JP2009182260A

JP2009182260A - 太陽電池

Info

Publication number: JP2009182260A
Application number: JP2008021861A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Mishima; 孝博三島
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13

Abstract

【課題】貫通孔内に導電性材料を充填する際において、導電性材料の充填量を精度よく制御できる太陽電池を提供する。
【解決手段】太陽電池１において、光電変換部１０の受光面Ａから裏面Ｂまで貫通する貫通孔４０の側壁Ｃは、裏面Ｂから所定間隔の位置Ｘにおいて屈折されている。貫通孔４０の内径は、側壁Ｃが屈折される位置Ｘから裏面Ｂに向かうほど大きい。
【選択図】図３

Description

本発明は、スルーホール電極を備える太陽電池に関する。

太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を直接電気に変換する。従って、太陽電池は、新しいエネルギー源として期待されている。

太陽電池１枚当りの出力は数Ｗ程度である。従って、家屋やビル等の電源として太陽電池を用いる場合には、複数の太陽電池が配線材によって交互に接続された太陽電池モジュールが用いられる。

従来、太陽電池の裏面上にｐ側電極とｎ側電極の両方を設けたバックコンタクト型の太陽電池が提案されている（特許文献１参照）。これによれば、太陽電池の裏面上にのみ配線材が配設されるため、太陽電池の受光面積の減少を抑制することができる。

このような太陽電池は、太陽電池の受光面から裏面まで貫通する複数のスルーホール（貫通孔）を有する。貫通孔の側壁は、一様な平面状に形成される。このような貫通孔内に形成されるスルーホール電極を介して、太陽電池の受光面側で収集された光生成キャリアは裏面側に導かれる。特許文献１において、スルーホール電極は、蒸着法を用いて貫通孔の内壁に電極材料を蒸着することにより薄膜状に形成される。
特開平４−２２３３７８号公報

しかしながら、このようなスルーホール電極の膜厚は小さいため、スルーホール電極の電気抵抗が大きい。そのため、光生成キャリアの収集効率が低下するという問題があった。また、一般的に、蒸着法を用いて電極材料を蒸着するにはコストがかかるという問題もあった。

そこで、スクリーン印刷装置やディスペンサー装置を用いた一般的な充填方法によって、貫通孔内に導電性材料を充填することが有効である。具体的には、貫通孔が形成された太陽電池を載置台上に載置し、太陽電池の上面側から導電性材料を貫通孔内に圧入する。

この場合、導電性材料が載置台にまで達することにより載置台を汚さず、かつ、導電性材料が十分に充填されるように導電性材料の充填量を制御する必要がある。しかしながら、導電性材料の充填量を必要十分な量に制御することは困難である。

そこで、本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、貫通孔内に導電性材料を充填する際において、導電性材料の充填量を制御しやすい太陽電池を提供することを目的とする。

本発明の特徴に係る太陽電池は、第１主面と第１主面の反対側に設けられた第２主面とを有し、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、第１主面から第２主面まで光電変換部を貫通する貫通孔と、貫通孔内に充填された導電性を有するスルーホール電極とを備え、貫通孔の側壁は、第１主面から所定間隔の位置において屈折されており、貫通孔の内径は、側壁が屈折される位置から第１主面に向かうほど大きいことを要旨とする。

本発明の特徴に係る太陽電池によれば、側壁が屈折されているため、貫通孔内に導電性材料を充填する場合、導電性材料が充填される充填速度を、側壁が屈折された位置において緩めることができる。そのため、導電性材料の充填量を必要十分な範囲に精度よく制御することができる。

本発明の特徴において、貫通孔の内径は、側壁が屈折される位置から第２主面に向かうほど大きくてもよい。

本発明の特徴において、側壁が屈折される位置は、第１主面に略垂直な方向において、貫通孔の中央よりも第２主面側であって、第２主面は、受光する受光面であってもよい。

本発明の特徴において、第１主面又は第２主面上に形成され、光電変換部から光生成キャリアを収集する複数本の細線電極を備え、複数本の細線電極は、スルーホール電極と電気的に接続されており、側壁が屈折される位置におけるスルーホール電極の断面積は、複数本の細線電極それぞれの断面積の総和より大きくてもよい。

本発明によると、貫通孔内に導電性材料を充填する際において、導電性材料の充填量を精度よく制御できる太陽電池を提供することができる。

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（太陽電池の概略構成）
本発明の実施形態に係る太陽電池の概略構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る太陽電池１の受光面側の平面図である。図２は、本実施形態に係る太陽電池１の裏面側の平面図である。

図１及び図２に示すように、太陽電池１は、光電変換部１０、受光面側細線電極１５、スルーホール電極２０、受光面側接続用電極２５、裏面側収集電極３０及び絶縁膜３５を備える。

光電変換部１０は、光が入射する受光面Ａと、受光面Ａの反対側に設けられた裏面Ｂとを有する。光電変換部１０は、受光面Ａにおける受光により光生成キャリアを生成する。光生成キャリアとは、光が光電変換部１０に吸収されることにより生成される正孔と電子をいう。

光電変換部１０は、半導体ｐｎ接合或いは半導体ｐｉｎ接合等の半導体接合を基本構造として有する。光電変換部１０は、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料等の半導体材料などにより形成することができる。なお、光電変換部１０は、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み込んだ構造、いわゆるＨＩＴ構造を有していてもよい。

受光面側細線電極１５は、光電変換部１０において生成された光生成キャリアを収集する収集電極である。受光面側細線電極１５は、図１に示すように、光電変換部１０の受光面Ａの略全域に渡って複数本形成される。本実施形態では、６本の受光面側細線電極１５が一のスルーホール電極２０と電気的に接続される。

受光面側細線電極１５は、例えば、熱硬化型又は焼結型の導電性ペーストを用いて印刷法などによって形成することができる。なお、受光面側細線電極１５の本数及び形状は、光電変換部１０の大きさなどを考慮して適切に設定される。

スルーホール電極２０は、光電変換部１０の受光面Ａから裏面Ｂまで光電変換部１０を貫通する貫通孔４０（図３参照）内に形成される。スルーホール電極２０は、例えば、スクリーン印刷装置やディスペンサー装置を用いた一般的な充填方法を用いて、導電性材料を貫通孔４０に充填することによって形成される。導電性材料としては、受光面側細線電極１５と同様に、熱硬化型又は焼結型の導電性ペーストを用いることができる。

図１に示すように、スルーホール電極２０は、光電変換部１０の受光面Ａ上において、６本の受光面側細線電極１５と電気的に接続される。従って、６本の受光面側細線電極１５によって収集された光生成キャリアは、スルーホール電極２０を通って光電変換部１０の裏面Ｂ側に運ばれる。

なお、本実施形態では、６つのスルーホール電極２０の列を２つ平行に形成しているが、スルーホール電極２０の数は、一のスルーホール電極２０に接続される受光面側細線電極１５の本数や、使用する導電性材料の比抵抗などを考慮して適宜設定することができる。

受光面側接続用電極２５は、複数の太陽電池１どうしを電気的に接続するための配線材（不図示）を接続するための接続用電極である。このような配線材は、半田や樹脂接着剤などの導電性接着剤を用いて受光面側接続用電極２５に接続される。

受光面側接続用電極２５は、図２に示すように、所定の方向に沿ってライン状に形成される。ここで、所定の方向とは、光電変換部１０の受光面Ａ上で６つのスルーホール電極２０が配列される方向である。一の受光面側接続用電極２５は、６つのスルーホール電極２０と電気的に接続される。受光面側接続用電極２５は、受光面側細線電極１５と同様に形成することができる。

裏面側収集電極３０は、受光面側接続用電極２５が収集する光生成キャリアとは異なる極性の光生成キャリアを光電変換部１０から収集する。裏面側収集電極３０は、光電変換部１０の裏面Ｂのうち、受光面側接続用電極２５が形成される領域以外の領域に形成される。ただし、本発明は、裏面側収集電極３０の形状を限定するものではなく、裏面側収集電極３０として、受光面側細線電極１５と同様に複数本の細線電極を形成してもよい。

絶縁膜３５は、貫通孔４０（図３参照）の側壁の略全面を覆っており、貫通孔４０の側壁から光電変換部１０の裏面Ｂに跨って形成される。絶縁膜３５は、光電変換部１０の受光面Ａ側に形成された半導体領域を、裏面側収集電極３０から電気的に分離する。また、絶縁膜３５は、光電変換部１０の裏面Ｂ側に形成された半導体領域を、受光面側の電極（受光面側細線電極１５、スルーホール電極２０、受光面側接続用電極２５）から電気的に分離する。

なお、複数の太陽電池１を配線材によって接続する場合、配線材は、一の太陽電池１の受光面側接続用電極２５と、一の太陽電池１に隣接する他の太陽電池１の裏面側収集電極３０とに接続される。このように、太陽電池１がスルーホール電極２０を備えることにより、複数の太陽電池１どうしは、裏面Ｂ側のみにおいて接続される。

（スルーホール電極及び貫通孔の構成）
次に、スルーホール電極２０及び貫通孔４０の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、図１のＰ−Ｐ切断面における拡大断面図である。

図３に示すように、貫通孔４０は、光電変換部１０の受光面Ａから裏面Ｂまで光電変換部１０を貫通する。貫通孔４０内には、スルーホール電極２０が形成される。スルーホール電極２０は、受光面Ａ側で受光面側細線電極１５と接続され、裏面Ｂ側で受光面側接続用電極２５と接続される。絶縁膜３５は、貫通孔４０の側壁Ｃから光電変換部１０の裏面Ｂに跨って形成される。

貫通孔４０の側壁Ｃは、裏面Ｂから間隔T1の位置Xにおいて屈折される。換言すれば、側壁Cは、受光面Aから間隔T2の位置Xにおいて屈折される。このように、裏面Bに対する側壁Cの傾きは、位置Xにおいて変化する。すなわち、位置Xは、裏面Bに対する側壁Cの傾きが変化する変曲点である。

本実施形態において、側壁Cが屈折される位置Xは、裏面Bに略垂直な方向（以下、「垂直方向」という。）における光電変換部１０の中心位置Yよりも受光面側である。すなわち、間隔T1は間隔T2よりも大きく設定されており、側壁Cは、垂直方向における貫通孔４０の中央よりも受光面A側において屈折される。ただし、本発明は、側壁Cが屈折される位置Xを限定するものではない。位置Xは、垂直方向における光電変換部１０の中心位置Yよりも裏面側であってもよい。

ここで、貫通孔４０の内径は、側壁Cが屈折される位置Xから裏面Bに向かうほど大きい。すなわち、図３に示すように、位置Xにおける貫通孔４０の内径D1は、貫通孔４０の裏面B側における開口径D2よりも小さい。このように、貫通孔４０は、裏面B側から位置Xに向かって徐々に細く形成される。

また、貫通孔４０の内径は、側壁Cが屈折される位置Xから受光面Aに向かうほど大きい。すなわち、図３に示すように、位置Xにおける貫通孔４０の内径D1は、貫通孔４０の受光面A側における開口径D3よりも小さい。このように、貫通孔４０は、受光面A側から位置Xに向かって徐々に細く形成される。

次に、受光面側細線電極１５とスルーホール電極２０の電気抵抗について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４（ａ）は図１のＱ−Ｑ切断面における断面図であり、図４（ｂ）は図１のＲ−Ｒ切断面における断面図である。図５は、図３のＳ−Ｓ切断面における断面図である。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、６本の受光面側細線電極１５それぞれは、受光面側細線電極１５それぞれが延びる方向に垂直な切断面において、断面積Ｍ１〜Ｍ６を有する。また、図５に示すように、スルーホール電極２０は、光電変換部１０の裏面Ｂに略平行な切断面において、断面積Ｍ７（=Π(D1/2)^２）を有する。

ここで、側壁Ｃが屈折される位置Ｘにおけるスルーホール電極２０の断面積Ｍ７は、６本の受光面側細線電極１５の断面積Ｍ１〜Ｍ６の総和よりも大きい。すなわち、スルーホール電極２０の最小断面積Ｍ７は、スルーホール電極２０に接続される複数本の受光面側細線電極１５の断面積の総和よりも大きい。

（太陽電池の製造方法）
次に、太陽電池１の製造方法について説明する。まず、ｐｎ半導体接合を基本構造として有する光電変換部１０を形成する。次に、光電変換部１０に貫通孔４０を形成する。貫通孔４０の形成は、機械的加工法、レーザー法、エッチング法、サンドブラスト法などを用いて行うことができる。

例えば、機械的加工法を用いる場合は、ダイアモンドドリルを用いて貫通孔を形成できる。具体的には、光電変換部１０の受光面Ａ側及び裏面Ｂ側の対向する位置から、先端が所望の角度に形成された１種類又は２種類のダイアモンドドリルを用いて孔を形成する。受光面Ａ側から形成する孔と裏面Ｂ側から形成する孔とを繋げることにより、側壁Ｃが裏面Ｂから所定間隔の位置で屈折された貫通孔４０を形成することができる。

次に、絶縁膜３５を貫通孔４０の内壁から光電変換部１０の裏面Ｂに跨って形成する。絶縁膜３５は、ディスペンサー装置を用いて絶縁性樹脂を塗布するなどの周知の方法によって形成することができる。

次に、スクリーン印刷装置やディスペンサー装置を用いた周知の充填方法によって、貫通孔４０内に導電性材料を充填する。具体的には、光電変換部１０を載置台上に載置し、光電変換部１０の上面から導電性材料を貫通孔４０内に圧入する。この場合、光電変換部１０は、貫通孔４０の形状によって、受光面Ａ又は裏面Ｂのいずれかを上向きに載置すればよい。例えば、図３に示すように、間隔Ｔ１が間隔Ｔ２よりも大きい場合には、光電変換部１０の裏面Ｂを上向きに載置して、導電性材料を裏面Ｂ側から充填することが好ましい。

導電性材料としては、エポキシ系熱硬化型樹脂に銀粒子を混錬した銀ペーストなどを用いることができる。また、導電性材料は、貫通孔４０内に隙間なく充填されるように、流動性（低い粘性率）を有することが好ましい。

次に、光電変換部１０の受光面Ａ上及び裏面Ｂ上に導電性材料を所定のパターンで塗布又は印刷する。所定のパターンとは、図１及び図２に示される受光面側細線電極１５、受光面側接続用電極２５及び裏面側収集電極３０の形成パターンである。導電性材料としては、スルーホール電極２０と同様の材料を用いることができる。

次に、加熱により導電性材料を硬化させ、受光面側細線電極１５、スルーホール電極２０、受光面側接続用電極２５及び裏面側収集電極３０を形成する。

（作用及び効果）
本実施形態に係る太陽電池１において、光電変換部１０の受光面Ａから裏面Ｂまで貫通する貫通孔４０の側壁Ｃは、裏面Ｂから所定間隔の位置Ｘにおいて屈折されている。貫通孔４０の内径は、側壁Ｃが屈折される位置Ｘから裏面Ｂに向かうほど大きい。

このように、側壁Ｃが位置Ｘにおいて屈折されているため、貫通孔４０内に導電性材料を充填する場合、導電性材料が充填される充填速度を位置Ｘにおいて緩めることができる。そのため、導電性材料が載置台にまで達することにより載置台を汚さず、かつ、導電性材料が十分に充填されるように、導電性材料の充填量を精度よく制御することができる。

具体的には、図３に示したように、光電変換部１０の裏面Ｂ側から導電性材料を充填した場合、位置Ｘと受光面Ａとの間の位置で導電性材料の充填を正確に止めることができる。

また、貫通孔４０は、位置Ｘから裏面Ｂ側に向かうほど内径が大きくされている。そのため、裏面Ｂ側から導電性材料を充填した場合、導電性材料と貫通孔４０の側壁Ｃとの間に隙間が生じることを抑制することができる。

また、貫通孔４０は、位置Ｘから受光面Ａに向かうほど内径が大きくされている。そのため、受光面Ａ側から導電性材料を塗布することにより受光面側細線電極１５を形成する場合、精度よく導電性材料を側壁Ｃの沿わせることができる。すなわち、導電性材料と側壁Ｃとの間に隙間が生じることを抑制することができる。従って、図３に示したように、受光面側細線電極１５とスルーホール電極２０とを精度よく接続することができる。

また、側壁Ｃが屈折される位置Ｘは、垂直方向において、貫通孔４０の中央よりも受光面側である。そのため、受光面側細線電極１５を形成するために、ごく少量の導電性材料を塗布等する場合であっても、導電性材料をスルーホール電極２０まで到達させ易い。従って、受光面側細線電極１５とスルーホール電極２０とを精度よく接続することができる。

また、側壁Ｃが屈折される位置Ｘにおけるスルーホール電極２０の断面積Ｍ７は、６本の受光面側細線電極１５それぞれの断面積Ｍ１〜Ｍ６の総和よりも大きい。換言すれば、スルーホール電極２０の最小断面積Ｍ７は、断面積Ｍ１〜Ｍ６の総和よりも大きい。従って、スルーホール電極２０の内部において、６本の受光面側細線電極１５によって収集された光生成キャリアをスムースに移動させることができる。その結果、太陽電池１の十分な収集効率を得ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施形態では、貫通孔４０内に導電性材料を裏面Ｂ側から充填することとしたが、図６に示すように、導電性材料を受光面Ａ側及び裏面Ｂ側の両方から充填してもよい。例えば、受光面Ａ又は裏面Ｂの一方側から貫通孔４０内に導電性材料を充填した後に乾燥し、続いて、他方側から導電性材料を貫通孔４０内に充填する。この場合においても、一方側から充填される導電性材料の充填速度を位置Ｘにおいて緩めることができる。また、一方側から充填された導電性材料によって貫通孔４０が塞がれているため、他方側から充填される導電性材料の充填速度を緩めることができる。その結果、導電性材料の充填量を精度よく制御することができる。

また、上記実施形態では、図３に示すように、貫通孔４０の形状を上下非対称に括れた形状としたが、貫通孔４０の形状はこれに限定されない。具体的には、図７（ａ）乃至（ｄ）に示すように、貫通孔４０の形状には様々なバリエーションが存在する。

また、上記実施形態では、受光面側細線電極１５をライン状に形成したが、受光面側細線電極１５の形成パターンはこれに限定されない。従って、受光面側細線電極１５は波線状などに形成されていてもよい。また、複数本の受光面側細線電極１５どうしが格子状に交差するように形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、６本の受光面側細線電極１５を一のスルーホール電極２０に接続させたが、スルーホール電極２０に接続する受光面側細線電極１５の本数はこれに限定されない。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

以下、本発明に係る太陽電池モジュールの実施例について具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。

（実施例１）
まず、ｎ型単結晶シリコン基板（１００ｍｍ角、１６０μｍ厚）の表面にアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングを施すことによりテクスチャ構造を形成した。

次に、ｎ型単結晶シリコン基板の一の主面上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ノンドープのａ−Ｓｉ：Ｈ膜、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を順次形成した。ノンドープのａ−Ｓｉ：Ｈ膜及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の膜厚は、それぞれ５ｎｍであった。続いて、ｎ型単結晶シリコン基板の他の主面上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ノンドープのａ−Ｓｉ：Ｈ膜、ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を順次形成した。ノンドープのａ−Ｓｉ：Ｈ膜及びｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の膜厚は、それぞれ５ｎｍであった。

次に、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜及びｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜上に、スパッタ法を用いて、８０ｎｍの膜厚を有する透明導電膜（ＩＴＯ）を形成した。以上によって光電変換部を作製した。

次に、２種類のダイアモンドドリルを用いることにより、光電変換部に２０個（１０個で１列として２列）の貫通孔を形成した。貫通孔は、図３を参照して、最小径Ｄ１を８０μｍ、裏面側開口径Ｄ２を３２０μｍ、受光面側開口径Ｄ３を１６０μｍ、裏面から最小径までの間隔Ｔ１を１２０μｍ、受光面から最小径までの間隔Ｔ２を４０μｍとした。従って、貫通孔の最小径Ｄ１における断面積は５０２４μｍ^２であった。

次に、ディスペンサー装置を用いて、ポリイミド樹脂ペーストを貫通孔の側壁から光電変換部の裏面に跨って塗布した。その後、ポリイミド樹脂ペーストを熱処理することにより固化した。ポリイミド樹脂の膜厚は５μｍであった。

次に、光電変換部の裏面を上向きに載置し、ディスペンサー装置を用いて銀ペーストを貫通孔に充填した。ディスペンサー装置による吐出圧力を０．１８ＭＰａ、吐出時間を０．２５秒、銀ペースト及び基板温度を２５℃として、裏面から垂直方向に１２０〜１４０μｍまで充填されるように設定した。

次に、ディスペンサー装置を用いて銀ペーストを塗布することにより、光電変換部の裏面上に２列の受光面側接続用電極を形成した。続いて、ディスペンサー装置を用いて銀ペーストを塗布することにより、光電変換部の裏面上のうち受光面側接続用電極が形成された領域以外の領域に裏面側収集電極を形成した。その後、熱処理することにより受光面側接続用電極及び裏面側収集電極を乾燥させた。

次に、ディスペンサー装置を用いて、光電変換部の受光面上に銀ペーストを塗布することにより、複数本の受光面側細線電極を形成した。一のスルーホール電極に６本の受光面側細線電極を接続させた。受光面側細線電極は、幅６０μｍ、高さ１０μｍに形成した。従って、６本の受光面側細線電極それぞれの断面積の総和は、３６００μｍ^２であった。

次に、スルーホール電極、受光面側接続用電極、裏面側収集電極及び受光面側細線電極を熱処理することにより固化させた。以上により実施例１に係る太陽電池を作製した。

（実施例２）
次に、実施例２に係る太陽電池を作製した。以下の説明では、上記実施例１との相違点について主に説明する。

本実施例では、１００μｍ厚のｎ型単結晶シリコン基板に２０個（１０個で１列として２列）の貫通孔を形成した。貫通孔は、最小径Ｄ１を５０μｍ、裏面側開口径Ｄ２を３００μｍ、受光面側開口径Ｄ３を１００μｍ、裏面から最小径までの間隔Ｔ１を５０μｍ、受光面から最小径までの間隔Ｔ２を５０μｍに形成した。従って、貫通孔の最小径Ｄ１における断面積は１９６２μｍ^２であった。

また、光電変換部の受光面を上向きに載置し、ディスペンサー装置を用いて銀ペーストを貫通孔に充填した。本実施例では、貫通孔の内径が上記実施例１よりも小さいため、ディスペンサー装置による吐出圧力を０．３１ＭＰａに高め、受光面から垂直方向に５０〜８０μｍまで充填されるように設定した。

また、一のスルーホール電極に２本の受光面側細線電極を接続させた。受光面側細線電極は、上記実施例１と同様に、幅６０μｍ、高さ１０μｍに形成した。従って、２本の受光面側細線電極それぞれの断面積の総和は、１２００μｍ^２であった。

（実施例３）
次に、実施例３に係る太陽電池を作製した。以下、上記実施例１との相違点について主に説明する。

本実施例では、２５ｍｍ角、１００μｍ厚のｎ型単結晶シリコン基板に貫通孔を形成した。貫通孔は、最小径Ｄ１を２４μｍ、裏面側開口径Ｄ２を８０μｍ、受光面側開口径Ｄ３を３６μｍ、裏面から最小径までの間隔Ｔ１を２５μｍ、受光面から最小径までの間隔Ｔ２を７５μｍに形成した。従って、貫通孔の最小径Ｄ１における断面積は４５２μｍ^２であった。

また、光電変換部の裏面を上向きに載置し、ディスペンサー装置を用いて銀ペーストを貫通孔に充填した。本実施例では、貫通孔の内径が上記実施例１よりも小さい。そのため、ディスペンサー装置による吐出圧力を０．４７ＭＰａ、銀ペースト及び基板温度を２８℃として、受光面から垂直方向に８０〜９０μｍまで充填されるように設定した。

また、一のスルーホール電極に２本の受光面側細線電極を接続させた。受光面側細線電極は、幅３０μｍ、高さ５μｍに形成した。従って、２本の受光面側細線電極それぞれの断面積の総和は、３００μｍ^２であった。

（実施例４）
次に、実施例４に係る太陽電池を作製した。以下、上記実施例１との相違点について主に説明する。

本実施例では、１００μｍ厚のｎ型単結晶シリコン基板に貫通孔を形成した。貫通孔は、最小径Ｄ１を２４μｍ、裏面側開口径Ｄ２を４２μｍ、受光面側開口径Ｄ３を３０μｍ、裏面から最小径までの間隔Ｔ１を２０μｍ、受光面から最小径までの間隔Ｔ２を８０μｍに形成した。従って、貫通孔の最小径Ｄ１における断面積は４５２μｍ^２であった。

また、光電変換部の裏面を上向きに載置し、ディスペンサー装置を用いて銀ペーストを貫通孔に充填した。本実施例では、貫通孔の内径が上記実施例１よりも小さいため、ディスペンサー装置による吐出圧力を０．５１ＭＰａに高め、銀ペースト及び基板温度を２８℃として、受光面から垂直方向に８０〜９０μｍまで充填されるように設定した。

（比較例１）
次に、比較例１に係る太陽電池を作製した。以下、上記実施例１との相違点について主に説明する。

本比較例では、貫通孔の側面を屈折させず、一様な平面状に形成した。貫通孔は、裏面側開口径Ｄ２を３２０μｍ、受光面側開口径Ｄ３を１６０μｍに形成した。すなわち、一様な先細り状（テーパー状）の貫通孔を形成した。その他の点は、上記実施例１と同様である。

（比較例２）
次に、比較例２に係る太陽電池を作製した。以下、上記実施例２との相違点について主に説明する。

本比較例では、貫通孔の側面を屈折させず、一様な平面状に形成した。貫通孔は、裏面側開口径Ｄ２を３００μｍ、受光面側開口径Ｄ３を１００μｍに形成した。すなわち、一様な先細り状（テーパー状）の貫通孔を形成した。その他の点は、上記実施例２と同様である。

（比較例３）
次に、比較例３に係る太陽電池を作製した。以下、上記実施例３との相違点について主に説明する。

本比較例では、貫通孔の側面を屈折させず、一様な平面状に形成した。貫通孔は、裏面側開口径Ｄ２を８０μｍ、受光面側開口径Ｄ３を３６μｍに形成した。すなわち、一様な先細り状（テーパー状）の貫通孔を形成した。その他の点は、上記実施例３と同様である。

（比較例４）
次に、比較例４に係る太陽電池を作製した。以下、上記実施例４との相違点について主に説明する。

本比較例では、貫通孔の側面を屈折させず、一様な平面状に形成した。貫通孔は、裏面側開口径Ｄ２を４２μｍ、受光面側開口径Ｄ３を３０μｍに形成した。すなわち、一様な先細り状（テーパー状）の貫通孔を形成した。その他の点は、上記実施例４と同様である。

（充填量の制御性の比較）
上記実施例１〜４及び比較例１〜４について、銀ペーストの充填量の制御性（プロセスウィンドウの広狭）を比較した。具体的には、貫通孔内に銀ペーストを充填した際、銀ペーストを吐出した吐出時間と銀ペーストが垂直方向に充填された充填深度とを測定した。設定した充填深度範囲に対応する吐出時間幅が大きいほど、銀ペーストの充填量を精度よく制御することができる。

なお、吐出時間と充填深度との測定は、図８に示すシステムを用いて行った。図８に示すように、光電変換部１０の上面側からディスペンサー装置５０を用いて、貫通孔４０内に銀ペーストを充填する。この際、ディスペンサー制御装置６０で計測される吐出時間と、レーザー測距計７０で計測される充填深度とを、Ｘ−Ｙレコーダー８０において記録した。

上記実施例１〜４及び比較例１〜４についての吐出時間と充填深度との関係を図９〜図１２に示す。図９〜図１２において、Ｗ１〜Ｗ４は実施例１〜４に係る充填深度範囲に対応する吐出時間幅を示し、Ｗ１´〜Ｗ４´は比較例１〜４に係る充填深度範囲に対応する吐出時間幅を示す。

（まとめ）
実施例１〜４及び比較例１〜４について、貫通孔の形成条件と充填深度範囲に対応する吐出時間幅Ｗとを表１に示す。

上表に示すように、実施例１〜４に係る吐出時間幅Ｗは、比較例１〜４それぞれに係る吐出時間幅Ｗよりも大きい。これは、実施例１〜４では、貫通孔の側面を屈折された位置において、銀ペーストの充填速度を緩めることができたためである。従って、貫通孔の側面を屈折させたことにより、銀ペーストの充填量の制御性を向上、すなわち、プロセスウィンドウを広げられることが確認された。なお、実施例１〜４において、載置台への銀ペーストの付着は生じなかった。

また、実施例１と実施例２とを比較すると、実施例２の吐出時間幅Ｗの方が大きく、実施例３と実施例４とを比較すると、実施例３の吐出時間幅Ｗの方が大きかった。これは、実施例１の裏面側開口径Ｄ２は最小径Ｄ１の４倍であるのに対して、実施例２の裏面側開口径Ｄ２は最小径Ｄ１の６倍であり、また、実施例３の裏面側開口径Ｄ２は最小径Ｄ１の３．３倍であるのに対して、実施例４の裏面側開口径Ｄ２は最小径Ｄ１の１．８倍であるためである。すなわち、最小径Ｄ１が裏面側開口径Ｄ２よりも小さいほどプロセスウィンドウを広げられることが確認された。

本発明の実施形態に係る太陽電池１の受光面側の平面図である。本発明の実施形態に係る太陽電池１の裏面側の平面図である。図１のＰ−Ｐ切断面における拡大断面図である。図４（ａ）は図１のＱ−Ｑ切断面における断面図である。図４（ｂ）は図１のＲ−Ｒ切断面における断面図である。図３のＳ−Ｓ切断面における断面図である。本発明の実施形態に係る貫通孔４０の構成を示す断面図である。本発明の実施形態に係る貫通孔４０の形状のバリエーションを示す図である。銀ペーストの吐出時間と充填深度との関係を測定する測定システムを説明するための図である。吐出時間と充填深度との関係を示すグラフである（その１）。吐出時間と充填深度との関係を示すグラフである（その２）。吐出時間と充填深度との関係を示すグラフである（その３）。吐出時間と充填深度との関係を示すグラフである（その４）。

符号の説明

１…太陽電池
１０…光電変換部
１５…受光面側細線電極
２０…スルーホール電極
２５…受光面側接続用電極
３０…裏面側収集電極
３５…絶縁膜
４０…貫通孔
５０…ディスペンサー装置
６０…ディスペンサー制御装置
７０…レーザー測距計
８０…Ｘ−Ｙレコーダー
Ａ…受光面
Ｂ…裏面
Ｃ…側壁

Claims

第１主面と前記第１主面の反対側に設けられた第２主面とを有し、受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、
前記第１主面から前記第２主面まで前記光電変換部を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔内に充填された導電性を有するスルーホール電極と
を備え、
前記貫通孔の側壁は、前記第１主面から所定間隔の位置において屈折されており、
前記貫通孔の内径は、前記側壁が屈折される位置から前記第１主面に向かうほど大きい
ことを特徴とする太陽電池。
前記貫通孔の内径は、前記側壁が屈折される位置から前記第２主面に向かうほど大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
前記側壁が屈折される位置は、前記第１主面に略垂直な方向において、前記貫通孔の中央よりも前記第２主面側であって、
前記第２主面は、受光する受光面である
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
前記第１主面又は前記第２主面上に形成され、前記光電変換部から前記光生成キャリアを収集する複数本の細線電極を備え、
前記複数本の細線電極は、前記スルーホール電極と電気的に接続されており、
前記側壁が屈折される位置における前記スルーホール電極の断面積は、前記複数本の細線電極それぞれの断面積の総和より大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。