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WO2013128566A1 - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

太陽電池及びその製造方法 Download PDF

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WO2013128566A1
WO2013128566A1 PCT/JP2012/054917 JP2012054917W WO2013128566A1 WO 2013128566 A1 WO2013128566 A1 WO 2013128566A1 JP 2012054917 W JP2012054917 W JP 2012054917W WO 2013128566 A1 WO2013128566 A1 WO 2013128566A1
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WO
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solar cell
electrode
coating layer
metal layer
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Application number
PCT/JP2012/054917
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English (en)
French (fr)
Inventor
平　茂治
Original Assignee
三洋電機株式会社
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Publication date
Application filed by 三洋電機株式会社 filed Critical 三洋電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.
  • solar cells that can convert sunlight into electrical energy have been used as an alternative energy source for petroleum.
  • Examples of solar cells include single crystal solar cells, polycrystalline solar cells, amorphous solar cells, and the like, or combinations thereof.
  • FIG. 4 shows an example of the back surface configuration of the solar cell 100.
  • the transparent electrode layer 12, the back metal layer 14, and the coating layer 16 made of a transparent conductive film are formed on the back surface of the photovoltaic layer 10, and the electrode 18 is further provided on the coating layer 16. Yes.
  • the electrode 18 is electrically connected to the back metal layer 14 through the coating layer 16.
  • the interface between the back surface metal layer 14 and the coating layer 16 and the interface between the coating layer 16 and the electrode 18 exist, and the contact resistance increases as compared with the case where the back surface metal layer 14 and the electrode 18 are in direct contact. There's a problem.
  • the resistance of the coating layer 16 itself is high, the resistance value between the back surface metal layer 14 and the electrode 18 is also high. These cause a reduction in the fill factor FF of the solar cell 100 and the power generation efficiency.
  • One aspect of the present invention includes a photovoltaic layer, a back surface metal layer that covers the back surface of the photovoltaic layer, a conductive coating layer that covers a portion of the back surface metal layer, and a coating layer. And a conductive electrode that is in direct contact with the back metal layer.
  • One aspect of the present invention includes a first step of forming a back metal layer on the photovoltaic layer and a second step of forming a conductive coating layer so as to cover a part of the back metal layer. And a third step of forming a conductive electrode so as to be in direct contact with the back surface metal layer without passing through the coating layer.
  • the reliability of solar cells and solar cell modules can be improved.
  • the solar cell 200 in the first embodiment includes a substrate 30, an i-type amorphous layer 32i, a p-type amorphous layer 32p, a transparent conductive layer 34, an i-type amorphous material.
  • the material layer 36i includes an n-type amorphous layer 36n, a transparent conductive layer 38, a back metal layer 39, a first coating layer 40, a second coating layer 42, a first electrode 44, and a second electrode 46. .
  • the substrate 30, the i-type amorphous layer 32i, the p-type amorphous layer 32p, the i-type amorphous layer 36i, and the n-type amorphous layer 36n constitute the photovoltaic layer 201.
  • the solar cell module 300 includes a solar cell 200, a tab 47, filling layers 48 and 50, and sealing bodies 52 and 54.
  • the structure of the solar cell 200 will be described while showing a method for manufacturing the solar cell 200.
  • the substrate 30 is a wafer-like plate made of a crystalline semiconductor material.
  • the substrate 30 can be a substrate made of an n-type or p-type conductive crystalline semiconductor.
  • the substrate 30 absorbs the incident light and generates a carrier pair of electrons and holes by a photoelectric conversion effect.
  • a substrate made of n-type single crystal silicon is used as the substrate 30 will be described.
  • the substrate 30 is first subjected to pretreatment such as cleaning.
  • pretreatment such as cleaning
  • an uneven structure called a texture structure is formed on at least the light receiving surface of the substrate 30.
  • the i-type amorphous layer 32 i is laminated on one main surface of the substrate 30.
  • the i-type amorphous layer 32i is an intrinsic amorphous silicon semiconductor layer.
  • the i-type amorphous layer 32i may contain hydrogen.
  • the p-type amorphous layer 32p is stacked on the i-type amorphous layer 32i.
  • the p-type amorphous layer 32p is a p-type amorphous silicon semiconductor layer.
  • the p-type amorphous layer 32p may contain hydrogen.
  • the i-type amorphous layer 32 i is inserted between the p-type amorphous layer 32 p and the substrate 30 in order to improve the junction characteristics between the p-type amorphous layer 32 p and the substrate 30. For this reason, the i-type amorphous layer 32i has a thickness that does not substantially contribute to power generation, for example, 0.1 nm to 25 nm, preferably 1 nm to 10 nm.
  • the i-type amorphous layer 32i and the p-type amorphous layer 32p can be formed by a CVD method such as a chemical vapor deposition method or a film forming method such as a sputtering method.
  • the i-type amorphous layer 36 i is laminated on the other main surface of the substrate 30.
  • the i-type amorphous layer 36i is an intrinsic amorphous silicon semiconductor layer.
  • the i-type amorphous layer 36i may contain hydrogen.
  • the n-type amorphous layer 36n is stacked on the i-type amorphous layer 36i.
  • the n-type amorphous layer 36n is an n-type amorphous silicon semiconductor layer.
  • the n-type amorphous layer 36n may contain hydrogen.
  • the i-type amorphous layer 36i is inserted between the n-type amorphous layer 36n and the substrate 30 in order to improve the bonding characteristics between the n-type amorphous layer 36n and the substrate 30.
  • the i-type amorphous layer 36i has a thickness that does not substantially contribute to power generation, for example, 0.1 nm to 25 nm, preferably 1 nm to 10 nm, similarly to the i-type amorphous layer 32i.
  • the thickness is as follows.
  • the i-type amorphous layer 36i and the n-type amorphous layer 36n can be formed by a film forming method such as a CVD method or a sputtering method.
  • the transparent conductive layer 34 is formed on the p-type amorphous layer 32p.
  • the transparent conductive layer 38 is formed on the n-type amorphous layer 36n.
  • the transparent conductive layers 34 and 38 include, for example, at least one metal oxide such as indium oxide, zinc oxide, tin oxide, or titanium oxide, and these metal oxides include tin, zinc, tungsten, A dopant such as antimony, titanium, cerium, or gallium may be doped.
  • the transparent conductive layers 34 and 38 can be formed by a film forming method such as an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method. The film thicknesses of the transparent conductive layers 34 and 38 can be appropriately adjusted according to the refractive index of the transparent conductive layers 34 and 38.
  • the back metal layer 39 is a conductive layer on the transparent conductive layer 38.
  • the back surface metal layer 39 is provided over substantially the entire back surface so that the power generated in the solar cell 200 can be collected evenly on the back surface side.
  • the back metal layer 39 is preferably a highly reflective and conductive metal layer, and preferably contains at least one of silver (Ag), copper (Cu), and aluminum (Al) as a main component.
  • the first coating layer 40 is disposed on the transparent conductive layer 34, and the second coating layer 42 is disposed on the back metal layer 39.
  • the first coating layer 40 and the second coating layer 42 include, for example, at least one metal oxide such as indium oxide, zinc oxide, tin oxide, or titanium oxide. Further, a dopant such as zinc, tungsten, antimony, titanium, cerium, or gallium may be doped.
  • the first coating layer 40 and the second coating layer 42 can be formed by a film forming method such as an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method.
  • the first coating layer 40 and the second coating layer 42 may have a single layer structure or a multilayer structure of a plurality of layers.
  • the first electrode 44 is a conductive layer on the transparent conductive layer 34.
  • the first electrode 44 preferably has a comb-like structure including a plurality of fingers and electrodes connecting the fingers so that the power generated by the solar cell 200 can be collected evenly from the surface.
  • the first electrode 44 is preferably a highly conductive metal layer, and preferably contains at least one of silver (Ag), copper (Cu), and aluminum (Al) as a main component.
  • the second electrode 46 is a current collecting electrode for collecting electric power generated in the solar cell 200 from the back surface.
  • the second electrode 46 is preferably a linear or zigzag planar shape.
  • the second electrode 46 is preferably a highly conductive metal layer, and preferably contains at least one of silver (Ag), copper (Cu), and aluminum (Al) as a main component.
  • the second electrode 46 is embedded in the opening A of the second coating layer 42.
  • the film thickness of the second electrode 46 is made larger than the film thickness of the second coating layer 42 in the vicinity thereof.
  • the thickness of the second electrode 46 is preferably 100 nm or more.
  • the second electrode 46 and the second coating layer 42 are preferably the same.
  • the opening A can be formed by applying photolithography, a metal mask or the like to the second coating layer 42. That is, a mask is disposed on the back metal layer 39 so as to cover the portion of the opening A before the second coating layer 42 is formed, and then the second coating layer 42 is formed. Then, by removing the mask after the second coating layer 42 is formed, the second coating layer 42 having the opening A where the back surface metal layer 39 is exposed can be formed.
  • the opening A may be formed by etching after the second coating layer 42 is formed on the entire surface of the back metal layer 39. Also in this case, photolithography, a metal mask, or the like can be applied. Further, after the second coating layer 42 is formed, the opening A may be formed by laser ablation.
  • the second electrode 46 can be formed by a screen printing method or an offset printing method. After forming the opening A in the second coating layer 42, the second electrode 46 is formed using a screen mask or an offset mask patterned in accordance with the pattern of the opening A. The second electrode 46 is formed so as to be in direct contact with the back surface metal layer 39. The film thickness of the second electrode 46 can be adjusted by conditions such as the mask thickness and the viscosity of the conductive ink. A part of the second electrode 46 may cover the second coating layer 42.
  • the structures of the second coating layer 42 and the second electrode 46 can be confirmed by cross-sectional observation using an electron microscope.
  • the relative arrangement of the second coating layer 42 and the second electrode 46 and the film thickness relationship can be identified using the cross-section SEM and the cross-section TEM.
  • the solar cells 200 are connected to each other by tabs 47.
  • the plurality of solar cells 200 are connected in series by electrically connecting the first electrode 44 on the surface of the solar cell 200 and the electrode of the second electrode 46 on the back surface of the adjacent solar cell 200 by the tab 47. be able to.
  • the plurality of solar cells 200 are connected in parallel. can do.
  • the front and back surfaces of the solar cell 200 are sealed with sealing bodies 52 and 54 to form a solar cell module 300.
  • Filling layers 48 and 50 are disposed on the first coating layer 40, the second coating layer 42, the first electrode 44, and the second electrode 46, respectively, and sealed by pressing the sealing bodies 52 and 54 under heating.
  • the filling layers 48 and 50 are preferably made of a resin such as EVA or PVB.
  • the sealing body on the surface (light receiving surface) side of the solar cell 200 is preferably a light-transmitting glass plate or resin sheet.
  • the sealing body on the back surface side of the solar cell 200 can use a light-shielding member such as a resin film formed by sandwiching a metal foil in addition to a light-transmitting glass plate or resin sheet.
  • the back metal layer 39 and the second electrode 46 are in direct contact with each other, and the contact resistance between the back metal layer 39 and the second electrode 46 can be reduced.
  • the curve factor FF can be improved and the power generation efficiency can be increased while improving long-term reliability.
  • the second electrode 46 is disposed on the back metal layer 39, and the second electrode 46 covers the back metal layer 39 and the second electrode 46.
  • a coating layer 42 is provided.
  • the second electrode 46 patterned on the back metal layer 39 is formed by a screen printing method or an offset printing method. Thereafter, the second coating layer 42 is formed on substantially the entire back surface where the back metal layer 39 and the second electrode 46 are formed.
  • the tab 47 When the solar cells 200 are connected to each other by the tab 47, the tab 47 is pressed against the second electrode 46 from the second coating layer 42 on the back surface of the solar cell 200. As a result, as shown in FIG. 2, at least a part of the tab 47 directly contacts the second electrode 46 through the second coating layer 42.
  • the contact resistance between the back surface metal layer 39 and the second electrode 46 can be reduced.
  • the curve factor FF can be improved and the power generation efficiency can be increased while improving long-term reliability.
  • the scope of application of the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the present invention can be applied to a crystalline solar cell formed by thermal diffusion.
  • the base of the electrode, the back metal layer, and the coating layer is a crystalline semiconductor layer.
  • the scope of application of the present invention is not limited to crystalline solar cells, and any solar cells having electrodes can be similarly applied to other types of solar cells such as a thin film type.

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Abstract

　光起電力層２０１と、光起電力層２０１の裏面を被う裏面金属層３９と、裏面金属層３９上の一部を被う導電性の第２コーティング層４２と、第２コーティング層４２を介さず、裏面金属層３９に直接接触する導電性の第２電極４６と、を備える太陽電池２００とする。

Description

太陽電池及びその製造方法
　本発明は、太陽電池及びその製造方法に関する。
　近年、太陽光を電気エネルギーに変換することができる太陽電池が石油代替エネルギー源として使用されている。太陽電池には、単結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池、アモルファス型太陽電池等、又はこれらを組み合わせたものが挙げられる。
　図４は、太陽電池１００の裏面構成の例を示す。太陽電池１００では、光起電力層１０の裏面に透明電極層１２、裏面金属層１４、透明導電膜からなるコーティング層１６を形成し、さらにコーティング層１６上に電極１８を設けた構成とされている。
　ところで、上記構成では、電極１８は、コーティング層１６を介して裏面金属層１４と導通している。この構成では、裏面金属層１４とコーティング層１６との界面及びコーティング層１６と電極１８との界面が存在し、裏面金属層１４と電極１８とが直接接触する場合に比べて接触抵抗が増加する問題がある。また、コーティング層１６自体の抵抗が高いと、裏面金属層１４と電極１８との間の抵抗値も高くなる。これらは、太陽電池１００の曲線因子ＦＦ及び発電効率の低下を招く原因となる。
　本発明の１つの態様は、光起電力層と、光起電力層の裏面を被う裏面金属層と、裏面金属層上の一部を被う導電性のコーティング層と、コーティング層を介さず、裏面金属層に直接接触する導電性の電極と、を備える、太陽電池である。
　本発明の１つの態様は、光起電力層上に裏面金属層を形成する第１の工程と、裏面金属層上の一部を被うように導電性のコーティング層を形成する第２の工程と、コーティング層を介さず、裏面金属層に直接接触するように導電性の電極を形成する第３の工程と、を備える、太陽電池の製造方法である。
　本発明によれば、太陽電池及び太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができる。
第１の実施の形態における太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 第２の実施の形態における太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 第２の実施の形態における太陽電池モジュールの構成を示す一部断面図である。 従来の太陽電池の構成を示す断面図である。
＜第１の実施の形態＞
　第１の実施の形態における太陽電池２００は、図１の断面図に示すように、基板３０、ｉ型非晶質層３２ｉ、ｐ型非晶質層３２ｐ、透明導電層３４、ｉ型非晶質層３６ｉ、ｎ型非晶質層３６ｎ、透明導電層３８、裏面金属層３９、第１コーティング層４０、第２コーティング層４２、第１電極４４及び第２電極４６を含んで構成されている。基板３０、ｉ型非晶質層３２ｉ、ｐ型非晶質層３２ｐ、ｉ型非晶質層３６ｉ及びｎ型非晶質層３６ｎは、光起電力層２０１を構成する。
　なお、ｉ型非晶質層３２ｉ、ｐ型非晶質層３２ｐ、ｉ型非晶質層３６ｉ及びｎ型非晶質層３６ｎは、結晶粒を含む微結晶構造を含んでいてもよい。また、太陽電池モジュール３００は、太陽電池２００、タブ４７、充填層４８，５０及び封止体５２，５４を含んで構成される。
　以下、太陽電池２００の製造方法を示しつつ、太陽電池２００の構造を説明する。
　基板３０は、結晶系の半導体材料からなるウエハ状の板体である。基板３０は、ｎ型又はｐ型の導電型の結晶性半導体からなる基板とすることができる。基板３０は、例えば、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板、砒化ガリウム基板（ＧａＡｓ）、インジウム燐基板（ＩｎＰ）等を適用することができる。基板３０は、入射された光を吸収することで、光電変換効果により電子及び正孔のキャリア対を発生させる。以下では、基板３０としてｎ型の単結晶シリコンからなる基板を用いた例を説明する。
　基板３０には、まず洗浄等の前処理が施される。この前処理において、基板３０の少なくとも受光面にテクスチャ構造と呼ばれる凹凸構造が形成される。
　ｉ型非晶質層３２ｉは、基板３０の一主面上に積層される。例えば、ｉ型非晶質層３２ｉは、真性のアモルファスのシリコン半導体層である。ｉ型非晶質層３２ｉは、水素を含んでいてもよい。ｐ型非晶質層３２ｐは、ｉ型非晶質層３２ｉに積層される。例えば、ｐ型非晶質層３２ｐは、ｐ型の非晶質シリコン半導体層である。ｐ型非晶質層３２ｐは、水素を含んでいてもよい。
　i型非晶質層３２iは、ｐ型非晶質層３２ｐと基板３０との間の接合特性を改善するために、ｐ型非晶質層３２ｐと基板３０との間に挿入されている。このため、ｉ型非晶質層３２ｉの膜厚は、実質的に発電に寄与しない程度の厚み、例えば０．１ｎｍ以上２５ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚みにされている。
　ｉ型非晶質層３２ｉ及びｐ型非晶質層３２ｐは、化学気相成長法等のＣＶＤ法、或いはスパッタリング法等の成膜方法により形成することができる。
　ｉ型非晶質層３６ｉは、基板３０の他主面上に積層される。例えば、ｉ型非晶質層３６ｉは、真性のアモルファスシリコン半導体層である。ｉ型非晶質層３６ｉは、水素を含んでいてもよい。ｎ型非晶質層３６ｎは、ｉ型非晶質層３６ｉ上に積層される。例えば、ｎ型非晶質層３６ｎは、ｎ型のアモルファスシリコン半導体層である。ｎ型非晶質層３６ｎは、水素を含んでいてもよい。
　i型非晶質層３６iは、ｎ型非晶質層３６ｎと基板３０との間の接合特性を改善するために、ｎ型非晶質層３６ｎと基板３０との間に挿入されている。このため、ｉ型非晶質層３６ｉの膜厚は、実質的に発電に寄与しない程度の厚み、例えばｉ型非晶質層３２ｉと同様に、０．１ｎｍ以上２５ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚みにされている。
　ｉ型非晶質層３６ｉ及びｎ型非晶質層３６ｎは、ＣＶＤ法、スパッタリング法等の成膜方法により形成することができる。
　透明導電層３４は、ｐ型非晶質層３２ｐ上に形成される。透明導電層３８は、ｎ型非晶質層３６ｎ上に形成される。透明導電層３４，３８は、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、または酸化チタンなどの金属酸化物を少なくとも一つを含んで構成され、これらの金属酸化物に、錫、亜鉛、タングステン、アンチモン、チタン、セリウム、ガリウムなどのドーパントがドープされていてもよい。透明導電層３４，３８は、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等の成膜方法により形成することができる。透明導電層３４，３８の膜厚は、透明導電層３４，３８の屈折率に対応して適宜調整され得る。
　裏面金属層３９は、透明導電層３８上の導電層である。裏面金属層３９は、太陽電池２００で発生する電力を裏面側でまんべんなく集電できるように裏面の略全体に亘って設けられる。裏面金属層３９は、反射性及び導電性の高い金属層とすることが好ましく、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを主成分として含むことが好ましい。
　第１コーティング層４０は、透明導電層３４上に配され、第２コーティング層４２は、裏面金属層３９上に配される。第１コーティング層４０及び第２コーティング層４２は、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、または酸化チタンなどの金属酸化物を少なくとも一つを含んで構成され、これらの金属酸化物に、錫、亜鉛、タングステン、アンチモン、チタン、セリウム、ガリウムなどのドーパントがドープされていてもよい。第１コーティング層４０及び第２コーティング層４２は、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等の成膜方法により形成することができる。第１コーティング層４０及び第２コーティング層４２は、単層構造であってもよいし、複数層の積層構造であってもよい。
　第１電極４４は、透明導電層３４上の導電層である。第１電極４４は、太陽電池２００の発生する電力を表面からまんべんなく集電できるように、複数のフィンガー及びフィンガーを接続する電極を含む櫛形の構成とすることが好適である。第１電極４４は、導電性の高い金属層とすることが好ましく、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを主成分として含むことが好ましい。
　第２電極４６は、太陽電池２００で発生する電力を裏面から集電するための集電電極である。第２電極４６は、直線状、ジグザグ状の平面形状とすることが好適である。第２電極４６は、導電性の高い金属層とすることが好ましく、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを主成分として含むことが好ましい。
　第２電極４６は、第２コーティング層４２の開口部Ａに埋設される。第２電極４６の膜厚は、その近傍にある第２コーティング層４２の膜厚より厚くする。例えば、第２コーティング層４２の膜厚は１００ｎｍ程度であるので、第２電極４６の膜厚は１００ｎｍ以上とすることが好適である。第２電極４６及び第２コーティング層４２も同様とすることが好適である。
　開口部Ａは、第２コーティング層４２に対してフォトリソグラフィ、メタルマスク等を適用して形成することができる。すなわち、第２コーティング層４２の形成前に裏面金属層３９上に開口部Ａの部分を被うようにマスクを配した後、第２コーティング層４２を成膜する。そして、第２コーティング層４２の成膜後にマスクを除去することにより、裏面金属層３９が露出した開口部Ａを有する第２コーティング層４２を形成することができる。また、裏面金属層３９の全面に第２コーティング層４２を形成した後、エッチングにより開口部Ａを形成してもよい。この場合も、フォトリソグラフィ、メタルマスク等を適用することができる。また、第２コーティング層４２の形成後、レーザアブレーションにより開口部Ａを形成してもよい。
　第２電極４６は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法で形成することができる。第２コーティング層４２に開口部Ａを形成後、開口部Ａのパータンに併せてパターニングされたスクリーンマスクやオフセットマスクを用いて第２電極４６を形成する。第２電極４６は、裏面金属層３９に直接接するように形成する。第２電極４６の膜厚は、マスク厚、導電性インクの粘度等の条件により調整することができる。第２電極４６の一部は、第２コーティング層４２上を覆っていてもよい。
　第２コーティング層４２及び第２電極４６の構造は、電子顕微鏡を用いた断面観察によって確認することができる。例えば、断面ＳＥＭや断面ＴＥＭを用いて第２コーティング層４２及び第２電極４６の相対的配置や膜厚の関係を同定することができる。
　太陽電池モジュール３００に複数の太陽電池２００が含まれる場合、太陽電池２００はタブ４７によって相互に接続される。例えば、タブ４７により太陽電池２００の表面の第１電極４４と隣接する太陽電池２００の裏面の第２電極４６の電極とを電気的に接続することで、複数の太陽電池２００を直列に接続することができる。また、例えば、タブ４７により太陽電池２００と隣接する太陽電池２００の表面の第１電極４４同士及び裏面の第２電極４６同士を電気的に接続することで、複数の太陽電池２００を並列に接続することができる。太陽電池２００の表裏面は封止体５２，５４により封止され、太陽電池モジュール３００とされる。第１コーティング層４０，第２コーティング層４２及び第１電極４４，第２電極４６上にはそれぞれ充填層４８，５０が配され、加熱下において封止体５２，５４を押し付けることによって封止される。充填層４８，５０は、ＥＶＡやＰＶＢ等の樹脂とすることが好適である。太陽電池２００の表面（受光面）側の封止体は、透光性を有するガラス板や樹脂シートとすることが好適である。また、太陽電池２００の裏面側の封止体は、透光性を有するガラス板や樹脂シート以外に、金属箔をサンドイッチしてなる樹脂フィルム等の遮光性の部材も用いることができる。
　このように、裏面金属層３９と第２電極４６とが直接接触した構成となり、裏面金属層３９と第２電極４６との間の接触抵抗を低減することができる。その結果、第２コーティング層４２を適用した太陽電池２００及び太陽電池モジュール３００において、長期的な信頼性を高めつつ、曲線因子ＦＦを向上させ、発電効率を高めることができる。
＜第２の実施の形態＞
　第２の実施の形態における太陽電池２０２は、図２の断面図に示すように、裏面金属層３９上に第２電極４６が配置され、裏面金属層３９及び第２電極４６を被う第２コーティング層４２を有する。
　本実施の形態では、図３の一部断面図に示すように、スクリーン印刷法やオフセット印刷法により裏面金属層３９上にパターニングされた第２電極４６を形成する。その後、裏面金属層３９及び第２電極４６が形成された裏面の略全面に第２コーティング層４２を形成する。
　太陽電池２００をタブ４７によって相互に接続する場合、太陽電池２００の裏面において第２コーティング層４２上からタブ４７を第２電極４６に圧接する。これによって、図２に示すように、第２コーティング層４２を貫いてタブ４７の少なくとも一部が第２電極４６に直接接触する。
　このような構成においても、裏面金属層３９と第２電極４６との間の接触抵抗を低減することができる。これにより、第２コーティング層４２を適用した太陽電池２０２及び太陽電池モジュール３０２において、長期的な信頼性を高めつつ、曲線因子ＦＦを向上させ、発電効率を高めることができる。
　尚、本発明の適用範囲は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、本発明は熱拡散により形成された結晶系太陽電池にも適用可能である。この場合、電極、裏面金属層及びコーティング層の下地は結晶系半導体層となる。また、本発明の適用範囲は結晶系太陽電池に限定されるものではなく、電極を有する太陽電池であれば薄膜型等の他のタイプの太陽電池にも同様に適用可能である。
　１０　光起電力層、１２　透明電極層、１４　裏面金属層、１６　コーティング層、１８　電極、３０　基板、３２ｉ　ｉ型非晶質層、３２ｐ　ｐ型非晶質層、３４，３８　透明導電層、３６ｉ　ｉ型非晶質層、３６ｎ　ｎ型非晶質層、３９　裏面金属層、４０　第１コーティング層、４２　第２コーティング層、４４　第１電極、４６　第２電極、４７　タブ、４８，５０　充填層、５２，５４　封止体、１００，２００，２０２　太陽電池、２０１　光起電力層、３００，３０２　太陽電池モジュール。
 

Claims (9)

  1. 　光起電力層と、
    　前記光起電力層の裏面を被う裏面金属層と、
    　前記裏面金属層上の一部を被う導電性のコーティング層と、
    　前記コーティング層を介さず、前記裏面金属層に直接接触する導電性の電極と、
    を備えることを特徴とする太陽電池。
  2. 　請求項１に記載の太陽電池であって、
    　前記電極の一部は、前記コーティング層の一部を覆う。
  3. 　請求項１に記載の太陽電池であって、
    　前記コーティング層は、前記電極の一部を覆う。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽電池であって、
    　前記コーティング層は、透明導電膜からなる。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の太陽電池であって、
    　前記裏面金属層は、前記光起電力層の略全面を被う。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽電池であって、
    　前記裏面金属層は、銅又は銀を含む。
  7. 　光起電力層上に裏面金属層を形成する第１の工程と、
    　前記裏面金属層上の一部を被うように導電性のコーティング層を形成する第２の工程と、
    　前記コーティング層を介さず、前記裏面金属層に直接接触するように導電性の電極を形成する第３の工程と、
    を備えることを特徴とする太陽電池の製造方法。
  8. 　請求項７に記載の太陽電池の製造方法であって、
    　前記第３の工程は、
    　前記第２の工程後、前記コーティング層の一部を除去し、前記裏面金属層を露出させる工程と、
    　露出された前記裏面金属層に直接接触するように前記電極を形成する工程と、
    を含む。
  9. 　請求項７に記載の太陽電池の製造方法であって、
    　前記第１の工程後、前記第３の工程により前記電極を形成し、
    　前記第３の工程後、前記第２の工程により前記裏面金属層の一部及び前記電極の一部を覆うように前記コーティング層を形成する。
     
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