JP2011199045A - 太陽電池、その太陽電池を用いた太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法 - Google Patents

太陽電池、その太陽電池を用いた太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 透明導電膜の全面に透光性絶縁層を形成した後に、透光性絶縁層を除去する際に、溝の深さの制御にゆとりを持たせ、量産性に優れた太陽電池を提供する。
【解決手段】 ｎ型単結晶シリコン基板１０の表面側に形成されたｎ型非晶質シリコン層１１と、ｎ型非晶質シリコン層１１上に形成された表面側の透明導電膜１２と、基板１０の裏面側に形成されたｐ型非晶質シリコン層１３と、ｐ型非晶質シリコン層１３上に形成された裏面側の透明導電膜１４と、を備え、表面側の透明導電膜１２上にメッキにより形成された表面側集電極３０が設けられるとともに裏面側の透明導電膜１４上に印刷により形成された裏面側集電極４が設けられている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、特性の良好な太陽電池、その太陽電池を用いた太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法に係り、特に、表面側集電極の構造及びその製造方法に関するものである。
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ことができるため、新しいエネルギー源として期待されている。
太陽電池は、単結晶シリコン、多結晶シリコン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構成される半導体基板を用いて形成される。
これらの太陽電池の中で、発電層である単結晶シリコン基板表面に、非晶質シリコン層を積層した太陽電池がキャリアの再結合損失低減を実現でき注目されている。特に、互いに逆導電型を有する単結晶シリコンと非晶質シリコン層との間に真性な非晶質シリコン層を介挿し、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した太陽電池（以下、ＨＩＴ（登録商標）型太陽電池という。）が注目されている。
図１５は、ＨＩＴ型太陽電池の構造を示す断面図である。図１５において、単結晶シリコン、多結晶シリコン等の結晶系半導体からなるｎ型の結晶系シリコン基板１０の一方の主面上には、真性（ｉ型）の非晶質シリコン層、ｐ型の非晶質シリコン層１３がこの順に積層され、更にその上に、例えば、錫を添加した酸化インジウムからなる透明導電膜（ＴＣＯ）１４及び銀（Ａｇ）からなる櫛形状の集電極４が形成されている。結晶系シリコン基板１０の他方の主面上には、ｉ型の非晶質シリコン層、ｎ型の非晶質シリコン層１１がこの順に積層され、更にその上に、透明導電膜１２及びＡｇからなる櫛形状の集電極５が形成されている。
このような太陽電池素子は、次のような手順にて製造される。まず、プラズマＣＶＤ法を用いて、結晶系シリコン基板１０の一方の主面にｉ型の非晶質シリコン層、ｐ型の非晶質シリコン層１３を連続的に形成し、また、他方の主面にｉ型の非晶質シリコン層、ｎ型の非晶質シリコン層１１を連続的に形成する。次に、スパッタリング法にて、非晶質シリコン層１３及び非晶質シリコン層１１上に透明導電膜１４及び透明導電膜１２を形成し、更に、スクリーン印刷法にて、透明導電膜１１及び透明導電膜１４上に櫛形状の集電極４及び集電極５を形成する。
このようなＨＩＴ型太陽電池では、結晶系シリコン基板１０以外の各層の形成を、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スクリーン印刷法等の方法を用いて全て２００℃以下の温度で行うことができるので、基板の反りの発生を防止でき、しかも製造コストの低減化を図ることができる。また、ＨＩＴ型太陽電池では、非晶質シリコン層１１、１３への熱的ダメージを抑えるために、低温環境にて作製されるので、集電極４、５用のＡｇペーストも低温・硬化用の樹脂型のペーストが使用されている。このためさらなる特性改善を目指して集電極の細線化や低抵抗化の検討が行われている。
そこで、ＨＩＴ型太陽電池において、メッキ法による太陽電池の透明電極上への電極形成方法が開示されている（特許文献１参照）。
特開２０００−５８８８５号公報（図２）
ところで、メッキ法により、集電極を作成する場合には、集電極以外の部分には、メッキが施されないようにする必要がある。そこで、集電極以外の部分にレジストのパターニング膜を設け、集電極を作成した後にレジスト膜を除去する方法がある。しかしながら、この方法では、製造工程が繁雑となる。
そこで、上記した特許文献１においては、透明導電膜の上にスクリーン印刷法により、開口部を有する透光性絶縁層を形成し、透明導電膜が露出した開口部にメッキにより集電極を形成している。
太陽光を入射する側の集電極は、光入射の妨げとなるので、抵抗が小さく且つその線幅が細いものが望まれる。上記した特許文献１においては、開口部を有する透光性絶縁層をスクリーン印刷で形成しているため、その開口部の幅を狭くするには限界がある。
そこで、透明導電膜の全面に透光性絶縁層を形成した後、エッチング又はレーザ照射により、集電極を形成する位置の透光性絶縁層を除去して溝を形成し、透明導電膜を露出させる方法が考えられる。
しかしながら、ＨＩＴ型太陽電池においては、透光性絶縁層に比して、透明導電膜、非晶質半導体の膜厚は極めて薄く、上記した溝が結晶系基板にまで達する可能性がある。このように溝が結晶系基板にまで達すると、結晶系基板／非晶質半導体の接合が損なわれるため、光電変換特性が低下する。このため、溝の形成条件等を十分注意して行わなければならず、その形成作業が煩わしくなるという難点がある。
この発明の目的は、透明導電膜の全面に透光性絶縁層を形成した後に、透光性絶縁層を除去する際に、溝の深さの制御にゆとりを持たせ、量産性に優れた太陽電池、その太陽電池を用いた太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法を提供することにある。
この発明の太陽電池は、第１導電型を有する結晶系半導体基板と、前記結晶系半導体基板の第１の面上に設けられた前記第１導電型を有する第１の非晶質半導体層と、前記第１の非晶質半導体層上に設けられた第１の集電極と、前記結晶系半導体基板の第２の面上に設けられた第２の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、前記第２の非晶質半導体層上に設けられた第２の集電極と、を備え、前記第１の集電極は、メッキ法により形成され、前記第２の集電極は、前記結晶系半導体基板と前記第２の非晶質半導体層との間の接合に影響を及ぼさない方法で形成され、前記第１の集電極の形成領域の面積は、前記第２の集電極の形成領域の面積より小さいことを特徴とする。
また、前記第１の非晶質半導体層上に、透明導電膜及び透光性絶縁層をこの順に有し、前記第１の集電極を、前記透光性絶縁層に設けられた溝内を含んで形成するように構成することができる。
また、前記第２の非晶質半導体層上に透明導電膜を有し、前記透明導電膜の表面における前記第２の集電極が形成された領域の表面形状が、前記透明導電膜の表面における他の領域の表面形状と同じとするように構成することができる。
前記第２の集電極を、印刷法または蒸着法により形成する或いは、前記第２の集電極は、前記第２の非晶質半導体層の表面上の全面に、メッキ法により形成することができる。
また、前記第１の集電極を、光入射側に配すればよい。
この発明は、第１導電型を有する結晶系半導体基板と、前記結晶系半導体基板の第１の面上に設けられた前記第１の導電型を有する第１の非晶質半導体層と、前記第１の非晶質半導体層上に設けられた第１の集電極と、前記結晶系半導体基板の第２の面上に設けられた第２の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、前記第２の非晶質半導体層上に設けられた第２の集電極と、を備えた太陽電池であって、前記第１の非晶質半導体層上に、透明導電膜及び透光性絶縁層をこの順に有し、前記第１の集電極は、前記透光性絶縁層に設けられた溝内を含んで形成され、前記第２の非晶質半導体層上に透明導電膜を有し、前記第２の集電極は、前記第２の透明導電膜の表面上に形成されており、前記透明導電膜の表面における前記第２の集電極が形成された領域の表面形状は、前記透明導電膜の表面における他の領域の表面形状と同じであることを特徴とする。
この発明は、表面部材と裏面部材との間に、複数の太陽電池を封止してなる太陽電池モジュールであって、前記太陽電池は、第１導電型を有する結晶系半導体基板と、前記結晶系半導体基板の第１の面上に設けられた前記第１の導電型を有する第１の非晶質半導体層と、前記第１の非晶質半導体層上に設けられた第１の集電極と、前記結晶系半導体基板の第２の面上に設けられた第２の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、前記第２の非晶質半導体層上に設けられた第２の集電極と、を含み、前記第１の非晶質半導体層上に、透明導電膜及び透光性絶縁層をこの順に有し、前記第１の集電極は、前記透光性絶縁層に設けられた溝内を含んで形成され、前記第２の非晶質半導体層上に透明導電膜を有し、前記第２の集電極は、前記第２の透明導電膜の表面上に形成されており、前記透明導電膜の表面における前記第２の集電極が形成された領域の表面形状は、前記透明導電膜の表面における他の領域の表面形状と同じであり、前記第１の集電極の表面は、前記表面部材と対向しており、前記第２の集電極の表面は、前記裏面部材と対向していることを特徴とする。
また、前記裏面部材の表面に端子ボックスを設けることができる。
また、この発明は、一導電型の結晶系半導体基板の表面側に一導電型の非晶質半導体層を、裏面側に他導電型の非晶質半導体層を形成する工程と、前記両非晶質半導体層上に透明導電膜を形成する工程と、前記表面側の透明導電膜上に透光性絶縁層を形成する工程と、前記透光性絶縁層を選択的に除去して前記透明導電膜と連なる溝を形成する工程と、前記開口部にメッキ法により表面側集電極を形成する工程と、前記裏面側の透明導電膜上に印刷法または蒸着法により裏面側集電極を形成する工程と、を含む。
レーザを用いて前記溝を形成することができる。
この発明は、結晶系半導体基板の第１の面上に結晶系半導体基板と同じ導電型を有する第１の非晶質半導体が設けられ、この第１の非晶質半導体上にメッキで集電極が設けられるので、形成条件等の工程の制御にゆとりが生じ量産性に優れた太陽電池を提供することができる。
また、第１の非晶質半導体層上に、透明導電膜及び透光性絶縁層をこの順に有し、第１の集電極を、透光性絶縁層に設けられた溝内を含んで形成する場合、溝が基板まで到達しても、基板と表面側の非晶質半導体層が同じ導電型であるので、大きな問題が生じることはない。このため、形成条件等の工程の制御にゆとりが生じ量産性に優れた太陽電池並びにその製造方法を提供することができる。
この発明の実施形態に係る太陽電池の構造を示す構造断面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す平面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの要部を示す断面図である。 ＨＩＴ型太陽電池の構造を示す断面図である。
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。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。
図１はこの発明の実施形態に係る太陽電池の構造を示す構造断面図であり、同図において図１５と同様の機能を呈する部分には同一の符号を付している。
この実施形態の太陽電池が図１５に示した従来の太陽電池と異なる点は、結晶系半導体基板１０と同じ導電型を有するｎ型非晶質シリコン層１１側を表面側とし、ｎ型非晶質シリコン層１１側から主たる太陽光を入射するように構成しており、通常の太陽電池とは表裏が逆に配置されている。
図１に示すように、結晶系半導体基板としてのｎ型単結晶シリコン基板１０の表面（受光面）側には、ｉ型非晶質シリコン層を介して、ｎ型非晶質シリコン層１１が形成されている。ｉ型非晶質シリコン層、ｎ型非晶質シリコン層１１は、極めて薄膜で２つの層を合わせてその膜厚は１０ｎｍ程度である。ｎ型非晶質シリコン層１１の表面側には、ＩＴＯなどの透光性導電酸化物からなる膜厚１００ｎｍ程度の透明導電膜（ＴＣＯ）１２が形成される。さらに、この透明導電膜１２の表面側には、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などからなる透光性絶縁層１５が形成されている。
一方、ｎ型単結晶シリコン基板１０の裏面側には、ｉ型非晶質シリコン層を介して、ｐ型非晶質シリコン層１３が形成される。ｐ型非晶質シリコン層１３の裏面側には、透明導電膜１４が形成される。
この実施形態においては、表面側の櫛型状の集電極３０をメッキで形成し、裏面側の櫛型状の集電極４をスクリーン印刷や蒸着法等の方法で形成している。
表面側の集電極３０をメッキで形成するために、電極パターンで少なくとも表面の透光性絶縁層１５をレーザ照射、けがきによる機械的研磨、マスクを用いたウェットエッチングなどにより除去して開口溝２が形成される。この開口溝２の深さは、透光性絶縁層１５を確実に越える深さに設定する。このとき、開口溝２の形成条件等の誤差により、開口溝２が基板１０まで到達しても、基板１０と表面側の非晶質シリコン層１１とも同じ導電型のｎ型であり大きな問題はない。このため、この形成条件等の工程の制御にゆとりが生じる。
この開口溝２内に金属シードを形成し、その後、幅５０μｍ以下、高さ１０μｍ程度のメッキよる集電極３０が形成される。メッキによる集電極３０は、樹脂型の導電ペーストによる集電極に比べ抵抗が小さく、上記した線幅並びに高さで十分、抵抗の小さな集電極が得られる。この発明にあっては、このように基板１０と同導電型を有する非晶質シリコン層１１上に設ける集電極３０をメッキにより形成するので、従来のスクリーン印刷法やマスクを用いた蒸着法を用いる場合に比べ、集電極３０の線幅を細くすることができる。このため、集電極３０の形成領域の面積を従来に比べて小さくすることができる。そこで、この発明にあっては、メッキにより形成した集電極３０を光入射側としている。このようにすることで、集電極３０による遮光面積ロスを小さくすることができ、基板１０に入射する光の光量を多くすることができるので、光電変換特性を向上させることができる。
また、集電極４は、基板１０との間でｐｎ接合を形成するｐ型非晶質シリコン層１３上に形成される。そこで、この発明では、集電極４の形成にはメッキを使用せず、スクリーン印刷法やマスクを用いた蒸着法等のｐ型非晶質シリコン層１３に影響を及ぼさない方法で形成する。
また、上述したように、この発明にあっては、集電極３０を光入射側としている。このため集電極４は裏面側に配されることになるので、集電極４による遮光ロスを考慮する必要が小さい。従って、集電極４は集電極３０よりも広い面積に形成することで抵抗ロスを小さくする。具体的には、集電極４は、Ａｇペーストを用いたスクリーン印刷により、高さ３０μｍ〜６０μｍ、線幅６０μｍ〜２００μｍのものを、集電極３０よりも多い本数に形成し、電極形成面積を大きくして所定の抵抗値にすることができる。この実施形態においては、透明導電膜１４の表面には溝加工等の表面加工が施されていない。従って、透明導電膜１４の表面における集電極４形成された領域の表面形状は、透明導電膜１４の表面における他の領域の表面形状と同じとなっている。
また、透光性絶縁層１５は透光性を有するために光の吸収ロスが少なく、このため従来のレジストのように集電極をメッキ後除去する必要がなく、製造工程の簡略化が可能である。
さらに、集電極３０透明導電層１２の表面及び透光性絶縁層６の側面に接触し、従来よりも接触面積が増大するため、密着性が向上する。
上記した透光性絶縁層１５の材料としては、ＳｉＯ2以外にＳｉＮ、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁酸化物やアクリルなどの樹脂材料を用いることができる。
さらに、太陽電池を発電用に用いるにあたっては、通常太陽電池を光入射側の強化ガラスと裏面フィルムとの間にＥＶＡのような透光性封止材を用いて封止することとなるが、上記透光性絶縁層１５の屈折率を上記強化ガラス及びＥＶＡの屈折率と略等しい１．５程度とすることで、透光性絶縁層１５による光のロスを無視できる程度にまで減少できる。従って、透光性絶縁層１５はガラスと略等しい屈折率を有する材料、例えばＳｉＯ2から構成することが好ましい。
以上のような構成のこの発明の太陽電池は、以下のようにして製造することができる。
まず、図２に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板１０の表面（第１の面）側にｉ型の非晶質シリコン層、ｎ型の非晶質シリコン層１１を連続的に形成し、また、裏面（第２の面）側にｉ型の非晶質シリコン層、ｐ型の非晶質シリコン層１３を連続的に形成する。次に、スパッタリング法にて、非晶質シリコン層１１及び非晶質シリコン層１３上に透明導電膜１２及び透明導電膜１４を形成する。
続いて、図３に示すように、透明導電膜１２の表面及び透明導電膜１４の表面に酸化シリコン等の透光性絶縁層１５、１６を形成する。この透光性絶縁層１５、１６は、プラズマＣＶＤ法により形成する。
そして、図４に示すように、電極パターンに対応して少なくとも表面の透光性絶縁層１５を完全に除去する開口溝２を形成する。この実施形態では、レーザ照射により、開口溝２を形成し、透光性絶縁層１５を除去する。レーザの条件としては、表面の絶縁膜１５の除去が最低限可能なごく浅い表面層の除去を目的とする。一例として、フェムト秒レーザを用いる場合、波長８００ｎｍで繰り返し周波数１ｋＨｚ（０．数ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ）を用いる。レーザエネルギーは、パルスエネルギー１ｍＪ（０．３〜２０ｍＪ）、パルス幅１２０ｆｓ（５０〜２５０ｆｓ）である。
また、ＹＶ０４レーザの高調波を用いる場合は、例えば、波長３５５ｎｍでは、８０ｋＨｚ（５０〜２００ｋＨｚ）、パルス幅１２ｎＳ（５〜２００ｎＳ）、加工点出力２．５Ｗ（１〜１０Ｗ）である。
なお、開口溝２の加工は、レーザ照射に限らず、けがきなどの機械的研磨、マスクを用いたウェットエッチングなどを用いることができる。
この開口溝２の加工においては、透光性絶縁層１５を確実に除去できればよく、オーバーエッチング気味に開口溝２を形成して、ｎ型結晶シリコン基板１０に溝２の先端が到達した場合においても、非晶質シリコン層１１と基板１０とは同一導電型であるので、大きな問題はない。
続いて、図５に示すように、開口溝２にＡｇからなる金属シード３を形成する。この金属シード３は、インクジェット法や光メッキ法を用いて形成する。
その後、図６に示すように、金属シード３を用いた電界メッキにより、表面側の集電極３０を形成する。この電界メッキは、開口溝２に形成されたＡｇからなる金属シード３上に施される。この電界メッキは、まず、１０％濃度の硫酸で表面を活性化させ、その後硫酸銅に添加剤を加えたワークをマイナス電極として浸漬することで銅電極を形成する。その後、メッキ液を有機酸錫とした浴に浸漬することで銅電極上に錫電極を積層して集電極３０を形成し、この実施形態の太陽電池が得られる。この集電極３０は、幅（ａ）５０μｍ以下、高さ（ｂ）１０μｍ程度のメッキよる櫛型状の電極が形成される。そして、裏面側の絶縁膜１６を除去する。
そして、図７に示すように、ｐｎ接合部に影響を与えないように、Ａｇペーストを用いたスクリーン印刷により、裏面側の透明導電膜１４上に、集電極４を形成する。この集電極４は、抵抗値を小さくするために、線幅を太くしたり、本数を増やしたりして対応している。また、線幅を太くしたり、本数を増やしてもｐ型非晶質シリコン層１３側は、裏面側に位置するので、太陽光の入射の阻害にはならない。
以上の如く、この発明によれば光電変換特性が良好で、量産性の良い太陽電池を提供できる。さらに、集電極の剥離も低減できるため、信頼性の高い太陽電池を提供できる。
上述した実施形態においては、裏面側の集電極４をスクリーン印刷法や蒸着法を用いて形成したが、この発明はこれに限るものではない。裏面側の透明導電膜１４の表面に溝加工などの表面加工を施さない限りにおいては、例えば、メッキ法を用いて裏面側の集電極を形成することもできる。
裏面側の集電極をメッキ法を用いて形成するこの発明の他の実施形態につき、図８ないし図１１に従い説明する。図８ないし図１１は、この発明の他の実施形態にかかる太陽電池の製造方法を工程別に示す断面図である。
上記した実施形態と同様に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板１０の表面（第１の面）側にｉ型の非晶質シリコン層、ｎ型の非晶質シリコン層１１を連続的に形成し、また、裏面（第２の面）側にｉ型の非晶質シリコン層、ｐ型の非晶質シリコン層１３を連続的に形成する。次に、スパッタリング法にて、非晶質シリコン層１１及び非晶質シリコン層１３上に透明導電膜１２及び透明導電膜１４を形成する。
続いて、図８に示すように、透明導電膜１２の表面に酸化シリコン等の透光性絶縁層１５を形成する。この透光性絶縁層１５は、プラズマＣＶＤ法により形成する。この時、裏面側の透明電極１４の表面には透光性絶縁層は設けない。
そして、図９に示すように、電極パターンに対応して少なくとも表面の透光性絶縁層１５を完全に除去する開口溝２を形成する。この開口溝２は、上述した実施形態と同様の方法により形成される。また、裏面側の透明導電膜１４の表面には溝加工などは施していない。
この開口溝２の加工においては、透光性絶縁層１５を確実に除去できればよく、オーバーエッチング気味に開口溝２を形成して、ｎ型結晶シリコン基板１０に溝２の先端が到達した場合においても、非晶質シリコン層１１と基板１０とは同一導電型であるので、大きな問題はない。
続いて、図１０に示すように、開口溝２にＡｇからなる金属シード３を形成する。また、裏面側の透明導電膜１４の全面にも金属シード層３ａを形成する。この金属シード３、３ａは、インクジェット法や光メッキ法等の方法を用いて形成する。なお、裏面側の金属シード層３ａは必ずしも設ける必要はない。
その後、図１１に示すように、金属シード３、金属シード層３ａを用いた電界メッキにより、表面側に集電極３０を、裏面側の透明導電膜１４の表面の全面上に集電極４０を形成する。この電界メッキは、前述の実施形態と同様にして行われる。
このようにして、表面側にメッキ法による集電極３０を、裏面側の透明導電膜１４の表面の全面上に、メッキ法による集電極４０を、それぞれ形成した太陽電池が得られる。
上記したように裏面側の透明導電膜１４にメッキ法により集電極４０を形成しても、透明導電膜１４の表面には、何ら表面加工が施されていないので、ｐｎ接合部に影響が及ぶことはなく、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
また、このような他の実施形態の工程によれば、上述した実施形態における透光性絶縁層１６の形成並びに除去工程が不要になるので、プロセスの簡略化が図れる。
また、メッキ法により集電極４０を形成することで抵抗値を小さくすることができる。全面に形成した集電極４０は、裏面側に位置するので、太陽光の入射の阻害にはならない。
この発明の太陽電池１を用いた太陽電池モジュールにつき、図１２ないし図１４を参照して説明する。図１２は、この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す平面図、図１３は、この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図、図１４は、この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの要部を示す断面図である。
上記のように形成された太陽電池１の光入射側にメッキにより形成された集電極３０が配され、裏面側には、印刷法または蒸着法により形成された集電極４が配される。この複数の太陽電池１の各々は互いに隣接する他の太陽電池１と扁平形状の銅箔などで構成された配線材１２０によって電気的に接続されている。即ち、配線材１２０の一方端側が所定の太陽電池１の表面部材６１側に対向する集電極３０に接続されるとともに、他方端側がその所定の太陽電池１に隣接する別の太陽電池１の裏面部材６２側に対向する集電極４に接続される。
複数の太陽電池１が互いに銅箔等の導電材よりなる配線材１２０により電気的に接続され、ガラス、透光性プラスチックのような透光性を有する表面部材６１と、耐侯性フィルム又はガラス、プラスチックのような部材からなる裏面部材６２との間に、耐候性、耐湿性に優れたＥＶＡ等の透光性を有する封止材６３により封止されている。
これら太陽電池１は、配線材１２０で直列に接続され、太陽電池モジュール１００から渡り配線や取り出し線を介して所定の出力、例えば、２００Ｗの出力が発生するように構成されている。
上記太陽電池モジュール１００は、必要に応じて外周にシール材６０を用いてアルミニウムなどからなる外枠５０の断面コ字上の嵌合部５２に嵌め込まれる。この外枠５０は、アルミニウム、ステンレス又は鋼板ロールフォーミング材等で形成されている。端子ボックス７０が、例えば、裏面部材６２の表面に設けられる。
上記した実施形態においては、結晶系半導体基板として、単結晶シリコン基板を用いているが、多結晶シリコン基板を用いても良い。また、半導体材料の伝導型が上記実施例以外の組み合わせでも良い。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０ ｎ型単結晶シリコン基板
１１ ｎ型非晶質シリコン層
１２ 透明導電膜
１３ ｐ型非晶質シリコン層
１４ 透明導電膜
１５ 透光性絶縁層
２ 開口溝
３ 金属シード
３０ 集電極（メッキ）
４ 集電極
６１ 表面部材
６２ 裏面部材
５０ フレーム
７０ 端子ボックス

Claims (11)

  1. 第１導電型を有する結晶系半導体基板と、
    前記結晶系半導体基板の第１の面上に設けられた前記第１導電型を有する第１の非晶質半導体層と、
    前記第１の非晶質半導体層上に設けられた第１の集電極と、
    前記結晶系半導体基板の第２の面上に設けられた第２の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、
    前記第２の非晶質半導体層上に設けられた第２の集電極と、を備え、
    前記第１の集電極は、メッキ法により形成され、
    前記第２の集電極は、前記結晶系半導体基板と前記第２の非晶質半導体層との間の接合に影響を及ぼさない方法で形成され、
    前記第１の集電極の形成領域の面積は、前記第２の集電極の形成領域の面積より小さいことを特徴とする太陽電池。
  2. 前記第１の非晶質半導体層上に、透明導電膜及び透光性絶縁層をこの順に有し、
    前記第１の集電極は、前記透光性絶縁層に設けられた溝内を含んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
  3. 前記第２の非晶質半導体層上に透明導電膜を有し、
    前記透明導電膜の表面における前記第２の集電極が形成された領域の表面形状は、前記透明導電膜の表面における他の領域の表面形状と同じであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池。
  4. 前記第２の集電極は、印刷法または蒸着法により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池。
  5. 前記第２の集電極は、前記第２の非晶質半導体層の表面上の全面に、メッキ法により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池。
  6. 前記第１の集電極が、光入射側に配されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池。
  7. 第１導電型を有する結晶系半導体基板と、
    前記結晶系半導体基板の第１の面上に設けられた前記第１の導電型を有する第１の非晶質半導体層と、
    前記第１の非晶質半導体層上に設けられた第１の集電極と、
    前記結晶系半導体基板の第２の面上に設けられた第２の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、
    前記第２の非晶質半導体層上に設けられた第２の集電極と、を備えた太陽電池であって、
    前記第１の非晶質半導体層上に、透明導電膜及び透光性絶縁層をこの順に有し、
    前記第１の集電極は、前記透光性絶縁層に設けられた溝内を含んで形成され、
    前記第２の非晶質半導体層上に透明導電膜を有し、
    前記第２の集電極は、前記第２の透明導電膜の表面上に形成されており、
    前記透明導電膜の表面における前記第２の集電極が形成された領域の表面形状は、前記透明導電膜の表面における他の領域の表面形状と同じであることを特徴とする太陽電池。
  8. 表面部材と裏面部材との間に、複数の太陽電池を封止してなる太陽電池モジュールであって、
    前記太陽電池は、第１導電型を有する結晶系半導体基板と、
    前記結晶系半導体基板の第１の面上に設けられた前記第１の導電型を有する第１の非晶質半導体層と、前記第１の非晶質半導体層上に設けられた第１の集電極と、前記結晶系半導体基板の第２の面上に設けられた第２の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、前記第２の非晶質半導体層上に設けられた第２の集電極と、を含み、
    前記第１の非晶質半導体層上に、透明導電膜及び透光性絶縁層をこの順に有し、
    前記第１の集電極は、前記透光性絶縁層に設けられた溝内を含んで形成され、
    前記第２の非晶質半導体層上に透明導電膜を有し、
    前記第２の集電極は、前記第２の透明導電膜の表面上に形成されており、
    前記透明導電膜の表面における前記第２の集電極が形成された領域の表面形状は、前記透明導電膜の表面における他の領域の表面形状と同じであり、
    前記第１の集電極の表面は、前記表面部材と対向しており、
    前記第２の集電極の表面は、前記裏面部材と対向していることを特徴とする太陽電池モジュール。
  9. 前記裏面部材の表面に設けられた端子ボックスを有する請求項８に記載の太陽電池モジュール。
  10. 一導電型の結晶系半導体基板の表面側に一導電型の非晶質半導体層を裏面側に他導電型の非晶質半導体層を形成する工程と、
    前記両非晶質半導体層上に透明導電膜を形成する工程と、
    前記表面側の透明導電膜上に透光性絶縁層を形成する工程と、
    前記透光性絶縁層を選択的に除去して前記透明導電膜と連なる開口溝を形成する工程と、
    前記開口溝にメッキ法により表面側集電極を形成する工程と、
    前記裏面側の透明導電膜上に印刷法または蒸着法により裏面側集電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
  11. レーザを用いて前記開口部を形成することを特徴とする請求項１０
    に記載の太陽電池の製造方法。
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