JP2007096040A

JP2007096040A - 太陽電池の製造方法および太陽電池

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Publication number: JP2007096040A
Application number: JP2005284263A
Authority: JP
Inventors: Akira Miyazawa; 彰宮澤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】太陽電池に生じる反りを抑制することができる太陽電池の製造方法および太陽電池を提供する。
【解決手段】半導体基板の表面の一部にアルミニウムペーストを印刷する工程と、アルミニウムペーストを焼成することによってアルミニウム含有電極を形成する工程と、アルミニウム含有電極の形成後に半導体基板の表面およびアルミニウム含有電極の表面を覆う絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の表面の一部に銀ペーストを印刷する工程と、銀ペーストを焼成することによって銀含有電極をアルミニウム含有電極の前記表面の少なくとも一部に形成する工程と、を含む、太陽電池の製造方法とその方法により製造することができる太陽電池である。
【選択図】図１

Description

本発明は太陽電池の製造方法および太陽電池に関し、特に太陽電池に生じる反りを抑制することができる太陽電池の製造方法および太陽電池に関する。

太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池は、地球環境問題に対する関心が高まるにつれ積極的に種々の構造のものが開発されている。

図８に従来の太陽電池の一例の模式的な断面図を示す。この太陽電池１においては、ｐ型のシリコン基板２の受光面に不純物拡散層であるｎ+層３が形成されており、ｎ+層３上には反射防止膜４および受光面銀含有電極７が形成されている。また、シリコン基板２の裏面には不純物拡散層であるｐ+層５が形成されており、ｐ+層５上にはアルミニウム含有電極６が形成され、さらにアルミニウム含有電極６上には裏面銀含有電極８が形成されている。

この従来の太陽電池の製造工程を図９（ａ）〜（ｅ）の模式的な断面図に示す。まず、たとえばワイヤソーなどを用いて多結晶のｐ型シリコンインゴッドを切り出すことによって図９（ａ）に示すｐ型のシリコン基板２を形成する。ここで、シリコン基板２の表面にはワイヤソーなどによってダメージ層が形成されるため、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）やＫＯＨ（水酸化カリウム）などの水溶液にイソプロピルアルコールを添加したアルカリ水溶液を用いたエッチングによって、ダメージ層を除去するとともにシリコン基板２の受光面に凹凸（図示せず）を形成する。

次に、シリコン基板２の受光面の全面に、拡散源としてＰ₂Ｏ₅（五酸化二リン）などを含むドーパント液をスピンコータなどにより塗布した後に加熱することによって、シリコン基板２の受光面にｎ型不純物であるリンが拡散して、図９（ｂ）に示すように、シリコン基板２の受光面にｎ+層３を形成する。

次いで、図９（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法などにより、シリコン基板２の受光面のｎ+層３上に反射防止膜４を形成する。続いて、スクリーン印刷法などによりシリコン基板２の裏面の略全面にアルミニウムペーストを印刷し、これを乾燥した後に焼成することによって、図９（ｄ）に示すように、シリコン基板２の裏面にアルミニウム含有電極６を形成し、ｐ型不純物であるアルミニウムを多量に含んだｐ+層５が形成される。

その後、スクリーン印刷法などにより、アルミニウム含有電極６の少なくとも一部と重なるようにして銀ペーストを印刷する。また、反射防止膜４上にもスクリーン印刷法などにより銀ペーストを印刷する。そして、これらの銀ペーストを乾燥した後に焼成することにより、図９（ｅ）に示すように、シリコン基板２の裏面側においてはアルミニウム含有電極６上に裏面銀含有電極８が形成されるとともに、受光面側においては銀ペーストが反射防止膜４を突き抜けることによってｎ+層３と接触する受光面銀含有電極７が形成される。最後に、シリコン基板２を冷却して図８に示す太陽電池が完成する。
特開２００４−２３５２６８号公報

このような従来の太陽電池においては、シリコン基板の裏面の略全面にアルミニウム含有電極が形成される（たとえば特許文献１参照）。しかしながら、アルミニウム含有電極形成後の冷却過程において、アルミニウム含有電極とシリコン基板との間の熱膨張係数差により、太陽電池に反りが発生するという問題があった。特に、エネルギのクリーン化のために太陽電池の普及が進み、太陽電池をさらに低コスト化することが求められており、材料コストの大部分を占めるシリコン基板の薄型化と大面積化を図る必要がある昨今においては、この問題は重要である。

そこで、本発明の目的は、太陽電池に生じる反りを抑制することができる太陽電池の製造方法および太陽電池を提供することにある。

本発明は、半導体基板の表面の一部にアルミニウムペーストを印刷する工程と、アルミニウムペーストを焼成することによってアルミニウム含有電極を形成する工程と、アルミニウム含有電極の形成後に半導体基板の表面およびアルミニウム含有電極の表面を覆う絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の表面の一部に銀ペーストを印刷する工程と、銀ペーストを焼成することによって銀含有電極をアルミニウム含有電極の前記表面の少なくとも一部に形成する工程と、を含む、太陽電池の製造方法である。

本発明の太陽電池の製造方法の第１の局面によれば、アルミニウム含有電極は線状に複数形成され、アルミニウム含有電極は間隔をあけて互いに平行に配置されてもよい。

ここで、本発明の太陽電池の製造方法の第１の局面においては、銀含有電極をアルミニウム含有電極に直交する線状に形成することができる。

本発明の太陽電池の製造方法の第２の局面によれば、アルミニウム含有電極は線状に複数形成され、アルミニウム含有電極同士が直交して格子を形成するように配置されてもよい。

ここで、本発明の太陽電池の製造方法の第２の局面においては、銀含有電極を格子のいずれか一方の方向に伸びるアルミニウム含有電極上のみに形成することができる。

本発明の太陽電池の製造方法の第３の局面によれば、アルミニウム含有電極は島状に複数形成され、互いに間隔をあけて配置されてもよい。

ここで、本発明の太陽電池の製造方法の第３の局面においては、銀含有電極をアルミニウム含有電極を連結するように形成することができる。

また、本発明は、半導体基板の表面の一部に形成されたアルミニウム含有電極と、半導体基板の表面の一部に形成された絶縁膜と、アルミニウム含有電極の表面の少なくとも一部に形成された銀含有電極と、を含む、太陽電池である。

ここで、本発明の太陽電池においては、半導体基板の表面を半導体基板の受光面とは反対側の裏面とすることができる。

また、本発明の太陽電池においては、アルミニウム含有電極は線状に複数形成されており、アルミニウム含有電極は間隔をあけて互いに平行に配置されていてもよい。

また、本発明の太陽電池においては、アルミニウム含有電極は線状に複数形成されており、アルミニウム含有電極はアルミニウム含有電極同士が直交して格子を形成するように配置されていてもよい。

また、本発明の太陽電池においては、アルミニウム含有電極は島状に複数形成されており、アルミニウム含有電極は互いに間隔をあけて配置されていてもよい。

また、本発明の太陽電池においては、銀含有電極は、アルミニウム含有電極の複数と接触していてもよい。

なお、本発明において「受光面」とは、太陽電池を設置して使用する際に、通常、入射光の側に向けられる半導体基板の表面のことをいう。

本発明によれば、太陽電池に生じる反りを抑制することができる太陽電池の製造方法および太陽電池を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

（実施の形態１）
図１（ａ）に本発明の太陽電池の好ましい一例の裏面の模式的な平面図を示し、図１（ｂ）に図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂに沿った模式的な断面図を示す。この太陽電池１においては、図１（ａ）に示すように、ｐ型のシリコン基板２の裏面に、紙面の上下方向に伸びる比較的幅の広い２本のアルミニウム含有電極６と紙面の左右方向に伸びる比較的幅の狭い１８本のアルミニウム含有電極６とが直交して格子を形成するようにアルミニウム含有電極６が配置されており、裏面銀含有電極８は紙面の上下方向に伸びる比較的幅の広い２本のアルミニウム含有電極６のそれぞれの表面の一部のみに形成されている。

また、図１（ｂ）に示すように、シリコン基板２の受光面にはｎ+層３が形成され、ｎ+層３上には反射防止膜４と受光面銀含有電極７とが形成されている。また、シリコン基板２の裏面には裏面電界（Back Surface Field；ＢＳＦ）層として機能するｐ+層５が形成されており、シリコン基板２の裏面のうちｐ+層５が形成されている箇所にはアルミニウム含有電極６が形成され、ｐ+層５が形成されていない箇所には絶縁膜９が形成されている。また、アルミニウム含有電極６上には裏面銀含有電極８が形成されている。

図２（ａ）〜（ｆ）に、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す太陽電池の製造工程の好ましい一例の模式的な断面図を示す。まず、図２（ａ）に示すｐ型の多結晶または単結晶からなるシリコン基板２の受光面をＮａＯＨなどを含むアルカリ水溶液を用いてエッチングする。ここで、アルカリ水溶液の代わりに、酸を用いてもよく、ＮａＯＨまたはＫＯＨなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールなどを加えたエッチャントに浸漬することで結晶方位に沿った異方性エッチングを行ないテクスチャ構造と呼ばれる微小なピラミッド状の凹凸を形成してもよい。

次に、このシリコン基板２について、たとえば、Ｐ₂Ｏ₅若しくはＰＯＣｌ₃などによる気相拡散やリン化合物を含んだ溶液を塗布して行なう拡散法などを用いてたとえば８００℃以上９５０℃以下で５分以上３０分以下熱処理することにより、図２（ｂ）に示すように、シリコン基板２の受光面にｎ型不純物であるリンを拡散してｎ+層３を形成する。

次いで、図２（ｃ）に示すように、ｎ+層３上に反射防止膜４として常圧ＣＶＤ法にて
たとえば６０ｎｍ以上９０ｎｍ以下の厚みの酸化チタン膜を形成する。ここで、酸化チタン膜の代わりに、プラズマＣＶＤ法によって形成されたたとえば７０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚みの窒化ケイ素膜を用いてもよい。シリコン基板２が多結晶シリコンからなる場合には反射防止膜４としてプラズマＣＶＤ法によって窒化ケイ素膜を形成することにより多結晶粒界でのパッシベーション効果により太陽電池の出力を向上することができる。

続いて、シリコン基板２の裏面の一部に、スクリーン印刷法によりアルミニウムペーストを印刷する。なお、本発明において、アルミニウムペーストとしては、たとえば樹脂中にアルミニウム粉末およびガラスフリットを含むものなどの従来から公知のものを用いることができる。

その後、アルミニウムペーストを乾燥した後にたとえば５００℃以上９００℃以下の温度で焼成することによって、図２（ｄ）に示すように、アルミニウム含有電極６を形成する。このとき、シリコン基板２の裏面にアルミニウムが拡散することによってｐ+層５が形成される。また、アルミニウム含有電極６は、シリコン基板２の裏面に図３の模式的平面図に示すパターンに形成される。

次いで、図２（ｅ）に示すように、シリコン基板２の裏面およびアルミニウム含有電極６の表面を覆うように絶縁膜９としてＣＶＤ法によってたとえば５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚みの酸化ケイ素膜を形成する。ここで、絶縁膜９としては、熱酸化法によって形成されたたとえば５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚みの酸化ケイ素膜、プラズマＣＶＤ法によって形成されたたとえば６０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚みの窒化ケイ素膜またはたとえば５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚みの酸化チタン膜であってもよい。なお、本発明において、絶縁膜９は、太陽電池の変換効率を向上する観点から、シリコン基板２の表面におけるキャリアの再結合を抑制することができるパッシベーション膜であることが好ましい。また、シリコン基板２が多結晶シリコンからなる場合には絶縁膜９としてプラズマＣＶＤ法によって窒化ケイ素膜を形成することにより多結晶粒界でのパッシベーション効果により太陽電池の出力を向上することができる。

次に、シリコン基板２の受光面側の反射防止膜４の表面の一部にスクリーン印刷法によって銀ペーストを印刷するとともに、図１（ａ）に示す裏面銀含有電極８のパターンとなるように、シリコン基板１の裏面の絶縁膜９の表面の一部にも銀ペーストを印刷する。

ここで、銀ペーストとしては、たとえば樹脂中に銀粉末およびガラスフリットを含むものなどの従来から公知のものを用いることができる。さらに、シリコン基板２の受光面側の反射防止膜４の表面に印刷される銀ペーストはｎ+層３との接触抵抗を低減するためにリンを含む添加物を含ませることもでき、シリコン基板２の裏面側の絶縁膜９の表面に印刷される銀ペーストはアルミニウム含有電極６との接触抵抗を低減する添加物やアルミニウムを含ませることもできる。

そして、上記のように印刷された銀ペーストを乾燥した後にたとえば５００℃以上９００℃以下の温度で焼成する。これにより、図２（ｆ）に示すように、シリコン基板２の受光面側においては銀ペーストが反射防止膜４を突き抜けてｎ+層３と接触する受光面銀含有電極７が形成され、シリコン基板２の裏面側においては銀ペーストが絶縁膜９を突き抜けてアルミニウム含有電極６と接触する裏面銀含有電極８が形成される。ここで、受光面銀含有電極７および裏面銀含有電極８はそれぞれ、複数の太陽電池を直列または並列に接続するためのインターコネクタの半田付けに利用することができる。ここで、銀ペーストの焼成温度はアルミニウムペーストの焼成温度よりも低くすることが好ましい。この場合には太陽電池の出力をさらに向上することができる傾向にある。

以上の如く、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す太陽電池１が作製される。
このように、本発明においては、シリコン基板の裏面の一部にアルミニウム含有電極を形成するため、アルミニウム含有電極形成後の冷却過程においてアルミニウム含有電極とシリコン基板との間の熱膨張係数差により発生する太陽電池の反りを抑制することができる。これにより、太陽電池の割れを抑制し、歩留りを大幅に抑制することができることから、低コストで太陽電池を作製することが可能になる。

なお、上記において、受光面銀含有電極はアルミニウム含有電極を形成する時に形成してもよい。

（実施の形態２）
図４（ａ）に本発明の太陽電池の好ましい他の一例の裏面の模式的な平面図を示し、図４（ｂ）に図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂに沿った模式的な断面図を示す。

本実施の形態の太陽電池１においては、図４（ａ）に示すように、ｐ型のシリコン基板２の裏面に、紙面の左右方向に伸びる比較的幅の狭い１８本のアルミニウム含有電極６が互いに間隔をあけて平行に配置されており、裏面銀含有電極８は上記のアルミニウム含有電極６のすべてと直交するように紙面の上下方向に２本伸びている。

また、図４（ｂ）に示すように、シリコン基板２の受光面にはｎ+層３が形成され、ｎ+層３上には反射防止膜４と受光面銀含有電極７とが形成されている。また、シリコン基板２の裏面には裏面電界層として機能するｐ+層５が形成されており、シリコン基板２の裏面のうちｐ+層５が形成されている箇所にはアルミニウム含有電極６が形成され、ｐ+層５が形成されていない箇所には絶縁膜９が形成されている。また、アルミニウム含有電極６上には裏面銀含有電極８が形成されている。

実施の形態２においては、図５の模式的平面図に示すパターンにアルミニウム含有電極６が形成され、図４（ａ）の模式的平面図に示すパターンに裏面銀含有電極８が形成されることを特徴としており、その他の説明は実施の形態１と同様である。

（実施の形態３）
図６（ａ）に本発明の太陽電池の好ましいさらに他の一例の裏面の模式的な平面図を示し、図６（ｂ）に図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂに沿った模式的な断面図を示す。

本実施の形態の太陽電池１においては、図６（ａ）に示すように、ｐ型のシリコン基板２の裏面に、２１６個の島状のアルミニウム含有電極６が互いに間隔をあけて配置されており、裏面銀含有電極８は上記の島状のアルミニウム含有電極６を連結するように配置されている。

また、図６（ｂ）に示すように、シリコン基板２の受光面にはｎ+層３が形成され、ｎ+層３上には反射防止膜４と受光面銀含有電極７とが形成されている。また、シリコン基板２の裏面には裏面電界層として機能するｐ+層５が形成されており、シリコン基板２の裏面のうちｐ+層５が形成されている箇所にはアルミニウム含有電極６が形成され、ｐ+層５が形成されていない箇所には絶縁膜９が形成されている。また、アルミニウム含有電極６上には裏面銀含有電極８が形成されている。

実施の形態３においては、図７の模式的平面図に示すパターンにアルミニウム含有電極６が形成され、図６（ａ）の模式的平面図に示すパターンに裏面銀含有電極８が形成されることを特徴としており、その他の説明は実施の形態１と同様である。

（実施例１）
図１（ａ）および図１（ｂ）に示す太陽電池１を以下のようにして作製し、太陽電池の反りおよび出力を評価した。

まず、幅１２５ｍｍ×長さ１２５ｍｍ×厚み１５０μｍの略正方形状の板状のｐ型単結晶シリコンからなるシリコン基板２を用意した。次に、このシリコン基板２の表面をＮａＯＨ水溶液を用いてエッチングして、テクスチャ構造を形成した。

次に、このテクスチャ構造が形成されたシリコン基板２の受光面に対し、リンを含む溶液を塗布した後に９００℃で１０分間熱処理を行なうことにより、シリコン基板２の受光面にｎ型不純物であるリンを拡散して深さ約０．５μｍのｎ+層３を形成した。

次いで、ｎ+層３上に反射防止膜４として常圧ＣＶＤ法にて６０ｎｍ〜９０ｎｍの厚みの酸化チタン膜を形成した。

続いて、酸化チタン膜の受光面の所定の位置にスクリーン印刷法により銀ペーストを印刷して乾燥させた。

また、シリコン基板２の裏面の所定の位置にスクリーン印刷法によりアルミニウムペーストを印刷して乾燥させた。

続いて、上記の銀ペーストおよびアルミニウムペーストを７００℃〜８００℃で焼成することによって、上記の銀ペーストが反射防止膜４を突き抜けてｎ+層３と接触する厚さ数十μｍの受光面銀含有電極７が形成され、さらに上記のアルミニウムペーストからアルミニウムが分散することによってシリコン基板２の裏面に厚さ数十μｍのアルミニウム含有電極６が図３に示すパターンに形成されるとともに深さ約１０μｍのｐ+層５が形成された。

その後、ＣＶＤ法を用いて、シリコン基板２の裏面およびアルミニウム含有電極６の表面を覆うようにしてパッシベーション膜となる１００ｎｍの厚みの酸化ケイ素からなる絶縁膜９を形成した。

そして、絶縁膜９の表面のうちアルミニウム含有電極６が形成されている部分に相当する絶縁膜９の表面の一部に銀ペーストを印刷して乾燥させた。

次いで、絶縁膜９の表面に印刷された銀ペーストを５００℃〜８００℃で焼成することによって図１（ａ）に示すパターンに厚さ数十μｍの裏面銀含有電極８を形成した。

最後に、裏面銀含有電極８の形成後のシリコン基板２を冷却することによって実施例１の太陽電池を作製した。

また、比較として、絶縁膜を全く形成せずシリコン基板の裏面の全面にアルミニウム含有電極を形成したこと以外は実施例１と同一の方法および同一の条件で比較例１の太陽電池を作製した。

実施例１の太陽電池と比較例１の太陽電池とを比較したところ、実施例１の太陽電池は比較例１の太陽電池と比べて反りが低減されていた。また、比較例１の太陽電池は、太陽電池の搬送およびモジュール化工程において割れが多発したのに対して、実施例１の太陽電池は比較例１の太陽電池と比べて大幅に割れの発生を低減することができた。さらに、実施例１の太陽電池の出力は比較例１の太陽電池の出力と略同等の値が得られた。

（実施例２）
図４（ａ）および図４（ｂ）に示す太陽電池１を以下のようにして作製し、太陽電池の反りおよび出力を評価した。

まず、幅１５５ｍｍ×長さ１５５ｍｍ×厚み１００μｍの略正方形状の板状のｐ型単結晶シリコンからなるシリコン基板２を用意した。次に、このシリコン基板２の表面をＮａＯＨ水溶液を用いてエッチングして、テクスチャ構造を形成した。

続いて、上記の銀ペーストおよびアルミニウムペーストを６００℃〜８００℃で焼成することによって、上記の銀ペーストが反射防止膜４を突き抜けてｎ+層３と接触する厚さ数十μｍの受光面銀含有電極７が形成され、さらに上記のアルミニウムペーストからアルミニウムが分散することによってシリコン基板２の裏面に厚さ数十μｍのアルミニウム含有電極６が図５に示すパターンに形成されるとともに深さ約１０μｍのｐ+層５が形成された。

その後、ＣＶＤ法を用いて、シリコン基板２の裏面およびアルミニウム含有電極６の表面を覆うようにしてパッシベーション膜となる８０ｎｍの厚みの窒化ケイ素からなる絶縁膜９を形成した。

次いで、絶縁膜９の表面に印刷された銀ペーストを５００℃〜８００℃の範囲で上記のアルミニウムペーストの焼成時の温度よりも低い温度で焼成することによって図４（ａ）に示すパターンに厚さ数十μｍの裏面銀含有電極８を形成した。

以上の如く、実施例２の太陽電池を作製した。
また、比較として、絶縁膜を全く形成せずシリコン基板の裏面の全面にアルミニウム含有電極を形成したこと以外は実施例２と同一の方法および同一の条件で比較例２の太陽電池を作製した。

実施例２の太陽電池と比較例２の太陽電池とを比較したところ、実施例２の太陽電池は比較例２の太陽電池と比べて反りが低減されていた。また、比較例２の太陽電池は、太陽電池の搬送およびモジュール化工程において割れが多発したのに対して、実施例２の太陽電池は比較例２の太陽電池と比べて大幅に割れの発生を低減することができた。さらに、実施例２の太陽電池の出力は比較例２の太陽電池の出力と略同等の値が得られた。

（実施例３）
図６（ａ）および図６（ｂ）に示す太陽電池１を以下のようにして作製し、太陽電池の反りおよび出力を評価した。

まず、幅１２５ｍｍ×長さ１２５ｍｍ×厚み５０μｍの略正方形状の板状のｐ型多結晶シリコンからなるシリコン基板２を用意した。次に、このシリコン基板２の表面をＮａＯＨ水溶液を用いて表面をエッチングして、テクスチャ構造を形成した。

次に、このエッチングされたシリコン基板２の受光面に対し、リンを含む溶液を塗布した後に９００℃で１０分間熱処理を行なうことにより、シリコン基板２の受光面にｎ型不純物であるリンを拡散して深さ約０．５μｍのｎ+層３を形成した。

次いで、ｎ+層３上に反射防止膜４としてプラズマＣＶＤ法にて６０ｎｍ〜９０ｎｍの厚みの窒化ケイ素膜を形成した。

続いて、シリコン基板２の裏面の所定の位置にスクリーン印刷法によりアルミニウムペーストを印刷して乾燥させた。

続いて、上記のアルミニウムペーストを６００℃〜８００℃で焼成することによって、上記のアルミニウムペーストからアルミニウムが分散することによってシリコン基板２の裏面に厚さ数十μｍのアルミニウム含有電極６が図７に示すパターンに形成されるとともに深さ約１０μｍのｐ+層５が形成された。

その後、プラズマＣＶＤ法を用いて、シリコン基板２の裏面およびアルミニウム含有電極６の表面を覆うようにしてパッシベーション膜となる８０ｎｍの厚みの窒化ケイ素からなる絶縁膜９を形成した。

そして、反射防止膜４の表面の所定の位置にスクリーン印刷法により銀ペーストを印刷した後に乾燥させた。続いて、絶縁膜９の表面のうちアルミニウム含有電極６が形成されている部分に相当する絶縁膜９の表面に銀ペーストを印刷して乾燥させた。

次いで、絶縁膜９の表面に印刷された銀ペーストを５００℃〜８００℃の範囲で上記のアルミニウムペーストの焼成時の温度よりも低い温度で焼成することによって、上記の銀ペーストが反射防止膜４を突き抜けてｎ+層３と接触する厚さ数十μｍの受光面銀含有電極７が形成され、図６（ａ）に示すパターンに厚さ数十μｍの裏面銀含有電極８を形成した。

以上の如く、実施例３の太陽電池を作製した。
また、比較として、絶縁膜を全く形成せずシリコン基板の裏面の全面にアルミニウム含有電極を形成したこと以外は実施例３と同一の方法および同一の条件で比較例３の太陽電池を作製した。

実施例３の太陽電池と比較例３の太陽電池とを比較したところ、実施例３の太陽電池は比較例３の太陽電池と比べて反りが低減されていた。また、比較例３の太陽電池は、太陽電池の搬送およびモジュール化工程において割れが多発したのに対して、実施例３の太陽電池は比較例３の太陽電池と比べて大幅に割れの発生を低減することができた。さらに、実施例３の太陽電池の出力は比較例３の太陽電池の出力と略同等の値が得られた。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明によれば、半導体基板の表面の一部にアルミニウムペーストを印刷してアルミニウム含有電極を形成するため、アルミニウム含有電極の形成後の冷却過程においてアルミニウム含有電極と半導体基板との間の熱膨張係数差により発生する太陽電池の反りを抑制することができる。これにより、太陽電池の割れを抑制し、歩留りを大幅に抑制することができることから、低コストで太陽電池を作製することが可能になる。さらに、半導体基板の裏面にＣＶＤ法などを用いて酸化ケイ素、酸化チタン、あるいは窒化ケイ素などの絶縁膜を形成することにより、半導体基板の裏面でのパッシベーション効果（半導体基板の裏面でのキャリアの再結合を抑止する効果）による太陽電池の出力を向上させることができるだけでなく、半導体基板の裏面側から直接入射した光も太陽電池内に吸収できることから、太陽電池の出力が従来の太陽電池の出力よりも向上する傾向にある。

（ａ）は本発明の太陽電池の好ましい一例の裏面の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂに沿った模式的な断面図である。（ａ）は本発明に用いられるシリコン基板の一例の模式的な断面図であり、（ｂ）は受光面にｎ+層が形成された（ａ）に示すシリコン基板の模式的な断面図であり、（ｃ）は受光面に反射防止膜が形成された（ｂ）に示すシリコン基板の模式的な断面図であり、（ｄ）は裏面にアルミニウム含有電極が形成された（ｃ）に示すシリコン基板の模式的な断面図であり、（ｅ）は絶縁膜が形成された（ｄ）に示すシリコン基板の模式的な断面図であり、（ｆ）は受光面銀含有電極および裏面銀含有電極が形成された（ｅ）に示すシリコン基板の模式的な断面図である。本発明に用いられるシリコン基板のアルミニウム含有電極形成後の裏面の一例を示す模式的な平面図である。（ａ）は本発明の太陽電池の好ましい他の一例の裏面の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂに沿った模式的な断面図である。本発明に用いられるシリコン基板のアルミニウム含有電極形成後の裏面の他の一例を示す模式的な平面図である。（ａ）は本発明の太陽電池の好ましいさらに他の一例の裏面の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂに沿った模式的な断面図である。本発明に用いられるシリコン基板のアルミニウム含有電極形成後の裏面のさらに他の一例を示す模式的な平面図である。従来の太陽電池の一例の模式的な断面図である。（ａ）は従来の方法において用いられるシリコン基板の一例の模式的な断面図であり、（ｂ）は受光面にｎ+層が形成された（ａ）に示すシリコン基板の模式的な断面図であり、（ｃ）は受光面に反射防止膜が形成された（ｂ）に示すシリコン基板の模式的な断面図であり、（ｄ）は裏面にアルミニウム含有電極が形成された（ｃ）に示すシリコン基板の模式的な断面図であり、（ｅ）は受光面銀含有電極および裏面銀含有電極が形成された（ｄ）に示すシリコン基板の模式的な断面図である。

符号の説明

１太陽電池、２シリコン基板、３ｎ+層、４反射防止膜、５ｐ+層、６アルミニウム含有電極、７受光面銀含有電極、８裏面銀含有電極、９絶縁膜。

Claims

半導体基板の表面の一部にアルミニウムペーストを印刷する工程と、
前記アルミニウムペーストを焼成することによってアルミニウム含有電極を形成する工程と、
前記アルミニウム含有電極の形成後に前記半導体基板の前記表面および前記アルミニウム含有電極の表面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の表面の一部に銀ペーストを印刷する工程と、
前記銀ペーストを焼成することによって銀含有電極を前記アルミニウム含有電極の前記表面の少なくとも一部に形成する工程と、
を含む、太陽電池の製造方法。
前記アルミニウム含有電極は線状に複数形成され、前記アルミニウム含有電極は間隔をあけて互いに平行に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
前記銀含有電極は、前記アルミニウム含有電極に直交する線状に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
前記アルミニウム含有電極は線状に複数形成され、前記アルミニウム含有電極同士が直交して格子を形成するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
前記銀含有電極は、前記格子のいずれか一方の方向に伸びる前記アルミニウム含有電極上のみに形成されることを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
前記アルミニウム含有電極は島状に複数形成され、互いに間隔をあけて配置されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
前記銀含有電極は、前記アルミニウム含有電極を連結するように形成されることを特徴とする、請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
半導体基板の表面の一部に形成されたアルミニウム含有電極と、前記半導体基板の前記表面の一部に形成された絶縁膜と、前記アルミニウム含有電極の表面の少なくとも一部に形成された銀含有電極と、を含む、太陽電池。
前記半導体基板の前記表面は、前記半導体基板の受光面とは反対側の裏面であることを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池。
前記アルミニウム含有電極は線状に複数形成されており、前記アルミニウム含有電極は間隔をあけて互いに平行に配置されていることを特徴とする、請求項８または９に記載の太陽電池。
前記アルミニウム含有電極は線状に複数形成されており、前記アルミニウム含有電極は前記アルミニウム含有電極同士が直交して格子を形成するように配置されていることを特徴とする、請求項８または９に記載の太陽電池。
前記アルミニウム含有電極は島状に複数形成されており、前記アルミニウム含有電極は互いに間隔をあけて配置されていることを特徴とする、請求項８または９に記載の太陽電池。
前記銀含有電極は、前記アルミニウム含有電極の複数と接触していることを特徴とする、請求項８から１２のいずれかに記載の太陽電池。