電池１０間で配線材１４２と交差する方向に位置して配線材１４２に接続される接続配線１４４をさらに含むことができる。配線材１４２と接続配線１４４により、複数の太陽電池１０が一方向（図面のｘ軸方向）に接続してひとつの列（すなわち太陽電池ストリング）を形成することができる。そして、配線部１４０は、太陽電池ストリングの両端に位置し、これをまた別の太陽電池ストリングまたはジャンクションボックス（図示せず）に接続するバスバー配線１４６をさらに含むことができる。
【0034】
配線材１４２、接続配線１４４、バスバー配線１４６は、それぞれ導電性物質（一例として、金属物質）を含むことができる。一例として、配線材１４２、接続配線１４４、またはバスバー配線１４６が導電性コア（図４の参照符号１４２０、以下同様）と、導電性コア１４２０の表面上に位置し、はんだ物質を含む導電性コーティング層（図４の参照符号１４２２、以下同じ）を含むことができる。ここで、導電性コア１４２０が金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）の内、いずれか１つを含み得、導電性コーティング層１４２２またははんだ物質が錫（Ｓｎ）または錫を含む合金で構成することができる。一例として、導電性コア１４２０が銅を含むか銅で構成することができ、導電性コーティング層１４２２が錫を含む合金（一例としてＳｎＢｉＡｇ）から構成することができる。
【0035】
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、配線材１４２、接続配線１４４、またはバスバー配線１４６の物質、形状、接続構造などは様々に変形することができる。例えば、接続配線１４４を別途備えずに配線材１４２のみに隣接した太陽電池１０を接続して太陽電池ストリングを形成することもある。
【0036】
封止材１３０は、配線部１４０によって接続された太陽電池１０の前面に位置する第１封止材１３１と、太陽電池１０の後面に位置する第２封止材１３２を含むことができる。第１封止材１３１と第２封止材１３２は、水分や酸素が流入するのを防止し、太陽電池パネル１００の各要素を化学的に結合する。第１及び第２封止材１３１、１３２は、透光性及び接着性を有する絶縁物質で構成することができる。一例として、第１封止材１３１と第２封止材１３２としてエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール、ケイ素樹脂、エステル系樹脂、オレフィン系樹脂などを用いることができる。第１及び第２封止材１３１、１３２を用いたラミネート工程等により、第２カバー部材１２０、第２封止材１３２、太陽電池１０、配線部１４０、第１封止材１３１そして、第１カバー部材１１０が一体化されて太陽電池パネル１００を構成することができる。図では、第１封止材１３１と第２封止材１３２とが互いに別に位置されたもので示されたが、実際にはラミネート工程によって一体化され、境界を有さず一体化された状態で有り得る。
【0037】
第１カバー部材１１０は第１封止材１３１上に位置して太陽電池パネル１００の前面を構成し、第２カバー部材１２０は第２封止材１３２上に位置して太陽電池パネル１００の後面を構成する。第１カバー部材１１０及び第２カバー部材１２０は、それぞれ外部の衝撃、湿気、紫外線などから太陽電池１０を保護することができる絶縁物質で構成することができる。そして、第１カバー部材１１０は、光が透過することができる透光性物質で構成され、第２カバー部材１２０は、透光性物質、非透光性物質、又は反射物質等からなるシートで構成することができる。一例として、第１カバー部材１１０がガラス基板などで構成されることができ、第２カバー部材１２０がフィルム、シート、ガラス基板などで構成されることができる。例えば、第２カバー部材１２０は、ＴＰＴ（Ｔｅｄｌａｒ／ＰＥＴ／Ｔｅｄｌａｒ）タイプを有するか、またはベースフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））の少なくとも一面に形成されたポリフッ化ビニリデン（（ｐｏｌｙ ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）樹脂層を含むことができる。
【0038】
しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、第１及び第２封止材１３１、１３２、第１カバー部材１１０、または第２カバー部材１２０が前述した説明以外の様々な物質を含むことができ、様々な形態を有することができる。例えば、第１カバー部材１１０または第２カバー部材１２０が様々な形態（例えば、基板、フィルム、シートなど）または物質を有することができる。
【0039】
図３は、図１に示す太陽電池パネル１００に含まれる第１及び第２太陽電池１０ａ、１０ｂ、接着層ＬＳＰ及び絶縁部材ＩＰ、及び配線部１４０を概略的に示した後面平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿って切断して見た断面図である。それと図５は、図１に示す太陽電池パネル１００に含まれた太陽電池１０の後面を示す部分後面平面図である。明確する理解するために、図５の拡大円は、導電型領域３２、３４と電極４２、４４の境界部分に形成された化合物層５０を中心として示した。
【0040】
まず、本実施形態に係る太陽電池１０を詳細に説明した後に太陽電池１０に接続される接着層ＬＳＰ及び絶縁部材ＩＰ、及び配線部１４０について詳細に説明する。
【0041】
図３～図５を参照すると、本実施形態に係る太陽電池１０は、半導体基板１２と、半導体基板１２の一面（一例で、後面）上に位置し、多結晶半導体層３０からなる導電型領域３２、３４と、導電型領域３２、３４に接続され、金属４０ａ及び接着物質４０ｂを含む電極４２、４４とを含む。
【0042】
本実施形態においては、導電型領域３２、３４が半導体基板１２の後面上で互いに離隔して位置する第１導電型領域３２及び第２導電型領域３２を含み、電極４２ ４４が第１導電型領域３２に接続された第１電極４２と、第２導電型領域３４に接続される第２電極４４とを含むことができる。このとき、第１及び第２電極４２、４４の内、少なくとも一方が、前述したように金属４０ａ及び接着物質４０ｂを含む電極で有り得る。このように、本実施形態においては、太陽電池１０が半導体基板１２の後面と互いに反対の第１及び第２導電型を有する第１及び第２導電型領域３２、３４が互いに離隔しながら共に位置し、その上で、第１及び第２電極４２、４４が互いに離隔しながら共に位置する後面電極構造を有することができる。そすると、半導体基板１２の前面には電極が形成されず、シェーディングロス（ｓｈａｄｉｎｇ ｌｏｓｓ）を最小化して太陽電池１０の効率を向上させることができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、第１及び第２導電型領域３２、３４の内、少なくとも１つが半導体基板１２の前面に位置するなど、様々な変形が可能である。
【0043】
一例として、半導体基板１２は、第１または第２導電型ドーパントを含む結晶質半導体（例えば、単結晶または多結晶半導体、一例として、単結晶または多結晶シリコン、特に単結晶シリコン）からなるベース領域１２ａを含むことができる。このように結晶性が高く欠陥の少ないベース領域１２ａまたは半導体基板１２をベースとした太陽電池１０は、電気的特性に優れる。
【0044】
半導体基板１２の前面には、前面電界領域１２ｂが位置することができる。一例として、前面電界領域１２ｂは、ベース領域１２ａと同じ導電型を有し、ベース領域１２ａより高いドーピング濃度を有するドーピング領域であり、半導体基板１２の一部を構成することができる。しかし、本発明はこれに限定されない。したがって、前面電界領域１２ｂが半導体基板１２とは別に位置する半導体層であるか、ドーパントを有さないで固定電荷などを有する酸化膜などで構成されるなど様々な変形が可能である。
【0045】
そして、半導体基板１２の前面は反射を防止するための反射防止構造（一例として、半導体基板１２の１１１面からなるピラミッド状のテクスチャリング構造）を備えて、反射を最小化することができる。そして、半導体基板１２の後面は鏡面研磨された面で構成され、前面より小さい表面粗さを有しパッシベーション特性を向上させることができる。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、半導体基板１２の後面に反射防止構造が形成されたり、半導体基板１２の前面に反射防止構造が形成されないなど、様々な変形が可能である。
【0046】
半導体基板１２の後面上で半導体基板１２と導電型領域３２、３４との間に中間膜２０が位置することができる。中間膜２０は、半導体基板１２の後面上に全体的に位置することができ、一例として、半導体基板１２の後面に全体的に接触することができる。
【0047】
中間膜２０は、半導体基板１２の表面をパッシベーションするパッシベーション膜の役割を果たすことができる。あるいは、中間膜２０が導電型領域３２、３４のドーパントが半導体基板１２に過度に拡散することを防止するドーパント制御の役割または拡散バリアとしての役割を実行することができる。このような中間膜２０は、前述の役割を果たすことができる様々な物質を含むことができるが、例えば、酸化膜、シリコンを含む誘電膜または絶縁膜、窒化酸化膜、炭化酸化膜、真性非晶質シリコン膜などからなることができる。ある。本実施形態のように、導電型領域３２、３４が多結晶半導体層３０で構成される場合、中間膜２０をシリコン酸化膜で形成すれば、中間膜２０を容易に製造することができ、中間膜２０を介したキャリア送達を円滑に行うことができる。別の例として、導電型領域３２、３４が非晶質半導体層または微結晶半導体層で構成されると、中間膜２０が真性非晶質シリコン膜で構成され得る。
【0048】
中間膜２０の厚さは、前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６及び後面パッシベーション膜４０より小さいことがある。一例として、中間膜２０の厚さが１０ｎｍ以下（例えば、５ｎｍ以下、さらに具体的には、２ｎｍ以下、一例として、０．５ｎｍ～２ｎｍ）で有り得る。これは、中間膜２０の効果を十分に実現するためのものであるが、本発明がこれに限定されるものではない。
【0049】
中間膜２０上には、導電型領域３２、３４を含む多結晶半導体層３０が位置（一例として接触）することができる。さらに具体的に、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４が中間膜２０上で連続的に形成された多結晶半導体層３０内に共に位置して同一平面上に位置することができる。そして、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間に、これらと同一平面上にバリア領域３６を位置することができる。
【0050】
第１及び第２導電型領域３２、３４及びバリア領域３６、又は多結晶半導体層３０は、半導体基板１２とは異なる結晶構造である多結晶構造を有する多結晶半導体（一例として、多結晶シリコン）で構成できる。さあに具体的には、第１導電型領域３２は、第１導電型ドーパントを含む多結晶半導体層３０の部分（第１導電型多結晶部分）から構成され、第２導電型領域３４は、第２導電型ドーパントを含む多結晶半導体層３０の部分（第２導電型多結晶部分）で構成され、バリア領域３６は、第１及び第２導電型ドーパントがドープされていない多結晶半導体層３０の部分（真性またはアンドフト多結晶部分）で構成することができる。このように、第１及び第２導電型領域３２、３４が多結晶半導体層３０で構成されると、高いキャリア移動度を有することができる。そして、本実施形態と同様に、単一の印刷層４２０からなる電極４２、４４と組み合わせて太陽電池１０の様々な特性を向上させることができる。しかし、本発明はこれに限定されない。したがって、第１及び第２導電型領域３２、３４及びバリア領域３６、または多結晶半導体層３０が、非晶質半導体または微結晶半導体（一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン）などを含むことができる。
【0051】
このとき、ベース領域１２ａが第２導電型を有すると、ベース領域１２ａと異なる導電型を有する第１導電型領域３２はエミッタ領域として機能し、ベース領域１２ａと同じ導電型を有する第２導電型領域３４は、後面電界（ｂａｃｋ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ）領域として機能する。バリア領域３６は、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４を物理的に離隔させ、それらが接触する場合に発生することができるシャント（ｓｈｕｎｔ）を防止することができる。
【0052】
このように、第１及び第２導電型領域３２、３４が中間膜２０を挟んで半導体基板１２とは異なる別々の層で構成される。これにより、半導体基板１２にドーパントをドープして形成されたドーピング領域を導電型領域として用いる場合より再結合による損失を最小化することができる。そして、バリア領域３６を真性またはアンドフト部で構成してバリア領域３６の形成工程を単純化することができる。
【0053】
しかし、本発明はこれに限定されない。したがって、中間膜２０をそなえないことができる。あるいは、第１及び第２導電型領域３２、３４の内、少なくとも一つが半導体基板１２の一部にドーパントがドープされて形成され、半導体基板１２の一部を構成するドーピング領域で構成されることもできる。それと、バリア領域３６を備えないか、バリア領域３６が半導体物質以外の他の物質で構成されるか、空きスペースで構成され得る。他の様々な変形が可能である。
【0054】
ここで、第１または第２導電型ドーパントがｐ型である場合には、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素を用いることができる。第１または第２導電型ドーパントがｎ型である場合には、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を用いることができる。一例として、第１及び第２導電型ドーパントの内、１つがボロン（Ｂ）であり、他の１つがリン（Ｐ）であり得る。
【0055】
本実施形態において、第１導電型領域３２が第１方向（図面のｙ軸方向）に延び、第２方向（図面のｘ軸方向）で複数備えてストライプ状をなして、第２導電型領域３４が第１方向に延び、第２方向で複数備えてストライプ状をなすことができる。第２方向で第１導電型領域３２と第２導電型領域３４が交互に位置することができ、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間にこれらを離隔するバリア領域３６が位置することできる。このとき、第１導電型領域３２の面積（一例として、幅）が第２導電型領域３４の面積（一例として、幅）より大きくなることもある。これによれば、エミッタ領域として機能する第１導電型領域３２が後面電界領域として機能する第２導電型領域３４より広い面積を有し、光電変換に有利することもある。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１及び第２導電型領域３２、３４及びバリア領域３６の配置、面積、幅等は様々に変形することができる。
【0056】
半導体基板１２の前面上には、前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６が順次位置（一例として接触）することができ、導電型領域３２、３４又は多結晶半導体層３０上にコンタクトホール４６を備える後面パッシベーション膜４０が位置（一例として、接触）することができる。前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６は、半導体基板１２の前面上に全体的に形成され、後面パッシベーション膜４０は、多結晶半導体層３０上のコンタクトホール４６を除外した部分に全体的に形成され得る。一例として、前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６、または後面パッシベーション膜４０は、優れた絶縁特性、パッシベーション特性などを有することができるようにドーパントなどを備えないことがある。
【0057】
一例として、前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６又は後面パッシベーション膜４０は、シリコン窒化膜、水素を含むシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、アルミニウム酸化膜、シリコン炭化膜、ＭｇＦ2、ＺｎＳ、ＴｉＯ2及びＣｅＯ2からなる群から選択されたいずれか１つの単一膜または２つ以上の膜が組み合わせられた多層膜構造を有することができる。本実施形態において、後面パッシベーション膜４０は、反射膜、反射防止膜などのように光路を制御する光学膜で構成することができる。一例として、後面パッシベーション膜４０は、太陽電池１０の前面に入射され、後面に到達した光を再び太陽電池１０の内部に反射する内部反射の役割をする反射膜として機能することができる。また、太陽電池１０の後面に入射する光の反射を防止する反射防止膜として機能することもできる。
【0058】
そして、第１電極４２がコンタクトホール４６を介して第１導電型領域３２に電気的に接続され、第２電極４４がコンタクトホール４６を介して第２導電型領域３４に電気的に接続することができる。
【0059】
本実施形態においては、第１電極４２が第１方向に延びる第１導電型領域３２に対応してストライプ状に形成され、第２電極４４が第２方向に延びる第２導電型領域３４に対応してストライプ状に形成することができる。一例として、第１電極４２の面積は、第１導電型領域３２の面積の２５％～７５％であり得、第２電極４４の面積は、第２導電型領域３４の面積の２５％～７５％であり得る。このような範囲内でキャリア収集及び送達の効果を向上させることができる。しかし、本発明はこれに限定されず、様々な変形が可能である。
【0060】
コンタクトホール４６が、第１及び第２電極４２、４４の一部のみを第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４にそれぞれ接続（例えば、接触）するように形成することができる。例えば、１つの第１電極４２または１つの第２電極４４に対応して複数のコンタクトホール４６を形成することができる。これにより、コンタクトホール４６の形成面積を減らしてコンタクトホール４６の形成工程を単純化し、コンタクトホール４６を形成する際に発生することができる特性の低下などの問題を防止することができる。あるいは、コンタクトホール４６のそれぞれが、第１及び第２電極４２、４４に対応して第１及び第２電極４２、４４の全長に形成され得る。これによれば、第１及び第２電極４２、４４と第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の接触面積を最大化してキャリア収集効率を向上させることができる。他の様々な変形が可能である。
【0061】
本実施形態において、第１電極４２及び／または第２電極４４は、金属４０ａ及び接着物質４０ｂを含むことができる。図４の拡大円では、第１電極４２が位置する部分を拡大して示し、以下ではこれに基づいて参照して説明したが、第２電極４４もこれと同一または極めて類似の構造を有すことができる。これにしたがって、以下では、第１及び／または第２導電型領域３２、３４を導電型領域３２、３４に、これに接続される第１及び／または第２電極４２を電極４２、４４）と称して説明する。
【0062】
本実施形態において導電型領域３２、３４（又はこれを構成する多結晶半導体層３０、以下同様）に接続される電極４２、４４が金属４０ａ及び接着物質４０ｂを含むペーストを印刷工程で塗布して形成された印刷層４２０で構成することができる。このように電極４２０がペーストを用いて形成された印刷層４２０で構成されるので、溶媒、添加剤などが一部残存されることができる。しかし、本発明はこれに限定されない。電極４２、４４がペーストを用いて形成された印刷層４２０で構成されたか否かは、顕微鏡を介して電極４２、４４内に位置した金属４０ａからなる粒子の形状を確認したり、成分分析などを通じて溶媒、接着物質４０ｂ等の一部が残存すること等により容易に分かる。電極４２、４４の製造方法及びこれを構成する印刷層４２０については、後でさらに詳細に説明する。一例では、本実施形態においては、電極４２、４４が金属４０ａと接着物質４０ｂとを含む単一の印刷層４２０から構成することができる。
【0063】
本実施形態において、金属４０ａは、導電型領域３２、３４を構成する半導体物質と化学的に反応して金属－半導体化合物を形成することができる第１金属を含むことができる。それと金属４０ａは、第１金属より低い比抵抗を有する第２金属を含むことができる。相対的低い比抵抗を有する第２金属は、電極４２、４４の抵抗を下げるために相対的に大量に含まれる主成分金属に該当する。ここで、主成分金属とは、金属４０ａ全体１００重量部に対して５０重量部以上（一例として、５０重量部超）で多く含まれる金属を意味することができる。
【0064】
一例では、第１金属がニッケル（Ｎｉ）を含むことができる。すると、導電型領域３２、３４を構成する半導体物質（一例としてシリコン）と化学的に容易に反応し、金属半導体化合物（例えば、ＮｉＳｉ、Ｎｉ２Ｓｉなニッケルシリサイド）を含む化合物層５０）を容易に形成することができる。導電型領域３２、３４と電極４２、４４との境界部分において、これらの間にニッケルシリサイドを含む化合物層５０が形成されると、電極４２、４４の接触抵抗を大きく下げることができ、電極（４２、４４）及び導電型領域３２、３４と優れた接着特性を有し、電極４２、４４の剥離を効果的に防止することができる。そして、低い熱応力によって熱的安定性を向上させることができる。そして、第２金属が銅、銀、これらの合金などを含むと比抵抗が低く、電極４２、４４の電気的特性を向上させることができる。銅は抵抗が低く価格が安く、銀は抵抗が非常に低く、優れた電気特性を示すことができる。
【0065】
ここで、金属４０ａ全体１００重量部に対する第１金属の重量部が、金属４０ａ全体１００重量部に対する第２金属の重量部より小さいことがある。すなわち、第１金属は、化合物層５０を形成できる程度の少ない量だけ含まれるようにし、第２金属は、電極４２、４４の抵抗特性を効果的に向上させることができるように相対的に多く含まれ得る。例えば、電極４２、４４において、金属４０ａ全体１００重量部に対する第１金属の重量部が１５以下（一例として、１～１０）であり、金属４０ａ全体１００重量部に対する第２金属の重量部が８５以上（一例として、８５～９９）で有り得る。第１金属の重量部が１５を超えるか、または第２金属の重量部が８５未満であると、電極４２、４４の抵抗が高くなり、電気的特性が低下することがある。第１金属の重量部が１未満であるか、又は第２金属の重量部が９９を超えると、化合物層５０が十分に形成されず、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との間の抵抗、接触特性などが低下されることがある。一例として、電極４２、４４が単一の印刷層４２０として備える場合に電極４２、４４の抵抗をさらに下げることができるように、第１金属の重量部を１０以下とすることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第１金属と第２金属の重量部が変化され得る。
【0066】
本実施形態においては、金属４０ａが第１金属を含む第１粒子４０２と第２金属を含む第２粒子４０４の形態で備えたものを例示した。この場合、第１粒子４０２はニッケル粒子で構成され、第２粒子４０２は銅粒子、銀被覆された銅粒子、銀粒子などで構成することができる。ここで、第１粒子４０２または第２粒子４０４は、球状、フレーク状、不規則な形状など、様々な形状を有することができる。
【0067】
一例として、第１粒子４０２は、第２粒子４０４の平均サイズまたは最小サイズより小さいサイズを有する粒子を含み得る。あるいは、第１粒子４０２の平均サイズが第２粒子４０４の平均サイズより小さいことがある。ここで、粒子の大きさということは、粒子が球状の場合は直径を意味し得、粒子が長軸及び短軸を有する場合には長軸の長さを意味することができる。例えば、第１粒子４０２の平均サイズが５０ｎｍ～５μｍであり得、第２粒子４０４の平均サイズが１００ｎｍ～１０μｍであり得る。これによれば、電極４２、４４を形成するための印刷工程において、小さいサイズの第１粒子４０２が導電型領域３２、３４にもっと容易に隣接して位置することができ、電極４２、４４の形成のための熱処理工程で容易に拡散し、導電型領域３２、３４の半導体物質と容易に化学的に結合することができる。すなわち、本実施形態においては、相対的小さい大きさを有する第１粒子４０２を相対的に小さい量で含み、電極４２、４４と導電型領域３２、３４との境界部分における第１領域Ａ１に部分的に化合物層５０が形成されることができるようにする。
【0068】
しかし、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、第１金属及び第２金属がそれぞれ別々の第１粒子４０２及び第２粒子４０４に含まれないこともある。例えば、図６の（ａ）を参照したように第２金属からなるコア粒子４０４ａの表面に第１金属からなるコーティング層４０２ａが形成された粒子を金属４０ａとして用いることができる。この場合、図６の（ｂ）を参照したように、第２金属はコア粒子４０４ａの形態で残り、第１金属はコア粒子４０４ａの少なくとも一部の表面上に位置する層状形態のコーティング層４０２ａとして残ることができる。例えば、金属４０ａがニッケル被覆された銅粒子、ニッケル被覆された銀粒子などを含むことができる。これにより、互いに異なる複数の粒子を混合することなく、一種ｓ類の粒子を用いて所望する特性を実現することができ、製造工程を単純化することができる。その以外にも、様々な形態で第１金属及び第２金属が含み得る。
【0069】
前述の実施形態においては、電極４２、４４が金属４０ａとしてはんだ物質（一例として、錫（Ｓｎ））を含まないため、材料コストを低減することができ、電極４２、４４の抵抗特性の低下を防止したものを例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、電極４２、４４が金属４０ａとしてはんだ物質（一例として、錫または錫を含む合金）を一部含むことができる。例えば、第１金属及び／または第２金属、または第１粒子４０２及び／または第２粒子４０４、コア粒子４０４ａ及び／またはコーティング層４０２ａの一部としてはんだ物質が含まれるかあるいは、第１金属及び第２金属、または第１粒子４０２及び第２粒子４０４、コーティング層４０２ａがコーティングされたコア粒子４０４ａとは別の追加の金属としてはんだ物質またははんだ粒子が含み得る。これによると、接着層ＬＳＰ及び／または配線部１４０に含まれるはんだ物質と同一または類似のはんだ物質を含み、接着層ＬＳＰと電極４２、４４との接触特性を向上させることができる。このように電極４２、４４にはんだ物質が含まれると、電極４２、４４の抵抗特性を低下させないように、はんだ物質の重量部が第１金属の重量部及び第２金属の重量部のそれぞれより小さいことがある。しかし、本発明はこれに限定されることはない。したがって、電極４２、４４の抵抗特性を低下させないように、はんだ物質の重量部が、第１金属の重量部及び第２金属の重量部の内、いずれか１つと同じかそれより大きいことがある。その他様々な変形が可能である。
【0070】
本実施形態において、電極４２、４４は、接着物質４０ｂを含み導電型領域３２、３４または多結晶半導体層３０、それと接着層ＬＳＰとの接着特性を向上させることができる。接着物質４０ｂは、知られた様々な物質を用いることができる。接着物質４０ｂは、接着層（ＬＳＰ）または配線材１４２との接着特性を向上させる役割を果たすことができる物質として、有機バインダー、樹脂、ロジンなどの有機物を含むことができ、非伝導性特性を有することができる。このような接着物質４０ｂは、電極４２、４４を形成するための硬化熱処理または配線材１４０を接着するための接着熱処理後にもほとんど残存することができる。これにより、導電型領域３２、３４または多結晶半導体層３０に隣接（一例として、接触）して接着特性を安定的に維持することができる。
【0071】
一例として、金属４０ａと接着物質４０ｂとの総合を１００重量部とするとき、接着物質４０ｂの重量部が５～１５であり、金属４０ａの重量部が８５～９５で有り得る。接着物質４０ｂの重量部が５未満であるか、金属４０ａの重量部が９５を超えると、接着物質４０ｂによる接着特性向上の効果が十分でないことがある。接着物質４０ｂの重量部が１５を超えるか、または金属４０ａの重量部が８５未満であると、金属４０ａの量が相対的に少なくなり、電気的特性が低下され得る。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、金属４０ａ、接着物質４０ｂなどの量は多様に変化されることもある。
【0072】
前述したように、電極４２、４４は印刷層４２０で構成することができる。さらに具体的に、印刷層４２０は、５００度以下の温度で行われる硬化熱処理によって硬化する低温電極ペーストで構成することができる。したがって、硬化熱処理が行われた後にも金属４０ａを構成する第１粒子４０２及び第２粒子４０４（又はコア粒子４０４ａ）の形状が一部変化しながら接続されるネッキング（ｎｅｃｋｉｎｇ）現象等が発生する焼成や焼結が起こらない。すなわち、硬化熱処理により溶媒等が揮発して印刷層４２０又は電極４２、４４内で金属４０ａを構成する第１粒子４０２及び第２粒子４０４（又はコア粒子（４０４ａ））が、粒子状態を維持しながら互いに接触することによって電気的に接続される形態でそなえることができる。そして、接着物質４０ｂは、金属４０ａを構成する第１粒子４０２及び第２粒子４０４（又はコア粒子４０４ａ）等が位置しない空き空間を満たすか、第１粒子４０２及び第２粒子４０４（またはコア粒子４０４ａ）などの表面を覆いながら位置することができる。電極４２、４４の形成方法は、後に太陽電池１０及びこれを含む太陽電池パネル１００の製造方法でさらに詳細に説明する。
【0073】
このように電極４２、４４が印刷層４２０で構成され（一例として、単一の印刷層４２０で構成されて）、１回の印刷工程でおいても電極４２、４４を十分な厚さに形成することができる。例えば、電極４２、４４の厚さ（一例として、最大厚さ）Ｔ１（一例として、単一の印刷層４２０の厚さ）が１０μｍ以上であり得る。一例として、電極４２、４４の厚さＴ１（一例として、単一の印刷層４２０の厚さ）が、１０μｍ～３０μｍ（一例として、２０μｍ～３０μｍ）であり得る。このような厚さＴ１を有すると、電極４２、４４が十分な体積または断面積を有し、電極４２、４４の抵抗を十分に低くすることができ、電極４２、４４を安定的に形成することができる。このように抵抗を下げると、忠密度を改善させることができ、太陽電池１０の効率を向上させることができる。
【0074】
このとき、電極４２、４４は、少なくとも一部が導電型領域３２、３４に接触する部分を含むか、導電型領域３２、３４に含まれた半導体物質と電極４２、４４に含まれた金属（すなわち、第１金属）が結合して形成された化合物層５０に接触する部分を含むことができる。
【0075】
一例として、電極４２、４４と導電型領域３２、３４の境界部分において第１領域Ａ１に対応するように部分的に化合物層５０を形成することができる。すなわち、平面視で、コンタクトホール４６内で電極４２、４４が位置した部分（すなわち、コンタクトホール４６内で導電領域３２、３４と電極４２、４４との重畳された境界部分）の内、一部である第１領域Ａ１のみに部分的に化合物層５０を形成することができる。ここで、化合物層５０は、電極４２、４４に含まれる第１金属（例えばニッケル）と導電型領域３２、３４に含まれる半導体物質（例えばシリコン）が化学的に反応または結合して形成された金属－半導体化合物（例えば、ニッケルシリサイド）から構成され得る。
【0076】
本実施形態において、化合物層５０は、電極４２、４４を構成する印刷層４２０の硬化熱処理工程中に、印刷層４２０に含まれる第１金属が拡散しながら半導体物質と化学的に結合して形成されるので化合物層５０が導電型領域３２、３４と電極４２、４４との境界部分に全体的に形成されず、不連続的に形成されたり、部分的に形成され、その厚さも不均一であることができる。例えば、１つのコンタクトホール４６内で電極４２、４４の下部に互いに離隔された複数の化合物層５０が備えるか、１つの電極４２、４４の下部に互いに異なる厚さを有する複数の化合物層５０を備えることができる。ここで、厚みが不均一するか、又は異なる厚さを有するとは、厚さ差が５％以上の部分が存在することを意味することができる。
【0077】
ここで、化合物層５０を構成する第１金属が相対的少量で含まれ、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との境界部分に位置した第１金属によって化合物層５０が形成されるので、化合物層５０は狭い面積に部分的に形成され、電極４２、４４の全面積に均等に分布して形成することができる。例えば、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との境界部分において、化合物層５０が複数に位置し、第１方向と平行な第１仮想線ＩＬ１を複数備えることができ。化合物層５０が複数位置し、第２方向と平行な第２仮想線ＩＬ２を複数備えることができる。例えば、導電型領域３２、３４と電極４２、４４の境界部分の総面積に対する第１領域Ａ１の総面積の割合が５０％以下で有り得る。さらに具体的に、第１領域Ａ１の総面積が第２領域Ａ２の総面積より小さいことがある。あるいは、少なくとも１つの化合物層５０の面積（一例として、各々の化合物層５０の面積）が、第２粒子４０４（またはコア粒子４０４ａ）のサイズと同じかそれより小さいことがある。しかしながら、本発明はこれに限定されず、各化合物層５０の面積は、第２粒子４０４（またはコア粒子４０４ａ）のサイズより大きいこともある。
【0078】
特に、本実施形態においては、導電型領域３２、３４が多結晶半導体層３０で構成され、狭い面積を有しながら均一に分布する化合物層５０を安定的に形成することができる。多結晶半導体層３０は、単結晶半導体基板に比べて化学的に不安定であり、結晶粒界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）等を備えるため、第１金属の拡散、半導体物質との反応などが容易に起こり得るため、第１金属が位置した部分で局所的で化合物層５０が容易に形成され得る。これにより、多結晶半導体層３０に第１金属を備える電極４２、４４を形成し、各化合物層５０を狭い面積に均等に形成し、電極４２、４４と導電型領域３２、３４の抵抗特性、接触特性などを効果的に形成することができる。
【0079】
そして、電極４２、４４と導電型領域３２、３４との境界部分において、第１領域Ａ１を除外した第２領域Ａ２において、金属４０ａ及び接着物質４０ｂが多結晶半導体層３０に接触して形成される。本実施形態においては、第２領域Ａ２で第１金属または第１粒子４０２、第２金属または第２粒子４０４、またはコーティング層４０２ａが形成されたコア粒子４０４ａ及び／または接着物質４０ｂが多結晶半導体層３０に接触して形成することができる。このように化合物層５０が備えない第２領域Ａ２においては、金属４０ａが導電型領域３２、３４に接触して電気的特性を向上させることができる。そして、接着物質４０ｂが導電型領域３２、３４または多結晶半導体層３０に接触して電極４２、４４の接着特性を向上させ、電極４２、４４の剥離等の問題を防止して機械的信頼性を向上させることができる。前述したように、第２領域Ａ２が第１領域Ａ１より大きな面積で形成され、電極４２、４４が優れた電気的特性及び接着特性を有することができる。
【0080】
本実施形態に係る太陽電池１０に光が入射すると、ベース領域１２ａと第１導電型領域３２との間に形成されたｐｎ接合における光電変換により電子と正孔が生成され、生成された正孔及び電子は中間膜２０を通過してそれぞれ第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４に移動した後、第１及び第２電極４２、４４に移動する。これにより電気エネルギーを生成することになる。
【0081】
このような太陽電池１０上に配線部１４０が電気的に接続される。さらに具体的には、電極４２、４４と配線材１４２が重畳部ＬＳＰ及び絶縁部材ＩＰによって電気的に接続されるか、又は絶縁することができる。
【0082】
さらに具体的に、本実施形態において、配線材１４２は、第１及び第２電極４２、４４と交差する第２方向に延びる複数の第１及び第２配線１４２ａ、１４２ｂを含むことができる。さらに具体的に、第１配線１４２ａは第２方向に延びて第１電極４２に電気的に接続され、第２配線１４２ｂは第２方向に延びて第２電極４４に電気的に接続され得る。第１配線１４２ａが複数備え、第２配線１４２ｂが複数備え、第１方向において第１配線１４２ａと第２配線１４２ｂが交互に位置することができる。すると、複数の第１及び第２配線１４２ａ、１４２ｂが均一な間隔を有しながら、第１及び第２電極４２、４４に接続され、キャリアを効果的に伝達することができる。
【0083】
このとき、配線材１４２と電極４２、４４の複数の重畳部の内、互いに電気的に接続されるべき重畳部には接着層ＬＳＰが位置し、互いに電気的に接続されてはならない重畳部には絶縁部材ＩＰが位置することができる。すなわち、第１配線１４２ａは第１電極４２に接着層ＬＳＰを挟んで位置して第１電極４２に電気的に接続され、第２配線１４２ｂは備えられた第２電極４４に接着層（ＬＳＰ）を挟んで位置して第２電極４４に電気的に接続することができる。そして、絶縁部材ＩＰが第１配線１４２ａと第２電極４４との重畳部、そして第２配線１４２ｂと第１電極４２の重畳部で配線材１４２と電極４２、４４の間に位置して配線材１４２と電極４２、４４を電気的に絶縁することができる。
【0084】
絶縁部材ＩＰは様々な絶縁物質を含むことができる。例えば、絶縁部材ＩＰは、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド、ポリエチレンなどを含むことができる。
【0085】
本実施形態においては、接着層ＬＳＰが第１電極４２と第１配線１４２ａとの間に位置し、第１電極４２（またはこれを構成する印刷層４２０）と第１配線１４２ａにそれぞれ接触できる。これと類似に、接着層ＬＳＰが第２電極４４と第２配線１４２ｂとの間に位置し、第２電極４４（またはこれを構成する印刷層４２０と第２配線１４２ｂにそれぞれ接触できる。接着層ＬＳＰは、第１または第２電極４２、４４と配線材１４２を仮固定する役割を果たし、配線材１４２を接着する接着熱処理工程（一例として、ラミネート工程）で溶融した後硬化して第１または第２電極４２、４４と配線材１４２とを取り付ける役割を果たすことができる。さらに具体的に、接着熱処理工程で低温はんだペーストからなる接着層ＬＳＰが溶融して電極４２、４４と配線材１４２とを電気的及び物理的に接続することができる。このように、低温はんだペーストからなる接着層（ＬＳＰ）によって長期信頼性を向上させることができる。一方、接着層ＬＳＰがないと、ラミネート工程時に電極４２、４４と配線材１４２との間に封止材１３０が浸透して接合不良が発生することができる。
【0086】
本実施形態において、接着層ＬＳＰは、はんだ物質を含む低温はんだペーストを用いて形成された低温はんだ部材で構成することができる。ここで、低温はんだペーストまたは低温はんだ部材とは、ビスマスを含む相対的に低い溶融点を有するはんだ物質を含むことができる。例えば、接着層（ＬＳＰ）を構成する低温はんだペーストまたは低温はんだ部材が、１５０～２００℃の溶融点（一例として、９０～１３０℃の溶融点）を有することができる。あるいは、接着層（ＬＳＰ）を構成する低温はんだペーストまたは低温はんだ部材が、ラミネート工程の工程温度より低い溶融点を有することがある。それと接着層（ＬＳＰ）は、はんだ物質以外に追加の接着物質をさらに含むことができる。
【0087】
例えば、はんだ物質は錫とビスマスを含むことができ、銅をさらに含むことができる。錫ははんだ付けのために含まれる基本物質であり、ビスマスは接着層（ＬＳＰ）の溶融点を下げるために含まれる物質である。ここで、ビスマスは、接着層ＬＳＰに含まれる金属全体１００重量部に対して、１０重量部以上（例えば、３０重量部以上、一例として、５０重量部以上）含まれることがある。ビスマスは、高価で一般的に溶融点を下げるための用途以外の用途としては、前述したように多くの重量部で含まれない。したがって、１０重量部以上でビスマスを含まれた接着層（ＬＳＰ）が低温はんだペーストまたは低温はんだ部材と判断することができる。銅は、接着層（ＬＳＰ）の電気伝導度を向上させるために含まれることができるが、錫及びビスマスのそれぞれより少ない量で含得る。このように、接着層（ＬＳＰ）が銅を含みから電気伝導度を向上させることにより、接着層（ＬＳＰ）が電極４２、４４と共に太陽電池１０のキャリアを伝達する広義の意味の電極の一部としての役割を十分に行うことができる。すなわち、接着層ＬＳＰは、配線材１４２との接着のためのはんだペーストの役割と電気的特性向上のための広義の電極の役割を共に行う半田ペースト電極で有り得る。
【0088】
それと、接着層（ＬＳＰ）に用いられる追加の接着物質としては、様々な物質を用いることができる。例えば、接着層（ＬＳＰ）に用いられる追加の接着物質としては、有機バインダー、樹脂、ロジンなどの有機物を含むことができる。硬化前の低温はんだペーストには、追加の接着物質が相対的に多量（例えば、１００重量部全体に対して４０～５５重量部）に含まれ得るが、接着熱処理工程の後には接着層ＬＳＰの追加の接着物質がほとんど揮発、除去、または外部に流出して大量に残らないことがある。すなわち、接着層ＬＳＰの追加の接着物質は、配線材１４０を接着するための接着熱処理工程の前には多く含まれて、接着熱処理工程の前又は接着熱処理中に優れた接着特性を実現し、配線材１４０を付着するための熱処理工程後にはほとんど除去されて接着層（ＬＳＰ）が優れた電気伝導度を有するようにすることができる。
【0089】
前述のように、電極４２、４４に含まれた接着物質４０ｂは、硬化熱処理または接着熱処理後にもほとんど残存し、接着層ＬＳＰの追加の接着物質は、接着熱処理工程後に大部分除去されることができる。これは、電極４２、４４に含まれる接着物質４０ｂと、接着層ＬＳＰに含まれる追加の接着物質の種類、組成、特性などを調整して実現することができる。例えば、電極４２、４４に含まれる接着物質４０ｂが接着層（ＬＳＰ）に含まれる追加の接着物質より常温以上の熱処理でさらに容易に揮発することができる（例えば、揮発性がさらに高い）有機物質で構成することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、電極４２、４４に含まれる接着物質４０ｂと接着層ＬＳＰに含まれる追加の接着物質の様々な特性などを調整して実現することができる。一例として、接着熱処理工程の前には電極４２、４４の全体１００重量部に対する接着物質４０ｂの重量部が接着層（ＬＳＰ）の全体１００重量部に対する追加の接着物質の重量部より小さいことがある。電極４２、４４の接着物質４０ｂの量が多くなると、電極４２、４４と接着層ＬＳＰの濡れ性を阻害することができ、電極４２、４４の接着物質４０ｂの量を相対的に減ったからである。一方、接着熱処理工程の後、電極４２、４４の全体１００重量部に対する接着物質４０ｂの重量部が接着層ＬＳＰの全体１００重量部に対する追加の接着物質の重量部より大きいことがある。接着物質４０ｂが相対的多く残るようにして電極４２、４４の接着特性を向上させることができ、接着層ＬＳＰ内の追加の接着物質は大部分を除去されて接着層ＬＳＰの電気伝導度を向上させることができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、接着熱処理工程後、電極４２、４４全体１００重量部に対する接着物質４０ｂの重量部が、接着層（ＬＳＰ）全体１００重量部に対する追加接着物質の重量部と同じであるか、それより小さいこともある。
【0090】
本実施形態において、接着物質４０ｂを含む電極ペーストを用いて形成された電極４２、４４と、追加の接着物質を含む低温はんだペーストを用いて形成された接着層（ＬＳＰ）が優れた接着特性を有することができる。電極ペースト及び低温はんだペーストがそれぞれ金属と接着物質４０ｂ及び追加の接着物質とを備え、類似の特性を有するからである。そして、電極４２、４４に含まれた接着物質４０ｂと接着層ＬＳＰに含まれた追加の接着物質が相互反応して接着特性を向上したからである。一例として、電極４２、４４に含まれた接着物質４０ｂと接着層ＬＳＰに含まれる追加の接着物質が、同じまたは類似の極性または特性を有し、接着物質４０ｂと接着層ＬＳＰの追加の接着物質の接着特性を向上させることができる。あるいは、電極４２、４４に含まれる接着物質４０ｂと接着層ＬＳＰに含まれる追加の接着物質の量を調節して電極ペーストと低温はんだペーストとの極性差または特性差を最小化して接着物質４０ｂと接着層ＬＳＰの接着特性を向上させることができる。
【0091】
本実施形態において、電極４２、４４は、単一の印刷層４２０で構成され、配線材１４２の方向に凸状に突出する形状またはラウンドになった部分を含む形状（全体としてラウンドになった形状）を有することができる。このとき、電極４２、４４の表面粗さが接着層ＬＳＰの表面粗さ（一例として、接着層ＬＳＰの側面ＬＳの表面粗さ）より大きいことがある。電極４２、４４は電極ペーストを塗布して硬化熱処理して形成し、相対的に大きな表面粗さを有し、接着層ＬＳＰは配線材１４２と優れた濡れ性を有し、接着熱処理工程中に圧力を受けて圧縮されながら相対的に小さな表面粗さを有することができる。このように凸状に突出またはラウンドになるように形成され、相対的に大きな表面粗さを有する電極４２、４４上に接着層ＬＳＰが位置するので、電極４２、４４と接着層ＬＳＰの接触面積を最大化することができる。これにより、電極４２、４４と接着層ＬＳＰの接着特性をさらに向上させることができる。
【0092】
このように金属４０ａ及び接着物質４０ｂを有する電極４２、４４（一例として、単一の印刷層４２０）と低温はんだペーストからなる接着層（ＬＳＰ）が優れた接着特性を有するため電極４２、４４と接着層ＬＳＰが別途の接続部材（例えば、従来の高温はんだペースト層）を備えずに接触して位置することができる。これにより、電極４２、４４と接着層ＬＳＰが簡単な構造を有しつつ優れた接着特性を有するように直接接続することができる。すなわち、本実施形態においては、電極４２、４４が配線材１４２に向かいながら幅が増加する接着層ＬＳＰ、ビスマスを含む接着層ＬＳＰ、または溶融点が一定以下の低温はんだペーストからなる接着層（ＬＳＰ）に直接接触して形成されるという点で、高温はんだペースト層をさらに備える従来の太陽電池と違いがある。このように高温はんだペースト層を除去すると、コストを削減し、工程を簡素化することができる。そして、高温はんだペースト層は５０～６０μｍ程度の大きな厚さを有するが、これを除去して配線材１４２の付着安定性を向上させることができる。
【0093】
反面、従来では、スパッタリングにより形成されたスパッタリング電極層と低温はんだペーストからなる接着層との間には、高温はんだペースト層が備えられた。このような高温はんだペースト層は、溶融点が２８０℃以上であるか、２８０℃以上の温度の熱処理によってはんだ付けされることができる。スパッタリング電極は接着物質または有機物を含まず、低温はんだペーストとの濡れ性が非常に低く、接着特性が低くなり、スパッタリング電極は平坦な表面を有しながら、低温はんだペーストからなる接着層より小さい表面粗さを有した。これにより、低温はんだペーストとの接着特性に優れず、高温はんだペースト層をさらに備えるべきであった。参考までに、高温はんだペースト層はビスマスを含まないか少量で含むため、高温はんだペースト層と低温はんだペースト（または、接着層（ＬＳＰ））は成分分析によりビスマスの量を確認するものなどにより容易に区別できる。
【0094】
本実施形態においては、十分な厚さを有する電極４２、４４と接着層ＬＳＰを備え、優れた電気的特性を有することができる。例えば、電極４２、４４の厚さＴ１が、前述したように１０μｍ～３０μｍ（一例として、２０μｍ～３０μｍ）であり得、接着層ＬＳＰの厚さＴ２（一例では、最小厚さ））が１０μｍ以上（さらに具体的に、１０μｍ～５０ｕｎ）であり得る。例えば、接着層ＬＳＰの厚さＴ２が３０μｍ以下であり得、接着層ＬＳＰの厚さＴ２が２０μｍ以上であり得る。あるいは、接着層ＬＳＰの厚さＴ２に対する電極４２、４４の厚さＴ１の割合Ｔ１／Ｔ２が０．５以上で有り得る。さらに具体的に、接着層ＬＳＰの厚さＴ２に対する電極４２、４４の厚さＴ１の割合Ｔ１／Ｔ２が５以下であり、例えば２以下で有り得る。このように、接着層ＬＳＰの厚さＴ２に対する電極４２、４４の厚さＴ１の比率Ｔ１／Ｔ２が大きくて、電極４２、４４が別個の電極層を備えず、単一の印刷層４２０で構成されても優れた電気特性を有することができる。しかし、本発明がこれに限定されず、様々な変形が可能である。
【0095】
本実施形態において、電極４２、４４は、コンタクトホール４６の内部で後面パッシベーション膜４０と離隔して形成され、接着層ＬＳＰがコンタクトホール４６の内部で電極４２、４４の外側に位置して導電型領域３２、３４に接触するマージン部分ＭＰをさらに含むことができる。このように電極４２、４４がコンタクトホール４６の内部にのみ位置されると、後面電極構造を有する太陽に電池１０の後で面電極４２、４４が形成される面積を最小化することができる。これにより、材料コストを低減し、太陽電池１０の反り現象を防止することができ、後面パッシベーション膜４０による光路制御（例えば、内部反射）を効果的に誘導することができる。そして、マージン部ＭＰによってアライメント特性を向上させ、電極４２、４４の全面を全体的に覆うことができる。一例として、マージン部ＭＰは、電極４２、４４の外側から一側基準で、２０μｍ以下で備えることができる。これにより、接着層（ＬＳＰ）の材料コストなどを低減することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、マージン部分ＭＰの幅などは多様に変形することができる。
【0096】
一方、従来のスパッタリングで形成された金属膜からなるスパッタリング電極は、パターニングのためのアライメントのために（すなわち、ミスアライメントを防止するために）スパッタリング電極をコンタクトホール内部だけでなく後面パッシベーション膜上にも一部残留させた。これにより、電極の面積を減らすことに限界があり、材料コストが高く、太陽電池の反り現象が発生することがあり、内部反射を効果的に誘導し難い問題があった。これにより、太陽電池の効率向上に困難がある。
【0097】
そしてはんだ物質を含む接着層（ＬＳＰ）は、はんだ物質を含む配線材１４２と優れた濡れ性を有する。一例として、接着層ＬＳＰは、電極４２、４４と配線材１４２との間で電極４２、４４及び配線材１４２にそれぞれ接触して形成することができる。このとき、接着層ＬＳＰは、配線材１４２に向かいながら幅が徐々に大きくなることができ、接着層ＬＳＰの側面ＬＳが配線材１４２の方向に凹状の形状を有することができる。これにより、接着層ＬＳＰは、凸状に突出したまたはラウンドになるように形成された電極４２、４４の表面を全体的に覆いながら配線材１４２に向かいながら幅が徐々に大きくなりながら、側面が凹状の形状を有することができる。一例として、導電型領域３２、３４に隣接する接着層ＬＳＰの第１幅Ｗ１に対する配線材１４２に隣接する接着層ＬＳＰの第２幅Ｗ２の割合Ｗ２／Ｗ１が１．２～３であり得る。これにより、接着層ＬＳＰと配線材１４２との接着面積を増やして接着特性を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第１幅Ｗ１、第２幅Ｗ２、これらの比率Ｗ２／Ｗ１等は多様に変形することができる。
【0098】
本実施形態においては、第１金属及び第２金属を含む金属４０ａと、それと接着物質４０ｂを含む低温電極ペーストを用いた印刷層４２０とからなる電極４２，４４を多結晶半導体層３０からなる導電型領域３２、３４に形成する。特に、本実施例においては、低温電極ペーストを用いながらも、第１金属による化合物層５０による優れた抵抗及び接触特性、第２金属による低抵抗、接着物質４０ｂによる優れた接着特性、それと電極４２、４４の十分な厚さによって、電極４２、４４が優れた抵抗及び接着特性を有することができる。このような低温電極ペーストを用いた電極４２、４４をキャリア移動度に優れた多結晶半導体層３０に適用して優れた電気特性を実現することができる。
【0099】
一例として、本実施形態においては、電極４２、４４を他の電極層（例えば、シード層、スパッタリング層、めっき層など）なしで単一の印刷層４２０で構成することができる。そうすると、優れた特性を有する電極４２、４４を形成する工程を単純化して工程数を減らし、不良率を改善して生産性を向上させることができる。特に、従来使用されていた印刷装備をそのまま用いることができ、設備への負担を防止することができる。例えば、電極４２、４４を形成するためにスパッタリング、蒸着などのような高価な真空装備を使用しなくてもできるので、設備コストを低減することができ、蒸着によるイオン衝撃率を除去して導電型領域３２、３４の損傷を最小化することができる。そして、太陽電池に損傷を与えたり、太陽電池の特性を低下させることができる従来のスパッタリング、エッチング工程、ファイアスルー（ｆｉｒｅ－ｔｈｒｏｕｇｈ）などの工程を行わなくてもよいので、製造工程の安定性を向上させることができる。これにより、太陽電池１０の特性低下及び損傷を最小化することができ、太陽電池１０の効率及び信頼性を向上させることができ、低価格または既存の設備を使用することができ、製造工程を単純化することができ、生産性を向上させることができる。そして、めっきで形成する場合に現れ得るコンタクト特性の低下、めっき不良等による問題を防止することができる。
【0100】
そして、高温工程（５００℃を超える工程）では、電極４２、４４等に含まれる金属４０ａ等が所望しなく多結晶半導体層３０を越えて半導体基板１２の内部まで拡散して不純物として作用して開放電圧を大きく低下させることができるが、本実施形態においては、多結晶半導体層３０に低温電極ペーストを用いた電極４２、４４を形成してこれを効果的に防止することができる。また、高温工程で発生し得る熱による損傷も防止できる。これにより、優れた電気的特性を実現しながらも信頼性を向上させることができる。そして、多結晶半導体層３０を導電型領域３２、３４として用いて半導体基板１２内に形成されたドーピング領域による特性低下を防止することができ、コンタクトホール４６を形成する際に半導体基板１２に損傷を与えず、太陽電池１０の特性低下を防止することができる。
【0101】
一方、従来の一例として、比晶質半導体層の特性劣化を防止するために用いられた低温ペースト等は、第１金属を適切な量で含まず、前述した化合物層等の形成、抵抗特性等を全く考慮せず、電気伝導度が低く、接着特性もまた良くなかった。特に、非晶質半導体層の特性劣化を防止するために使用された低温ペーストなどは、多結晶半導体層との接着特性に優れず、剥離などの問題が発生することができ、多結晶半導体層に直接使用することには困難があった。そして、非晶質半導体層に低温ペーストを用いた電極を形成すると電気伝導度が低く、透明導電性酸化層からなる透明伝導層、めっき層などを別途形成しなければならなかった。これにより、材料コストが増加し、製造工程が複雑になるなどの問題があった。
【0102】
そして従来の他の例として、導電型領域に多結晶半導体層を備える太陽電池においては、スパッタリング工程で金属膜からなるスパッタリング電極を形成した後、印刷工程で保護フィルム（レジスト）を形成し、湿式エッチング工程で金属膜の一部を除去して電極を形成した。これによると、スパッタリング工程、エッチング工程などによって太陽電池の損傷が発生することがある。そして、様々な段階の工程を実施しなければならず、工程が複雑で、各工程毎に不良が発生する確率が大きかった。
【0103】
本実施形態において、接着層ＬＳＰが重畳部に対応するように形成されたものを例示したが、配線材１４２との接着または仮固定のために配線材１４２に対応して各配線材１４２が延びる方向に沿って複数の絶縁部材ＩＰ及び複数の電極４２、４４上に形成することもできる。
【0104】
前述の構造の太陽電池１０及びこれを含む太陽電池パネル１００の製造方法を、図１～図６と共に、図７ａ～図７ｇを参照して詳細に説明する。図７ａ～図７ｇは、本発明の実施形態に係る太陽電池１０及びこれを含む太陽電池パネル１００の製造方法を示す断面図である。前述の説明で既に説明した部分については詳細な説明を省略し、説明しない部分を中心に詳細に説明する。
【0105】
図７ａを参照すると、半導体基板１２の後面上に中間膜２０、第１導電型領域３２、第２導電型領域３４、バリア領域３６（多結晶半導体層３０）、後面パッシベーション膜４０等を形成し、半導体基板１２の前面側に前面電界領域１２ｂ、前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６等を形成して光電変換部１０ｃを形成する。中間膜２０、第１導電型領域３２、第２導電型領域３４、バリア領域３６、後面パッシベーション膜４０、前面電界領域１２ｂ、前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６等の形成手順、形成方法等は多様に変形することができる。
【0106】
例えば、半導体基板１２のテクスチャリングとして知られている様々な工程を使用することができる。中間膜２０は、熱的成長法、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、原子層蒸着法（ＡＬＤ））などによって形成することができる。第１及び第２導電型領域３２、３４は、熱的成長法、蒸着法（例えば、低圧化学気相蒸着法（ＬＰＣＶＤ））等により形成された多結晶半導体層３０にドーパントをドーピングして形成することができる。ドーパントのドーピングは、多結晶半導体層３０を形成する工程で一緒に実行され得、多結晶半導体層３０を形成した後に実行されるドーピング工程によって実行されることもある。前面電界領域１２ｂは、様々なドーピング工程によって形成することができる。多結晶半導体層３０を形成した後に行われるドーピング工程または前面電界領域１２ｂを形成するドーピング工程としては、レーザードーピング工程、熱拡散工程、イオン注入工程などの様々な工程を用いることができる。前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６または後面パッシベーション膜４０は、化学気相蒸着法、真空蒸着法、スピンコーティング、スクリーン印刷、スプレーコーティング、スパッタリングなどのような様々な方法によって形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第１及び第２導電型領域３２、３４、前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６又は後面パッシベーション膜４０の形成方法、形成工程、形成順序などは様々に変形されることができる。
【0107】
【0108】
コンタクトホール４６は、パッシベーション膜４０を全体的に形成した後にエッチングペースト、マスクまたはマスク層などを用いたウェットエッチング工程、レーザーエッチング工程などの様々な工程を行って形成することができる。エッチングペーストまたはエッチング溶液としては、酸性系列物質を用いることができる。このような工程は低温で行うことができ、太陽電池１０の製造工程を低温工程で具現することができる。一例として、本実施形態においては、コンタクトホール４６を形成する工程をレーザエッチング工程で行うことができる。導電型領域３２、３４を構成する多結晶半導体層３０は、レーザーエッチング工程によるダメージが大きくないため、単純な工程により光電変換部の特性を低下させることなくコンタクトホール４６を形成することができる。レーザーエッチング工程に用いられるレーザーとしては、様々な波長（例えば、５３２ｎｍ、１０６４ｎｍなど）を有するレーザーを用いることができ、様々なパルス（短波パルス（ｓｈｏｒｔ ｐｕｌｓｅ）、ナノパルス（ｎａｎｏ ｐｕｌｓｅ）、ピコパルス（ｐｉｃｏ ｐｕｌｓｅ）など）のレーザーを用いることができる。レーザエッチング工程により、コンタクトホール４６周辺で後面パッシベーション膜４０にバリ（）が形成されたり、断面視でコンタクトホール４６周辺で後面パッシベーション膜４０に膨らんだ部分が形成されるか、コンタクトホール４６に対応する導電型領域３２、３４または多結晶半導体層３０に結晶度が異なる部分が存在することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、レーザ波長、レーザ形態、これによる後面パッシベーション膜４０、導電型領域３２、３４、多結晶半導体層３０の特性、形態などは多様に変形することができる。
【0109】
次いで、図７ｃに図示したように、導電型領域３２、３４に接続される電極４２、４４を形成する。このとき、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との間に金属－半導体化合物から形成された化合物層５０が一緒に形成される。
【0110】
さらに具体的に、金属４０ａ及び接着物質４０ｂを含む低温電極ペーストを印刷工程で塗布して第１及び第２導電型領域３２、３４に接触する印刷層４２０を形成し、これを乾燥及び／または硬化熱処理して電極４２、４４を形成することができる。そして、低温電極ペーストは、溶媒、その他添加剤（一例として、硬化剤、分散剤など）をさらに含むことができる。本実施形態では、コンタクトホール４６が形成された後、低温電極ペーストをコンタクトホール４６内に位置置させ、硬化熱処理により電極４２、４４を形成するので、熱処理工程で後面パッシベーション膜４０を貫通するファイアスルーが要求されない。これにより、低温電極ペーストが金属化合物などで構成されるガラスフリット（ｇｌａｓｓ ｆｒｉｔ）を備えない。
【0111】
ここで、金属４０ａは第１金属を含み、第２金属をさらに含むことができる。このとき、第１金属及び第２金属は、図４に示すように、それぞれ粒子形状を有する第１粒子４０２及び第２粒子４０４の形態で含まれ得、図６に示すように、第２金属からなるコア粒子４０４ａ上に第２金属を含むコーティング層４０２ａが形成された形態で含まれることもある。第１金属、第２金属、第１粒子４０２、第２粒子４０４、コア粒子４０４ａ、コーティング層４０２ａ、接着物質４０ｂなどには、前述の説明で詳細に説明したので、これについて説明を省略する。
【0112】
溶媒としては有機溶媒を用いることができ、一例として、ブチルカルビトールアセテート（ｂｕｔｙｌ ｃａｒｂｉｔｏｌ ａｃｅｔａｔｅ、ＢＣＡ）、セルロースアセテート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ、ＣＡ）などを用いることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、他の様々な物質を含むこともできる。電極４２、４４を形成するための電極ペーストには溶媒が含まれるが、焼結工程中に溶媒が揮発して電極４２、４４には溶媒が含まれないか、非常に微量に含まれることができる。添加剤などとしても知られている様々な物質を使用することができる。
【0113】
前述した低温電極ペーストを導電型領域３２、３４上に印刷工程で塗布することができる。一例として、低温電極ペーストをコンタクトホール４６の内部で導電型領域３２、３４の上に位置するように（一例として、導電型領域３２、３４上に接触するように）塗布して電極４２、４４がコンタクトホール４６の内部にのみ位置するようにすることができる。
【0114】
そして塗布された低温電極ペーストを第１温度で乾燥することができる。第１温度は常温より高く、１５０℃以下であり得る。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第１温度は異なる値を有することもある。低温電極ペーストを乾燥して低温電極ペーストが所望しなく流れ落ちるなどの問題を防止することができる。乾燥段階を含まずに直ちに熱処理を行うと、温度差によって亀裂などの問題が発生することがある。これに熱処理温度より低い第１温度で低温電極ペーストの乾燥をして流動性を低減した後に硬化熱処理を行う。しかしながら、本発明はこれに限定されず、乾燥工程を省略することもできる。
【0115】
乾燥した低温電極ペーストに第１温度より高く第１及び第２金属の溶融点の内高い溶融点より低い第２温度で硬化熱処理を行うことができる。このとき、第２温度は、第１及び第２金属の溶融点の内、低い溶融点より高いことがある。例えば、第２温度は５００℃以下（例えば、２００～５００℃、一例で２５０℃～４００℃）であり得る。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第２温度が異なる値を有することもある。
【0116】
乾燥された低温電極ペーストに熱処理を実行すると、溶媒は揮発し、第１及び第２金属に熱が加わる。すると、硬化熱処理工程で第１粒子４０２またはコーティング層４０２ａに含まれた第１電極が導電型領域３２、３４の半導体物質と反応して金属－半導体化合物からなる化合物層５０を形成する。多結晶半導体層３０に第１金属を備える低温電極ペーストを用いて電極４２、４４を形成し、狭い面積を有しながら全体的に均一に形成される複数の化合物層５０を形成することができる。一例として、第１金属がニッケルを含み、半導体物質がシリコンを含み、化合物層５０がニッケルシリサイドから構成され得る。化合物層５０については、前述の説明で詳細に説明したので、その説明を省略する。
【0117】
そして 第２金属を含む第２粒子４０４またはコア粒子４０４ａが熱を受けながら互いに凝集して粒子接続層を形成することができる。このとき、粒子接続層は、第２粒子４０４またはコア粒子４０４ａが互いに焼結するのではなく、互いに接触して凝集して単に硬化することによって伝導性を有することになる。このように単純に硬化することによって形成された粒子接続層の粒子間及び粒子の表面には接着物質４０ｂが位置することができる。参照として、粒子接続層を形成した粒子、接着物質４０ｂ等は、顕微鏡写真等で断面形状、外面形状等を見て判別したり、成分分析を通じて判別することができる。このとき、第２金属が銅を含むと、銅は熱が加わると容易に凝集し、熱をよく含有して第１金属に伝達する役割を効果的に行うことができる。
【0118】
前述した硬化熱処理工程は、光硬化熱処理工程または熱硬化熱処理工程で有り得る。特に、硬化熱処理工程が光硬化熱処理工程で行われると、光が照射される空間に印刷層４２０が形成された光電変換部を通過させるといいので、工程を単純化することができる。そして、光硬化熱処理工程により短時間で硬化熱処理工程に必要な温度まで昇温して硬化熱処理工程を行いながら化合物層５０を形成し、優れた抵抗特性を確保しながらも低温工程を維持することができる。
【0119】
光焼結工程においては、キセノンフラッシュランプ（ｘｅｎｏｎ ｆｌａｓｈ ｌａｍｐ）を光源として用いることができ、照射時間が０．１ｍｓ～１０ｍｓ、エネルギーが１Ｊ／ｃｍ2～１００Ｊ／ｃｍ2（一例として、４Ｊ／ｃｍ2～１０Ｊ／ｃｍ2）有り得る。特に、４Ｊ／ｃｍ2～１０Ｊ／ｃｍ2で所望する硬化熱処理工程の温度（例えば、５００℃以下）を実現することがある。このような光源、照射時間、エネルギーは所望する硬化熱処理工程の温度まで昇温して優れた抵抗特性を有するようにしながらも低温工程を維持できる範囲のために限定されたものであるが、本発明がこれに限定されるものではない。製造工程の他の条件、太陽電池１０の物質、構造などを考慮して、前述した光源、照射時間、エネルギーなどは多様に変化されることができる。
【0120】
このように低温電極ペーストを用いた印刷工程及び低温で行われる硬化熱処理を用いて電極４２、４４を形成すれば、太陽電池１０の製造工程を低温工程で実現することができる。これにより、高温工程で発生し得る多結晶半導体層３０の損傷、特性変化、所望しない半導体基板１２への金属拡散などを効果的に防止することができる。
【0121】
第１電極４２を形成するための第１ペーストと第２電極４４を形成するための第２ペーストが同じ物質と同じ組成を有する同じ低温電極ペーストで構成することができる。これでは、同じ低温電極ペーストを第１及び第２ペーストとして使用することができ、工程を単純化することができる。あるいは、第１ペーストと第２ペーストが互いに異なる物質または互いに異なる組成を有する互いに異なるペーストで構成され得る。その他様々な変形が可能である。
【0122】
続いで、図７ｄに示すように、電極４２、４４上に絶縁部材ＩＰ及び接着層ＬＳＰを形成する。絶縁部材ＩＰ及び／または接着層ＬＳＰは、印刷工程などによって所望のパターンを有するように形成することができる。例えば、マスクを用いたスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）によって絶縁部材ＩＰを形成するための絶縁物質または接着層ＬＳＰを形成するための低温はんだペーストを塗布することができる。しかし、本発明はこれに限定されない。
【0123】
前述の低温はんだペーストまたは絶縁物質をコンタクトホール４６の内部で導電型領域３２、３４の上に位置するように（一例として、導電型領域３２、３４上に接触するように）塗布して接着層（ＬＳＰ）あるいは、絶縁部材ＩＰが内部にのみ位置されるようにすることができる。しかし、本発明はこれに限定されず、様々な変形が可能である。例えば、絶縁部材ＩＰは、コンタクトホール４６の外部（すなわち、後面パッシベーション膜４０）上に備えることもできる。印刷工程後、低温はんだペーストまたは接着層（ＬＳＰ）は、電極４２、４４と同様に外部の方向に凸状に突出する形状を有することができる。
【0124】
ここで、接着層（ＬＳＰ）は、はんだ物質、追加の接着物質、溶媒、添加剤などを含む低温はんだペーストを用いて形成することができる。低温はんだペーストは、接着熱処理工程の前には、全体の１００重量部に対して追加の接着物質を体積比４０～５５重量部で含むことができる。これにより、電極４２、４４上に配線材１４２を安定的に仮固定することができる。接着層ＬＳＰに含まれるはんだ物質については、前述の説明で詳細に説明したので、詳細な説明を省略する。
【0125】
はんだペーストには溶媒が含まれるが、熱処理時に溶媒は揮発されて接着層（ＬＳＰ）には溶媒が含まれないか、非常に微量に含まれ得る。溶媒としては有機溶媒を用いることができるが、一例として、ブチルカルビトールアセテート、セルロースアセテートなどを用いることができる。そして添加剤としては知られた様々な物質を用いることができる。しかし、本発明が溶媒、添加剤等の物質に限定されるものではない。
【0126】
一例として、絶縁部材ＩＰを先に形成した後に接着層ＬＳＰを形成することができる。このように絶縁部材ＩＰを先に形成すると、接着層ＬＳＰの形成時に不良等が発生しても絶縁部材ＩＰによって電気的接続がなされなければならない部分で電気的接続等が発生しないことがある。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、接着層ＬＳＰを形成した後に絶縁部材ＩＰを形成することもある。
【0127】
続いて、図７ｅに示すように、電極４２、４４、絶縁部材ＩＰ及び接着層ＬＳＰ上に配線材１４２を位置させる。このとき、配線材１４２は接着層ＬＳＰに接触して仮固定され得る。
【0128】
次に、図７ｆに示すようにラミネート工程を行って、図７ｇに示すように太陽電池パネル１００を製造することができる。すなわち、図７ｆに示すように、ラミネーション装置の作業台上に太陽電池１０と、太陽電池１０を囲んで封止する第１及び第２封止材１３１，１３２と、第１及び第２カバー部材１１０、１２０を積層して積層構造体を形成する。ここで、太陽電池１０は、配線部１４０が接続された複数の太陽電池１０の形態で有り得る。図７ｆでは、明確に理解するために、第１カバー部材１１０、第１封止材１３１、配線材１４０が仮固定された太陽電池１０、第２封止材１３２、それと第２カバー部材１２０を互いに離隔して示されたが、実際には互いに接触した状態で位置することができる。そして、第２カバー部材１２０が下部に位置し、その上に第２封止材１３２、太陽電池１０、第１封止材１３１、第１カバー部材１１０が順に位置することを例示したが、逆に位置することもできる。
【0129】
この状態で、積層構造体に熱と圧力を加えるラミネート工程を行い、太陽電池１０、封止材１３０、第１及び第２カバー部材１１０、１２０を一体化することにより太陽電池パネル１００を形成する。一例として、圧力で空気圧を用いることができる。これにより、太陽電池１０等に大きな圧力を加えることなくラミネート工程を行うことができる。一例として、ラミネート工程の工程温度は、２５０度以下（一例として、１００℃～１５０℃）であり得る。
【0130】
ラミネート工程の温度で第１及び第２封止材１３１、１３２が溶融して硬化しながら圧力によって圧着されて太陽電池１０を囲むように一体化される封止材１３０を形成するようになる。このような封止材１３０が第１カバー部材１１０と第２カバー部材１２０との間の空間を完全に満たしながら太陽電池１０を囲んで封止することができる。そして、電極４２、４４と配線材１４２との間の接着層ＬＳＰが溶融された硬化しつつ圧力によって圧着され、電極４２、４４と配線材１４２を物理的かつ電気的に固定するようになる。このように、本実施形態においては、ラミネート工程で配線材１４２を接着する接着熱処理工程を一緒に同時に行って接着熱処理工程を別途実行しなくてもよい。これにより工程を簡素化することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、ラミネート工程の前に接着熱処理工程を予め行うこともできる。他の様々な変形が可能である。
【0131】
本実施形態に係れば、多結晶半導体層３０を有する太陽電池１０において優れた特性を有する電極４２、４４を印刷工程（一例として、１回の印刷工程）で形成し、単純な工程で優れた特性の太陽電池１０を形成することができる。そして、電極４２、４４上に接着層ＬＳＰ及び配線材１４２を直接位置させ、接着熱処理工程を行い、優れた特性を有する太陽電池パネル１００の製造工程を大幅に単純化することができる。
【0132】
以下においては、本発明の他の実施形態に係る太陽電池、それと太陽電池パネル及びその製造方法について詳細に説明する。前述の説明と同一または極めて類似した部分については詳細な説明を省略し、互いに異なる部分についてのみ詳細に説明する。それと、前述した実施形態またはそれを変形した例と、以下の実施形態またはそれを変形した例を互いに組み合わせたものもまた本発明の範囲に属する。
【0133】
【0134】
図８を参照すると、本実施形態においては、後面パッシベーション膜４０が多結晶半導体層３０（すなわち、第１導電型領域３２、第２導電型領域３４、バリア領域３６など））上に形成される第１部分と、電極４２、４４上に位置する第２部分をさらに含むことができる。さらに具体的に、後面パッシベーション膜４０の第１部分は、半導体基板１２と反対の多結晶半導体層３０の表面で電極４２、４４が形成されない部分に全体的に形成することができる。そして、後面パッシベーション膜４０の第２部分は、半導体基板１２と電極４２、４４の表面で部分的または全体的に形成されることができる。
【0135】
このような後面パッシベーション膜４０は、電極４２、４４が形成された後に形成された膜で有り得る。これにしたがって、本実施形態においては、多結晶半導体層３０と電極４２、４４との間には後面パッシベーション膜４０が位置しないことがある。このような後面パッシベーション膜４０は、電極４２、４４上に形成されなければならず、電極４２、４４と接着層ＬＳＰの電気的接続特性を考慮して単一層で構成することができる。一例として、後面パッシベーション膜４０が単一層の反射膜、単一層の反射防止膜などで構成することができる。
【0136】
図８においては、後面パッシベーション膜４０の第２部分で接着層ＬＳＰが形成される部分に対応して電極４２、４４を露出するコンタクトホール４６ａが部分的に形成されて電極４２、４４と接着層（ＬＳＰ）が直接接触することを例示した。このようなコンタクトホール４６ａは、別途の形成工程なしに配線材１４２の接着熱処理工程により形成されたもので有り得る。これにより、コンタクトホール４６ａを備え、電極４２、４４と接着層ＬＳＰの電気的接続特性及び接着特性を向上させながらもコンタクトホール４６ａの形成工程を省略することができる。これにより、コンタクトホール４６ａの形成工程で発生し得た太陽電池１０の損傷または特性の低下を防止でき、製造工程を単純化することができる。
【0137】
このような太陽電池１０及びこれを含む太陽電池パネル１００の製造方法を、図９ａ～図９ｅを参照して説明すると以下の通りである。図９ａ～図９ｅは、本発明の実施形態に係る太陽電池及びそれを含む太陽電池パネルの製造方法を示す断面図である。図９には、図４に対応する部分を示した。
【0138】
図９ａに示すように、半導体基板１２の後面上に中間膜２０、第１導電型領域３２、第２導電型領域３４、バリア領域３６（又は多結晶半導体層３０）等を形成し、半導体基板１２の前面側に前面電界領域１２ｂ、前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６等を形成して光電変換部１０ｄを形成することができる。ここで、光電変換部１０ｄは、後面パッシベーション膜４０及び電極４２、４４が形成されない状態である。光電変換部１０ｄの製造方法は、後面パッシベーション膜４０の説明を除外しては、図７ａを参照した説明をそのまま適用することができる。
【0139】
次に、図９ｂに示すように、導電型領域３２、３４に接続される電極４２、４４を形成することができる。このとき、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との間に金属－半導体化合物からなる化合物層５０が一緒に形成される。これについては、コンタクトホール４６を除外しては、図７ｃを参照した電極４２、４４及び化合物層５０の説明をそのまま適用することができる。
【0140】
続いて、図９ｃに示すように、多結晶半導体層３０及び電極４２、４４を覆うように後面パッシベーション膜４０を形成することができる。さらに具体的に、多結晶半導体層３０及び電極４２、４４において、半導体基板１２から離れて位置する面上を全体的に覆いながら後面パッシベーション膜４０を形成することができる。後面パッシベーション膜４０の形成方法としては、図７ａを参照した後面パッシベーション膜４０の形成方法をそのまま適用することができる。
【0141】
図８及び図９Ｃにおいては、後面パッシベーション膜４０が電極４２、４４上に形成されることが示されているが、本発明はこれに限定されない。したがって、後面パッシベーション膜４０が電極４２、４４上に全体的にまたは部分的に形成されないか、電極４２、４４が形成されない多結晶半導体層３０上に形成される部分より電極４２、４４上に形成された部分の厚さが薄いか厚さが不均一することもある。
【0142】
続いて、図９ｄに示すように、電極４２、４４上に対応するように接着層ＬＳＰを形成する。
【0143】
図９ｄにおいては、電極４２、４４上に位置した後面パッシベーション膜４０上に接着層（ＬＳＰ）を形成したことを例示した。しかし、本発明はこれに限定されない。一例として、電極４２、４４上にパッシベーション膜４０が形成されていない場合、電極４２、４４の少なくとも一部に接触して接着層ＬＳＰが形成され得る。あるいは、接着層ＬＳＰが形成される部分に対応して別途にコンタクトホールを形成する工程を行い、電極４２、４４の少なくとも一部に接触して接着層ＬＳＰを形成されることもある。
【0144】
図９ｄにおいては、接続するべきではない電極４２、４４と配線材１４２の重畳部に絶縁部材ＩＰを形成したことを例示した。これに係れば、絶縁部材ＩＰによる絶縁特性を向上させることができる。しかし、本発明はこれに限定されない。一例として、接続してはならない電極４２、４４と配線材１４２の重畳部に絶縁部材ＩＰを形成しないこともある。後面パッシベーション膜４０によって絶縁特性を維持することができるからである。これによると、絶縁部材ＩＰを形成する工程を省略してコストを削減し、工程を単純化することができる。
【0145】
接着層ＬＳＰ及び／または絶縁部材ＩＰについては、図７ｄを参照した接着層ＬＳＰ及び／または絶縁部材ＩＰの説明をそのまま適用することができる。
【0146】
続いて、図９ｅに示すように、電極４２、４４、絶縁部材ＩＰ及び接着層ＬＳＰ上に配線材１４２を位置（一例として仮固定）させ、接着熱処理工程を行って配線材１４２を接着層（ＬＳＰ）に電気的及び物理的に接続することができる。接着熱処理工程として、図７ｆ及び図７ｇを参照したようにラミネート工程を用いることができるが、本発明はこれに限定されない。接着熱処理工程及び／またはラミネート工程については、図７ｆ及び図７ｇを参照した接着熱処理工程及び／またはラミネート工程の説明をそのまま適用することができる。接着熱処理工程後の接着層ＬＳＰの形状等も、図７ｇを参照した接着層ＬＳＰの説明をそのまま適用することができる。
【0147】
接着熱処理工程で接着層ＬＳＰと配線材１４２に加えられる圧力によって接着層ＬＳＰと電極４２，４４との間に位置する部分で、後面パッシベーション膜４０の一部にコンタクトホール４６ａが形成することができる。熱と圧力によって電極４２、４４上に位置する後面パッシベーション膜４０の一部が破裂されながらコンタクトホール４６ａが形成され得る。電極４２、４４上に形成された後面パッシベーション膜４０の部分は、他の部分に比べて厚さが薄いか不安定に形成されることができるので、コンタクトホール４６ａが容易に形成され得る。これにより、電極４２、４４と接着層ＬＳＰが接触して電気的に接続することができる。この場合、コンタクトホール４６ａは、半導体基板１２と反対の電極４２、４４の表面に全体的に形成されずに部分的に形成され得る。これにより、半導体基板１２と反対の電極４２、４４の表面に後面パッシベーション膜４０の一部が残留して位置することができる。しかし、本発明はこれに限定されない。電極４２、４４上に位置した後面パッシベーション膜４０にコンタクトホール４６ａが形成されず、電極４２、４４と接着層ＬＳＰが後面パッシベーション膜４０を挟んで位置しすることもある。この場合にも、後面パッシベーション膜４０の薄い厚さなどにより電気的接続が可能することがある。あるいは、半導体基板１２と反対の電極４２、４４の表面に全体的にコンタクトホール４６ａが形成され得る。その他の様々な変形が可能である。
【0148】
前述の実施形態においては、電極４２、４４が導電型領域３２、３４に接触して位置することを例示した。しかし、本発明はこれに限定されない。したがって、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との間に絶縁膜が位置して、電極４２、４４、絶縁膜及び導電型領域３２、３４が金属絶縁層－半導体（ＭＩＳ）構造を形成することもできる。これにより、パッシベーション特性の低下、導電型領域３２、３４の損傷等を防止し、界面コンタクト特性を向上させることができる。本実施形態において、絶縁膜は、耐火金属と酸素が結合して形成された耐火金属酸化膜（例えば、チタン酸化膜、モリブデン酸化膜）からなることができる。この場合には、前述した実施形態において電極４２，４４又は接着層ＬＳＰが導電型領域３２，３４に接触して形成されることを電極４２，４４が絶縁膜を挟んで導電型領域３２，３４に位置することで理解することができる。
【0149】
以下、本発明の実験例により本発明をさらに詳細に説明する。しかしながら、本発明の実験例は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明がこれに限定されるものではない。
【0150】
実施例１
【0151】
半導体基板の後面に酸化シリコンを含む中間膜と多結晶シリコンを含む多結晶半導体層を順次形成した。多結晶半導体層をドーピングして第１及び第２導電型領域を形成し、半導体基板の前面をドーピングして電界領域を形成した。半導体基板の前面に蒸着を用いて絶縁物質からなる前面パッシベーション膜を形成したし、半導体基板の後面に蒸着を用いて絶縁物質からなる後面パッシベーション膜を形成した。後面パッシベーション膜にレーザを用いてコンタクトホールを形成し、第１及び第２導電型領域に電気的に接続される第１及び第２電極を形成した。第１及び第２電極は、ニッケル、銅、接着物質及び溶媒を含む低温電極ペーストを印刷工程で塗布し、乾燥及び３００℃で乾燥熱処理して２０μｍの厚さを有するように形成した。太陽電池の面積に対する第１及び第２電極の面積比率が５０％であった。これにより、複数の太陽電池を製造した。
【0152】
比較例１
【0153】
第１及び第２電極がスパッタリング工程を用いて形成され、５００ｎｍの厚さを有するスパッタリング電極であり、太陽電池の面積に対する第１及び第２電極の面積比率が８０％であることを除外して、実施例１と同様である方法で複数の太陽電池を製造した。
【0154】
実施例１及び比較例１に係る複数の太陽電池における電極の比抵抗、接触抵抗及び直列抵抗の平均値を相対値として表１に示す。表１においては、比較例１の比抵抗、接触抵抗及び直列抵抗の平均値を１００％として、実施例１の比抵抗、接触抵抗及び直列抵抗の平均値を記載した。ここで、比抵抗、接触抵抗、直列抵抗の平均値は低いほど抵抗値が低いものであるから、優れた抵抗特性を有する。
【0155】
【表1】
【0156】
実施例１に係る電極の接触抵抗は、比較例１に係る電極の接触抵抗と類似で優れたレベルを維持することがわかる。そして実施例１に係る電極の比抵抗が比較例１に係る電極の比抵抗より大きいが、実施例１に係る電極の直列抵抗は比較例１に係る電極の直列抵抗より小さくて、実施例１に係る電極が優れた抵抗特性を有することがわかる。これは、実施例１に係る電極を十分な厚さに形成して十分な断面積を有するように比抵抗は低くてもキャリア収集特性に直接関連する直列抵抗は比較例１より低くできるからである。
【0157】
実施例１及び比較例１に係る太陽電池の後面で光の波長による反射度を測定したグラフを図１０に示した。実施例１及び比較例１に係る太陽電池の後面での反射度を算出してその結果を表２に示した。表２では、比較例１の内部反射度を１００％として実施例１の内部反射度を示した。
【0158】
【表2】
【0159】
図１０及び表２を参照すると、実施例１による太陽電池の反射度が比較例１による太陽電池の反射度より高いことがわかる。これは、実施例１において、太陽電池の面積に対する電極の面積比率を下げて後面パッシベーション膜による光路制御（すなわち内部反射）が十分に起こるように誘導したためと予測される。
【0160】
前述の特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ずしも１つの実施形態にのみ限定されるものではない。さらに、各実施形態で例示した特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施形態に対しても組み合わせまたは変形して実施可能である。したがって、そのような組み合わせと変形に関連する内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7a】
【図7b】
【図7c】
【図7d】
【図7e】
【図7f】
【図7g】
【図8】
【図9a】
【図9b】
【図9c】
【図9d】
【図9e】
【図10】
【国際調査報告】