CN109392312A - 太阳能电池、太阳能电池的制造系统及太阳能电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于廉价地提供高转换效率的太阳能电池。本发明的太阳能电池具备保护半导体基板(101)的钝化膜、在半导体基板的主面与半导体基板连接的第一副栅线电极(201)、与第一副栅线电极(201)交叉的第一主栅线电极(202)、和设置于第一副栅线电极(201)与第一主栅线电极(202)的交叉位置的中间层(203)，第一副栅线电极(201)和第一主栅线电极(202)经由中间层(203)相互电导通。

Description

太阳能电池、太阳能电池的制造系统及太阳能电池的制造 方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池、太阳能电池的制造系统及太阳能电池的制造方法。
背景技术
近年来，作为高效率太阳能电池单元，提出所谓的PR(Passivated Rear)结构型太阳能电池单元。PR结构型太阳能电池单元的特征在于：将基板的背面用钝化效果高且不易产生光学损失的保护膜覆盖，再将基板与背面电极的接触部位局域化，降低载流子的表面再结合。该背面电极由用于将太阳能电池单元中产生的光生成电流取出至外部的主栅线电极和与这些主栅线电极连接且与基板接触的集电用副栅线电极构成。予以说明，在以下的说明中，将成为太阳能电池的受光面侧的基板的面设为受光面，并且将成为与受光面相反侧的基板的面设为背面。
作为该背面电极的副栅线电极和主栅线电极，一般的作法是在印刷包含玻璃料等的导电性银糊剂后，进行干燥并烧成，贯穿地形成钝化膜。但是，导电性银糊剂以银为主成分，因此价格高，使用其会导致太阳能电池单元的制造成本上升。另外，在使用导电性银糊剂的情况下，存在使电极与基板的接触部的表面再结合速度变高的问题。另外，还存在使未形成扩散层或者扩散层的表面浓度薄的基板与电极之间的接触电阻非常高的问题。因此，理想的是廉价且接触电阻低、能够降低表面再结合速度的电极。
为了解决上述问题，作为副栅线电极的形成方法，理想的是使用以下方法：印刷导电性铝糊剂后，进行干燥并烧成，贯穿钝化膜。导电性铝糊剂与导电性银糊剂相比，每克单价非常便宜，可以抑制制造成本。另外，在导电性铝糊剂的烧成时，在基板与导电性铝糊剂的接触部形成p+层，因此若与导电性银糊剂使用时相比，则具有可以抑制电极与基板的接触部的表面再结合速度上升、或者可以降低未形成扩散层或扩散层的表面浓度薄的基板与电极的接触电阻这样的优点。
进而，为了解决上述问题，作为主栅线电极的形成方法，理想的是采用以下方法：印刷低温加热固化型银糊剂后，进行干燥并加热，仅与副栅线电极连接。使用低温加热固化型银糊剂而形成的电极不贯穿钝化膜，因此不使基板的表面再结合速度上升便可将从与副栅线电极的连接部收集到的光生成电流有效地取出至外部。
基于上述的要求，在PR结构型太阳能电池单元中，理想的是：副栅线电极是将导电性铝糊剂烧成而形成的，主栅线电极是将低温加热固化银糊剂加热而形成的。但是，将导电性铝糊剂烧成而形成的副栅线电极在电极表面形成高电阻的氧化铝皮膜，因此存在导致与使用低温加热固化银糊剂的主栅线电极之间的接触电阻变高的问题。
作为这样的问题的对策，有通过对氧化铝皮膜进行超声波清洗或光化学蚀刻加工而除去氧化铝皮膜的方法(例如专利文献1)。但是，在该情况下，产生增加烦杂的蚀刻工序而导致成本增大、在清洗时发生基板上的重金属污染而使寿命降低、或者成品率降低这样的新问题。
另外，还有以下方法：通过将副栅线电极的氧化铝皮膜的表面进行净化、活化，并局部地进行用粘接促进剂覆盖的处理，从而能够与主栅线电极粘(例如专利文献2)。但是，即使在该情况下，也会发生由表面的净化作业所致的成本增大、成品率降低这样的问题。
此外，还有利用基于铝珠的喷砂来除去氧化铝皮膜的方法(例如专利文献3)，但是存在使基板表面损伤而使表面再结合速度上升、或者使成品率降低这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2012-526399号公报
专利文献2：日本特表2008-506796号公报
专利文献3：日本特开昭60-25656号公报
发明内容
发明要解决的课题
为此，本发明是为了消除上述的问题点而完成的发明，其目的在于以简便的方法廉价且接触电阻低地使界面的表面再结合速度低的副栅线电极与界面的表面再结合速度低的主栅线电极以低电阻连接而以稳定的成品率廉价地提供高转换效率的太阳能电池。
用于解决课题的技术方案
本申请发明人等鉴于上述课题反复进行了深入研究，结果以至完成本发明。即，本发明的太阳能电池是在将导电性铝糊剂烧成而形成的铝副栅线电极与将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极之间设有将导电性银糊剂烧成而形成的中间层的太阳能电池。
在该中间层中使用例如导电性银糊剂。由此，在使用铝电极作为副栅线电极的情况下，导电性银糊剂中的玻璃破坏铝电极的氧化铝皮膜而作出银-铝合金。由此可以降低中间层与铝电极(副栅线电极)之间的接触电阻。
另外，基于该导电性银糊剂的电极(中间层)和低温加热固化银糊剂的主栅线电极两者均以银为主成分，因此可以降低接触电阻。因此，将导电性铝糊剂烧成而形成的副栅线电极和将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极经由该中间层而以低电阻电连接，制作成兼顾铝电极(副栅线电极)和低温加热固化的主栅线电极的、廉价且高效率的太阳能电池。
形成该中间层的糊剂与形成副栅线电极的糊剂或形成主栅线电极的糊剂的使用量相比为极少量。即使为少量，也能实现副栅线电极与主栅线电极的充分的低电阻。因此，即使使用银糊剂，也几乎不对成本增大造成影响。
本发明的太阳能电池不仅适用于PR结构型太阳能电池单元而且还适用于例如背面电极型太阳能电池单元，可以提高转换效率。作为与背面电极型太阳能电池单元的p+层连接的电极，理想的是将导电性铝糊剂烧成而形成的副栅线电极和将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极。
另外，作为与n+层连接的电极，理想的是将一般的副栅线电极用的导电性银糊剂烧成而形成的副栅线电极和将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极。这是由于：若在与n+层连接的电极中使用铝糊剂，则导致在n+层中形成p+层，导致转换效率变差。
鉴于这些要求，在将本发明应用于背面电极型太阳能电池单元的情况下，采用例如以下方法：在p+层上印刷导电性铝糊剂并干燥后，在n+层上及p+层上的成为中间层的部位印刷导电性银糊剂并干燥后，进行烧成。由此，可以形成与p+层连接的铝副栅线电极、与n+层连接的银副栅线电极、铝副栅线电极上的中间层。
之后，形成使用了低温加热固化银糊剂的主栅线电极。在该情况下，与n+层连接的银副栅线电极和铝副栅线电极上的中间层可以利用例如丝网印刷等同时形成，因此即使与不形成中间层的工序相比，工序数也不会增加，具有对成本造成的影响非常小的优点。
为此，本发明的太阳能电池具备：保护半导体基板的钝化膜、在半导体基板的主面与半导体基板连接的第一副栅线电极、与第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极、和设置于第一副栅线电极与第一主栅线电极的交叉位置的中间层，第一副栅线电极和第一主栅线电极经由中间层而相互电导通。
另外，在本发明的太阳能电池中，第一副栅线电极包含铝的烧结体，第一主栅线电极包含环氧树脂与银的烧结体或丙烯酸类树脂与银的烧结体，中间层包含玻璃料与银的烧结体。
另外，本发明的太阳能电池具备：设置于半导体基板的主面的第一导电型的第一杂质扩散层；设置于主面的第二导电型的第二杂质扩散层；保护半导体基板、第一杂质扩散层及第二杂质扩散层的钝化膜；在主面与第一杂质扩散层连接的第一副栅线电极；在主面与第二杂质扩散层连接的第二副栅线电极；与第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极；与第二副栅线电极交叉的第二主栅线电极；和设置于第一副栅线电极与第一主栅线电极的交叉位置的中间层，第一副栅线电极和第一主栅线电极经由中间层而相互电导通。
另外，在本发明的太阳能电池中，第一副栅线电极包含铝的烧结体，第一主栅线电极包含环氧树脂与银的烧结体或丙烯酸类树脂与银的烧结体，第二副栅线电极及中间层包含玻璃料与银的烧结体。
另外，在本发明的太阳能电池中，将在第一副栅线电极与第一主栅线电极的交叉位置上朝向与主面正交的方向观察时的中间层的面积设为A、并且将第一副栅线电极与第一主栅线电极交叉的面积设为B的情况下，A/B为0.01以上且1以下。
本发明的PR(Passivated Rear)结构型太阳能电池的制造系统至少具备：形成保护半导体基板的钝化膜的成膜装置、在上述半导体基板的主面形成与上述半导体基板连接的第一副栅线电极的副栅线电极形成装置、在上述第一副栅线电极上形成中间层的中间层形成装置、和形成隔着上述中间层与上述第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极的主栅线电极形成装置。副栅线电极形成装置将包含导电性铝糊剂烧成而形成第一副栅线电极，中间层形成装置将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成中间层。导电性铝糊剂和第一导电性银糊剂被同时烧成。主栅线电极形成装置将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第二导电性银糊剂加热而形成第一主栅线电极，导电性铝糊剂及第一导电性银糊剂的烧成时峰温度与第二导电性银糊剂的加热时峰温度之差为300℃以上且700℃以下。
本发明的背面电极型太阳能电池的制造系统至少具备：形成设置于半导体基板的主面的第一导电型的第一杂质扩散层和设置于上述主面的第二导电型的第二杂质扩散层的扩散层形成装置；形成保护上述半导体基板、上述第一杂质扩散层及上述第二杂质扩散层的钝化膜的成膜装置；在上述主面形成与上述第一杂质扩散层连接的第一副栅线电极的第一副栅线电极形成装置；在上述主面形成与上述第二杂质扩散层连接的第二副栅线电极的第二副栅线电极形成装置；在上述第一副栅线电极上形成中间层的中间层形成装置；形成隔着上述中间层与上述第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极的第一主栅线电极形成装置；和形成与上述第二副栅线电极交叉的第二主栅线电极的第二主栅线电极形成装置。第二副栅线电极形成装置将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成第二副栅线电极，中间层形成装置将包含玻璃料的第二导电性银糊剂烧成而形成中间层，第一副栅线电极形成装置将导电性铝糊剂烧成而形成第一副栅线电极。第一导电性银糊剂、第二导电性银糊剂及导电性铝糊剂被同时烧成。第一主栅线电极形成装置将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第三导电性银糊剂加热而形成第一主栅线电极，第一导电性银糊剂、第二导电性银糊剂及导电性铝糊剂的烧成时峰温度与第三导电性银糊剂的加热时峰温度之差为300℃以上且700℃以下。
另外，本发明的太阳能电池的制造方法具备：在半导体基板上形成钝化膜的工序、在半导体基板的主面形成与半导体基板连接的第一副栅线电极的工序、在第一副栅线电极上形成中间层的工序、和形成隔着中间层与第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极的工序，在形成第一副栅线电极的工序中，将导电性铝糊剂烧成而形成第一副栅线电极，在形成中间层的工序中，将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成中间层，导电性铝糊剂和第一导电性银糊剂被同时烧成，在形成第一主栅线电极的工序中，将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第二导电性银糊剂加热而形成第一主栅线电极，导电性铝糊剂及第一导电性银糊剂的烧成时峰温度与第二导电性银糊剂的加热时峰温度之差为300℃以上且700℃以下。
另外，本发明的太阳能电池的制造方法具备：形成设置于半导体基板的主面的第一导电型的第一杂质扩散层和设置于主面的第二导电型的第二杂质扩散层的工序；形成保护上述半导体基板、第一杂质扩散层及第二杂质扩散层的钝化膜的工序；在主面形成与第一杂质扩散层连接的第一副栅线电极的工序；在主面形成与第二杂质扩散层连接的第二副栅线电极的工序；在第一副栅线电极上形成中间层的工序；形成隔着中间层与第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极的工序；和形成与第二副栅线电极交叉的第二主栅线电极的工序，在形成第二副栅线电极的工序中，将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成第二副栅线电极，在形成中间层的工序中，将包含玻璃料的第二导电性银糊剂烧成而形成中间层，在形成第一副栅线电极的工序中，将导电性铝糊剂烧成而形成第一副栅线电极，第一导电性银糊剂、第二导电性银糊剂及导电性铝糊剂被同时烧成，在形成第一主栅线电极的工序中，将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第三导电性银糊剂加热而形成第一主栅线电极，第一导电性银糊剂、第二导电性银糊剂及导电性铝糊剂的烧成时峰温度与第三导电性银糊剂的加热时峰温度之差为300℃以上且700℃以下。
在本发明的太阳能电池的制造方法中，同时进行形成第二副栅线电极的第一导电性银糊剂的涂布和形成中间层的第二导电性银糊剂的涂布。
附图说明
图1为对PR结构型太阳能电池单元例示的示意性剖视图。
图2为PR结构型太阳能电池单元的背面的立体图。
图3为表示适合于制造PR结构型太阳能电池单元的太阳能电池的制造系统的构成的框图。
图4为背面电极型太阳能电池单元的背面的立体图。
图5为表示适合于制造背面电极型太阳能电池单元的太阳能电池的制造系统的构成的框图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细地说明。此外，本发明也可以在下述说明的基础上利用广泛的其他实施方式来实施，本发明的范围并不受到下述限制，并且是权利要求书记载的范围。进而，附图并非与原尺寸成比例地示出。为了使本发明的说明、理解更为明确，根据关联构件会放大其尺寸，另外，对不重要的部分并未进行图示。
(一般的PR结构型太阳能电池单元)
首先，以PR结构型太阳能电池单元的示意性剖视图即图1为例对一般的PR结构型太阳能电池单元的制造工序进行说明。首先，准备半导体基板101。在该半导体基板101中使用单晶或多晶硅等。半导体基板101的导电型可以为p型、n型中的任一者，大多使用包含硼等p型半导体杂质且电阻率为0.1～4.0Ω·cm的p型硅基板。以下，以使用p型硅基板的太阳能电池单元制造方法为例进行说明。关于半导体基板101的大小，适合使用100～150mm见方、厚度为0.05～0.30mm的板状的材料。
接着，将半导体基板101浸渍于例如酸性溶液中而除去由切片等所致的表面损伤后，再用氢氧化钾水溶液等碱溶液进行化学蚀刻，并清洗、干燥，由此在基板的双面形成被称作纹理的凹凸结构。凹凸结构使太阳能电池单元受光面上发生光的多重反射。因此，通过形成凹凸结构，从而实效性地降低反射率，提高转换效率。
接着，形成BSF(Back Surface Field)层104。例如在包含BBr3等的800～1100℃的高温气体中设置半导体基板101，利用使硼等p型杂质元素扩散至背面的热扩散法，在背面形成薄层电阻为20～300Ω/□左右的p型扩散层和玻璃层。
在该情况下，在热扩散时以将半导体基板101的受光面彼此以2片相向地重叠的状态进行扩散，由此可以防止在受光面形成p型扩散层。之后，使其浸渍于例如稀释后的氢氟酸溶液等药品，由此除去在扩散时形成于半导体基板101表面的玻璃层，再用纯水进行清洗。
接着，形成发射极层102。例如在包含POCl3等的850～1100℃的高温气体中设置半导体基板101，利用使磷等n型杂质元素扩散至半导体基板101整面的热扩散法，在受光面形成薄层电阻为30～300Ω/□左右的n型扩散层和玻璃层。该n型扩散层成为发射极层102。
予以说明，在利用热扩散法形成n型扩散层的情况下，有时也在半导体基板101的背面及端面形成n型扩散层，但是在该情况下，也是在热扩散时将半导体基板101的背面彼此以2片相向地重叠的状态进行扩散，由此可以防止在背面形成n型扩散层。之后，使其浸渍于例如稀释后的氢氟酸溶液等药品中，由此除去在扩散时形成于基板表面的玻璃层，再用纯水进行清洗。另外，在此，在形成BSF层104后形成发射极层102，但是也可以在形成发射极层102后形成BSF层104。
接着，在半导体基板101的受光面及背面分别形成兼作防反射膜的钝化膜103、106。该钝化膜103、106由例如SiN(氮化硅)等形成，例如利用将SiH4与NH3的混合气体用N2稀释、以辉光放电分解使其形成等离子体而进行堆积的等离子体CVD法等来形成。就该钝化膜103、106而言，考虑到与半导体基板101的折射率差等，以使折射率成为1.8～2.3左右的方式形成，使厚度被形成为(埃)左右的厚度。
为了防止光在半导体基板101的表面发生反射且将光有效地取入半导体基板101内，而设置钝化膜103、106。另外，该SiN在形成时也作为对n型扩散层具有钝化效果的钝化膜发挥功能，具有防反射功能以及提高太阳能电池单元的电气特性的效果。另外，该膜不限于氮化硅，也可以使用氧化硅、碳化硅、非晶质硅、氧化铝、氧化钛等单层膜或将它们组合得到的层叠膜。另外，也可以在受光面和背面使用不同的膜。
接着，在半导体基板101的受光面和背面，丝网印刷包含例如银粉末和玻璃料等的导电性银糊剂，并使其干燥。之后，将各个导电性糊剂在500℃～950℃左右的温度下烧成1～60秒左右，由此使钝化膜103、106贯穿，使银粉末烧结而形成电极，使所形成的电极与硅导通，形成电极105、107。予以说明，受光面和背面的电极形成也可以将顺序颠倒，也可以一起进行烧成。
在如上述那样的一般的PR结构型太阳能电池单元的制造方法中，将包含银粉末和玻璃料等的导电性银糊剂烧成而形成背面的副栅线电极和主栅线电极。但是，在使用如上述那样的手法的情况下，存在以下问题：高价格的导电性银糊剂的使用量变多，对制造成本造成不良影响，而且电极105、107与半导体基板101之间的再结合速度大幅增大，妨碍转换效率上升。
这些问题能够通过本发明来解决。具体而言，副栅线电极是将廉价的导电性铝糊剂烧成而形成的，主栅线电极是将低温加热固化银糊剂加热而形成的。此时，在副栅线电极与主栅线电极之间形成将导电性银糊剂烧成而形成的中间层。由此，既降低副栅线电极与硅基板界面的接触电阻和载流子再结合速度，又降低主栅线电极和硅基板界面的载流子再结合，并且能够使副栅线电极与主栅线电极电导通，因此能够在降低制造成本的同时，使转换效率上升。
(PR结构型太阳能电池单元)
图2为应用本发明的太阳能电池的PR结构型太阳能电池单元的背面的立体图。本实施方式的PR结构型太阳能电池单元相比于上述说明的一般的PR结构型太阳能电池单元在电极的结构上有所不同。半导体基板101、设置于半导体基板101的纹理结构、BSF层104、钝化膜103、106也同样。
在半导体基板101的背面设有背面副栅线电极201及背面主栅线电极202。背面副栅线电极201以规定的间隔平行地设置多根，并且与半导体基板101连接。背面主栅线电极202以与多个背面副栅线电极201交叉的方式来设置。
在背面副栅线电极201与背面主栅线电极202之间设有中间层203。在图2中，为了便于说明，放大描绘中间层203。中间层203设置于背面副栅线电极201与背面主栅线电极202的交叉位置。经由该中间层203使背面副栅线电极201和背面主栅线电极202相互电导通。即，由太阳能电池单元产生的载流子通过背面副栅线电极201而经由中间层203有效地被取出至背面主栅线电极202。
(PR结构型太阳能电池的制造系统)
接着，对适合于制造以上说明的PR结构型太阳能电池单元的太阳能电池的制造系统400进行说明。
如图3所示，PR结构型太阳能电池的制造系统400至少具备：形成保护半导体基板的钝化膜的成膜装置410、在半导体基板的主面上形成与半导体基板连接的第一副栅线电极的副栅线电极形成装置420、在第一副栅线电极上形成中间层的中间层形成装置430、和隔着中间层形成与第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极的主栅线电极形成装置440。
成膜装置410例如可以为等离子体CVD装置。另外，在使用氧化硅作为钝化膜的情况下，也可以为能够在直至1000℃左右温度下洁净的气氛中进行处理的热处理炉。
副栅线电极形成装置420例如可以为由丝网印刷装置、干燥炉及烧成炉构成的装置。在副栅线电极形成装置420中，将导电性铝糊剂烧成而形成第一副栅线电极。
中间层形成装置430例如可以为由丝网印刷装置、干燥炉及烧成炉构成的装置。在中间层形成装置430中，将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成中间层。在此，副栅线电极形成装置420的烧成炉与中间层形成装置430的烧成炉可以为同一烧成炉。由此，导电性铝糊剂和第一导电性银糊剂被同时烧成。进而，副栅线电极形成装置420也可以兼作中间层形成装置430的丝网印刷装置及干燥炉的一者乃至多者。
主栅线电极形成装置440例如可以为由丝网印刷装置、干燥炉及加热炉构成的装置。根据干燥炉的温度可调整区域的不同，未必需要加热炉。在主栅线电极形成装置440中，将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第二导电性银糊剂加热而形成第一主栅线电极。导电性铝糊剂及第一导电性银糊剂的烧成时峰温度与第二导电性银糊剂的加热时峰温度之差可以为300℃以上且700℃以下。在此，主栅线电极形成装置440可以兼作中间层形成装置430的丝网印刷装置及干燥炉的一个乃至两个。
丝网印刷装置至少具有印刷部、对准部和运送部。印刷部具有刮板、刮刀及印刷制版。根据所期望的印刷图案，可以适当变更印刷制版。将印刷制版上的糊剂用刮刀进行涂布(在制版上进行填充)，并用刮板进行印刷(从制版挤出至基板)。对准部具有用于识别基板位置的摄像装置(照相机等)和可动式的基板载置台，其按照使基板上的印刷位置总是相同的方式进行调整。运送部将基板收送到印刷载置台再排出。
干燥炉及加热炉可以利用传送带方式或步进梁(walking beam)方式等的运送机构对基板进行连续地处理，也可以是汇集多个基板在炉内进行热处理的批次式。另外，还可以使运送装置夹入其间等而与丝网印刷装置或烧成炉连结。处理温度理想的是可以控制在室温～400℃左右的范围。
烧成炉一般利用传送带方式或步进梁方式等的运送机构将基板连续地处理。处理温度理想的是可以控制在300℃～900℃左右的范围。
通过以上说明的制造系统400，使将导电性铝糊剂烧成而形成的副栅线电极和将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极以低电阻进行电连接，可以制作兼具铝电极(副栅线电极)和低温加热固化的主栅线电极、廉价且高效率的PR结构型太阳能电池。
(背面电极型太阳能电池单元)
上述为有关PR结构型太阳能电池单元的实施方式的例子，但是本发明也可以应用于在非受光面形成有发射极层、BSF层两者的背面电极型太阳能电池单元。
图4为应用了本发明的太阳能电池的背面电极型太阳能电池单元的背面的立体图。在半导体基板101的背面设有与发射极层305连接的第一副栅线电极301、与第一副栅线电极301交叉的第一主栅线电极302和设置于第一副栅线电极301与第一主栅线电极302之间的中间层303。在图4中，为了便于说明，放大地描绘中间层303。
另外，在半导体基板101的背面设有与第一副栅线电极301互不相同地配置的第二副栅线电极307和与第二副栅线电极307交叉的第二主栅线电极308。第二副栅线电极307与设置于半导体基板101的背面的BSF层304连接。
在这样的背面电极型太阳能电池单元中，经由中间层303使第一副栅线电极301与第一主栅线电极302相互电导通。即，从太阳能电池单元产生的载流子通过第一副栅线电极301而经由中间层303有效地取出至第一主栅线电极302。
(背面电极型太阳能电池的制造系统)
接着，对适合于制造以上说明的背面电极型太阳能电池单元的太阳能电池的制造系统500进行说明。
如图5所示，本发明的背面电极型太阳能电池的制造系统500至少具备：形成设置于半导体基板主面的第一导电型的第一杂质扩散层和设置于主面的第二导电型的第二杂质扩散层的扩散层形成装置510；形成保护半导体基板、第一杂质扩散层及第二杂质扩散层的钝化膜的成膜装置520；在主面上形成与第一杂质扩散层连接的第一副栅线电极的第一副栅线电极形成装置530；在主面上形成与第二杂质扩散层连接的第二副栅线电极的第二副栅线电极形成装置540；在第一副栅线电极上形成中间层的中间层形成装置550；隔着中间层形成与第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极的第一主栅线电极形成装置560；和形成与第二副栅线电极交叉的第二主栅线电极的第二主栅线电极形成装置570。
扩散层形成装置510例如可以为能够在直至1000℃左右温度下洁净的气氛中进行处理、且能够引入BBr3、POCl3等掺杂剂气体的热处理炉。
成膜装置520例如可以为等离子体CVD装置。另外，在使用氧化硅作为钝化膜的情况下，也可以为能够在直至1000℃左右温度下洁净的气氛中进行处理的热处理炉。
第一副栅线电极形成装置530例如可以为由丝网印刷装置、干燥炉及烧成炉构成的装置。在第一副栅线电极形成装置530中，将导电性铝糊剂烧成而形成第一副栅线电极。
第二副栅线电极形成装置540例如可以为由丝网印刷装置、干燥炉及烧成炉构成的装置。在第二副栅线电极形成装置540中，将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成第二副栅线电极。
中间层形成装置550例如可以为由丝网印刷装置、干燥炉及烧成炉构成的装置。在中间层形成装置550中，将包含玻璃料的第二导电性银糊剂烧成而形成中间层。在此，第一副栅线电极形成装置530的烧成炉及第二副栅线电极形成装置540的烧成炉可以与中间层形成装置550的烧成炉是同一个烧成炉。由此，第一导电性银糊剂、第二导电性银糊剂及导电性铝糊剂被同时烧成。进而，第一副栅线电极形成装置530以及第二副栅线电极形成装置540也可以兼作中间层形成装置550的丝网印刷装置及干燥炉的一者乃至多者。
第一主栅线电极形成装置560及第二主栅线电极形成装置570例如可以为由丝网印刷装置、干燥炉及加热炉构成的装置。根据干燥炉的温度可调整区域的不同，未必需要加热炉。在第一主栅线电极形成装置560中，将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第三导电性银糊剂加热而形成第一主栅线电极。第一导电性银糊剂、第二导电性银糊剂及导电性铝糊剂的烧成时峰温度与第三导电性银糊剂的加热时峰温度之差可以为300℃以上且700℃以下。在此，第一主栅线电极形成装置560及第二主栅线电极形成装置570可以兼作中间层形成装置550的丝网印刷装置及干燥炉的一者乃至两者。
丝网印刷装置至少具有印刷部、对准部和运送部。印刷部具有刮板、刮刀及印刷制版。根据所期望的印刷图案，可以适当变更印刷制版。将印刷制版上的糊剂用刮刀进行涂布(在制版上进行填充)，并用刮板进行印刷(从制版挤出至基板)。对准部具有用于识别基板位置的摄像装置(照相机等)和可动式的基板载置台，其按照使基板上的印刷位置总是相同的方式进行调整。运送部将基板收送到印刷载置台再排出。
干燥炉及加热炉可以利用传送带方式或步进梁方式等的运送机构对基板进行连续地处理，也可以是汇集多个基板在炉内进行热处理的批次式。另外，还可以使运送装置夹入其间等而与丝网印刷装置或烧成炉连结。处理温度理想的是可以控制在室温～400℃左右的范围。
烧成炉一般利用传送带方式或步进梁方式等的运送机构将基板连续地处理。处理温度理想的是可以控制在300℃～900℃左右的范围。
通过以上说明的制造系统500，使将导电性铝糊剂烧成而形成的副栅线电极和将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极以低电阻进行电连接，可以制作兼具铝电极(副栅线电极)和低温加热固化的主栅线电极、廉价且高效率的背面电极型太阳能电池。
(实施例及比较例)
以下，列举本发明的实施例及比较例进行更具体地说明，但是本发明并不限定于此，可以活用于宽泛的用途中。
首先，通过对掺杂硼、切片成厚度0.2mm所制作的电阻率为约1Ω·cm的由p型单晶硅构成的p型硅基板进行外径加工，从而制成边长15cm的正方形的板状。然后，使该基板在氟硝酸溶液中浸渍15秒钟而进行损伤蚀刻，再用包含2％的KOH和2％的IPA的70℃的溶液进行5分钟化学蚀刻后，用纯水进行清洗，使其干燥，由此在基板的双面形成纹理结构。
在BBr3气体气氛中、950℃的温度且30分钟的条件下，对上述已经形成纹理的基板的背面进行热扩散处理，由此在基板的背面形成作为BSF层的p型扩散层和玻璃层。在此准备的基板表面的热处理后的薄层电阻的一面为约50Ω/□，硼浓度的最大值为1×1020atoms/cm3，p层扩散深度为0.8μm。之后，将前处理过的基板浸渍于25％的氢氟酸水溶液后，用纯水进行清洗，使其干燥，由此除去玻璃层。
进而，在POCl3气体气氛中、900℃的温度且20分钟的条件下，对上述已经形成p型扩散层的基板的受光面进行热扩散处理，由此在基板的受光面形成n型扩散层和玻璃层。在此准备的基板受光面的热处理后的薄层电阻的一面为约60Ω/□，磷浓度的最大值为7×1019atoms/cm3，n层的扩散深度为0.4μm。之后，将基板浸渍于25％的氢氟酸水溶液后，用纯水进行清洗，使其干燥，由此除去玻璃层。
接着，通过使用SiH4和NH3、N2的等离子体CVD法，在基板的受光面及背面上以厚度形成成为防反射膜兼钝化膜的SiN。
接着，使用丝网印刷法，在实施了到此为止的处理的基板的受光面以副栅线电极形状和主栅线电极形状的图案印刷导电性银糊剂，使其以150℃进行干燥。以下，副栅线电极形状是指以0.1mm宽、2mm间距形成的73根串状电极，主栅线电极形状是指以2mm宽、74mm间距与上述副栅线电极正交交叉的2根电极。在此，作为导电性银糊剂，使用含有玻璃料和银的Heraeus公司制SOL9383M。之后，对于前处理过的基板，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由玻璃料与银的烧结体构成的受光面副栅线电极和受光面主栅线电极。
之后，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状和主栅线电极形状的图案印刷导电性银糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由玻璃料与银的烧结体构成的背面副栅线电极和背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元(比较例1)。
另一方面，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用含有铝的GigaSolar公司制L210。之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极。
之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。在此，使用含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，但是也可以使用例如含有丙烯酸类树脂和银的Toyo-chem株式会社制低温固化型导电性银糊剂RA FS 074。之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元(比较例2)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.03mm×0.03mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.03mm×0.03mm)/(0.1mm×2mm)＝0.0045。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣300℃＝500℃(实施例1)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.045mm×0.045mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.045mm×0.045mm)/(0.1mm×2mm)≈0.01。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与上述低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣300℃＝500℃(实施例2)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.1mm×0.1mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.1mm×0.1mm)/(0.1mm×2mm)＝0.05。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与上述低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣300℃＝500℃(实施例3)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.1mm×2mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.1mm×2mm)/(0.1mm×2mm)＝1。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与上述低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣300℃＝500℃(实施例4)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.13mm×2mm的四方形状且以从副栅线电极渗出的方式印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.13mm×2mm)/(0.1mm×2mm)＝1.3。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与上述低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣300℃＝500℃(实施例5)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.1mm×0.1mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.1mm×0.1mm)/(0.1mm×2mm)＝0.05。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度600℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与上述低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣600℃＝200℃(实施例6)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.1mm×0.1mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.1mm×0.1mm)/(0.1mm×2mm)＝0.05。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度500℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与上述低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣500℃＝300℃(实施例7)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.1mm×0.1mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.1mm×0.1mm)/(0.1mm×2mm)＝0.05。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度100℃对前处理过的基板加热，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与上述低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣100℃＝700℃(实施例8)。
另外，使用丝网印刷法，在上述已经形成受光面电极的基板的背面以副栅线电极形状印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在各副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.1mm×0.1mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.1mm×0.1mm)/(0.1mm×2mm)＝0.05。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，以最高温度800℃对前处理过的基板烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的背面副栅线电极和由玻璃料与银的烧结体构成的中间层。之后，使用丝网印刷法，以主栅线电极形状且以与中间层重叠的方式印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度80℃对前处理过的基板加热，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的背面主栅线电极，制作成PR结构型太阳能电池单元。在此，导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与上述低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差为800℃﹣80℃＝720℃(实施例9)。
在此，实施例1～实施例9中的副栅线电极及背面副栅线电极相当于图2所示的背面副栅线电极201，主栅线电极及背面主栅线电极相当于图2所示的背面主栅线电极202，中间层相当于图2所示的中间层203。
表1中示出在利用上述的比较例1及比较例2和实施例1～实施例9的方法分别制作各20片PR结构型太阳能电池单元时的平均转换效率及本发明效果的有无。
[表1]
比较例2仅使用将导电性铝糊剂烧成得到的副栅线电极和将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极，未形成中间层，因此副栅线电极和主栅线电极间的电阻变高，转换效率比比较例1低。
通过使用本发明的实施例，从而若与比较例相比，则可以提高PR结构型太阳能电池单元的平均转换效率。这是由于可以兼具能够兼顾铝接触电阻降低和基板表面的再结合速度降低的将廉价的导电性铝糊剂烧成得到的副栅线电极和防止扩散层的再结合速度降低的将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极。
另外，还可知：为了使用本发明有效地使转换效率上升，在将朝向与主面(例如背面)正交的方向观察到的中间层的面积设为A、将副栅线电极与主栅线电极交叉的面积设为B的情况下，A/B理想的是0.01以上且1以下。这是由于：若该值过小，则中间层过小，无法使副栅线电极与主栅线电极间的电阻充分变低，若该值过大，则中间层过大而渗出钝化层，使表面再结合速度增大。
另外，还可知：导电性铝糊剂及导电性银糊剂的烧成时峰温度与低温加热固化银糊剂的加热时峰温度之差理想的是300℃以上且700℃以下。若该差过小，则导致低温加热固化银糊剂使表面再结合速度增大，若该差过大，则导致低温加热固化银糊剂未充分固化而容易剥离。
上述为将本发明应用于PR结构型太阳能电池单元时的结果。如上述所示，本发明也能应用于背面电极型太阳能电池单元。以下，列举本发明的实施例及比较例对背面电极型太阳能电池单元进行更具体地说明，但是本发明并不限定于此，可以应用在宽泛的用途中。
首先，通过对掺杂磷、切片成厚度0.2mm所制作的电阻率为约1Ω·cm的由n型单晶硅构成的n型硅基板进行外径加工，从而制作边长15cm的正方形的板状。然后，使该基板在氟硝酸溶液中浸渍15秒钟而进行损伤蚀刻后，用纯水进行清洗，使其干燥。
在氧气气氛中、1000℃的温度且120分钟的条件下对上述损伤蚀刻后的基板进行热氧化，由此在基板的双面以厚度形成氧化硅膜。然后，在形成于基板背面的氧化硅膜的、BSF层形成预定部位上丝网印刷抗蚀剂糊剂，以100℃的温度进行加热而使其干燥。在此，以成为发射极层的宽度为800μm、BSF层的宽度为200μm、交替地形成发射极层和BSF层的、Interdigitated Back Contact(指叉背接触)电池的结构的图案形成丝网印刷用版。作为抗蚀剂糊剂，使用LEKTRACHEM公司制185糊剂。
使该基板浸渍于2％氢氟酸水溶液中，由此部分除去残留于BSF层形成预定部位上方的氧化硅膜后，使其浸渍于丙酮，除去抗蚀剂糊剂后，用纯水进行清洗，并使其干燥。
接着，在BBr3气体气氛中、900℃的温度且20分钟的条件下对基板的背面进行热扩散处理，由此在基板的背面形成作为发射极层的p型扩散层和玻璃层。在此，所准备的n型硅基板背面的热处理后的薄层电阻为约70Ω/□，p层的扩散深度为0.5μm。之后，将该基板浸渍于25％的氢氟酸水溶液后，用纯水清洗，使其干燥，由此除去氧化硅膜和玻璃层。
在氧气气氛中、1000℃的温度且120分钟的条件下对上述发射极层形成后的基板进行热氧化，由此在基板的双面以厚度形成氧化硅膜。然后，在形成于基板背面的氧化硅膜的、形成有发射极层的部位上丝网印刷抗蚀剂糊剂，以100℃的温度进行加热而使其干燥。在此，作为抗蚀剂糊剂，使用LEKTRACHEM公司制185糊剂。使该基板浸渍于2％氢氟酸水溶液中，由此部分除去残留于形成有发射极层的部位上方的氧化硅膜后，使其浸渍于丙酮，除去抗蚀剂糊剂。
进而，在POCl3气体气氛中、930℃的温度且20分钟的条件下，对上述基板的背面进行热扩散处理，由此使磷扩散至除去了氧化硅膜的部位，形成作为BSF层的n型扩散层和玻璃层。在此，所准备的BSF层的热处理后的薄层电阻为约30Ω/□，n层的扩散深度为0.5μm。之后，将这些基板浸渍于25％的氢氟酸水溶液后，用纯水进行清洗，使其干燥，由此除去氧化硅膜和玻璃层。
接着，在基板的背面整面丝网印刷抗蚀剂糊剂，以100℃的温度进行加热而使其干燥。在此，作为抗蚀剂糊剂，使用LEKTRACHEM公司制185糊剂。将该基板用包含2％的氢氧化钾和2％的IPA的70℃的溶液化学蚀刻5分钟后，用纯水进行清洗，使其干燥，由此在基板的受光面形成纹理结构。之后，使基板浸渍于丙酮，除去抗蚀剂糊剂。
接着，利用使用SiH4和NH3、N2的等离子体CVD法，在基板的受光面及背面上以厚度形成成为防反射膜兼钝化膜的氮化硅膜。
进而，使用丝网印刷法，在实施直至钝化膜形成处理为止的基板的发射极层上以副栅线电极形状和主栅线电极形状的图案印刷导电性银糊剂，使其以150℃进行干燥。以下，副栅线电极形状是指以0.1mm宽、2mm间距形成的73根串状电极，主栅线电极形状是指以2mm宽与上述副栅线电极正交交叉的1根电极。在此，作为导电性银糊剂，使用含有玻璃料和银的Heraeus公司制SOL9383M。
进而，使用丝网印刷法，在实施到此为止的处理的基板的BSF层上以副栅线电极形状和主栅线电极形状的图案印刷导电性银糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性银糊剂，使用含有玻璃料和银的Heraeus公司制SOL9383M。
之后，将前处理过的基板以最高温度800℃烧成5秒种，形成由玻璃料与银的烧结体构成的与发射极层连接的副栅线电极和主栅线电极、以及与BSF层连接的副栅线电极和主栅线电极，制作成背面电极型太阳能电池单元(比较例3)。
另一方面，使用丝网印刷法，在实施直至钝化膜形成处理为止的基板的发射极层上以副栅线电极形状的图案印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用含有铝的GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在实施到此为止的处理的基板的BSF层上以副栅线电极形状和主栅线电极形状的图案印刷导电性银糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性银糊剂，使用含有玻璃料和银的Heraeus公司制SOL9383M。
之后，将前处理过的基板以最高温度800℃烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的与发射极层连接的副栅线电极以及由玻璃料与银的烧结体构成的与BSF层连接的副栅线电极。之后，使用丝网印刷法，以与发射极层连接的副栅线电极的主栅线电极及与BSF层连接的副栅线电极的主栅线电极形状印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。
在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。在此使用含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，但是也可以使用例如含有丙烯酸类树脂和银的Toyo-chem株式会社制低温固化型导电性银糊剂RA FS 074。之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的主栅线电极，制作成背面电极型太阳能电池单元(比较例4)。
另一方面，使用丝网印刷法，在实施直至钝化膜形成处理为止的基板的发射极层上以副栅线电极形状的图案印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用含有铝的GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在实施到此为止的处理的基板的BSF层上以副栅线电极形状和主栅线电极形状的图案印刷导电性银糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性银糊剂，使用含有玻璃料和银的Heraeus公司制SOL9383M。
之后，使用丝网印刷法，在与发射极层连接的副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位将导电性银糊剂以0.1mm×0.1mm的四方形状印刷中间层，使其以150℃进行干燥。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.1mm×0.1mm)/(0.1mm×2mm)＝0.05。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，将前处理过的基板以最高温度800℃烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的与发射极层连接的副栅线电极以及由玻璃料与银的烧结体构成的与BSF层连接的副栅线电极。
之后，使用丝网印刷法，以与发射极层连接的副栅线电极的主栅线电极及与BSF层连接的副栅线电极的主栅线电极形状印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的主栅线电极，制作成背面电极型太阳能电池单元(实施例10)。
另一方面，使用丝网印刷法，在实施直至钝化膜形成处理为止的基板的发射极层上以副栅线电极形状的图案印刷导电性铝糊剂，使其以150℃进行干燥。在此，作为导电性铝糊剂，使用含有铝的GigaSolar公司制L210。进而，使用丝网印刷法，在实施到此为止的处理的基板的BSF层上和与发射极层连接的副栅线电极上的主栅线电极交叉的预定部位，以副栅线电极形状和主栅线电极形状的图案以及以中间层的图案同时印刷导电性银糊剂，使其以150℃进行干燥。
在此，作为导电性银糊剂，使用含有玻璃料和银的Heraeus公司制SOL9383M。上述中间层的图案为0.1mm×0.1mm的四方形状。在该情况下，(中间层的面积)/(副栅线电极与主栅线电极层叠的面积)为(0.1mm×0.1mm)/(0.1mm×2mm)＝0.05。在此，作为导电性银糊剂，使用Heraeus公司制SOL9383M。
之后，将前处理过的基板以最高温度800℃烧成5秒钟，形成由铝的烧结体构成的与发射极层连接的副栅线电极以及由玻璃料与银的烧结体构成的与BSF层连接的副栅线电极。
之后，使用丝网印刷法，以与发射极层连接的副栅线电极的主栅线电极及与BSF层连接的副栅线电极的主栅线电极形状印刷含有环氧树脂和银的低温加热固化银糊剂，使其以100℃进行干燥。在此，作为低温加热固化银糊剂，使用Heraeus公司制HL80-7147。
之后，以最高温度300℃对前处理过的基板加热5分钟，形成由环氧树脂与银的烧结体构成的主栅线电极，制作成背面电极型太阳能电池单元(实施例11)。
在此，实施例10～实施例11中的与发射极层连接的副栅线电极相当于图4所示的第一副栅线电极301，设置于与发射极层连接的副栅线电极上的主栅线电极相当于图4所示的第一主栅线电极302，与BSF层连接的副栅线电极相当于图4所示的第二副栅线电极307，设置于与BSF层连接的副栅线电极上的主栅线电极相当于图4所示的第二主栅线电极308，中间层相当于图4所示的中间层303。
表2中示出利用上述的比较例3及比较例4、实施例10及实施例11的方法分别制作各20片背面电极型太阳能电池单元时的、平均转换效率及本发明效果的有无。
[表2]
比较例4仅使用将导电性铝糊剂烧成得到的副栅线电极和将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极，并未形成中间层，因此副栅线电极与主栅线电极间的电阻变高，转换效率比比较例3低。
通过使用本发明的实施例，从而若与比较例相比，则可以提高背面电极型太阳能电池单元的平均转换效率。这是由于可以兼具能够兼顾接触电阻降低和基板表面的再结合速度降低的将廉价的导电性铝糊剂烧成得到的副栅线电极和降低扩散层的再结合速度降低的将低温加热固化银糊剂加热而形成的主栅线电极。另外，还可知：即使对与BSF连接的副栅线电极和中间层同时进行丝网印刷处理，转换效率也不会发生变化。
予以说明，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为例示，与本发明的权利要求记载的技术思想具有实质相同的构成、且发挥同样作用效果的实施方式均包含在本发明的技术范围中。
(标号说明)
101…半导体基板
102…发射极层
103…钝化膜
104…BSF层
105…电极
106…钝化膜
107…电极
201…背面副栅线电极
202…背面主栅线电极
203…中间层
301…第一副栅线电极
302…第一主栅线电极
303…中间层
304…BSF层
305…发射极层
307…第二副栅线电极
308…第二主栅线电极
400…制造系统
410…成膜装置
420…副栅线电极形成装置
430…中间层形成装置
440…主栅线电极形成装置
500…制造系统
510…扩散层形成装置
520…成膜装置
530…第一副栅线电极形成装置
540…第二副栅线电极形成装置
550…中间层形成装置
560…第一主栅线电极形成装置
570…第二主栅线电极形成装置

Claims (10)

1.一种太阳能电池，其特征在于，具备：
钝化膜，其保护半导体基板；
第一副栅线电极，其在所述半导体基板的主面与所述半导体基板连接；
第一主栅线电极，其与所述第一副栅线电极交叉；和
中间层，其设置于所述第一副栅线电极与所述第一主栅线电极的交叉位置，
所述第一副栅线电极和所述第一主栅线电极经由所述中间层而相互电导通。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，
所述第一副栅线电极包含铝的烧结体，
所述第一主栅线电极包含环氧树脂与银的烧结体、或者丙烯酸类树脂与银的烧结体，
所述中间层包含玻璃料与银的烧结体。
3.一种太阳能电池，其特征在于，具备：
第一导电型的第一杂质扩散层，其设置于半导体基板的主面；
第二导电型的第二杂质扩散层，其设置于所述主面；
钝化膜，其保护所述半导体基板、所述第一杂质扩散层及所述第二杂质扩散层；
第一副栅线电极，其在所述主面与所述第一杂质扩散层连接；
第二副栅线电极，其在所述主面与所述第二杂质扩散层连接；
第一主栅线电极，其与所述第一副栅线电极交叉；
第二主栅线电极，其与所述第二副栅线电极交叉；和
中间层，其设置于所述第一副栅线电极与所述第一主栅线电极的交叉位置，
所述第一副栅线电极和所述第一主栅线电极经由所述中间层相互电导通。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，
所述第一副栅线电极包含铝的烧结体，
所述第一主栅线电极包含环氧树脂与银的烧结体、或者丙烯酸类树脂与银的烧结体，
所述第二副栅线电极及所述中间层包含玻璃料与银的烧结体。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，
将在所述第一副栅线电极与所述第一主栅线电极的交叉位置上朝向与所述主面正交的方向观察时的所述中间层的面积设为A、并且将所述第一副栅线电极与所述第一主栅线电极交叉的面积设为B的情况下，
A/B为0.01以上且1以下。
6.一种太阳能电池的制造系统，其特征在于，具备：
成膜装置，其形成保护半导体基板的钝化膜；
副栅线电极形成装置，其在所述半导体基板的主面形成与所述半导体基板连接的第一副栅线电极；
中间层形成装置，其在所述第一副栅线电极上形成中间层；和
主栅线电极形成装置，其形成隔着所述中间层与所述第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极，
所述副栅线电极形成装置将导电性铝糊剂烧成而形成所述第一副栅线电极，
所述中间层形成装置将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成所述中间层，
所述导电性铝糊剂和所述第一导电性银糊剂被同时烧成，
所述主栅线电极形成装置将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第二导电性银糊剂加热而形成所述第一主栅线电极，
所述导电性铝糊剂及所述第一导电性银糊剂的烧成时峰温度与所述第二导电性银糊剂的加热时峰温度之差为300℃以上且700℃以下。
7.一种太阳能电池的制造系统，其特征在于，具备：
扩散层形成装置，其形成设置于半导体基板的主面的第一导电型的第一杂质扩散层和设置于所述主面的第二导电型的第二杂质扩散层；
成膜装置，其形成保护所述半导体基板、所述第一杂质扩散层及所述第二杂质扩散层的钝化膜；
第一副栅线电极形成装置，其在所述主面形成与所述第一杂质扩散层连接的第一副栅线电极；
第二副栅线电极形成装置，其在所述主面形成与所述第二杂质扩散层连接的第二副栅线电极；
中间层形成装置，其在所述第一副栅线电极上形成中间层；
第一主栅线电极形成装置，其形成隔着所述中间层与所述第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极；和
第二主栅线电极形成装置，其形成与所述第二副栅线电极交叉的第二主栅线电极，
所述第二副栅线电极形成装置将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成所述第二副栅线电极，
所述中间层形成装置将包含玻璃料的第二导电性银糊剂烧成而形成所述中间层，
所述第一副栅线电极形成装置将导电性铝糊剂烧成而形成所述第一副栅线电极，
所述第一导电性银糊剂、所述第二导电性银糊剂及所述导电性铝糊剂被同时烧成，
所述第一主栅线电极形成装置将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第三导电性银糊剂加热而形成所述第一主栅线电极，
所述第一导电性银糊剂、所述第二导电性银糊剂及所述导电性铝糊剂的烧成时峰温度与所述第三导电性银糊剂的加热时峰温度之差为300℃以上且700℃以下。
8.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
形成保护半导体基板的钝化膜的工序；
在所述半导体基板的主面形成与所述半导体基板连接的第一副栅线电极的工序；
在所述第一副栅线电极上形成中间层的工序；和
形成隔着所述中间层与所述第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极的工序，
在形成所述第一副栅线电极的工序中，将导电性铝糊剂烧成而形成所述第一副栅线电极，
在形成所述中间层的工序中，将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成所述中间层，
所述导电性铝糊剂和所述第一导电性银糊剂被同时烧成，
在形成所述第一主栅线电极的工序中，将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第二导电性银糊剂加热而形成所述第一主栅线电极，
所述导电性铝糊剂及所述第一导电性银糊剂的烧成时峰温度与所述第二导电性银糊剂的加热时峰温度之差为300℃以上且700℃以下。
9.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
形成设置于半导体基板的主面的第一导电型的第一杂质扩散层和设置于所述主面的第二导电型的第二杂质扩散层的工序；
形成保护所述半导体基板、所述第一杂质扩散层及所述第二杂质扩散层的钝化膜的工序；
在所述主面形成与所述第一杂质扩散层连接的第一副栅线电极的工序；
在所述主面形成与所述第二杂质扩散层连接的第二副栅线电极的工序；
在所述第一副栅线电极上形成中间层的工序；
形成隔着所述中间层与所述第一副栅线电极交叉的第一主栅线电极的工序；和
形成与所述第二副栅线电极交叉的第二主栅线电极的工序，
在形成所述第二副栅线电极的工序中，将包含玻璃料的第一导电性银糊剂烧成而形成所述第二副栅线电极，
在形成所述中间层的工序中，将包含玻璃料的第二导电性银糊剂烧成而形成所述中间层，
在形成所述第一副栅线电极的工序中，将导电性铝糊剂烧成而形成所述第一副栅线电极，
所述第一导电性银糊剂、所述第二导电性银糊剂及所述导电性铝糊剂被同时烧成，
在形成所述第一主栅线电极的工序中，将包含环氧树脂或丙烯酸类树脂的第三导电性银糊剂加热而形成所述第一主栅线电极，
所述第一导电性银糊剂、所述第二导电性银糊剂及所述导电性铝糊剂的烧成时峰温度与所述第三导电性银糊剂的加热时峰温度之差为300℃以上且700℃以下。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
同时进行形成所述第二副栅线电极的所述第一导电性银糊剂的涂布和形成所述中间层的所述第二导电性银糊剂的涂布。
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