JP2001189481A - ソーラーセルの製造方法 - Google Patents
ソーラーセルの製造方法Info
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- 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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２層金属構造を備えた珪素基板からなるソー
ラーセルの製造方法であって、電極基板に半田付けされ
るべき基板表面が平坦化されて導電性が十分に確保され
ると共に、ボイドあるいは半田疲労が発生することが少
ないソーラーセルの製造方法を提供する。 【解決手段】 ソーラーセルの基板に保護層を形成する
と共に、開口窓を穿設した後、第１の金属層２４を堆積
させ（Ｓ２００，Ｓ２０２，Ｓ２０４）、酸化珪素から
なる第１の絶縁体層２６ｃを付着させ（コーティング
し）（Ｓ２０６）、ポリイミドからなる第２の絶縁体層
２６ｄを付着させる（コーティングする）と共に硬化さ
せ（Ｓ２０８，Ｓ２１０）、第２の金属層２８を堆積さ
せる（Ｓ２１２）。
ラーセルの製造方法であって、電極基板に半田付けされ
るべき基板表面が平坦化されて導電性が十分に確保され
ると共に、ボイドあるいは半田疲労が発生することが少
ないソーラーセルの製造方法を提供する。 【解決手段】 ソーラーセルの基板に保護層を形成する
と共に、開口窓を穿設した後、第１の金属層２４を堆積
させ（Ｓ２００，Ｓ２０２，Ｓ２０４）、酸化珪素から
なる第１の絶縁体層２６ｃを付着させ（コーティング
し）（Ｓ２０６）、ポリイミドからなる第２の絶縁体層
２６ｄを付着させる（コーティングする）と共に硬化さ
せ（Ｓ２０８，Ｓ２１０）、第２の金属層２８を堆積さ
せる（Ｓ２１２）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ソーラーセルの
製造方法、より具体的には裏面ポイントコンタクト型の
珪素（シリコン）基板からなるソーラーセルの製造方法
に関する。
製造方法、より具体的には裏面ポイントコンタクト型の
珪素（シリコン）基板からなるソーラーセルの製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ソーラーセルは、太陽光を照射されたと
き、電荷を生じる。太陽光は基板内の珪素の原子と共動
して電子・正孔対を生じ、電子・正孔対は基板のｐドー
プ領域とｎドープ領域を移動してドープ領域間に電圧差
を生じる。
き、電荷を生じる。太陽光は基板内の珪素の原子と共動
して電子・正孔対を生じ、電子・正孔対は基板のｐドー
プ領域とｎドープ領域を移動してドープ領域間に電圧差
を生じる。
【０００３】米国特許第４，２３４，３５２号は集光型
のソーラーセルを開示し、そのソーラーセルは、放物線
状の円錐形の光線集光部と、集光された光線を吸収して
白熱光を発生するラディエータ部を備える。光電変換セ
ルがその白熱光を受けてドープ領域間に電圧差を生じ
る。
のソーラーセルを開示し、そのソーラーセルは、放物線
状の円錐形の光線集光部と、集光された光線を吸収して
白熱光を発生するラディエータ部を備える。光電変換セ
ルがその白熱光を受けてドープ領域間に電圧差を生じ
る。
【０００４】別の米国特許第４，９２７，７７０号は、
集光型のソーラーセルに適した裏面ポイントコンタクト
型の珪素基板からなるソーラーセルを開示する。
集光型のソーラーセルに適した裏面ポイントコンタクト
型の珪素基板からなるソーラーセルを開示する。
【０００５】集光型のソーラーセルは大きな電流（例え
ば、２００から５００倍の集光度で１０Ａ／ｃｍ2 以
上）を生じると共に、出力電圧は比較的低電圧（例えば
０．８Ｖ）であるため、ソーラーセルの直列抵抗は、極
度に小さい値（例えば０．００３Ω・ｃｍ）でなければ
ならない。この極度に小さい抵抗値を得るために、ソー
ラーセルの金属層は、前記米国特許（第４，９２７，７
７０号）に開示されるように、２層金属構造となる。
ば、２００から５００倍の集光度で１０Ａ／ｃｍ2 以
上）を生じると共に、出力電圧は比較的低電圧（例えば
０．８Ｖ）であるため、ソーラーセルの直列抵抗は、極
度に小さい値（例えば０．００３Ω・ｃｍ）でなければ
ならない。この極度に小さい抵抗値を得るために、ソー
ラーセルの金属層は、前記米国特許（第４，９２７，７
７０号）に開示されるように、２層金属構造となる。
【０００６】この種のソーラーセルにおいては、第１の
金属層は半導体の陽極と陰極（ｐドープ領域およびｎド
ープ領域）に非常に幅の狭い配線で接続されて高集光
化、高効率化を図っている。第２の金属層の直列抵抗は
前記した極度に小さい値に保たれると共に、半田付けが
可能でなければならない。
金属層は半導体の陽極と陰極（ｐドープ領域およびｎド
ープ領域）に非常に幅の狭い配線で接続されて高集光
化、高効率化を図っている。第２の金属層の直列抵抗は
前記した極度に小さい値に保たれると共に、半田付けが
可能でなければならない。
【０００７】それら第１の金属層と第２の金属層の間
に、前記した米国特許（第４，９２７，７７０号）に開
示されるように、酸化珪素や酸化アルミニウムなどから
なる絶縁体（誘電体）層が形成される。
に、前記した米国特許（第４，９２７，７７０号）に開
示されるように、酸化珪素や酸化アルミニウムなどから
なる絶縁体（誘電体）層が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】集光型の珪素基板から
なるソーラーセルにあっては、高集光度（例えば２００
から５００倍、あるいは入射密度において２０から５０
Ｗ／ｃｍ2 ）であることから、第１の金属層は非常に厚
く（例えば２から４μｍ）なる。
なるソーラーセルにあっては、高集光度（例えば２００
から５００倍、あるいは入射密度において２０から５０
Ｗ／ｃｍ2 ）であることから、第１の金属層は非常に厚
く（例えば２から４μｍ）なる。
【０００９】このように第１の金属層と中間の絶縁体層
が厚くなる結果、絶縁体層上に薄い（例えば１から２μ
ｍの）第２の金属層を適正に形成するのが困難となり、
第２の金属層が十分な導電性を得られず、最悪の場合に
は断線するなどの不都合が生じる場合がある。
が厚くなる結果、絶縁体層上に薄い（例えば１から２μ
ｍの）第２の金属層を適正に形成するのが困難となり、
第２の金属層が十分な導電性を得られず、最悪の場合に
は断線するなどの不都合が生じる場合がある。
【００１０】さらに、基板を窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）または酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3 ）などからな
る電極基板に半田付けするとき、基板表面に凹凸がある
と、ボイド（気泡、ピンホールあるいはクラック）の発
生が増加する。換言すれば、基板の表面が平坦化される
ほど、電極基板への半田付けのときにボイドが発生し難
い。
Ｎ）または酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3 ）などからな
る電極基板に半田付けするとき、基板表面に凹凸がある
と、ボイド（気泡、ピンホールあるいはクラック）の発
生が増加する。換言すれば、基板の表面が平坦化される
ほど、電極基板への半田付けのときにボイドが発生し難
い。
【００１１】また、熱収縮に起因する半田疲労も、凹凸
がない方が、ある場合に比して、発生することが少な
い。従って、電極基板に半田付けされるべき基板表面
は、可能な限り平坦であることが望ましい。
がない方が、ある場合に比して、発生することが少な
い。従って、電極基板に半田付けされるべき基板表面
は、可能な限り平坦であることが望ましい。
【００１２】従って、この発明の目的は、珪素基板から
なるソーラーセルの製造方法であって、電極基板に半田
付けされるべき基板表面が平坦化されて導電性が十分に
確保されると共に、ボイドあるいは半田疲労の発生を低
減するようにしたソーラーセルの製造方法を提供するこ
とにある。
なるソーラーセルの製造方法であって、電極基板に半田
付けされるべき基板表面が平坦化されて導電性が十分に
確保されると共に、ボイドあるいは半田疲労の発生を低
減するようにしたソーラーセルの製造方法を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、ｎドープ領域とｐドープ領域を有する珪素基板
からなるソーラーセルの製造方法において、（ａ）前記
基板の表面にｎドープ領域とｐドープ領域に開口窓を備
える保護層を形成し、（ｂ）前記保護層の上に前記ｎド
ープ領域とｐドープ領域と接続するように第１の金属層
を堆積させ、（ｃ）前記第１の金属層の上に無機材から
なる第１の絶縁体層を付着させ（コーティングし）、
（ｄ）前記第１の絶縁体層をパターンおよびエッチング
処理して前記ｎドープ領域とｐドープ領域の少なくとも
一方に開口窓を穿設し、（ｅ）前記第１の絶縁体層の上
に有機材からなる第２の絶縁体層を付着させ（コーティ
ングし）、（ｆ）前記第２の絶縁体層をパターンおよび
エッチング処理して前記ｎドープ領域とｐドープ領域の
少なくとも一方に開口窓を穿設し、（ｇ）前記第２の絶
縁体層を所定の第１の温度で所定の第１の時間加熱して
硬化させ、および（ｈ）前記有機材からなる第２の絶縁
体層の上に前記ｎドープ領域とｐドープ領域の前記一方
と接続するように第２の金属層を堆積させる、工程から
なる如く構成した。
ために、ｎドープ領域とｐドープ領域を有する珪素基板
からなるソーラーセルの製造方法において、（ａ）前記
基板の表面にｎドープ領域とｐドープ領域に開口窓を備
える保護層を形成し、（ｂ）前記保護層の上に前記ｎド
ープ領域とｐドープ領域と接続するように第１の金属層
を堆積させ、（ｃ）前記第１の金属層の上に無機材から
なる第１の絶縁体層を付着させ（コーティングし）、
（ｄ）前記第１の絶縁体層をパターンおよびエッチング
処理して前記ｎドープ領域とｐドープ領域の少なくとも
一方に開口窓を穿設し、（ｅ）前記第１の絶縁体層の上
に有機材からなる第２の絶縁体層を付着させ（コーティ
ングし）、（ｆ）前記第２の絶縁体層をパターンおよび
エッチング処理して前記ｎドープ領域とｐドープ領域の
少なくとも一方に開口窓を穿設し、（ｇ）前記第２の絶
縁体層を所定の第１の温度で所定の第１の時間加熱して
硬化させ、および（ｈ）前記有機材からなる第２の絶縁
体層の上に前記ｎドープ領域とｐドープ領域の前記一方
と接続するように第２の金属層を堆積させる、工程から
なる如く構成した。
【００１４】これにより、電極基板に半田付けされるべ
き基板表面が平坦化されて導電性が十分に確保されると
共に、ボイドあるいは半田疲労の発生を低減することが
できる。
き基板表面が平坦化されて導電性が十分に確保されると
共に、ボイドあるいは半田疲労の発生を低減することが
できる。
【００１５】即ち、無機材からなる第１の絶縁体層を堆
積させると共に、その上に有機材からなる第２の絶縁体
層を付着させる（コーティングする）ことで、相互の欠
点を補い合わせることができ、よって基板表面を一層良
く平坦化することができて上記した効果を得ることがで
きる。
積させると共に、その上に有機材からなる第２の絶縁体
層を付着させる（コーティングする）ことで、相互の欠
点を補い合わせることができ、よって基板表面を一層良
く平坦化することができて上記した効果を得ることがで
きる。
【００１６】請求項２項にあっては、前記第１の絶縁体
層の無機材が少なくとも酸化珪素、窒化珪素および酸窒
化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）の内のいずれかである如く構成
した。
層の無機材が少なくとも酸化珪素、窒化珪素および酸窒
化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）の内のいずれかである如く構成
した。
【００１７】請求項３項にあっては、前記第２の絶縁体
層の有機材がポリイミドである如く構成した。
層の有機材がポリイミドである如く構成した。
【００１８】請求項４項にあっては、前記第２の絶縁体
層を、前記工程（ｂ）において堆積される第１の金属層
とほぼ同じ厚みの膜を形成するように前記工程（ｃ）で
付着させる（コーティングする）如く構成した。
層を、前記工程（ｂ）において堆積される第１の金属層
とほぼ同じ厚みの膜を形成するように前記工程（ｃ）で
付着させる（コーティングする）如く構成した。
【００１９】請求項５項にあっては、前記工程（ｂ）で
堆積させる前記第１の金属層の厚みと前記工程（ｃ）
（ｅ）で付着させる（コーティングする）前記第１およ
び第２の絶縁体層の厚みを合算した厚みより小さい厚み
で、前記第２の金属層を前記工程（ｈ）で堆積させる如
く構成した。
堆積させる前記第１の金属層の厚みと前記工程（ｃ）
（ｅ）で付着させる（コーティングする）前記第１およ
び第２の絶縁体層の厚みを合算した厚みより小さい厚み
で、前記第２の金属層を前記工程（ｈ）で堆積させる如
く構成した。
【００２０】請求項６項にあっては、前記工程（ｃ）に
おいて前記第１の絶縁体層をプラズマ・エンハンスドＣ
ＶＤ、低圧ＣＶＤおよび大気圧ＣＶＤの中のいずれかを
用いて付着させる（コーティングする）如く構成した。
おいて前記第１の絶縁体層をプラズマ・エンハンスドＣ
ＶＤ、低圧ＣＶＤおよび大気圧ＣＶＤの中のいずれかを
用いて付着させる（コーティングする）如く構成した。
【００２１】請求項７項にあっては、前記第２の金属層
は、吸収層(adhesion layer)と、拡散防止機能層と、お
よび半田金属層とを含む多層金属層からなる如く構成し
た。
は、吸収層(adhesion layer)と、拡散防止機能層と、お
よび半田金属層とを含む多層金属層からなる如く構成し
た。
【００２２】請求項８項にあっては、前記第２の金属層
は、光反射増加層（light reflective enhancement）
と、吸収層(adhesion layer)と、拡散防止機能層と、お
よび半田金属層とを含む多層金属層からなる如く構成し
た。
は、光反射増加層（light reflective enhancement）
と、吸収層(adhesion layer)と、拡散防止機能層と、お
よび半田金属層とを含む多層金属層からなる如く構成し
た。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００２４】図１（ａ）は、２層金属構造を備えた、前
記した米国特許第４，９２７，７７０号公報で開示され
る工程で製造される裏面ポイントコンタクト型の珪素基
板からなるソーラーセルの模式的な説明断面図である。
記した米国特許第４，９２７，７７０号公報で開示され
る工程で製造される裏面ポイントコンタクト型の珪素基
板からなるソーラーセルの模式的な説明断面図である。
【００２５】このソーラーセルは、約２００Ω・ｃｍの
抵抗を備えた単結晶の珪素基板１０を備える。珪素基板
１０の上面は酸化珪素からなる保護層１２を備えると共
に、その裏面にはｎドープ領域１４とｐドープ領域１６
が交互に形成される。ｎドープ領域１４とｐドープ領域
１６間の裏面は、酸化珪素からなる第１の保護層１８と
窒化珪素からなる第２の保護層２０で被覆される（図で
は一体的に示す）。
抵抗を備えた単結晶の珪素基板１０を備える。珪素基板
１０の上面は酸化珪素からなる保護層１２を備えると共
に、その裏面にはｎドープ領域１４とｐドープ領域１６
が交互に形成される。ｎドープ領域１４とｐドープ領域
１６間の裏面は、酸化珪素からなる第１の保護層１８と
窒化珪素からなる第２の保護層２０で被覆される（図で
は一体的に示す）。
【００２６】珪素基板上には、後述する如く、アルミニ
ウムをスパッタしてなる保護層を覆ってｎドープ領域１
４と接続される第１の金属層２４と、第１の金属層２４
上に付着（コーティング）される絶縁体（誘電体）層２
６と、それらの上に堆積されてｐドープ領域１６と接続
される、アルミニウムなどからなる第２の金属層２８が
形成される。
ウムをスパッタしてなる保護層を覆ってｎドープ領域１
４と接続される第１の金属層２４と、第１の金属層２４
上に付着（コーティング）される絶縁体（誘電体）層２
６と、それらの上に堆積されてｐドープ領域１６と接続
される、アルミニウムなどからなる第２の金属層２８が
形成される。
【００２７】珪素基板１０は、次いで電極基板１００に
半田層１０２および電極１０４からなる層を介してマウ
ント（実装）される。即ち、基板１０は、電極基板１０
０の電極１０４に半田付けされる。
半田層１０２および電極１０４からなる層を介してマウ
ント（実装）される。即ち、基板１０は、電極基板１０
０の電極１０４に半田付けされる。
【００２８】かかる構成において、太陽光は米国特許第
４，２３４，３５２号公報などで提案される集光器を介
して２００から５００倍（２０から５０Ｗ／ｃｍ2 ）に
集光され、図１（ａ）に符号３０で示す集光された太陽
光は珪素基板１０にその上面から入り、珪素基板１０の
原子と共動して電子・正孔対を生じ、電子・正孔対は基
板内のｐドープ領域１６とｎドープ領域１４を移動して
各ドープ領域１４，１６の間に電圧差を生じる。よって
生じた電圧差は、珪素基板１０の裏面側に接続される電
極１０４から取り出される。
４，２３４，３５２号公報などで提案される集光器を介
して２００から５００倍（２０から５０Ｗ／ｃｍ2 ）に
集光され、図１（ａ）に符号３０で示す集光された太陽
光は珪素基板１０にその上面から入り、珪素基板１０の
原子と共動して電子・正孔対を生じ、電子・正孔対は基
板内のｐドープ領域１６とｎドープ領域１４を移動して
各ドープ領域１４，１６の間に電圧差を生じる。よって
生じた電圧差は、珪素基板１０の裏面側に接続される電
極１０４から取り出される。
【００２９】図１（ａ）に示すソーラーセルの構成は公
知であり、この発明の要旨はその製造方法にあるので、
以下その点に焦点をおいて説明する。
知であり、この発明の要旨はその製造方法にあるので、
以下その点に焦点をおいて説明する。
【００３０】図１（ｂ）に、この発明に係る裏面ポイン
トコンタクト型の珪素基板からなるソーラーセルの構成
を示す。尚、図示の簡略化のため、図１（ａ）では、第
１の金属層２４はｎドープ領域１４のみに接続されると
共に、第２の金属層２８はｐドープ領域１６のみに接続
されるように図示した。実際には、図１（ｂ）に示すよ
うに、第１の金属層２４（２４ａ，２４ｂ）はｎドープ
領域１４およびｐドープ領域１６の双方に接続されると
共に、ｎドープ領域１４およびｐドープ領域１６は相互
に絶縁されるようにパターン処理される。また、第２の
金属層２８（２８ｂ）は、ｐドープ領域１６に接触する
第１の金属層２４（２４ａ）を介してｐドープ領域に接
続される。
トコンタクト型の珪素基板からなるソーラーセルの構成
を示す。尚、図示の簡略化のため、図１（ａ）では、第
１の金属層２４はｎドープ領域１４のみに接続されると
共に、第２の金属層２８はｐドープ領域１６のみに接続
されるように図示した。実際には、図１（ｂ）に示すよ
うに、第１の金属層２４（２４ａ，２４ｂ）はｎドープ
領域１４およびｐドープ領域１６の双方に接続されると
共に、ｎドープ領域１４およびｐドープ領域１６は相互
に絶縁されるようにパターン処理される。また、第２の
金属層２８（２８ｂ）は、ｐドープ領域１６に接触する
第１の金属層２４（２４ａ）を介してｐドープ領域に接
続される。
【００３１】同様に図示の簡略化のため、図１（ａ）は
ｐドープ領域１６が第２の金属層２８に接続される基板
部位のみ示すようにした。実際には、図１（ｂ）に示す
ように、ｎドープ領域１４が第２の金属層２８ａに接続
される部位を含む基板領域も存在する。このように、第
２の金属層２８は、ｎドープ領域１４がｐドープ領域１
６に接続されないようにパターン処理されて２つの領域
の間で開口される。
ｐドープ領域１６が第２の金属層２８に接続される基板
部位のみ示すようにした。実際には、図１（ｂ）に示す
ように、ｎドープ領域１４が第２の金属層２８ａに接続
される部位を含む基板領域も存在する。このように、第
２の金属層２８は、ｎドープ領域１４がｐドープ領域１
６に接続されないようにパターン処理されて２つの領域
の間で開口される。
【００３２】図２は、この発明に係る裏面ポイントコン
タクト型の珪素基板からなるソーラーセル（図１（ｂ）
に示す）の製造工程を示す工程フロー・チャートであ
り、図３および図４は、その製造工程を説明するための
説明断面図である。尚、図３（ａ）などにおいて、基板
１０は裏面を上にして示すと共に、図示の便宜のため、
部材のサイズおよび形状は変形あるいは誇張して示す。
タクト型の珪素基板からなるソーラーセル（図１（ｂ）
に示す）の製造工程を示す工程フロー・チャートであ
り、図３および図４は、その製造工程を説明するための
説明断面図である。尚、図３（ａ）などにおいて、基板
１０は裏面を上にして示すと共に、図示の便宜のため、
部材のサイズおよび形状は変形あるいは誇張して示す。
【００３３】先ず、Ｓ１０において、図３（ａ）に示す
如く、基板１０に酸化珪素からなる第１の保護層１８が
形成されると共に、第１の保護層１８の上に窒化珪素か
らなる第２の保護層２０を形成する。さらに、基板１０
の上面側には保護層１２を形成する。次いで、第１およ
び第２の保護層１８，２０に開口窓３４を穿設して基板
１０の表面を露出させ、燐でドープされたガラス３６を
第２の保護層２０に付着させると共に、開口窓３４に充
填する。
如く、基板１０に酸化珪素からなる第１の保護層１８が
形成されると共に、第１の保護層１８の上に窒化珪素か
らなる第２の保護層２０を形成する。さらに、基板１０
の上面側には保護層１２を形成する。次いで、第１およ
び第２の保護層１８，２０に開口窓３４を穿設して基板
１０の表面を露出させ、燐でドープされたガラス３６を
第２の保護層２０に付着させると共に、開口窓３４に充
填する。
【００３４】次いで、Ｓ１２に進み、図３（ｂ）に示す
如く、最初に穿設した第１群の開口窓３４の間に第２群
の開口窓３８をそれぞれ穿設し、ホウ素でドープされた
ガラス４０を基板１０の表面に付着させると共に、第２
群の開口窓３８に充填する。次いで、約９００°Ｃから
１１５０°Ｃに加熱し、ドープされた酸化層（ガラス）
３６，４０のドーパントを基板１０の表面に拡散させて
前記したｎドープ領域１４とｐドープ領域１６を形成す
る。次いで、上述のように構成された基板１０に酸化珪
素のエッチング処理を施して基板表面の酸化層（ガラ
ス）３６，４０を全て除去し、それによって図３（ｃ）
に示す構造を得る。
如く、最初に穿設した第１群の開口窓３４の間に第２群
の開口窓３８をそれぞれ穿設し、ホウ素でドープされた
ガラス４０を基板１０の表面に付着させると共に、第２
群の開口窓３８に充填する。次いで、約９００°Ｃから
１１５０°Ｃに加熱し、ドープされた酸化層（ガラス）
３６，４０のドーパントを基板１０の表面に拡散させて
前記したｎドープ領域１４とｐドープ領域１６を形成す
る。次いで、上述のように構成された基板１０に酸化珪
素のエッチング処理を施して基板表面の酸化層（ガラ
ス）３６，４０を全て除去し、それによって図３（ｃ）
に示す構造を得る。
【００３５】尚、以下の説明において「上述のように構
成された基板」とは、それ以前の工程での処理が行われ
た基板を意味するものとする。
成された基板」とは、それ以前の工程での処理が行われ
た基板を意味するものとする。
【００３６】次いで、Ｓ１４に進み、例えばアルミニウ
ムをスパッタさせて第１の金属層２４を第２の保護層２
０の全面にわたって厚さ２から４μｍで堆積させ、図３
（ｄ）に示す如く、全てのｎドープ領域１４とｐドープ
領域１６を接続（導通）する。次いで、第１の金属層２
４に、図４（ａ）に示す如く、ドープ領域１４，１６が
それぞれ独立した接点を備えるようにパターン処理およ
びエッチング処理を行う。
ムをスパッタさせて第１の金属層２４を第２の保護層２
０の全面にわたって厚さ２から４μｍで堆積させ、図３
（ｄ）に示す如く、全てのｎドープ領域１４とｐドープ
領域１６を接続（導通）する。次いで、第１の金属層２
４に、図４（ａ）に示す如く、ドープ領域１４，１６が
それぞれ独立した接点を備えるようにパターン処理およ
びエッチング処理を行う。
【００３７】製造工程の説明を続ける前に、従来技術が
直面していた課題を再説する。
直面していた課題を再説する。
【００３８】先に述べたように、集光型の珪素基板から
なるソーラーセルにあっては、高集光度（例えば２００
から５００倍、あるいは入射密度において２０から５０
Ｗ／ｃｍ2 ）であることから、第１の金属層２４は非常
に厚くなる（例えば２から４μｍ）。
なるソーラーセルにあっては、高集光度（例えば２００
から５００倍、あるいは入射密度において２０から５０
Ｗ／ｃｍ2 ）であることから、第１の金属層２４は非常
に厚くなる（例えば２から４μｍ）。
【００３９】このように第１の金属層２４が厚くなる結
果、絶縁体層２６上に薄い（１から２μｍの多層金属層
からなる）第２の金属層２８を適正に形成するのが困難
となり、第２の金属層２８が十分な導電性を得られず、
最悪の場合には断線するなどの不都合を生じる場合があ
った。
果、絶縁体層２６上に薄い（１から２μｍの多層金属層
からなる）第２の金属層２８を適正に形成するのが困難
となり、第２の金属層２８が十分な導電性を得られず、
最悪の場合には断線するなどの不都合を生じる場合があ
った。
【００４０】この実施の形態においては、上記の問題に
鑑み、酸化アルミニウムに代え、絶縁体層２６として弾
性に優れた有機材であるポリイミドを使用するようにし
た。ポリイミドの厚い膜は、第１の金属層２４の表面を
滑らかにし、よって平坦な表面を得ることができる。
鑑み、酸化アルミニウムに代え、絶縁体層２６として弾
性に優れた有機材であるポリイミドを使用するようにし
た。ポリイミドの厚い膜は、第１の金属層２４の表面を
滑らかにし、よって平坦な表面を得ることができる。
【００４１】しかしながら図１４に示す如く、このポリ
イミドの厚い膜からなる絶縁体層２６は、開口窓４４の
縁部の隆起を招きやすい。その結果、その上に形成され
る第２の金属層２８が薄くなり過ぎたり、あるいは断線
する不都合を来すことがあった。従って、開口窓の縁部
を隆起させずに、あるいは丸みを帯びた滑らかな形状を
呈するように絶縁体層２６をパターン処理することが望
まれていた。
イミドの厚い膜からなる絶縁体層２６は、開口窓４４の
縁部の隆起を招きやすい。その結果、その上に形成され
る第２の金属層２８が薄くなり過ぎたり、あるいは断線
する不都合を来すことがあった。従って、開口窓の縁部
を隆起させずに、あるいは丸みを帯びた滑らかな形状を
呈するように絶縁体層２６をパターン処理することが望
まれていた。
【００４２】図２の製造工程の説明に戻ると、第１の金
属層２４をパターン処理した後、Ｓ１６に進み、図４
（ｂ）に示す如く、ポリイミド（例えば日立製PiX3400
（商標））からなる絶縁体層２６を約５μｍの厚さとな
るように第１の金属層２４の上に付着させる（コーティ
ングする）。
属層２４をパターン処理した後、Ｓ１６に進み、図４
（ｂ）に示す如く、ポリイミド（例えば日立製PiX3400
（商標））からなる絶縁体層２６を約５μｍの厚さとな
るように第１の金属層２４の上に付着させる（コーティ
ングする）。
【００４３】次いで予備加熱（予備硬化）を行って付着
させ（コーティングし）たポリイミドの中の溶剤を除去
した後、絶縁体層２６をパターン処理し、図４（ｃ）に
示す如く、開口窓４４を穿設する。より具体的には、フ
ォトレジスト（例えば、Shipley 1813（商標））の薄膜
を形成し、フォトリソグラフィマスク（図示せず）を介
してフォトレジスト膜に紫外線を露光させる。
させ（コーティングし）たポリイミドの中の溶剤を除去
した後、絶縁体層２６をパターン処理し、図４（ｃ）に
示す如く、開口窓４４を穿設する。より具体的には、フ
ォトレジスト（例えば、Shipley 1813（商標））の薄膜
を形成し、フォトリソグラフィマスク（図示せず）を介
してフォトレジスト膜に紫外線を露光させる。
【００４４】次いで、現像液（例えばShipley M319（商
標））を用いてフォトレジスト膜を現像する。この現像
処理でポリイミドもエッチングされる。次いで、溶剤
（例えば酢酸ｎ−ブチル）を加えてフォトレジスト膜を
除去する。このとき、必要なポリイミドのパターン部分
を除去しないようにする。尚、酢酸セロソルブなどの他
の溶剤を用いても良い。
標））を用いてフォトレジスト膜を現像する。この現像
処理でポリイミドもエッチングされる。次いで、溶剤
（例えば酢酸ｎ−ブチル）を加えてフォトレジスト膜を
除去する。このとき、必要なポリイミドのパターン部分
を除去しないようにする。尚、酢酸セロソルブなどの他
の溶剤を用いても良い。
【００４５】図２フロー・チャートにおいて、次いでＳ
１８に進み、上述のように構成された基板１０を炉の中
で加熱し、ポリイミドからなる絶縁体層２６を硬化させ
る。より具体的には、上述のように構成された基板１０
を（大気中あるいは窒素雰囲気において）１２０°Ｃで
３０分間加熱し、さらに２００°Ｃで３０分間加熱し、
さらに３５０°Ｃで１時間加熱する。
１８に進み、上述のように構成された基板１０を炉の中
で加熱し、ポリイミドからなる絶縁体層２６を硬化させ
る。より具体的には、上述のように構成された基板１０
を（大気中あるいは窒素雰囲気において）１２０°Ｃで
３０分間加熱し、さらに２００°Ｃで３０分間加熱し、
さらに３５０°Ｃで１時間加熱する。
【００４６】次いでＳ２０に進み、上述のように構成さ
れた基板１０を（大気中あるいは窒素雰囲気において）
一層高い温度である４００°Ｃで３０分間、追加的に加
熱する。この追加的な加熱により、ポリイミドからなる
絶縁体層２６は十分に硬化させられて収縮し、開口窓４
４の縁部は丸みを帯びた滑らかな形状を呈するようにな
る。即ち、絶縁体層２６を、比較的、平坦化した形状に
することができる。
れた基板１０を（大気中あるいは窒素雰囲気において）
一層高い温度である４００°Ｃで３０分間、追加的に加
熱する。この追加的な加熱により、ポリイミドからなる
絶縁体層２６は十分に硬化させられて収縮し、開口窓４
４の縁部は丸みを帯びた滑らかな形状を呈するようにな
る。即ち、絶縁体層２６を、比較的、平坦化した形状に
することができる。
【００４７】尚、Ｓ２０の追加的な硬化処理における温
度および時間は例示であり、それらはポリイミドの種類
あるいは特性ならびに絶縁体層２６の厚さによって異な
る。発明者達が知見した限り、４００°Ｃで加熱時間を
１時間まで延長したところ、依然、所期の結果を得るこ
とができたが、温度を５００°Ｃまで昇温したところ、
絶縁体層２６が硬化し過ぎて絶縁体層２６にクラックが
生じた。
度および時間は例示であり、それらはポリイミドの種類
あるいは特性ならびに絶縁体層２６の厚さによって異な
る。発明者達が知見した限り、４００°Ｃで加熱時間を
１時間まで延長したところ、依然、所期の結果を得るこ
とができたが、温度を５００°Ｃまで昇温したところ、
絶縁体層２６が硬化し過ぎて絶縁体層２６にクラックが
生じた。
【００４８】次いでＳ２２に進み、アルミニウム／クロ
ム／ニッケル／銅の（厚さ約１から２μｍの）多層金属
層からなる第２の金属層２８を第２の絶縁体層２６およ
び第１の金属層２４に堆積させ、図４（ｄ）に示す如
く、第２の金属層２８の中のアルミニウム層とアルミニ
ウムからなる第１の金属層２４のアルミニウムを焼鈍し
て接合させる。
ム／ニッケル／銅の（厚さ約１から２μｍの）多層金属
層からなる第２の金属層２８を第２の絶縁体層２６およ
び第１の金属層２４に堆積させ、図４（ｄ）に示す如
く、第２の金属層２８の中のアルミニウム層とアルミニ
ウムからなる第１の金属層２４のアルミニウムを焼鈍し
て接合させる。
【００４９】ここで、「焼鈍し」は、冶金技術分野で通
常に使用されるものとは異なり、アルミニウム材同士を
加熱（例えば３５０°Ｃから４００°Ｃ）して接合する
ことを意味する。尚、アルミニウム／クロム／ニッケル
／銅の多層金属層に代え、クロム／ニッケル／銅、ある
いはアルミニウム／チタン／ニッケル／銀、あるいはア
ルミニウム／チタン／パラジウム／銀からなる多層金属
層を用いても良い。
常に使用されるものとは異なり、アルミニウム材同士を
加熱（例えば３５０°Ｃから４００°Ｃ）して接合する
ことを意味する。尚、アルミニウム／クロム／ニッケル
／銅の多層金属層に代え、クロム／ニッケル／銅、ある
いはアルミニウム／チタン／ニッケル／銀、あるいはア
ルミニウム／チタン／パラジウム／銀からなる多層金属
層を用いても良い。
【００５０】より詳しくは、多層金属層は吸収層（最も
内側の絶縁体層２６に堆積されるべき層）１、拡散防止
機能層２、および半田金属層（最外部の層）３からなる
が、各層は図５（ａ）に示すような金属を、どのように
組み合わせて用いても良い。さらに、上述した組み合わ
せに代え、光反射増加層（a light reflective enhance
ment, 最内部）１、吸収層(adhesion layer)２、拡散防
止機能層３、および半田金属層４から構成すると共に、
それぞれ、図５（ｂ）に示す金属をどのように組み合わ
せて使用しても良い。
内側の絶縁体層２６に堆積されるべき層）１、拡散防止
機能層２、および半田金属層（最外部の層）３からなる
が、各層は図５（ａ）に示すような金属を、どのように
組み合わせて用いても良い。さらに、上述した組み合わ
せに代え、光反射増加層（a light reflective enhance
ment, 最内部）１、吸収層(adhesion layer)２、拡散防
止機能層３、および半田金属層４から構成すると共に、
それぞれ、図５（ｂ）に示す金属をどのように組み合わ
せて使用しても良い。
【００５１】尚、先にも述べたように、図１（ａ）では
第１の金属層２４がｎドープ領域に、第２の金属層２８
がｐドープ領域に接続されるように図示したが、実際は
図１（ｂ）に示すように、第１および第２の金属層は、
図４（ｄ）に示すようにｎドープ領域とｐドープ領域に
共に接続される。
第１の金属層２４がｎドープ領域に、第２の金属層２８
がｐドープ領域に接続されるように図示したが、実際は
図１（ｂ）に示すように、第１および第２の金属層は、
図４（ｄ）に示すようにｎドープ領域とｐドープ領域に
共に接続される。
【００５２】この実施の形態に係る２層金属構造を備え
た裏面ポイントコンタクト型の珪素基板からなるソーラ
ーセルの製造方法においては、上記のように構成したこ
とで、電極基板１００に半田付けされる基板表面を十分
平坦化することができ、よって十分な導電性を確保する
ことができると共に、ボイドおよび半田疲労も低減する
ことができる。
た裏面ポイントコンタクト型の珪素基板からなるソーラ
ーセルの製造方法においては、上記のように構成したこ
とで、電極基板１００に半田付けされる基板表面を十分
平坦化することができ、よって十分な導電性を確保する
ことができると共に、ボイドおよび半田疲労も低減する
ことができる。
【００５３】図６は、この発明の第２の実施の形態に係
る裏面ポイントコンタクト型の珪素基板からなるソーラ
ーセルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
る裏面ポイントコンタクト型の珪素基板からなるソーラ
ーセルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
【００５４】第１の実施の形態のポリイミドの単一層か
らなる絶縁体層２６は、第１の金属層２４をパターン処
理したときに生じる下部の凹凸を平坦化するのに有益で
あるが、発明者達は、このポリイミドの単一層からなる
絶縁体層２６が、バイアス（絶縁体層２６の開口窓４４
に形成される導電路）を形成して所望の箇所で第２の金
属層２８を第１の金属層２４に接合するとき、場合によ
っては固有の凹凸を生じることがあるのを知見した。そ
こで、発明者達は、パターン処理後にポリイミドを、厚
みを薄くした２層に分けて付着させる（コーティングす
る）ことで、基板表面のかかる凹凸を低減させることが
できることを見出した。
らなる絶縁体層２６は、第１の金属層２４をパターン処
理したときに生じる下部の凹凸を平坦化するのに有益で
あるが、発明者達は、このポリイミドの単一層からなる
絶縁体層２６が、バイアス（絶縁体層２６の開口窓４４
に形成される導電路）を形成して所望の箇所で第２の金
属層２８を第１の金属層２４に接合するとき、場合によ
っては固有の凹凸を生じることがあるのを知見した。そ
こで、発明者達は、パターン処理後にポリイミドを、厚
みを薄くした２層に分けて付着させる（コーティングす
る）ことで、基板表面のかかる凹凸を低減させることが
できることを見出した。
【００５５】従って、この発明の第２の実施の形態は、
厚い２層金属構造を備えた場合でも基板表面を一層平坦
化することができる、裏面ポイントコンタクト型の珪素
基板からなるソーラーセルの製造方法を提供しようとす
るものである。
厚い２層金属構造を備えた場合でも基板表面を一層平坦
化することができる、裏面ポイントコンタクト型の珪素
基板からなるソーラーセルの製造方法を提供しようとす
るものである。
【００５６】図６を参照して第２の実施の形態を説明す
ると、製造工程はＳ１００で開始し、Ｓ１０２まで第１
の実施の形態と同様の処理を行った後、Ｓ１０４に進
み、２から４μｍの厚さのアルミニウムからなる第１の
金属層２４を堆積させた後、ドープ領域１４，１６がそ
れぞれ独立した設定を備えるよう、パターン処理および
エッチング処理を行う。次いでＳ１０６に進み、ポリイ
ミド（例えば日立製PiX3400 （商標））からなる第１の
絶縁体層２６ａを約２から４μｍの厚さとなるように第
１の金属層２４の上に付着させる（コーティングす
る）。
ると、製造工程はＳ１００で開始し、Ｓ１０２まで第１
の実施の形態と同様の処理を行った後、Ｓ１０４に進
み、２から４μｍの厚さのアルミニウムからなる第１の
金属層２４を堆積させた後、ドープ領域１４，１６がそ
れぞれ独立した設定を備えるよう、パターン処理および
エッチング処理を行う。次いでＳ１０６に進み、ポリイ
ミド（例えば日立製PiX3400 （商標））からなる第１の
絶縁体層２６ａを約２から４μｍの厚さとなるように第
１の金属層２４の上に付着させる（コーティングす
る）。
【００５７】次いで予備加熱（予備硬化）を行ってポリ
イミド中の溶剤を除去した後、第１の絶縁体層２６ａを
パターン処理して開口窓４４を穿設する。より具体的に
は、第１の実施の形態と同様に、フォトレジスト（例え
ば、Shipley 1813（商標））の薄膜をポリイミド層２６
の上に形成し、フォトリソグラフィマスク（図示せず）
を介して紫外線をフォトレジスト膜に露光させる。
イミド中の溶剤を除去した後、第１の絶縁体層２６ａを
パターン処理して開口窓４４を穿設する。より具体的に
は、第１の実施の形態と同様に、フォトレジスト（例え
ば、Shipley 1813（商標））の薄膜をポリイミド層２６
の上に形成し、フォトリソグラフィマスク（図示せず）
を介して紫外線をフォトレジスト膜に露光させる。
【００５８】次いで、現像液（例えばShipley M319（商
標））を用いてフォトレジスト膜を現像すると共に、ポ
リイミドをエッチングする。パターン処理およびエッチ
ング処理において、このポリイミドの膜２６ａが、図７
（ａ）に示す如く、第１の金属層２４の頂部２４０を超
えないようにする。次いで、溶剤（例えば酢酸ｎ−ブチ
ル）を加えてフォトレジスト膜を除去する。このとき、
必要なパターンを形成したポリイミド部分を除去しない
ようにする。尚、酢酸セロソルブなどの他の溶剤を用い
ても良いことは、第１の実施の形態と同様である。
標））を用いてフォトレジスト膜を現像すると共に、ポ
リイミドをエッチングする。パターン処理およびエッチ
ング処理において、このポリイミドの膜２６ａが、図７
（ａ）に示す如く、第１の金属層２４の頂部２４０を超
えないようにする。次いで、溶剤（例えば酢酸ｎ−ブチ
ル）を加えてフォトレジスト膜を除去する。このとき、
必要なパターンを形成したポリイミド部分を除去しない
ようにする。尚、酢酸セロソルブなどの他の溶剤を用い
ても良いことは、第１の実施の形態と同様である。
【００５９】次いでＳ１０８に進み、上述のように構成
された基板１０を炉の中で加熱し、ポリイミドからなる
第１の絶縁体層２６ａを硬化させる。より具体的には、
上述のように構成された基板１０を（大気中あるいは窒
素雰囲気において）１２０°Ｃで３０分間加熱し、さら
に２００°Ｃで３０分間加熱し、さらに３５０°Ｃで１
時間加熱する。
された基板１０を炉の中で加熱し、ポリイミドからなる
第１の絶縁体層２６ａを硬化させる。より具体的には、
上述のように構成された基板１０を（大気中あるいは窒
素雰囲気において）１２０°Ｃで３０分間加熱し、さら
に２００°Ｃで３０分間加熱し、さらに３５０°Ｃで１
時間加熱する。
【００６０】尚、Ｓ１０８で行われる処理は追加的なも
のであり、省略しても良い。
のであり、省略しても良い。
【００６１】次いでＳ１１０に進み、同様にポリイミド
からなる第２の絶縁体層２６ｂを第１の絶縁体層２６ａ
の上に付着させる（コーティングする）。このとき、第
２の絶縁体層２６ｂは、第１の絶縁体層２６ａの付着
（コーティング）速度に比して高い速度で（即ち、より
短い時間で）付着させる（コーティングする）。第２の
絶縁体層２６ｂに使用する素材は第１の絶縁体層２６ａ
と同一であるが、第２の絶縁体層２６ｂは粘度が小さい
（薄い）素材を用い、約１μｍの薄いポリイミド層を形
成する。次いで、図７（ｂ）に示すように第２の絶縁体
層２６ｂを第１の絶縁体層２６ａと同様にパターン処理
およびエッチング処理すると共に、開口窓４４を穿設す
る。
からなる第２の絶縁体層２６ｂを第１の絶縁体層２６ａ
の上に付着させる（コーティングする）。このとき、第
２の絶縁体層２６ｂは、第１の絶縁体層２６ａの付着
（コーティング）速度に比して高い速度で（即ち、より
短い時間で）付着させる（コーティングする）。第２の
絶縁体層２６ｂに使用する素材は第１の絶縁体層２６ａ
と同一であるが、第２の絶縁体層２６ｂは粘度が小さい
（薄い）素材を用い、約１μｍの薄いポリイミド層を形
成する。次いで、図７（ｂ）に示すように第２の絶縁体
層２６ｂを第１の絶縁体層２６ａと同様にパターン処理
およびエッチング処理すると共に、開口窓４４を穿設す
る。
【００６２】ただし、第２の絶縁体層２６ｂは、第１の
金属層２４の頂部２４０を僅かに超えるようにする。こ
のように、第１の絶縁体層２６ａと第２の絶縁体層２６
ｂを、図７（ｃ）に示す如く、開口窓４４が穿設される
ようにパターン処理およびエッチング処理する。
金属層２４の頂部２４０を僅かに超えるようにする。こ
のように、第１の絶縁体層２６ａと第２の絶縁体層２６
ｂを、図７（ｃ）に示す如く、開口窓４４が穿設される
ようにパターン処理およびエッチング処理する。
【００６３】次いでＳ１１２に進み、第１の絶縁体層２
６ａと同様の手順で、第２の絶縁体層２６ｂを硬化させ
る。
６ａと同様の手順で、第２の絶縁体層２６ｂを硬化させ
る。
【００６４】次いでＳ１１４に進み、第１の実施の形態
において使用したのと同様の（厚さ約１から２μｍの）
多層金属層からなる第２の金属層２８を第２の絶縁体層
２６ｂおよび第１の金属層２４の上に堆積させ、図７
（ｄ）に示す如く、第２の金属層２８の中のアルミニウ
ム層と第１の金属層２４のアルミニウムを焼鈍して接合
させる。
において使用したのと同様の（厚さ約１から２μｍの）
多層金属層からなる第２の金属層２８を第２の絶縁体層
２６ｂおよび第１の金属層２４の上に堆積させ、図７
（ｄ）に示す如く、第２の金属層２８の中のアルミニウ
ム層と第１の金属層２４のアルミニウムを焼鈍して接合
させる。
【００６５】上記したように、第２の実施の形態におい
てはポリイミドを２層に分けて付着させる（コーティン
グする）ように構成したので、基板表面に所望の厚さの
ポリイミド層を形成するのが容易となる。その結果、縁
部の隆起を低減させて絶縁体層を一層良く平坦化させる
ことができ、ボイドを減少させると共に、電極基板１０
０へのストレスも軽減させて、半田疲労に対する信頼性
を向上させることができる。
てはポリイミドを２層に分けて付着させる（コーティン
グする）ように構成したので、基板表面に所望の厚さの
ポリイミド層を形成するのが容易となる。その結果、縁
部の隆起を低減させて絶縁体層を一層良く平坦化させる
ことができ、ボイドを減少させると共に、電極基板１０
０へのストレスも軽減させて、半田疲労に対する信頼性
を向上させることができる。
【００６６】図８は、この発明の第３の実施の形態に係
る裏面ポイントコンタクト型の珪素基板からなるソーラ
ーセルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
る裏面ポイントコンタクト型の珪素基板からなるソーラ
ーセルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
【００６７】第３の実施の形態は第１の実施の形態ある
いは第２の実施の形態の改良であり、中間の絶縁体層と
して酸化珪素（無機材）およびポリイミド（有機材）か
らなる２層構造を採用し、それらの材料が持つ利点を利
用するようにした。
いは第２の実施の形態の改良であり、中間の絶縁体層と
して酸化珪素（無機材）およびポリイミド（有機材）か
らなる２層構造を採用し、それらの材料が持つ利点を利
用するようにした。
【００６８】即ち、酸化珪素からなる酸化層は耐水性を
備え、第１の金属層のアルミニウムの導電構造を保護す
ると共に、ポリイミド層は第２の金属層を堆積させる前
の平坦化および物理的な保護機能を有する。このよう
に、（ポリイミドのような弾性に優れた）有機材と（酸
化珪素のような）無機材を組み合わせて２層構造とする
ことで、電極基板１００への半田付けのベースに適した
平坦化を一層良く実現することができる。
備え、第１の金属層のアルミニウムの導電構造を保護す
ると共に、ポリイミド層は第２の金属層を堆積させる前
の平坦化および物理的な保護機能を有する。このよう
に、（ポリイミドのような弾性に優れた）有機材と（酸
化珪素のような）無機材を組み合わせて２層構造とする
ことで、電極基板１００への半田付けのベースに適した
平坦化を一層良く実現することができる。
【００６９】図９は、第３の実施の形態で使用される、
これらの素材の特性の比較結果を示す表である。このよ
うに、２層構造としてこれらの素材を組み合わせること
で利点を良く利用することができ、半田疲労に対して強
固なベース層を提供することができる。
これらの素材の特性の比較結果を示す表である。このよ
うに、２層構造としてこれらの素材を組み合わせること
で利点を良く利用することができ、半田疲労に対して強
固なベース層を提供することができる。
【００７０】図８工程フロー・チャートを参照して第３
の実施の形態を説明すると、製造工程はＳ２００で開始
し、Ｓ２０２にまで進んで同様の処理を行った後、Ｓ２
０４に進み、アルミニウムからなる第１の金属層２４を
２から４μｍの厚さで堆積させた後、ドープ領域１４，
１６がそれぞれ独立した接点を備えるようパターン処理
およびエッチング処理を行う。次いでＳ２０６に進み、
図１０（ａ）に示す如く、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）からな
る第１の絶縁体層２６ｃを約１μｍの厚さとなるように
第１の金属層２４および第２の保護層２０の上に付着さ
せる（コーティングする）。
の実施の形態を説明すると、製造工程はＳ２００で開始
し、Ｓ２０２にまで進んで同様の処理を行った後、Ｓ２
０４に進み、アルミニウムからなる第１の金属層２４を
２から４μｍの厚さで堆積させた後、ドープ領域１４，
１６がそれぞれ独立した接点を備えるようパターン処理
およびエッチング処理を行う。次いでＳ２０６に進み、
図１０（ａ）に示す如く、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）からな
る第１の絶縁体層２６ｃを約１μｍの厚さとなるように
第１の金属層２４および第２の保護層２０の上に付着さ
せる（コーティングする）。
【００７１】この処理は、３８０°Ｃでのプラズマ・エ
ンハンスド・ＣＶＤを用いて行う。尚、４００°Ｃでの
低圧ＣＶＤあるいは４５０°Ｃでの大気圧ＣＶＤなどの
手法を用いて酸化珪素を堆積させても良い。
ンハンスド・ＣＶＤを用いて行う。尚、４００°Ｃでの
低圧ＣＶＤあるいは４５０°Ｃでの大気圧ＣＶＤなどの
手法を用いて酸化珪素を堆積させても良い。
【００７２】次いで、フォトリソグラフィを介して第１
の絶縁体層２６ｃをパターン処理し、図１０（ｂ）に示
す如く、それを貫通するように開口窓４４を穿設する。
の絶縁体層２６ｃをパターン処理し、図１０（ｂ）に示
す如く、それを貫通するように開口窓４４を穿設する。
【００７３】次いでＳ２０８に進み、図１０（ｃ）に示
す如く、ポリイミドからなる第２の絶縁体層２６ｄを、
約２．５μｍの厚みで、酸化珪素からなる第１の絶縁体
層２６ｃおよび第１の金属層２４の上に付着させる（コ
ーティングする）。次いでフォトリソグラフィを介して
第２の絶縁体層２６ｄをパターン処理およびエッチング
処理する。
す如く、ポリイミドからなる第２の絶縁体層２６ｄを、
約２．５μｍの厚みで、酸化珪素からなる第１の絶縁体
層２６ｃおよび第１の金属層２４の上に付着させる（コ
ーティングする）。次いでフォトリソグラフィを介して
第２の絶縁体層２６ｄをパターン処理およびエッチング
処理する。
【００７４】次いでＳ２１０に進み、基板１０を炉の中
で加熱し、第２の絶縁体層２６ｄを硬化させる。より具
体的には、基板１０を（大気中あるいは窒素雰囲気にお
いて）１２０°Ｃで３０分間加熱し、さらに２００°Ｃ
で３０分間加熱し、さらに３５０°Ｃで１時間加熱す
る。
で加熱し、第２の絶縁体層２６ｄを硬化させる。より具
体的には、基板１０を（大気中あるいは窒素雰囲気にお
いて）１２０°Ｃで３０分間加熱し、さらに２００°Ｃ
で３０分間加熱し、さらに３５０°Ｃで１時間加熱す
る。
【００７５】次いでＳ２１２に進み、第１の実施の形態
において使用したのと同様の多層金属層からなる第２の
金属層２８を、第２の絶縁体層２６ｄおよび第１の金属
層２４に堆積させ、図１０（ｄ）に示す如く、第２の金
属層２８の中のアルミニウム層とアルミニウムからなる
第１の金属層２４を焼鈍して接合させる。
において使用したのと同様の多層金属層からなる第２の
金属層２８を、第２の絶縁体層２６ｄおよび第１の金属
層２４に堆積させ、図１０（ｄ）に示す如く、第２の金
属層２８の中のアルミニウム層とアルミニウムからなる
第１の金属層２４を焼鈍して接合させる。
【００７６】尚、ＳｉＯ2 に代え、Ｓｉ3 Ｏ4 ，ＳｉＯ
ｘＮｙ（酸窒化珪素）あるいはＡｌ 2 Ｏ3 を第１の絶縁
体層２６ｃとして用いても良い。
ｘＮｙ（酸窒化珪素）あるいはＡｌ 2 Ｏ3 を第１の絶縁
体層２６ｃとして用いても良い。
【００７７】上記したように、第３の実施の形態におい
ては有機材と無機材からなる２層構造を使用するように
構成したので、電極基板１００を半田付けするベースに
適した基板表面の平坦化を一層良く実現することができ
る。尚、残余の構成および効果は従前の実施の形態のそ
れと異ならない。
ては有機材と無機材からなる２層構造を使用するように
構成したので、電極基板１００を半田付けするベースに
適した基板表面の平坦化を一層良く実現することができ
る。尚、残余の構成および効果は従前の実施の形態のそ
れと異ならない。
【００７８】図１１は、この発明の第４の実施の形態に
係る裏面ポイントコンタクト型の珪素基板からなるソー
ラーセルの製造方法を示す工程フロー・チャートであ
る。
係る裏面ポイントコンタクト型の珪素基板からなるソー
ラーセルの製造方法を示す工程フロー・チャートであ
る。
【００７９】第１の実施の形態においては、第２の金属
層２８と第１の金属層２４を接合するのに際し、アルミ
ニウム層同士を３５０°Ｃから４００°Ｃで焼鈍して接
合するように構成した。これにより、アルミニウムの膨
張に起因して第２の金属層２８に凹凸が生じ、アルミニ
ウム層の上にクロム層を形成するのを困難にし、よって
導電性を低下させていた。
層２８と第１の金属層２４を接合するのに際し、アルミ
ニウム層同士を３５０°Ｃから４００°Ｃで焼鈍して接
合するように構成した。これにより、アルミニウムの膨
張に起因して第２の金属層２８に凹凸が生じ、アルミニ
ウム層の上にクロム層を形成するのを困難にし、よって
導電性を低下させていた。
【００８０】上記に鑑み、第４の実施の形態において
は、第２の金属層をアルミニウムを除く素材からなる多
層（３層）金属層で構成し、接点パッドを電極基板１０
０上に容易に半田付けできるようにし、導電性を向上さ
せるようにした。
は、第２の金属層をアルミニウムを除く素材からなる多
層（３層）金属層で構成し、接点パッドを電極基板１０
０上に容易に半田付けできるようにし、導電性を向上さ
せるようにした。
【００８１】図１１を参照して第４の実施の形態を説明
すると、製造工程はＳ３００で開始し、Ｓ３０２，Ｓ３
０４と進んで第１の実施の形態と同様の処理を行ってＳ
３０６に進み、図１２（ａ）に示す如く、第１から第３
の実施の形態のいずれかで開示した手法に従って絶縁体
層２６ｅを付着させ（コーティングし）、次いでＳ３０
８に進み、アルミニウムを除く素材からなる多層（３
層）の第２の金属層２８ｃを、図１２（ｂ）に示す如
く、絶縁体層２６ｅの上に堆積させる。
すると、製造工程はＳ３００で開始し、Ｓ３０２，Ｓ３
０４と進んで第１の実施の形態と同様の処理を行ってＳ
３０６に進み、図１２（ａ）に示す如く、第１から第３
の実施の形態のいずれかで開示した手法に従って絶縁体
層２６ｅを付着させ（コーティングし）、次いでＳ３０
８に進み、アルミニウムを除く素材からなる多層（３
層）の第２の金属層２８ｃを、図１２（ｂ）に示す如
く、絶縁体層２６ｅの上に堆積させる。
【００８２】図１３に示す如く、第２の金属層２８ｃ
は、第１層２８０、第２層２８２および第３層２８４か
らなる。第１層２８０は（厚さ約０．０５μｍ）のクロ
ムからなり、第１の金属層２４のアルミニウムとポリイ
ミドからなる絶縁体層２６ｅへの堆積手段となる。
は、第１層２８０、第２層２８２および第３層２８４か
らなる。第１層２８０は（厚さ約０．０５μｍ）のクロ
ムからなり、第１の金属層２４のアルミニウムとポリイ
ミドからなる絶縁体層２６ｅへの堆積手段となる。
【００８３】第２層２８２は（厚さ約０．２から０．４
μｍ）のニッケルからなり、第３層２８４と半田との拡
散防止機能を奏する。第３層２８４は（厚さ約０．６か
ら１．０μｍ）の（電極基板に）半田付け可能な銅から
なる。尚、銅を用いることにより、後段の電極基板への
半田付け作業の際に生じる、ニッケルの融解を防止する
ことができる。
μｍ）のニッケルからなり、第３層２８４と半田との拡
散防止機能を奏する。第３層２８４は（厚さ約０．６か
ら１．０μｍ）の（電極基板に）半田付け可能な銅から
なる。尚、銅を用いることにより、後段の電極基板への
半田付け作業の際に生じる、ニッケルの融解を防止する
ことができる。
【００８４】具体的には、第１層２８０をスパッタリン
グによって絶縁体層２６ｅ上に堆積させ、その上に第２
層２８２をスパッタリングによって堆積させ、その上に
第３層２８４をスパッタリングによって堆積させる。
グによって絶縁体層２６ｅ上に堆積させ、その上に第２
層２８２をスパッタリングによって堆積させ、その上に
第３層２８４をスパッタリングによって堆積させる。
【００８５】尚、第４の実施の形態において、第１層２
８０、第２層２８２、第３層２８４は、スパッタリング
に代え、シャドーマスクを用いて蒸着させても良く、あ
るいはフォトパターン電子銃などを用いて形成しても良
い。
８０、第２層２８２、第３層２８４は、スパッタリング
に代え、シャドーマスクを用いて蒸着させても良く、あ
るいはフォトパターン電子銃などを用いて形成しても良
い。
【００８６】また、第４の実施の形態において、クロム
／ニッケル／銅からなる多層金属層に代え、クロム／ニ
ッケル／銀などの３層金属層を用いても良く、さらには
４層以上の金属層を用いても良い。
／ニッケル／銅からなる多層金属層に代え、クロム／ニ
ッケル／銀などの３層金属層を用いても良く、さらには
４層以上の金属層を用いても良い。
【００８７】上記したように、第４の実施の形態におい
ては、アルミニウムを除く素材からなる多層（３層）金
属層を使用したので、アルミニウムの膨張に起因して第
２の金属層に凹凸が生じて導電性を低下させるのを防止
しつつ、電極基板１００のベースとして適した基板の平
坦化を実現することができる。さらに、３層金属層はそ
れぞれ十分な厚さで堆積されるので、ソーラーセルの耐
久性を向上させることができる。また、かかる構成は、
後段の半田付け作業を容易とする。
ては、アルミニウムを除く素材からなる多層（３層）金
属層を使用したので、アルミニウムの膨張に起因して第
２の金属層に凹凸が生じて導電性を低下させるのを防止
しつつ、電極基板１００のベースとして適した基板の平
坦化を実現することができる。さらに、３層金属層はそ
れぞれ十分な厚さで堆積されるので、ソーラーセルの耐
久性を向上させることができる。また、かかる構成は、
後段の半田付け作業を容易とする。
【００８８】尚、第１から第４の実施の形態を通じてこ
の発明を説明したが、上記は例であって限定されるもの
ではない。例えば、この発明は、裏面ポイントコンタク
ト型以外のソーラーセルにも適用可能である。
の発明を説明したが、上記は例であって限定されるもの
ではない。例えば、この発明は、裏面ポイントコンタク
ト型以外のソーラーセルにも適用可能である。
【００８９】また、第１から第４の実施の形態におい
て、保護層１８，２０を備えたが、保護層の一方、例え
ば２０は省略しても良い。
て、保護層１８，２０を備えたが、保護層の一方、例え
ば２０は省略しても良い。
【００９０】
【発明の効果】電極基板に半田付けされるべき基板表面
が平坦化されて導電性が十分に確保されると共に、ボイ
ドあるいは半田疲労の発生を低減することができる。
が平坦化されて導電性が十分に確保されると共に、ボイ
ドあるいは半田疲労の発生を低減することができる。
【００９１】即ち、無機材からなる第１の絶縁体層を堆
積させると共に、その上に有機材からなる第２の絶縁体
層を付着させる（コーティングする）ことで、相互の欠
点を補い合わせることができ、よって基板表面を一層良
く平坦化することができて上記した効果を得ることがで
きる。
積させると共に、その上に有機材からなる第２の絶縁体
層を付着させる（コーティングする）ことで、相互の欠
点を補い合わせることができ、よって基板表面を一層良
く平坦化することができて上記した効果を得ることがで
きる。
【図１】図１は米国特許第４，９２７．７７０号公報で
開示される、２層金属構造の公知の裏面ポイントコンタ
クト型の珪素基板からなるソーラーセルおよび、それが
半田付けされる電極基板ならびに、この発明に係る同種
のソーラーセルを全体的に示す概略断面図である。
開示される、２層金属構造の公知の裏面ポイントコンタ
クト型の珪素基板からなるソーラーセルおよび、それが
半田付けされる電極基板ならびに、この発明に係る同種
のソーラーセルを全体的に示す概略断面図である。
【図２】図１に示す、この発明に係るソーラーセルの製
造方法を示す工程フロー・チャートである。
造方法を示す工程フロー・チャートである。
【図３】図２の製造工程を説明するソーラーセルの断面
図である。
図である。
【図４】図３と同様に、図２の製造工程を説明するソー
ラーセルの断面図である。
ラーセルの断面図である。
【図５】図１（ｂ）において、第２の金属層として利用
可能な金属の組み合わせを示す説明図である。
可能な金属の組み合わせを示す説明図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態に係るソーラーセ
ルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
ルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
【図７】図６の製造工程を説明するソーラーセルの断面
図である。
図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態に係るソーラーセ
ルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
ルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
【図９】第３の実施の形態に係る製造方法で使用される
絶縁体層の材料の特性の比較を示す表である。
絶縁体層の材料の特性の比較を示す表である。
【図１０】図８の製造工程を説明するソーラーセルの断
面図である。
面図である。
【図１１】この発明の第４の実施の形態に係るソーラー
セルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
セルの製造方法を示す工程フロー・チャートである。
【図１２】図１１の製造工程を説明するソーラーセルの
断面図である。
断面図である。
【図１３】図１２のＡ部の拡大断面図である。
【図１４】前記米国特許で開示されるソーラーセルの断
面図である。
面図である。
１０ 珪素基板 １２ 保護層 １４ ｎドープ領域 １６ ｐドープ領域 １８，２０ 保護層 ２４，２４ａ，２４ｂ 第１の金属層 ２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ 絶縁
体層 ２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ 第２の金属層 ３４，４４ 開口窓 １００ 電極基板
体層 ２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ 第２の金属層 ３４，４４ 開口窓 １００ 電極基板
フロントページの続き (71)出願人 300006146 435 Ｉｎｄｉｏ Ｗａｙ，Ｓｕｎｎｙｖ ａｌｅ，ＣＡ94086，Ｕ．Ｓ．Ａ (72)発明者 中村 晴男 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 小村 規夫 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 杉本 恭男 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 大村 淳一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 ピエール ジェイ ベアリンデン アメリカ合衆国、カリフォルニア州94303、 パロアルト、デビッド コート3139 (72)発明者 アキラ テラオ アメリカ合衆国、カリフォルニア州95014、 カッパティノ、ヴァレイ グリーン ドラ イブ 20975 アプト228 Ｆターム(参考） 5F033 HH07 HH08 HH11 HH14 HH18 HH23 HH33 JJ08 KK01 KK08 MM08 MM13 NN03 PP15 QQ08 QQ09 QQ10 QQ37 QQ73 QQ74 QQ80 RR03 RR04 RR06 RR08 RR22 SS12 SS13 SS15 SS22 VV00 XX01 XX02 XX08 XX34 5F051 AA02 BA17 DA01 DA03 DA20 EA18 FA06 GA04 HA20
Claims (8)
- 【請求項１】 ｎドープ領域とｐドープ領域を有する珪
素基板からなるソーラーセルの製造方法において、
（ａ）前記基板の表面にｎドープ領域とｐドープ領域に
開口窓を備える保護層を形成し、（ｂ）前記保護層の上
に前記ｎドープ領域とｐドープ領域と接続するように第
１の金属層を堆積させ、（ｃ）前記第１の金属層の上に
無機材からなる第１の絶縁体層を付着させ、（ｄ）前記
第１の絶縁体層をパターンおよびエッチング処理して前
記ｎドープ領域とｐドープ領域の少なくとも一方に開口
窓を穿設し、（ｅ）前記第１の絶縁体層の上に有機材か
らなる第２の絶縁体層を付着させ、（ｆ）前記第２の絶
縁体層をパターンおよびエッチング処理して前記ｎドー
プ領域とｐドープ領域の少なくとも一方に開口窓を穿設
し、（ｇ）前記第２の絶縁体層を所定の第１の温度で所
定の第１の時間加熱して硬化させ、 および、（ｈ）前記有機材からなる第２の絶縁体層の上
に前記ｎドープ領域とｐドープ領域の前記一方と接続す
るように第２の金属層を堆積させる、工程からなること
を特徴とするソーラーセルの製造方法。 - 【請求項２】 前記第１の絶縁体層の無機材が少なくと
も酸化珪素、窒化珪素および酸窒化珪素の内のいずれか
であることを特徴とする請求項１項記載のソーラーセル
の製造方法。 - 【請求項３】 前記第２の絶縁体層の有機材がポリイミ
ドであることを特徴とする請求項１項または２項記載の
ソーラーセルの製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の絶縁体層を、前記工程（ｂ）
において堆積される第１の金属層とほぼ同じ厚みの膜を
形成するように前記工程（ｃ）で付着させることを特徴
とする請求項１項から３項のいずれかに記載のソーラー
セルの製造方法。 - 【請求項５】 前記工程（ｂ）で堆積させる前記第１の
金属層の厚みと前記工程（ｃ）（ｅ）で付着させる前記
第１および第２の絶縁体層の厚みを合算した厚みより小
さい厚みで、前記第２の金属層を前記工程（ｈ）で堆積
させることを特徴とする請求項１項から４項のいずれか
に記載のソーラーセルの製造方法。 - 【請求項６】 前記工程（ｃ）において前記第１の絶縁
体層をプラズマ・エンハンスドＣＶＤ、低圧ＣＶＤおよ
び大気圧ＣＶＤの中のいずれかを用いて付着させること
を特徴とする請求項１項から５項のいずれかに記載のソ
ーラーセルの製造方法。 - 【請求項７】 前記第２の金属層は、吸収層と、拡散防
止機能層と、および半田金属層とを含む多層金属層から
なることを特徴とする請求項１項から６項のいずれかに
記載のソーラーセルの製造方法。 - 【請求項８】 前記第２の金属層は、光反射増加層と、
吸収層と、拡散防止機能層と、および半田金属層とを含
む多層金属層からなることを特徴とする請求項１項から
６項のいずれかに記載のソーラーセルの製造方法。
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