JP2014103173A - Method of manufacturing solar cell - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which allows for enhancement of conversion efficiency of a solar cell, and manufacturing cost reduction of a solar cell.SOLUTION: A method of manufacturing a solar cell 100 having, on one principal surface of a photoelectric conversion unit 50, a collector electrode 70 including a first conductive layer 71 and a second conductive layer 72 sequentially from the photoelectric conversion unit 50 side, includes a first conductive layer formation step for forming the first conductive layer 71 containing a low melting point material on the photoelectric conversion unit 50, an insulation layer formation step for forming an insulation layer 9 on the first conductive layer 71, and a plating step for forming the second conductive layer 72 by plating, in this order. In the insulation layer formation step, an insulation layer 9 having an opening or a locally thin deformed part, on the first conductive layer 71, is preferably formed by depositing the insulation layer 9 at an insulation layer formation temperature Tb higher than the heat flow beginning temperature T1 of the low melting point material. Furthermore, in the plating step, the second conductive layer 72 is precipitated starting from the deformed part formed on the insulation layer 9.

Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell.

エネルギー問題や地球環境問題が深刻化する中、化石燃料にかわる代替エネルギーとして、太陽電池が注目されている。太陽電池では、半導体接合等からなる光電変換部への光照射により発生したキャリア(電子および正孔)を外部回路に取り出すことにより、発電がおこなわれる。光電変換部で発生したキャリアを効率的に外部回路へ取出すために、太陽電池の光電変換部上には集電極が設けられる。   As energy problems and global environmental problems become more serious, solar cells are attracting attention as alternative energy alternatives to fossil fuels. In a solar cell, electric power is generated by taking out carriers (electrons and holes) generated by light irradiation to a photoelectric conversion unit made of a semiconductor junction or the like to an external circuit. In order to efficiently extract carriers generated in the photoelectric conversion unit to an external circuit, a collector electrode is provided on the photoelectric conversion unit of the solar cell.

例えば、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系の太陽電池では、受光面に細い金属からなる集電極が設けられる。また、結晶シリコン基板上に、非晶質シリコン層および透明電極層を有するヘテロ接合太陽電池でも、透明電極層上に集電極が設けられる。   For example, in a crystalline silicon solar cell using a single crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate, a collector electrode made of a thin metal is provided on the light receiving surface. Further, even in a heterojunction solar cell having an amorphous silicon layer and a transparent electrode layer on a crystalline silicon substrate, a collector electrode is provided on the transparent electrode layer.

非晶質シリコン薄膜や結晶質シリコン薄膜等を用いたシリコン系薄膜太陽電池や、CIGS、CIS等の化合物太陽電池、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池等の薄膜太陽電池では、受光面の表面抵抗を減少させるために、光電変換部の受光面側表面に透明電極層が設けられる。このような構成においては、透明電極層が集電極としての機能を果たし得るため、原理的には別途の集電極を設けることは不要である。しかし、透明電極層を構成する酸化インジウム錫(ITO)や酸化亜鉛等の導電性酸化物は、金属に比べて抵抗率が高いために、太陽電池セルの内部抵抗が高くなる問題がある。そのため、透明電極層の表面に、集電極(補助電極としての金属電極)を設け、電流取出し効率を高めることが行われている。   In thin film solar cells using amorphous silicon thin films, crystalline silicon thin films, etc., compound solar cells such as CIGS and CIS, organic thin film solar cells, dye-sensitized solar cells, etc. In order to reduce the surface resistance, a transparent electrode layer is provided on the light receiving surface side surface of the photoelectric conversion unit. In such a configuration, since the transparent electrode layer can function as a collector electrode, it is not necessary to provide a separate collector electrode in principle. However, conductive oxides such as indium tin oxide (ITO) and zinc oxide constituting the transparent electrode layer have a problem that the internal resistance of the solar battery cell is increased because the resistivity is higher than that of metal. Therefore, a collector electrode (metal electrode as an auxiliary electrode) is provided on the surface of the transparent electrode layer to increase current extraction efficiency.

太陽電池の集電極は、一般に、スクリーン印刷法により、銀ペーストをパターン印刷することにより形成される。この方法は、工程自体は単純であるが、銀の材料コストが大きいことや、樹脂を含有する銀ペースト材料が用いられるために、集電極の抵抗率が高くなるとの問題がある。銀ペーストを用いて形成された集電極の抵抗率を小さくするためには、銀ペーストを厚く印刷する必要がある。しかしながら、印刷厚みを大きくすると、電極の線幅も大きくなるため、電極の細線化が困難であり、集電極による遮光損が大きくなる。   The collector electrode of a solar cell is generally formed by pattern printing of a silver paste by a screen printing method. Although this method is simple in itself, there are problems that the material cost of silver is large and the silver paste material containing a resin is used, so that the resistivity of the collector electrode is increased. In order to reduce the resistivity of the collector electrode formed using the silver paste, it is necessary to print the silver paste thickly. However, when the printed thickness is increased, the line width of the electrode also increases, so that it is difficult to make the electrode thin, and the light shielding loss due to the collecting electrode increases.

これらの課題を解決するための手法として、材料コストおよびプロセスコストの面で優れるめっき法により集電極を形成する方法が知られている。例えば、特許文献1〜3では、光電変換部を構成する透明電極上に、銅等からなる金属層がめっき法により形成された太陽電池法が開示されている。この方法においては、まず、光電変換部の透明電極層上に、集電極の形状に対応する開口部を有するレジスト材料層(絶縁層)が形成され、透明電極層のレジスト開口部に、電気めっきにより金属層が形成される。その後、レジストが除去されることで、所定形状の集電極が形成される。   As a technique for solving these problems, a method of forming a collecting electrode by a plating method that is excellent in terms of material cost and process cost is known. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose a solar cell method in which a metal layer made of copper or the like is formed on a transparent electrode constituting a photoelectric conversion unit by a plating method. In this method, first, a resist material layer (insulating layer) having an opening corresponding to the shape of the collector electrode is formed on the transparent electrode layer of the photoelectric conversion portion, and electroplating is performed on the resist opening of the transparent electrode layer. As a result, a metal layer is formed. Thereafter, the resist is removed to form a collector electrode having a predetermined shape.

特許文献3では、下地電極層形成後にマスクを用いてめっき電極層を形成することにより、めっき電極の線幅を下地電極層以下とすることが開示されている。また、特許文献3では、めっき液が残留したままの太陽電池が高温高湿環境下に暴露されると太陽電池特性が劣化するとの問題に鑑みて、めっき工程後に基板に付着しためっき液を水や有機溶媒等により洗浄除去することが開示されている。   Patent Document 3 discloses that the line width of the plating electrode is made equal to or smaller than the base electrode layer by forming the plating electrode layer using a mask after the base electrode layer is formed. Further, in Patent Document 3, in view of the problem that solar cell characteristics deteriorate when a solar cell in which the plating solution remains is exposed to a high-temperature and high-humidity environment, the plating solution attached to the substrate after the plating step is washed with water. And removal by washing with an organic solvent or the like.

特許文献4では、透明電極層上に高分子樹脂からなるパッシベーション層(絶縁層)を形成し、その上に、導電性ペーストからなる下地電極と金属層とからなる集電極を形成する方法が提案されており、金属層は下地電極上に電気めっきにより形成される。この方法では、下地電極形成時にペーストに含まれる溶剤やモノマー成分によりパッシベーション層が部分的に溶解され、透明電極と集電極との電気的なコンタクトが得られる。また、絶縁層上に下地電極が形成されるために、半導体層の欠陥部分と下地電極との接触によるシャントやショートが防止される。   Patent Document 4 proposes a method in which a passivation layer (insulating layer) made of a polymer resin is formed on a transparent electrode layer, and a collector electrode made of a base electrode made of a conductive paste and a metal layer is formed thereon. The metal layer is formed on the base electrode by electroplating. In this method, the passivation layer is partially dissolved by the solvent or monomer component contained in the paste when the base electrode is formed, and electrical contact between the transparent electrode and the collector electrode is obtained. Further, since the base electrode is formed on the insulating layer, shunts and short circuits due to contact between the defective portion of the semiconductor layer and the base electrode are prevented.

特許文献5では、光電変換部の透明電極層上の全面に形成した透光性絶縁層にレーザーを照射して溝を形成し、該溝部分にめっきにより銅などの金属層を形成して集電極を形成する旨、また溝の深さにゆとりを持たせることで集電極の細線化が可能になる旨が記載されている。特許文献5では、溝部分に集電極として導電性ペーストの印刷などによって下地の導電層(下地層)を形成し、その上にめっきすることで低抵抗化の集電極を形成している。   In Patent Document 5, a groove is formed by irradiating a light-transmitting insulating layer formed on the entire surface of the transparent electrode layer of the photoelectric conversion portion with a laser, and a metal layer such as copper is formed by plating in the groove portion. It is described that the electrode is formed and that the collector electrode can be thinned by providing a space in the depth of the groove. In Patent Document 5, a base conductive layer (base layer) is formed as a collector electrode in a groove portion by printing a conductive paste or the like, and a collector electrode with low resistance is formed by plating on the conductive layer.

集電極を形成する別の方法として、非特許文献1では、結晶シリコン系太陽電池の表面に窒化シリコン等からなる絶縁層を形成した後、銀ペーストをスクリーン印刷法にてパターン印刷し、高温で焼成する方法が提案されている。この方法では、銀ペーストが高温で焼成されるために、絶縁層が溶融し、銀ペースト中の銀粒子と結晶シリコンとの電気的接続が得られる。   As another method for forming a collector electrode, in Non-Patent Document 1, after forming an insulating layer made of silicon nitride or the like on the surface of a crystalline silicon solar cell, a silver paste is pattern printed by a screen printing method at a high temperature. A method of firing has been proposed. In this method, since the silver paste is fired at a high temperature, the insulating layer is melted and an electrical connection between the silver particles in the silver paste and the crystalline silicon is obtained.

また導電性ペーストに関する技術として、特許文献6では、銀微粒子などの導電性フィラー成分を含有する導電性ペーストに酸性基を添加して200℃以下で加熱することにより、導電性フィラー同士の融着の際に微粒子表面に生じうる酸化膜の形成を抑制でき、ICカード等の回路基板やフレキシブル基板などに好適に用いられる旨が記載されている。   In addition, as a technique related to a conductive paste, Patent Document 6 discloses fusion of conductive fillers by adding an acidic group to a conductive paste containing a conductive filler component such as silver fine particles and heating the paste at 200 ° C. or lower. It is described that the formation of an oxide film that can occur on the surface of the fine particles can be suppressed, and that it can be suitably used for a circuit board such as an IC card or a flexible board.

特昭60−66426号公報Japanese Patent Publication No. 60-66426 特開2000−58885号公報JP 2000-58885 A 特開2010−98232号公報JP 2010-98232 A 特平5−63218号公報Japanese Patent Publication No. 5-63218 特開2011−199045号公報JP 2011-199045 A 特開2009−123607号公報JP 2009-123607 A

A.Nguyen他 35th IEEE Photovoltaic Specialist Conference 2009年A. Nguyen et al. 35th IEEE Photovoltaic Special Conference 2009

特許文献1〜3の方法において、細線パターンの集電極を形成するためには、レジスト材料が必要である。レジスト材料は高価である上に、めっきを行うための下地層形成工程やレジスト除去工程等、電極形成のための工数が煩雑となるため、製造コストが著しく増大するという問題がある。また、透明電極層は抵抗率が高いため、下地電極層を設けずに、透明電極層上に金属電極層からなるパターン集電極が電気めっきにより形成されると、透明電極層の面内での電圧降下により、集電極(金属電極層)の膜厚が不均一となるとの問題がある。また、特許文献3のように、集電極パターンに対応するマスクを用いる場合、マスクを作製するための費用や工数が必要となり、実用化に向かないという問題がある。   In the methods of Patent Documents 1 to 3, a resist material is required to form a collector electrode having a fine line pattern. The resist material is expensive, and the man-hours for electrode formation such as a base layer forming step for performing plating and a resist removing step are complicated, and thus there is a problem that the manufacturing cost is remarkably increased. In addition, since the transparent electrode layer has high resistivity, when a pattern collecting electrode made of a metal electrode layer is formed on the transparent electrode layer by electroplating without providing the base electrode layer, the in-plane of the transparent electrode layer There is a problem that the film thickness of the collector electrode (metal electrode layer) becomes non-uniform due to the voltage drop. Moreover, when using the mask corresponding to a collector electrode pattern like patent document 3, the cost and man-hour for producing a mask are needed, and there exists a problem that it is not suitable for practical use.

特許文献4のように、パッシベーション層の一部を溶解する方法では、透明電極層と集電極との間の接触抵抗を十分に下げることが困難であるとの問題がある。また、非特許文献2に記載された方法では、銀ペーストの焼成のために高温(例えば700〜800℃)のプロセスが必要となるため、光電変換層を構成する薄膜の劣化や透明電極層の抵抗増大が生じるという問題がある。特に薄膜太陽電池やヘテロ接合太陽電池のように非晶質シリコン系薄膜を有する太陽電池では、焼成のための高温プロセスによって、変換特性が著しく低下する傾向がある。   As in Patent Document 4, the method of dissolving a part of the passivation layer has a problem that it is difficult to sufficiently reduce the contact resistance between the transparent electrode layer and the collector electrode. Further, in the method described in Non-Patent Document 2, a process at a high temperature (for example, 700 to 800 ° C.) is required for firing the silver paste, so that the thin film constituting the photoelectric conversion layer is deteriorated or the transparent electrode layer is There is a problem that resistance increases. In particular, in a solar cell having an amorphous silicon thin film such as a thin film solar cell or a heterojunction solar cell, conversion characteristics tend to be remarkably deteriorated by a high temperature process for firing.

特許文献5では、透光性の絶縁層を用いているため集電極形成後に絶縁層を除去する必要はない旨が記載されているものの、レーザー等で溝を形成する必要があり、生産性や生産コストの観点から課題が残る。また絶縁層にゆとりを持たせるようにその下に形成された半導体層に達する溝を形成しており、光電変換部への悪影響を生じるおそれがあると考えられる。   Patent Document 5 describes that it is not necessary to remove the insulating layer after forming the collector electrode because a light-transmitting insulating layer is used. However, it is necessary to form a groove with a laser or the like. Issues remain in terms of production costs. Further, it is considered that a groove reaching the semiconductor layer formed therebelow is formed so as to give a space to the insulating layer, which may cause an adverse effect on the photoelectric conversion portion.

本発明は、上記のような太陽電池の集電極形成に関わる従来技術の問題点を解決し、太陽電池の変換効率を向上させること、および太陽電池の製造コストを低減することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the problems of the prior art relating to the formation of a collector electrode of a solar cell as described above, to improve the conversion efficiency of the solar cell, and to reduce the manufacturing cost of the solar cell.

本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、所定の集電極を用い、当該集電極を所定の条件にて製造することにより、結晶シリコン系太陽電池の変換効率が向上可能であり、さらに当該集電極が低コストで形成可能であることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have been able to improve the conversion efficiency of crystalline silicon solar cells by using a predetermined collector electrode and manufacturing the collector electrode under predetermined conditions. The present inventors have found that the collector electrode can be formed at low cost and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、光電変換部の一主面上に、光電変換部側から順に第一導電層および第二導電層を有する集電極を備える太陽電池を製造する方法であって、光電変換部上に低融点材料を含む第一導電層が形成される第一導電層形成工程;前記第一導電層上に絶縁層が形成される絶縁層形成工程;およびめっき法により第二導電層が形成されるめっき工程、をこの順に有し、前記絶縁層形成工程において、前記低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温の絶縁層形成温度Tbで絶縁層の製膜を行うことにより、前記第一導電層上に開口または局所的に薄い膜厚である、変形部を有する絶縁層を形成し、前記めっき工程において、絶縁層に生じた変形部を起点として、第二導電層を析出させる、太陽電池の製造方法に関する。   That is, the present invention is a method of manufacturing a solar cell including a collector electrode having a first conductive layer and a second conductive layer in order from the photoelectric conversion unit side on one main surface of the photoelectric conversion unit, the photoelectric conversion unit A first conductive layer forming step in which a first conductive layer containing a low melting point material is formed; an insulating layer forming step in which an insulating layer is formed on the first conductive layer; and a second conductive layer is formed by plating. And in this order, in the insulating layer forming step, the insulating layer is formed at the insulating layer forming temperature Tb higher than the heat flow starting temperature T1 of the low melting point material. Forming an insulating layer having a deformed portion that is open or locally thin on one conductive layer, and depositing a second conductive layer starting from the deformed portion generated in the insulating layer in the plating step; The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell.

前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、前記光電変換部の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。   The insulating layer forming temperature Tb in the insulating layer forming step is preferably lower than the heat resistant temperature of the photoelectric conversion part.

前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、250℃以下であることが好ましい。   The insulating layer forming temperature Tb in the insulating layer forming step is preferably 250 ° C. or lower.

前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、140℃以上であることが好ましい。   The insulating layer forming temperature Tb in the insulating layer forming step is preferably 140 ° C. or higher.

前記絶縁層形成工程の後、めっき工程の前に、アニール工程を有さないことが好ましい。   It is preferable not to have an annealing step after the insulating layer forming step and before the plating step.

前記絶縁層形成工程において、前記絶縁層に開口が形成されることが好ましい。   In the insulating layer forming step, an opening is preferably formed in the insulating layer.

前記第一導電層は、前記低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温の熱流動開始温度T2を有する高融点材料を含み、 前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、T1<Tb<T2を満たすことが好ましい。   The first conductive layer includes a high melting point material having a heat flow start temperature T2 higher than the heat flow start temperature T1 of the low melting point material, and the insulating layer forming temperature Tb in the insulating layer forming step is T1 <Tb. It is preferable to satisfy <T2.

前記第一導電層は、金属微粒子を含み、該金属微粒子は焼結ネッキング開始温度がT1’、融点がT2’を有し、前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、T1’<Tb<T2’を満たすことが好ましい。   The first conductive layer includes metal fine particles, the metal fine particles have a sintering necking start temperature T1 ′ and a melting point T2 ′, and the insulating layer forming temperature Tb in the insulating layer forming step is T1 ′ <Tb. It is preferable to satisfy <T2 ′.

前記絶縁層形成工程において、前記光電変換部の第一導電層非形成領域上にも絶縁層が形成されることが好ましい。   In the insulating layer forming step, an insulating layer is preferably formed also on the first conductive layer non-formation region of the photoelectric conversion portion.

前記光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に、シリコン系薄膜および透明電極層をこの順に有し、前記透明電極層上に前記集電極が形成されることが好ましい。   It is preferable that the photoelectric conversion unit includes a silicon-based thin film and a transparent electrode layer in this order on one main surface of a one-conductivity-type crystalline silicon substrate, and the collector electrode is formed on the transparent electrode layer.

本発明によれば、めっき法により集電極が形成可能であるため、集電極が低抵抗化され、太陽電池の変換効率を向上することができる。また、従来技術のめっき法による集電極の形成方法では、絶縁層のパターニングプロセスが必要であるが、本発明によればパターン形成のためのマスクやレジストを用いずにめっき法によるパターン電極の形成が可能である。また、絶縁層形成工程中に絶縁層に変形部を形成させることが可能なため、生産性に優れ、高効率の太陽電池を安価に提供することができる。   According to the present invention, since the collector electrode can be formed by a plating method, the resistance of the collector electrode is reduced, and the conversion efficiency of the solar cell can be improved. In addition, in the conventional method of forming a collector electrode by a plating method, a patterning process of the insulating layer is required. According to the present invention, the pattern electrode is formed by a plating method without using a mask or resist for pattern formation. Is possible. In addition, since the deformed portion can be formed in the insulating layer during the insulating layer forming step, a highly efficient solar cell with excellent productivity can be provided at low cost.

本発明の太陽電池を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the solar cell of this invention. 一実施形態にかかるヘテロ接合太陽電池を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the heterojunction solar cell concerning one Embodiment. 本発明の一実施形態による太陽電池の製造工程の概念図である。It is a conceptual diagram of the manufacturing process of the solar cell by one Embodiment of this invention. 低融点材料の加熱時の形状変化の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the shape change at the time of the heating of low melting-point material. 低融点材料粉末の加熱時の形状変化、およびネッキングについて説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the shape change at the time of the heating of low melting point material powder, and necking. 焼結ネッキングが生じた金属微粒子のSEM写真である。It is a SEM photograph of metal fine particles in which sintering necking has occurred. めっき装置の構造模式図である。It is a structure schematic diagram of a plating apparatus. 実施例における絶縁層の光学特性を示す図である。It is a figure which shows the optical characteristic of the insulating layer in an Example.

図1に模式的に示すように、本発明の太陽電池100は、光電変換部50の一主面上に集電極70を備える。集電極70は、光電変換部50側から順に、低融点材料を含む第一導電層71と第二導電層72とを含む。第一導電層71と第二導電層72との間には絶縁層9が形成されている。第二導電層72の一部は、例えば絶縁層9の開口部9hを介して、第一導電層71に導通されている。第一導電層71の低融点材料は、光電変換部50の耐熱温度よりも低温の熱流動開始温度T1を有することが好ましい。熱流動開始温度T1は、例えば250℃以下である。 As schematically shown in FIG. 1, the solar cell 100 of the present invention includes a collector electrode 70 on one main surface of the photoelectric conversion unit 50. The collector electrode 70 includes a first conductive layer 71 and a second conductive layer 72 containing a low melting point material in order from the photoelectric conversion unit 50 side. An insulating layer 9 is formed between the first conductive layer 71 and the second conductive layer 72. A part of the second conductive layer 72 is electrically connected to the first conductive layer 71 through, for example, the opening 9 h of the insulating layer 9. The low melting point material of the first conductive layer 71 preferably has a heat flow start temperature T 1 lower than the heat resistant temperature of the photoelectric conversion unit 50. The heat flow start temperature T 1 is, for example, 250 ° C. or less.

以下、本発明の一実施形態であるヘテロ接合結晶シリコン太陽電池(以下、「ヘテロ接合太陽電池」と記載する場合がある)を例として、本発明をより詳細に説明する。ヘテロ接合太陽電池は、一導電型の単結晶シリコン基板の表面に、単結晶シリコンとはバンドギャップの異なるシリコン系薄膜を有することで、拡散電位が形成された結晶シリコン系太陽電池である。シリコン系薄膜としては非晶質のものが好ましい。中でも、拡散電位を形成するための導電型非晶質シリコン系薄膜と結晶シリコン基板の間に、薄い真性の非晶質シリコン層を介在させたものは、変換効率の最も高い結晶シリコン太陽電池の形態の一つとして知られている。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by taking, as an example, a heterojunction crystalline silicon solar cell (hereinafter sometimes referred to as a “heterojunction solar cell”) that is an embodiment of the present invention. A heterojunction solar cell is a crystalline silicon solar cell in which a diffusion potential is formed by having a silicon thin film having a band gap different from that of single crystal silicon on the surface of a single crystal silicon substrate of one conductivity type. The silicon-based thin film is preferably amorphous. Among them, a thin intrinsic amorphous silicon layer interposed between a conductive amorphous silicon thin film for forming a diffusion potential and a crystalline silicon substrate is a crystalline silicon solar cell having the highest conversion efficiency. It is known as one of the forms.

図2は、本発明の一実施形態に係る結晶シリコン系太陽電池の模式的断面図である。結晶シリコン系太陽電池101は、光電変換部50として、一導電型単結晶シリコン基板1の一方の面(光入射側の面)に、導電型シリコン系薄膜3aおよび光入射側透明電極層6aをこの順に有する。一導電型単結晶シリコン基板1の他方の面(光入射側と反対側の面)には、導電型シリコン系薄膜3bおよび裏面側透明電極層6bをこの順に有することが好ましい。光電変換部50表面の光入射側透明電極層6a上には、第一導電層71および第二導電層72を含む集電極70が形成されている。第一導電層71と第二導電層72との間には絶縁層9が形成されている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a crystalline silicon solar cell according to an embodiment of the present invention. The crystalline silicon solar cell 101 includes, as the photoelectric conversion unit 50, the conductive silicon thin film 3 a and the light incident side transparent electrode layer 6 a on one surface (light incident side surface) of the one conductivity type single crystal silicon substrate 1. In this order. It is preferable that the other surface (surface opposite to the light incident side) of the one conductivity type single crystal silicon substrate 1 has the conductivity type silicon-based thin film 3b and the back surface side transparent electrode layer 6b in this order. A collecting electrode 70 including a first conductive layer 71 and a second conductive layer 72 is formed on the light incident side transparent electrode layer 6 a on the surface of the photoelectric conversion unit 50. An insulating layer 9 is formed between the first conductive layer 71 and the second conductive layer 72.

一導電型単結晶シリコン基板1と導電型シリコン系薄膜3a,3bとの間には、真性シリコン系薄膜2a,2bを有することが好ましい。裏面側透明電極層6b上には裏面金属電極8を有することが好ましい。   It is preferable to have intrinsic silicon-based thin films 2a and 2b between the one-conductivity-type single crystal silicon substrate 1 and the conductive silicon-based thin films 3a and 3b. It is preferable to have the back metal electrode 8 on the back side transparent electrode layer 6b.

まず、本発明の結晶シリコン系太陽電池における、一導電型単結晶シリコン基板1について説明する。一般的に単結晶シリコン基板は、導電性を持たせるために、シリコンに対して電荷を供給する不純物を含有している。単結晶シリコン基板は、シリコン原子に電子を導入するための原子(例えばリン)を含有させたn型と、シリコン原子に正孔を導入する原子(例えばボロン)を含有させたp型がある。すなわち、本発明における「一導電型」とは、n型またはp型のどちらか一方であることを意味する。   First, the one conductivity type single crystal silicon substrate 1 in the crystalline silicon solar cell of the present invention will be described. In general, a single crystal silicon substrate contains an impurity that supplies electric charge to silicon in order to provide conductivity. Single crystal silicon substrates include an n-type in which atoms (for example, phosphorus) for introducing electrons into silicon atoms and a p-type in which atoms (for example, boron) for introducing holes into silicon atoms are contained. That is, “one conductivity type” in the present invention means either n-type or p-type.

ヘテロ接合太陽電池では、単結晶シリコン基板へ入射した光が最も多く吸収される入射側のへテロ接合を逆接合として強い電場を設けることで、電子・正孔対を効率的に分離回収することができる。そのため、光入射側のヘテロ接合は逆接合であることが好ましい。一方で、正孔と電子とを比較した場合、有効質量および散乱断面積の小さい電子の方が、一般的に移動度が大きい。以上の観点から、ヘテロ接合太陽電池に用いられる単結晶シリコン基板1は、n型単結晶シリコン基板であることが好ましい。単結晶シリコン基板1は、光閉じ込めの観点から、表面にテクスチャ構造を有することが好ましい。   In heterojunction solar cells, electron / hole pairs are efficiently separated and recovered by providing a strong electric field with the heterojunction on the incident side where the most incident light is absorbed as the reverse junction. Can do. Therefore, the heterojunction on the light incident side is preferably a reverse junction. On the other hand, when holes and electrons are compared, electrons having smaller effective mass and scattering cross section generally have higher mobility. From the above viewpoint, the single crystal silicon substrate 1 used for the heterojunction solar cell is preferably an n-type single crystal silicon substrate. The single crystal silicon substrate 1 preferably has a texture structure on the surface from the viewpoint of light confinement.

テクスチャが形成された一導電型単結晶シリコン基板1の表面に、シリコン系薄膜が製膜される。シリコン系薄膜の製膜方法としては、プラズマCVD法が好ましい。プラズマCVD法によるシリコン系薄膜の形成条件としては、基板温度100〜300℃、圧力20〜2600Pa、高周波パワー密度0.004〜0.8W/cm2が好ましく用いられる。シリコン系薄膜の形成に使用される原料ガスとしては、SiH4、Si26等のシリコン含有ガス、またはシリコン系ガスとH2との混合ガスが好ましく用いられる。 A silicon-based thin film is formed on the surface of the one conductivity type single crystal silicon substrate 1 on which the texture is formed. As a method for forming a silicon-based thin film, a plasma CVD method is preferable. As conditions for forming a silicon-based thin film by plasma CVD, a substrate temperature of 100 to 300 ° C., a pressure of 20 to 2600 Pa, and a high frequency power density of 0.004 to 0.8 W / cm 2 are preferably used. As a source gas used for forming a silicon-based thin film, a silicon-containing gas such as SiH 4 or Si 2 H 6 or a mixed gas of a silicon-based gas and H 2 is preferably used.

導電型シリコン系薄膜3は、一導電型または逆導電型のシリコン系薄膜である。例えば、一導電型単結晶シリコン基板1としてn型が用いられる場合、一導電型シリコン系薄膜、および逆導電型シリコン系薄膜は、各々n型、およびp型となる。p型またはn型シリコン系薄膜を形成するためのドーパントガスとしては、B26またはPH3等が好ましく用いられる。また、PやBといった不純物の添加量は微量でよいため、予めSiH4やH2で希釈された混合ガスを用いることが好ましい。導電型シリコン系薄膜の製膜時に、CH4、CO2、NH3、GeH4等の異種元素を含むガスを添加して、シリコン系薄膜を合金化することにより、シリコン系薄膜のエネルギーギャップを変更することもできる。 The conductive silicon thin film 3 is a one-conductivity type or reverse conductivity type silicon thin film. For example, when n-type is used as the one-conductivity-type single crystal silicon substrate 1, the one-conductivity-type silicon-based thin film and the reverse-conductivity-type silicon-based thin film are n-type and p-type, respectively. B 2 H 6 or PH 3 is preferably used as a dopant gas for forming the p-type or n-type silicon thin film. Further, since the addition amount of impurities such as P and B may be small, it is preferable to use a mixed gas diluted with SiH 4 or H 2 in advance. By adding a gas containing different elements such as CH 4 , CO 2 , NH 3 , GeH 4 and the like to alloy the silicon thin film when forming the conductive silicon thin film, the energy gap of the silicon thin film is increased. It can also be changed.

シリコン系薄膜としては、非晶質シリコン薄膜、微結晶シリコン(非晶質シリコンと結晶質シリコンとを含む薄膜)等が挙げられる。中でも非晶質シリコン系薄膜を用いることが好ましい。例えば、一導電型単結晶シリコン基板1としてn型単結晶シリコン基板を用いた場合の光電変換部50の好適な構成としては、透明電極層6a/p型非晶質シリコン系薄膜3a/i型非晶質シリコン系薄膜2a/n型単結晶シリコン基板1/i型非晶質シリコン系薄膜2b/n型非晶質シリコン系薄膜3b/透明電極層6bの順の積層構成が挙げられる。この場合、前述の理由から、p層側を光入射面とすることが好ましい。   Examples of silicon-based thin films include amorphous silicon thin films, microcrystalline silicon (thin films containing amorphous silicon and crystalline silicon), and the like. Among these, it is preferable to use an amorphous silicon thin film. For example, as a preferable configuration of the photoelectric conversion unit 50 when an n-type single crystal silicon substrate is used as the one-conductivity-type single crystal silicon substrate 1, the transparent electrode layer 6a / p-type amorphous silicon thin film 3a / i type is used. Examples include a laminated structure in the order of amorphous silicon thin film 2a / n type single crystal silicon substrate 1 / i type amorphous silicon thin film 2b / n type amorphous silicon thin film 3b / transparent electrode layer 6b. In this case, for the reason described above, it is preferable that the p-layer side be the light incident surface.

真性シリコン系薄膜2a,2bとしては、シリコンと水素で構成されるi型水素化非晶質シリコンが好ましい。単結晶シリコン基板上に、CVD法によってi型水素化非晶質シリコンが製膜されると、単結晶シリコン基板への不純物拡散を抑えつつ表面パッシベーションを有効に行うことができる。また、膜中の水素量を変化させることで、エネルギーギャップにキャリア回収を行う上で有効なプロファイルを持たせることができる。   The intrinsic silicon thin films 2a and 2b are preferably i-type hydrogenated amorphous silicon composed of silicon and hydrogen. When i-type hydrogenated amorphous silicon is deposited on a single crystal silicon substrate by CVD, surface passivation can be effectively performed while suppressing impurity diffusion into the single crystal silicon substrate. Further, by changing the amount of hydrogen in the film, it is possible to give an effective profile to the carrier recovery in the energy gap.

p型シリコン系薄膜は、p型水素化非晶質シリコン層、p型非晶質シリコンカーバイド層、またはp型非晶質シリコンオキサイド層であることが好ましい。不純物拡散の抑制や直列抵抗低下の観点ではp型水素化非晶質シリコン層が好ましい。一方、p型非晶質シリコンカーバイド層およびp型非晶質シリコンオキサイド層は、ワイドギャップの低屈折率層であるため、光学的なロスを低減できる点において好ましい。   The p-type silicon thin film is preferably a p-type hydrogenated amorphous silicon layer, a p-type amorphous silicon carbide layer, or a p-type amorphous silicon oxide layer. A p-type hydrogenated amorphous silicon layer is preferable from the viewpoint of suppressing impurity diffusion and reducing the series resistance. On the other hand, the p-type amorphous silicon carbide layer and the p-type amorphous silicon oxide layer are wide gap low-refractive index layers, which are preferable in terms of reducing optical loss.

ヘテロ接合太陽電池101の光電変換部50は、導電型シリコン系薄膜3a,3b上に、透明電極層6a,6bを備えることが好ましい。透明電極層は、透明電極層形成工程により形成される。透明電極層6a,6bは、導電性酸化物を主成分とする。導電性酸化物としては、例えば、酸化亜鉛や酸化インジウム、酸化錫を単独または混合して用いることができる。導電性、光学特性、および長期信頼性の観点から、酸化インジウムを含んだインジウム系酸化物が好ましく、中でも酸化インジウム錫(ITO)を主成分とするものがより好ましく用いられる。ここで「主成分とする」とは、含有量が50重量%より多いことを意味し、70重量%以上が好ましく、90%重量以上がより好ましい。透明電極層は、単層でもよく、複数の層からなる積層構造でもよい。   The photoelectric conversion unit 50 of the heterojunction solar cell 101 preferably includes the transparent electrode layers 6a and 6b on the conductive silicon thin films 3a and 3b. The transparent electrode layer is formed by a transparent electrode layer forming step. The transparent electrode layers 6a and 6b are mainly composed of a conductive oxide. As the conductive oxide, for example, zinc oxide, indium oxide, or tin oxide can be used alone or in combination. From the viewpoints of conductivity, optical characteristics, and long-term reliability, an indium oxide containing indium oxide is preferable, and an indium tin oxide (ITO) as a main component is more preferably used. Here, “main component” means that the content is more than 50% by weight, preferably 70% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more. The transparent electrode layer may be a single layer or a laminated structure composed of a plurality of layers.

透明電極層には、ドーピング剤を添加することができる。例えば、透明電極層として酸化亜鉛が用いられる場合、ドーピング剤としては、アルミニウムやガリウム、ホウ素、ケイ素、炭素等が挙げられる。透明電極層として酸化インジウムが用いられる場合、ドーピング剤としては、亜鉛や錫、チタン、タングステン、モリブデン、ケイ素等が挙げられる。透明電極層として酸化錫が用いられる場合、ドーピング剤としては、フッ素等が挙げられる。   A doping agent can be added to the transparent electrode layer. For example, when zinc oxide is used as the transparent electrode layer, examples of the doping agent include aluminum, gallium, boron, silicon, and carbon. When indium oxide is used as the transparent electrode layer, examples of the doping agent include zinc, tin, titanium, tungsten, molybdenum, and silicon. When tin oxide is used as the transparent electrode layer, examples of the doping agent include fluorine.

ドーピング剤は、光入射側透明電極層6aおよび裏面側透明電極層6bの一方もしくは両方に添加することができる。特に、光入射側透明電極層6aにドーピング剤を添加することが好ましい。光入射側透明電極層6aにドーピング剤を添加することで、透明電極層自体が低抵抗化されるとともに、透明電極層6aと集電極7との間での抵抗損を抑制することができる。   The doping agent can be added to one or both of the light incident side transparent electrode layer 6a and the back surface side transparent electrode layer 6b. In particular, it is preferable to add a doping agent to the light incident side transparent electrode layer 6a. By adding a doping agent to the light incident side transparent electrode layer 6a, the resistance of the transparent electrode layer itself can be reduced and resistance loss between the transparent electrode layer 6a and the collector electrode 7 can be suppressed.

光入射側透明電極層6aの膜厚は、透明性、導電性、および光反射低減の観点から、10nm以上140nm以下であることが好ましい。透明電極層6aの役割は、集電極7へのキャリアの輸送であり、そのために必要な導電性があればよく、膜厚は10nm以上であることが好ましい。膜厚を140nm以下にすることにより、透明電極層6aでの吸収ロスが小さく、透過率の低下に伴う光電変換効率の低下を抑制することができる。また、透明電極層6aの膜厚が上記範囲内であれば、透明電極層内のキャリア濃度上昇も防ぐことができるため、赤外域の透過率低下に伴う光電変換効率の低下も抑制される。   The film thickness of the light incident side transparent electrode layer 6a is preferably 10 nm or more and 140 nm or less from the viewpoints of transparency, conductivity, and light reflection reduction. The role of the transparent electrode layer 6a is to transport carriers to the collector electrode 7, and it is only necessary to have conductivity necessary for that purpose, and the film thickness is preferably 10 nm or more. By setting the film thickness to 140 nm or less, absorption loss in the transparent electrode layer 6a is small, and a decrease in photoelectric conversion efficiency accompanying a decrease in transmittance can be suppressed. Moreover, if the film thickness of the transparent electrode layer 6a is within the above range, an increase in carrier concentration in the transparent electrode layer can also be prevented, so that a decrease in photoelectric conversion efficiency due to a decrease in transmittance in the infrared region is also suppressed.

透明電極層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法等の物理気相堆積法や、有機金属化合物と酸素または水との反応を利用した化学気相堆積(MOCVD)法等が好ましい。いずれの製膜方法においても、熱やプラズマ放電によるエネルギーを利用することもできる。   The method for forming the transparent electrode layer is not particularly limited, but a physical vapor deposition method such as a sputtering method, a chemical vapor deposition (MOCVD) method using a reaction between an organometallic compound and oxygen or water is preferable. In any film forming method, energy by heat or plasma discharge can be used.

透明電極層作製時の基板温度は、適宜設定される。例えば、シリコン系薄膜として非晶質シリコン系薄膜が用いられる場合、200℃以下が好ましい。基板温度を200℃以下とすることにより、非晶質シリコン層からの水素の脱離や、それに伴うシリコン原子へのダングリングボンドの発生を抑制でき、結果として変換効率を向上させることができる。   The substrate temperature at the time of producing the transparent electrode layer is appropriately set. For example, when an amorphous silicon thin film is used as the silicon thin film, the temperature is preferably 200 ° C. or lower. By setting the substrate temperature to 200 ° C. or lower, desorption of hydrogen from the amorphous silicon layer and accompanying dangling bonds to silicon atoms can be suppressed, and as a result, conversion efficiency can be improved.

裏面側透明電極層6b上には、裏面金属電極8が形成されることが好ましい。裏面金属電極8としては、近赤外から赤外域の反射率が高く、かつ導電性や化学的安定性が高い材料を用いることが望ましい。このような特性を満たす材料としては、銀やアルミニウム等が挙げられる。裏面金属電極層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法や真空蒸着法等の物理気相堆積法や、スクリーン印刷等の印刷法等が適用可能である。   It is preferable that the back surface metal electrode 8 is formed on the back surface side transparent electrode layer 6b. As the back surface metal electrode 8, it is desirable to use a material having high reflectivity from the near infrared to the infrared region and high conductivity and chemical stability. Examples of the material satisfying such characteristics include silver and aluminum. The method for forming the back surface metal electrode layer is not particularly limited, but a physical vapor deposition method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method, a printing method such as screen printing, or the like is applicable.

以下、本発明における集電極の製造方法の好ましい形態を図面に基づいて説明する。図3は、太陽電池の光電変換部50上への集電極70の形成方法の一実施形態を示す工程概念図である。この実施形態では、まず、光電変換部50が準備される(光電変換部準備工程、図3(A))。例えば、ヘテロ接合太陽電池の場合は、前述のように、一導電型シリコン基板上に、シリコン系薄膜および透明電極層を備える光電変換部が準備される。   Hereinafter, preferred embodiments of the method for producing a collector electrode in the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a process conceptual diagram showing an embodiment of a method for forming the collector electrode 70 on the photoelectric conversion unit 50 of the solar cell. In this embodiment, first, the photoelectric conversion unit 50 is prepared (photoelectric conversion unit preparation step, FIG. 3A). For example, in the case of a heterojunction solar cell, as described above, a photoelectric conversion unit including a silicon-based thin film and a transparent electrode layer is prepared on one conductivity type silicon substrate.

光電変換部の一主面上に、低融点材料711を含む第一導電層71が形成される(第一導電層形成工程、図3(B))。第一導電層71上には、絶縁層9が形成される(絶縁層形成工程、図3(C))。絶縁層9は、第一導電層71上にのみ形成されていてもよく、光電変換部50の第一導電層71が形成されていない領域(第一導電層非形成領域)上にも形成されていてもよい。特に、ヘテロ接合太陽電池のように、光電変換部50の表面に透明電極層が形成されている場合は、第一導電層非形成領域上にも絶縁層9が形成されることが好ましい。   A first conductive layer 71 including a low melting point material 711 is formed on one main surface of the photoelectric conversion portion (first conductive layer forming step, FIG. 3B). An insulating layer 9 is formed on the first conductive layer 71 (insulating layer forming step, FIG. 3C). The insulating layer 9 may be formed only on the first conductive layer 71, and is also formed on a region where the first conductive layer 71 of the photoelectric conversion unit 50 is not formed (first conductive layer non-formation region). It may be. In particular, when a transparent electrode layer is formed on the surface of the photoelectric conversion unit 50 as in a heterojunction solar cell, the insulating layer 9 is preferably formed also on the first conductive layer non-formation region.

絶縁層9の形成において、基板を加熱しながら絶縁層を形成することで、絶縁層の製膜とほぼ同時に変形部の形成が行われる(図3(C))。ここで、「絶縁層の製膜とほぼ同時」とは、絶縁層形成工程以外の新たな工程を有さない、絶縁層の製膜中もしくは製膜直後の状態を意味する。例えば、本発明においては、加熱しながら絶縁層が製膜されるため、絶縁層の製膜終了後(加熱停止後)から基板表面温度が室温等に戻るまでの間に変形部が生じる場合などを含む。また、ある低融点材料上の絶縁層に変形部が形成される場合、該低融点材料上の絶縁層の製膜が終わった後であっても、該低融点材料周辺の絶縁層が製膜されることに追随して該低融点材料上の絶縁層に変形が生じる場合をも含む。   In the formation of the insulating layer 9, by forming the insulating layer while heating the substrate, the deformed portion is formed almost simultaneously with the formation of the insulating layer (FIG. 3C). Here, “substantially simultaneously with the formation of the insulating layer” means a state during or immediately after the formation of the insulating layer that does not include any new process other than the process of forming the insulating layer. For example, in the present invention, since the insulating layer is formed while heating, a deformed portion is generated after the insulating layer is formed (after the heating is stopped) until the substrate surface temperature returns to room temperature or the like. including. Further, when a deformed portion is formed in an insulating layer on a certain low melting point material, the insulating layer around the low melting point material is formed even after the formation of the insulating layer on the low melting point material is finished. This includes the case where the insulating layer on the low melting point material is deformed following the above.

絶縁層形成工程により、低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高い温度に基板を加熱しながら第一導電層71上に絶縁層を製膜することで、第一導電層に含まれる低融点材料が流動状態となり、第一導電層の表面形状に変化が生じ、これに伴って前記第一導電層71上に形成されている絶縁層9に開口(き裂)などを生じさせることができる。すなわち第一導電層71上に、変形部を有する絶縁層が形成される。 By forming the insulating layer on the first conductive layer 71 while heating the substrate to a temperature higher than the thermal flow start temperature T 1 of the low melting point material by the insulating layer forming step, the low temperature contained in the first conductive layer is formed. The melting point material becomes a fluidized state, and the surface shape of the first conductive layer changes, which may cause an opening (crack) or the like in the insulating layer 9 formed on the first conductive layer 71. it can. That is, an insulating layer having a deformed portion is formed on the first conductive layer 71.

絶縁層9の変形部は、典型的には、絶縁層への開口部9hの形成である。開口部9hは、例えばき裂状に形成される。なお、絶縁層形成工程において、絶縁層には開口が形成されていない場合があるが、この場合、変形部は、絶縁層9が局所的に薄い膜厚の領域が形成されていればよい。   The deformed portion of the insulating layer 9 is typically the formation of an opening 9h in the insulating layer. The opening 9h is formed in a crack shape, for example. In the insulating layer forming step, there may be a case where no opening is formed in the insulating layer. In this case, it is sufficient that the deformed portion has a region where the insulating layer 9 is locally thin.

本発明においては、第二導電層72の一部が、絶縁層の変形部を通じて第一導電層71に導通されていればよい。ここで「一部が導通されている」とは、絶縁層に開口部が形成されている場合は、その開口部に第二導電層の材料が充填されていることによって、導通されている状態である。また局所的に薄い膜厚を有する場合は、例えば絶縁層9の一部の膜厚が、数nm程度と非常に薄くなることによって、第二導電層72が第一導電層71に導通していればよい。例えば、第一導電層71の低融点材料がアルミニウム等の金属材料である場合、その表面に形成された酸化被膜(絶縁層に相当)を介して第一導電層71と第二導電層との間が導通されている状態が挙げられる。   In the present invention, it is only necessary that a part of the second conductive layer 72 is electrically connected to the first conductive layer 71 through the deformed portion of the insulating layer. Here, “partially conducting” means that when an opening is formed in the insulating layer, the opening is filled with the material of the second conductive layer, thereby conducting the state. It is. When the film has a locally thin film thickness, the second conductive layer 72 is electrically connected to the first conductive layer 71, for example, because the film thickness of a part of the insulating layer 9 is as thin as several nanometers. Just do it. For example, when the low-melting-point material of the first conductive layer 71 is a metal material such as aluminum, the first conductive layer 71 and the second conductive layer are interposed via an oxide film (corresponding to an insulating layer) formed on the surface thereof. A state in which the gap is conducted is exemplified.

本発明における「絶縁層形成温度Tb」とは、絶縁層の製膜開始時点の基板表面温度(基板加熱温度ともいう)を意味する。絶縁層の製膜中において、基板表面温度の平均値は、通常、製膜開始時点の基板表面温度以上になる。従って、本発明のようにT1<Tbで加熱することにより、絶縁層に変形部を形成することができる。   The “insulating layer forming temperature Tb” in the present invention means a substrate surface temperature (also referred to as a substrate heating temperature) at the start of the formation of the insulating layer. During the formation of the insulating layer, the average value of the substrate surface temperature is usually equal to or higher than the substrate surface temperature at the start of film formation. Therefore, the deformed portion can be formed in the insulating layer by heating at T1 <Tb as in the present invention.

例えば、絶縁層9が乾式法により形成される場合は、絶縁層製膜中の基板表面温度を低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温とすることにより、変形部の形成を行うことができる。また、絶縁層9が湿式法により形成される場合は、溶媒を乾燥して製膜する際の基板表面温度を熱流動開始温度T1よりも高温とすることにより、変形部の形成を行うことができる。なお湿式法で絶縁層を形成する場合、「製膜開始時点」とは溶媒の乾燥開始時点を意味するものとする。 For example, when the insulating layer 9 is formed by a dry method, the deformed portion is formed by setting the substrate surface temperature during the formation of the insulating layer to a temperature higher than the thermal flow start temperature T 1 of the low melting point material. Can do. In addition, when the insulating layer 9 is formed by a wet method, the deformed portion is formed by setting the substrate surface temperature when the solvent is dried to form the film to a temperature higher than the thermal flow start temperature T 1. Can do. In the case where the insulating layer is formed by a wet method, the “film formation start point” means the start point of drying of the solvent.

基板表面温度は、例えば基板表面にサーモラベルや熱電対を貼り付けて測定することができる。また、加熱部(ヒーターなど)の温度は、基板の表面温度が所定範囲となるように適宜に調整することができる。なお、この場合の「基板表面」とは、絶縁層が形成される、光電変換部の表面の温度を意味する。   The substrate surface temperature can be measured, for example, by attaching a thermolabel or a thermocouple to the substrate surface. In addition, the temperature of the heating unit (such as a heater) can be appropriately adjusted so that the surface temperature of the substrate falls within a predetermined range. In this case, the “substrate surface” means the temperature of the surface of the photoelectric conversion portion where the insulating layer is formed.

絶縁層形成後に、めっき法により第二導電層72が形成される(めっき工程、図3(D))。第一導電層71は絶縁層9により被覆されているが、絶縁層9に開口部9hが形成された部分では、第一導電層71が露出した状態である。そのため、第一導電層がめっき液に曝されることとなり、この開口部9hを起点として金属の析出が可能となる。このような方法によれば、集電極の形状に対応する開口部を有するレジスト材料層を設けずとも、集電極の形状に対応する第二導電層をめっき法により形成することができる。   After the insulating layer is formed, the second conductive layer 72 is formed by a plating method (plating step, FIG. 3D). Although the first conductive layer 71 is covered with the insulating layer 9, the first conductive layer 71 is exposed at a portion where the opening 9 h is formed in the insulating layer 9. Therefore, the first conductive layer is exposed to the plating solution, and metal can be deposited starting from the opening 9h. According to such a method, the second conductive layer corresponding to the shape of the collector electrode can be formed by plating without providing a resist material layer having an opening corresponding to the shape of the collector electrode.

第一導電層71は、めっき法により第二導電層が形成される際の導電性下地層として機能する層である。そのため、第一導電層は電解めっきの下地層として機能し得る程度の導電性を有していればよい。なお、本明細書においては、体積抵抗率が10-2Ω・cm以下であれば導電性であると定義する。また、体積抵抗率が、102Ω・cm以上であれば、絶縁性であると定義する。 The first conductive layer 71 is a layer that functions as a conductive underlayer when the second conductive layer is formed by a plating method. Therefore, the first conductive layer only needs to have conductivity that can function as a base layer for electrolytic plating. Note that in this specification, a volume resistivity of 10 −2 Ω · cm or less is defined as being conductive. Further, if the volume resistivity is 10 2 Ω · cm or more, it is defined as insulating.

第一導電層71の膜厚は、コスト的な観点から20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましい。一方、第一導電層71のライン抵抗を所望の範囲とする観点から、膜厚は0.5μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましい。   The film thickness of the first conductive layer 71 is preferably 20 μm or less from the viewpoint of cost, and more preferably 10 μm or less. On the other hand, from the viewpoint of setting the line resistance of the first conductive layer 71 in a desired range, the film thickness is preferably 0.5 μm or more, and more preferably 1 μm or more.

第一導電層71は、熱流動開始温度T1の低融点材料を含む。熱流動開始温度とは、加熱により材料が熱流動を生じ、低融点材料を含む層の表面形状が変化する温度であり、典型的には融点である。高分子材料やガラスでは、融点よりも低温で材料が軟化して熱流動を生じる場合がある。このような材料では、熱流動開始温度=軟化点と定義できる。軟化点とは、粘度が4.5×106Pa・sとなる温度である(ガラスの軟化点の定義に同じ)。 The first conductive layer 71 includes a low melting point material having a heat flow start temperature T 1 . The heat flow start temperature is a temperature at which the material causes heat flow by heating and the surface shape of the layer containing the low melting point material changes, and is typically the melting point. In the case of a polymer material or glass, the material may soften at a temperature lower than the melting point to cause heat flow. In such a material, it can be defined that heat flow start temperature = softening point. The softening point is a temperature at which the viscosity becomes 4.5 × 10 6 Pa · s (the same as the definition of the softening point of glass).

低融点材料は、絶縁層形成工程において熱流動を生じ、第一導電層71の表面形状に変化を生じさせるものであることが好ましい。そのため、低融点材料の熱流動開始温度T1が、絶縁層形成温度Tbよりも低温である材料を用いる。また、本発明においては、光電変換部50の耐熱温度よりも低温の絶縁層形成温度Tbで絶縁層の製膜が行われることが好ましい。したがって、低融点材料の熱流動開始温度T1は、光電変換部の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。 The low melting point material is preferably a material that causes heat flow in the insulating layer forming step and changes the surface shape of the first conductive layer 71. For this reason, a material having a low-melting-point material whose thermal flow start temperature T 1 is lower than the insulating layer formation temperature Tb is used. In the present invention, it is preferable that the insulating layer is formed at the insulating layer forming temperature Tb lower than the heat resistant temperature of the photoelectric conversion unit 50. Therefore, the heat flow start temperature T 1 of the low melting point material is preferably lower than the heat resistant temperature of the photoelectric conversion part.

光電変換部の耐熱温度とは、当該光電変換部を備える太陽電池(「太陽電池セル」または「セル」ともいう)あるいは太陽電池セルを用いて作製した太陽電池モジュールの特性が不可逆的に低下する温度である。例えば、図2に示すヘテロ接合太陽電池101では、光電変換部50を構成する単結晶シリコン基板1は、500℃以上の高温に加熱された場合でも特性変化を生じ難いが、透明電極層6や非晶質シリコン系薄膜2,3は250℃程度に加熱されると、熱劣化を生じたり、ドープ不純物の拡散を生じたりすることで、太陽電池特性の不可逆的な低下を生じる場合がある。そのため、ヘテロ接合太陽電池においては、第一導電層71は、熱流動開始温度T1が250℃以下の低融点材料を含むことが好ましい。 The heat-resistant temperature of the photoelectric conversion unit is irreversibly reduced in the characteristics of a solar cell including the photoelectric conversion unit (also referred to as “solar battery cell” or “cell”) or a solar battery module manufactured using the solar battery cell. Temperature. For example, in the heterojunction solar cell 101 shown in FIG. 2, the single crystal silicon substrate 1 constituting the photoelectric conversion unit 50 hardly changes its characteristics even when heated to a high temperature of 500 ° C. or higher. When the amorphous silicon-based thin films 2 and 3 are heated to about 250 ° C., thermal deterioration or diffusion of doped impurities may occur, resulting in an irreversible decrease in solar cell characteristics. Therefore, in the heterojunction solar cell, it is preferable that the first conductive layer 71 includes a low melting point material having a heat flow start temperature T 1 of 250 ° C. or lower.

低融点材料の熱流動開始温度T1の下限は特に限定されない。絶縁層形成工程における第一導電層の表面形状の変化量を大きくして、絶縁層9に開口部9hなどの変形部を容易に形成する観点からは、第一導電層の形成工程において、低融点材料は熱流動を生じないことが好ましい。例えば、塗布や印刷により第一導電層が形成される場合は、乾燥のために加熱が行われることがある。この場合は、低融点材料の熱流動開始温度T1は、第一導電層の乾燥のための加熱温度よりも高温であることが好ましい。かかる観点から、低融点材料の熱流動開始温度T1は、80℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましい。 The lower limit of the heat flow starting temperature T 1 of the low melting point material is not particularly limited. From the viewpoint of easily forming the deformation portion such as the opening 9h in the insulating layer 9 by increasing the amount of change in the surface shape of the first conductive layer in the insulating layer forming step, It is preferable that the melting point material does not cause heat flow. For example, when the first conductive layer is formed by coating or printing, heating may be performed for drying. In this case, the heat flow start temperature T 1 of the low melting point material is preferably higher than the heating temperature for drying the first conductive layer. From this viewpoint, the heat flow starting temperature T 1 of the low melting point material is preferably 80 ° C. or higher, and more preferably 100 ° C. or higher.

低融点材料は、熱流動開始温度T1が上記範囲であれば、有機物であっても、無機物であってもよい。低融点材料は、電気的には導電性であっても、絶縁性でも良いが、導電性を有する金属材料であることが望ましい。低融点材料が金属材料であれば、第一導電層の抵抗値を小さくできるため、電気めっきにより第二導電層が形成される場合に、第二導電層の膜厚の均一性を高めることができる。また、低融点材料が金属材料であれば、光電変換部50と集電極70との間の接触抵抗を低下させることも可能となる。 The low melting point material may be an organic substance or an inorganic substance as long as the heat flow start temperature T 1 is in the above range. The low melting point material may be electrically conductive or insulating, but is preferably a metal material having conductivity. If the low-melting-point material is a metal material, the resistance value of the first conductive layer can be reduced. Therefore, when the second conductive layer is formed by electroplating, the uniformity of the film thickness of the second conductive layer can be improved. it can. In addition, when the low melting point material is a metal material, the contact resistance between the photoelectric conversion unit 50 and the collector electrode 70 can be reduced.

低融点材料としては、低融点金属材料の単体もしくは合金、複数の低融点金属材料の混合物を好適に用いることができる。低融点金属材料としては、例えば、インジウムやビスマス、ガリウム等が挙げられる。   As the low melting point material, a simple substance or an alloy of a low melting point metal material or a mixture of a plurality of low melting point metal materials can be suitably used. Examples of the low melting point metal material include indium, bismuth, and gallium.

第一導電層71は、上記の低融点材料に加えて、低融点材料よりも相対的に高温の熱流動開始温度T2を有する高融点材料を含有することが好ましい。第一導電層71が高融点材料を有することで、第一導電層と第二導電層とを効率よく導通させることができ、太陽電池の変換効率を向上させることができる。例えば、低融点材料として表面エネルギーの大きい材料が用いられる場合、絶縁層形成工程により第一導電層71が高温に曝されて、低融点材料が液相状態になると、図4に概念的に示すように、低融点材料の粒子が集合して粗大な粒状となり、第一導電層71に断線を生じる場合がある。
これに対して、高融点材料は絶縁層形成工程での加熱によっても液相状態とならないため、第一導電層の形成材料中に高融点材料を含有することによって、図4に示すような低融点材料の粗大化による第一導電層の断線が抑制され得る。
The first conductive layer 71 preferably contains a high melting point material having a heat flow starting temperature T 2 that is relatively higher than that of the low melting point material, in addition to the above low melting point material. Since the first conductive layer 71 includes the high melting point material, the first conductive layer and the second conductive layer can be efficiently conducted, and the conversion efficiency of the solar cell can be improved. For example, when a material having a large surface energy is used as the low melting point material, the first conductive layer 71 is exposed to a high temperature by the insulating layer forming step, and the low melting point material is in a liquid phase state, which is conceptually shown in FIG. As described above, the particles of the low-melting-point material are aggregated into a coarse particle shape, and the first conductive layer 71 may be disconnected.
On the other hand, since the high melting point material does not enter a liquid phase state even when heated in the insulating layer forming step, the low melting point material as shown in FIG. 4 can be obtained by including the high melting point material in the first conductive layer forming material. Disconnection of the first conductive layer due to coarsening of the melting point material can be suppressed.

高融点材料の熱流動開始温度T2は、絶縁層形成温度Tbよりも高いことが好ましい。すなわち、第一導電層71が低融点材料および高融点材料を含有する場合、低融点材料の熱流動開始温度T1、高融点材料の熱流動開始温度T2、および絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbは、T1<Tb<T2を満たすことが好ましい。高融点材料は、絶縁性材料であっても導電性材料であってもよいが、第一導電層の抵抗をより小さくする観点から導電性材料が好ましい。また、低融点材料の導電性が低い場合は、高融点材料として導電性の高い材料を用いることにより、第一導電層全体としての抵抗を小さくすることができる。導電性の高融点材料としては、例えば、銀、アルミニウム、銅などの金属材料の単体もしくは、複数の金属材料を好ましく用いることができる。 The heat flow starting temperature T 2 of the high melting point material is preferably higher than the insulating layer forming temperature Tb. That is, when the first conductive layer 71 contains a low melting point material and a high melting point material, the heat flow starting temperature T 1 of the low melting point material, the heat flow starting temperature T 2 of the high melting point material, and the insulating layer in the insulating layer forming step The formation temperature Tb preferably satisfies T 1 <Tb <T 2 . The high melting point material may be an insulating material or a conductive material, but a conductive material is preferable from the viewpoint of reducing the resistance of the first conductive layer. When the low melting point material has low conductivity, the resistance of the first conductive layer as a whole can be reduced by using a material having high conductivity as the high melting point material. As the conductive high melting point material, for example, a single metal material such as silver, aluminum, copper, or a plurality of metal materials can be preferably used.

第一導電層71が低融点材料と高融点材料とを含有する場合、その含有比は、上記のような低融点材料粗大化による断線の抑止や、第一導電層の導電性、絶縁層への変形部の形成容易性(第二導電層の金属析出の起点数の増大)等の観点から、適宜に調整される。その最適値は、用いられる材料や粒径の組合せに応じて異なるが、例えば、低融点材料と高融点材料の重量比(低融点材料:高融点材料)は、5:95〜67:33の範囲である。低融点材料:高融点材料の重量比は、10:90〜50:50がより好ましく、15:85〜35:65がさらに好ましい。   When the first conductive layer 71 contains a low-melting-point material and a high-melting-point material, the content ratio is to suppress disconnection due to the coarsening of the low-melting-point material as described above, to the conductivity of the first conductive layer, to the insulating layer. From the standpoint of ease of formation of the deformed portion (increase in the number of starting points of metal deposition of the second conductive layer) and the like, the thickness is appropriately adjusted. The optimum value varies depending on the material used and the combination of particle sizes. For example, the weight ratio of the low melting point material to the high melting point material (low melting point material: high melting point material) is 5:95 to 67:33. It is a range. The weight ratio of the low melting point material: the high melting point material is more preferably 10:90 to 50:50, and further preferably 15:85 to 35:65.

第一導電層71の材料として、金属粒子等の粒子状低融点材料が用いられる場合、絶縁層形成工程での絶縁層への変形部の形成を容易とする観点から、低融点材料の粒径DLは、第一導電層の膜厚dの1/20以上であることが好ましく、1/10以上であることがより好ましい。低融点材料の粒径DLは、0.25μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましい。また、第一導電層71が、スクリーン印刷等の印刷法により形成される場合、粒子の粒径は、スクリーン版のメッシュサイズ等に応じて適宜に設定され得る。例えば、粒径は、メッシュサイズより小さいことが好ましく、メッシュサイズの1/2以下がより好ましい。なお、粒子が非球形の場合、粒径は、粒子の投影面積と等面積の円の直径(投影面積円相当径、Heywood径)により定義される。 When a particulate low-melting-point material such as metal particles is used as the material of the first conductive layer 71, the particle diameter of the low-melting-point material is used from the viewpoint of facilitating the formation of a deformed portion in the insulating layer in the insulating layer forming step. D L is preferably at least 1/20 of the thickness d of the first conductive layer, and more preferably 1/10 or more. Particle size D L of the low-melting material, more preferably 0.25 [mu] m, more preferably not less than 0.5 [mu] m. When the first conductive layer 71 is formed by a printing method such as screen printing, the particle size of the particles can be set as appropriate according to the mesh size of the screen plate. For example, the particle size is preferably smaller than the mesh size, and more preferably ½ or less of the mesh size. When the particles are non-spherical, the particle size is defined by the diameter of a circle having the same area as the projected area of the particles (projected area circle equivalent diameter, Heywood diameter).

低融点材料の粒子の形状は特に限定されないが、扁平状等の非球形が好ましい。また、球形の粒子を焼結等の手法により結合させて非球形としたものも好ましく用いられる。一般に、金属粒子が液相状態となると、表面エネルギーを小さくするために、表面形状が球形となりやすい。絶縁層形成工程前の第一導電層の低融点材料が非球形であれば、絶縁層形成工程により熱流動開始温度T1以上に加熱されると、粒子が球形に近付くため、第一導電層の表面形状の変化量がより大きくなる。そのため、第一導電層71上の絶縁層9への変形部の形成が容易となる。 The shape of the particles of the low melting point material is not particularly limited, but a non-spherical shape such as a flat shape is preferable. In addition, non-spherical particles obtained by combining spherical particles by a technique such as sintering are also preferably used. Generally, when the metal particles are in a liquid phase, the surface shape tends to be spherical in order to reduce the surface energy. If the low-melting-point material of the first conductive layer before the insulating layer forming step is non-spherical, the particles become closer to a sphere when heated to the heat flow start temperature T 1 or higher by the insulating layer forming step. The amount of change in the surface shape becomes larger. Therefore, it becomes easy to form a deformed portion on the insulating layer 9 on the first conductive layer 71.

前述のごとく、第一導電層71は導電性であり、体積抵抗率が10-2Ω・cm以下であればよい。第一導電層71の体積抵抗率は、10-4Ω・cm以下であることが好ましい。第一導電層が低融点材料のみを有する場合は、低融点材料が導電性を有していればよい。第一導電層が、低融点材料および高融点材料を含有する場合は、低融点材料および高融点材料のうち、少なくともいずれか一方が導電性を有していればよい。例えば、低融点材料/高融点材料の組合せとしては、絶縁性/導電性、導電性/絶縁性、導電性/導電性が挙げられるが、第一導電層をより低抵抗とするためには、低融点材料および高融点材料の双方が導電性を有する材料であることが好ましい。 As described above, the first conductive layer 71 may be conductive and the volume resistivity may be 10 −2 Ω · cm or less. The volume resistivity of the first conductive layer 71 is preferably 10 −4 Ω · cm or less. When the first conductive layer has only the low melting point material, the low melting point material only needs to have conductivity. In the case where the first conductive layer contains a low melting point material and a high melting point material, at least one of the low melting point material and the high melting point material may be conductive. For example, the combination of low melting point material / high melting point material includes insulation / conductivity, conductivity / insulation, conductivity / conductivity. In order to make the first conductive layer have a lower resistance, Both the low melting point material and the high melting point material are preferably conductive materials.

第一導電層71の材料として上記のような低融点材料と高融点材料との組合せ以外に、材料の大きさ(例えば、粒径)等を調整することにより、絶縁層形成工程での加熱による第一導電層の断線を抑制し、変換効率を向上させることも可能である。例えば、銀、銅、金等の高い融点を有する材料も、粒径が1μm以下の微粒子であれば、融点よりも低温の200℃程度あるいはそれ以下の温度T1’で焼結ネッキング(微粒子の融着)を生じるため、本発明の「低融点材料」として用いることができる。このような焼結ネッキングを生じる材料は、焼結ネッキング開始温度T1’以上に加熱されると、微粒子の外周部付近に変形が生じるため、第一導電層の表面形状を変化させ、絶縁層9に変形部を形成することができる。また、微粒子が焼結ネッキング開始温度以上に加熱された場合であっても、融点T2’未満の温度であれば微粒子は固相状態を維持するため、図4に示すような材料の粗大化による断線が生じ難い。すなわち、金属微粒子等の焼結ネッキングを生じる材料は、本発明における「低融点材料」でありながら、「高融点材料」としての側面も有しているといえる。 In addition to the combination of the low melting point material and the high melting point material as described above as the material of the first conductive layer 71, by adjusting the size (for example, particle size) of the material, etc., by heating in the insulating layer forming step It is also possible to suppress the disconnection of the first conductive layer and improve the conversion efficiency. For example, if a material having a high melting point, such as silver, copper, or gold, is fine particles having a particle size of 1 μm or less, sintering necking (particulate particles) at a temperature T 1 ′ of about 200 ° C. or lower than the melting point Therefore, it can be used as the “low melting point material” of the present invention. When the material that causes such sintering necking is heated to the sintering necking start temperature T 1 ′ or higher, deformation occurs near the outer periphery of the fine particles, so that the surface shape of the first conductive layer is changed, and the insulating layer A deformable portion can be formed in 9. In addition, even when the fine particles are heated to a temperature higher than the sintering necking start temperature, the fine particles maintain a solid phase if the temperature is lower than the melting point T 2 ′. Disconnection due to is difficult to occur. That is, it can be said that a material that causes sintering necking such as metal fine particles is a “low melting point material” in the present invention, but also has a side surface as a “high melting point material”.

このような焼結ネッキングを生じる材料では、焼結ネッキング開始温度T1’=熱流動開始温度T1と定義できる。図5は、焼結ネッキング開始温度について説明するための図である。図5(A)は、焼結前の粒子を模式的に示す平面図である。焼結前であることから、粒子は互いに点で接触している。図5(B)および図5(C)は、焼結が開始した後の粒子を、各粒子の中心を通る断面で切ったときの様子を模式的に示す断面図である。図5(B)は焼結開始後(焼結初期段階)、図5(C)は、(B)から焼結が進行した状態を示している。図5(B)において、粒子A(半径rA)と粒子B(半径rB)との粒界は長さaABの点線で示されている。 In a material that causes such sintering necking, it can be defined that sintering necking start temperature T 1 ′ = thermal flow start temperature T 1 . FIG. 5 is a diagram for explaining the sintering necking start temperature. FIG. 5A is a plan view schematically showing the particles before sintering. Since they are not sintered, the particles are in point contact with each other. FIG. 5B and FIG. 5C are cross-sectional views schematically showing a state where the particles after sintering are cut along a cross section passing through the center of each particle. FIG. 5 (B) shows the state after the start of sintering (sintering initial stage), and FIG. 5 (C) shows the state where the sintering has progressed from (B). In FIG. 5B, the grain boundary between the particle A (radius r A ) and the particle B (radius r B ) is indicated by a dotted line having a length a AB .

焼結ネッキング開始温度T1’は、rAとrBの大きい方の値max(rA,rB)と、粒界の長さaABとの比、aAB/max(rA,rB)が、0.1以上となるときの温度で定義される。すなわち、少なくとも一対の粒子のaAB/max(rA,rB)が0.1以上となる温度を焼結ネッキング開始温度という。なお、図5では単純化のために、粒子を球形として示しているが、粒子が球形でない場合は、粒界近傍における粒子の曲率半径を粒子の半径とみなす。また、粒界近傍における粒子の曲率半径が場所によって異なる場合は、測定点の中で最も大きな曲率半径を、その粒子の半径とみなす。例えば、図6(A)に示すように、焼結を生じた一対の微粒子A,B間には、長さaABの粒界が形成されている。この場合、粒子Aの粒界近傍の形状は、点線で示された仮想円Aの弧で近似される。一方、粒子Bの粒界近傍は、一方が破線で示された仮想円B1の弧で近似され、他方が実線で示された仮想円B2の弧で近似される。図6(B)に示されるように、rB2>rB1であるため、rB2を粒子Bの半径rBとみなす。なお、上記の仮想円は、断面もしくは表面の観察像の白黒2値化処理により境界を定め、粒界近傍の境界の座標に基づいて最小二乗法により中心座標および半径を算出する方法により、決定できる。なお、上記の定義により焼結ネッキング開始温度を厳密に測定することが困難な場合は、微粒子を含有する第一導電層を形成し、その上に絶縁層を形成する際の加熱により絶縁層に変形部が生じる温度を焼結ネッキング開始温度とみなすことができる。 Sintering necking onset temperature T 1 ', the ratio of r A and r larger value max (r A, r B) of the B and the grain boundary between the length a AB, a AB / max ( r A, r B ) is defined as the temperature at which it is 0.1 or more. That is, a temperature at which a AB / max (r A , r B ) of at least a pair of particles is 0.1 or more is referred to as a sintering necking start temperature. In FIG. 5, for the sake of simplicity, the particles are shown as spherical, but when the particles are not spherical, the radius of curvature of the particles near the grain boundary is regarded as the radius of the particles. When the radius of curvature of the particle near the grain boundary varies depending on the location, the largest radius of curvature among the measurement points is regarded as the radius of the particle. For example, as shown in FIG. 6A, a grain boundary having a length a AB is formed between a pair of fine particles A and B that have been sintered. In this case, the shape of the particle A in the vicinity of the grain boundary is approximated by an arc of a virtual circle A indicated by a dotted line. On the other hand, in the vicinity of the grain boundary of the particle B, one is approximated by an arc of a virtual circle B 1 indicated by a broken line, and the other is approximated by an arc of a virtual circle B 2 indicated by a solid line. As shown in FIG. 6B, since r B2 > r B1 , r B2 is regarded as the radius r B of the particle B. Note that the above virtual circle is determined by a method in which the boundary is defined by black and white binarization processing of the observation image of the cross section or surface, and the center coordinates and radius are calculated by the least square method based on the coordinates of the boundary in the vicinity of the grain boundary. it can. If it is difficult to strictly measure the sintering necking start temperature according to the above definition, the first conductive layer containing fine particles is formed, and the insulating layer is formed by heating when forming the insulating layer thereon. The temperature at which the deformed portion occurs can be regarded as the sintering necking start temperature.

第一導電層の形成材料には、上記の低融点材料(および高融点材料)に加えて、バインダー樹脂等を含有するペースト等を好ましく用いることができる。また、スクリーン印刷法により形成された第一導電層の導電性を十分向上させるためには、熱処理により第一導電層を硬化させることが望ましい。したがって、ペーストに含まれるバインダー樹脂としては、上記乾燥温度にて硬化させることができる材料を用いることが好ましく、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂等が適用可能である。この場合、硬化とともに低融点材料の形状が変化し、図3(C)に示すように、絶縁層形成時に、低融点材料近傍の絶縁層に開口(き裂)が生じやすくなるためである。なお、バインダー樹脂と導電性の低融点材料の比率は、いわゆるパーコレーションの閾値(導電性が発現する低融点材料含有量に相当する比率の臨界値)以上になるように設定すればよい。   In addition to the low melting point material (and high melting point material) described above, a paste containing a binder resin or the like can be preferably used as the first conductive layer forming material. In order to sufficiently improve the conductivity of the first conductive layer formed by the screen printing method, it is desirable to cure the first conductive layer by heat treatment. Therefore, as the binder resin contained in the paste, it is preferable to use a material that can be cured at the drying temperature, and an epoxy resin, a phenol resin, an acrylic resin, or the like is applicable. In this case, the shape of the low melting point material changes with curing, and as shown in FIG. 3C, an opening (crack) is likely to occur in the insulating layer near the low melting point material when the insulating layer is formed. Note that the ratio between the binder resin and the conductive low melting point material may be set to be equal to or higher than a so-called percolation threshold (a critical value of the ratio corresponding to the low melting point material content at which conductivity is manifested).

第一導電層71は、インクジェット法、スクリーン印刷法、導線接着法、スプレー法、真空蒸着法、スパッタ法等の公知技術によって作製できる。第一導電層71は、櫛形等の所定形状にパターン化されていることが好ましい。パターン化された第一導電層の形成には、生産性の観点からスクリーン印刷法が適している。スクリーン印刷法では、金属粒子からなる低融点材料を含む印刷ペースト、および集電極のパターン形状に対応した開口パターンを有するスクリーン版を用いて、集電極パターンを印刷する方法が好ましく用いられる。   The first conductive layer 71 can be produced by a known technique such as an inkjet method, a screen printing method, a conductive wire bonding method, a spray method, a vacuum deposition method, or a sputtering method. The first conductive layer 71 is preferably patterned in a predetermined shape such as a comb shape. A screen printing method is suitable for forming the patterned first conductive layer from the viewpoint of productivity. In the screen printing method, a method of printing a collector electrode pattern using a printing paste containing a low melting point material made of metal particles and a screen plate having an opening pattern corresponding to the pattern shape of the collector electrode is preferably used.

一方、印刷ペーストとして、溶剤を含む材料が用いられる場合には、溶剤を除去するための乾燥工程が必要となる。前述のごとく、この場合の乾燥温度は、低融点材料の熱流動開始温度T1よりも低温であることが好ましい。乾燥時間は、例えば5分間〜1時間程度で適宜に設定され得る。 On the other hand, when a material containing a solvent is used as the printing paste, a drying step for removing the solvent is required. As described above, the drying temperature in this case is preferably lower than the heat flow starting temperature T 1 of the low melting point material. The drying time can be appropriately set, for example, from about 5 minutes to 1 hour.

第一導電層は、複数の層から構成されてもよい。例えば、光電変換部表面の透明電極層との接触抵抗が低い下層と、低融点材料を含む上層からなる積層構造であっても良い。このような構造によれば、透明電極層との接触抵抗の低下に伴う太陽電池の曲線因子向上が期待できる。また、低融点材料含有層と、高融点材料含有層との積層構造とすることにより、第一導電層のさらなる低抵抗化が期待できる。   The first conductive layer may be composed of a plurality of layers. For example, a laminated structure including a lower layer having a low contact resistance with the transparent electrode layer on the surface of the photoelectric conversion portion and an upper layer containing a low melting point material may be used. According to such a structure, an improvement in the curve factor of the solar cell can be expected with a decrease in contact resistance with the transparent electrode layer. Moreover, the resistance of the first conductive layer can be further reduced by adopting a laminated structure of the low-melting-point material-containing layer and the high-melting-point material-containing layer.

以上、第一導電層が印刷法により形成される場合を中心に説明したが、第一導電層の形成方法は印刷法に限定されるものではない。例えば、第一導電層は、パターン形状に対応したマスクを用いて、蒸着法やスパッタ法により形成されてもよい。   As mentioned above, although demonstrated centering on the case where a 1st conductive layer is formed by the printing method, the formation method of a 1st conductive layer is not limited to a printing method. For example, the first conductive layer may be formed by vapor deposition or sputtering using a mask corresponding to the pattern shape.

(絶縁層)
第一導電層71上には、絶縁層9が形成される。ここで、第一導電層71が所定のパターン(例えば櫛形)に形成された場合、光電変換部50の表面上には、第一導電層が形成されている第一導電層形成領域と、第一導電層が形成されていない第一導電層非形成領域とが存在する。絶縁層9は、少なくとも第一導電層形成領域に形成される。本発明において、絶縁層9は、第一導電層非形成領域上にも形成されていることが好ましく、第一導電層非形成領域の全面に形成されていることが特に好ましい。絶縁層が第一導電層非形成領域にも形成されている場合、めっき法により第二導電層が形成される際に、光電変換部をめっき液から化学的および電気的に保護することが可能となる。例えば、ヘテロ接合太陽電池のように光電変換部50の表面に透明電極層が形成されている場合は、透明電極層の表面に絶縁層が形成されることで、透明電極層とめっき液との接触が抑止され、透明電極層上への金属層(第二導電層)の析出を防ぐことができる。また、生産性の観点からも、第一導電層形成領域と第一導電層非形成領域との全体に絶縁層が形成されることがより好ましい。
(Insulating layer)
An insulating layer 9 is formed on the first conductive layer 71. Here, when the first conductive layer 71 is formed in a predetermined pattern (for example, comb shape), the first conductive layer forming region where the first conductive layer is formed on the surface of the photoelectric conversion unit 50, and the first There is a first conductive layer non-formation region where one conductive layer is not formed. The insulating layer 9 is formed at least in the first conductive layer formation region. In the present invention, the insulating layer 9 is preferably formed also on the first conductive layer non-formation region, and particularly preferably formed on the entire surface of the first conductive layer non-formation region. When the insulating layer is also formed in the region where the first conductive layer is not formed, the photoelectric conversion part can be protected chemically and electrically from the plating solution when the second conductive layer is formed by plating. It becomes. For example, when a transparent electrode layer is formed on the surface of the photoelectric conversion unit 50 like a heterojunction solar cell, an insulating layer is formed on the surface of the transparent electrode layer, so that the transparent electrode layer and the plating solution Contact is suppressed and precipitation of the metal layer (second conductive layer) on the transparent electrode layer can be prevented. Also, from the viewpoint of productivity, it is more preferable that the insulating layer is formed in the entire first conductive layer formation region and the first conductive layer non-formation region.

絶縁層9の材料としては、電気的に絶縁性を示す材料が用いられる。また、絶縁層9は、めっき液に対する化学的安定性を有する材料であることが望ましい。めっき液に対する化学的安定性が高い材料を用いることにより、第二導電層形成時のめっき工程中に、絶縁層が溶解しにくく、光電変換部表面へのダメージが生じにくくなる。また、第一導電層非形成領域上にも絶縁層9が形成される場合、絶縁層は、光電変換部50との付着強度が大きいことが好ましい。例えば、ヘテロ接合太陽電池では、絶縁層9は、光電変換部50表面の透明電極層6aとの付着強度が大きいことが好ましい。透明電極層と絶縁層との付着強度を大きくすることにより、めっき工程中に、絶縁層が剥離しにくくなり、透明電極層上への金属の析出を防ぐことができる。   As the material of the insulating layer 9, a material that exhibits electrical insulation is used. The insulating layer 9 is preferably a material having chemical stability with respect to the plating solution. By using a material having high chemical stability with respect to the plating solution, the insulating layer is hardly dissolved during the plating step when forming the second conductive layer, and damage to the surface of the photoelectric conversion portion is less likely to occur. Moreover, when the insulating layer 9 is formed also on the 1st conductive layer non-formation area | region, it is preferable that an insulating layer has a large adhesion strength with the photoelectric conversion part 50. FIG. For example, in the heterojunction solar cell, the insulating layer 9 preferably has a high adhesion strength with the transparent electrode layer 6a on the surface of the photoelectric conversion unit 50. By increasing the adhesion strength between the transparent electrode layer and the insulating layer, it becomes difficult for the insulating layer to be peeled off during the plating step, and metal deposition on the transparent electrode layer can be prevented.

絶縁層9には、光吸収が少ない材料を用いることが好ましい。絶縁層9は、光電変換部50の光入射面側に形成されるため、絶縁層による光吸収が小さければ、より多くの光を光電変換部へ取り込むことが可能となる。例えば、絶縁層9が透過率90%以上の十分な透明性を有する場合、絶縁層での光吸収による光学的な損失が小さく、第二導電層形成後に絶縁層を除去することなく、そのまま太陽電池として使用することができる。そのため、太陽電池の製造工程を単純化でき、生産性をより向上させることが可能となる。絶縁層9が除去されることなくそのまま太陽電池として使用される場合、絶縁層9は、透明性に加えて、十分な耐候性、および熱・湿度に対する安定性を有する材料を用いることがより望ましい。   For the insulating layer 9, it is preferable to use a material with little light absorption. Since the insulating layer 9 is formed on the light incident surface side of the photoelectric conversion unit 50, more light can be taken into the photoelectric conversion unit if light absorption by the insulating layer is small. For example, when the insulating layer 9 has sufficient transparency with a transmittance of 90% or more, the optical loss due to light absorption in the insulating layer is small, and without removing the insulating layer after forming the second conductive layer, the solar Can be used as a battery. Therefore, the manufacturing process of a solar cell can be simplified and productivity can be further improved. When the insulating layer 9 is used as it is as a solar cell without being removed, the insulating layer 9 is more preferably made of a material having sufficient weather resistance and stability against heat and humidity in addition to transparency. .

絶縁層の材料は、無機絶縁性材料でも、有機絶縁性材料でもよい。無機絶縁性材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の材料を用いることができる。有機絶縁性材料としては、例えば、ポリエステル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル、エポキシ、ポリウレタン等の材料を用いることができる。絶縁層形成工程における第一導電層の表面形状の変化に伴って生じる界面の応力等による、絶縁層への開口の形成を容易とする観点から、絶縁層の材料は、破断伸びが小さい無機材料であることが好ましい。このような無機材料の中でも、めっき液耐性や透明性の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン(SiAlON)、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム等が好ましく用いられる。中でも、電気的特性や透明電極層との密着性等の観点からは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、サイアロン(SiAlON)、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、酸化サマリウム、タンタル酸バリウム、酸化タンタル、フッ化マグネシウム等が好ましく、屈折率を適宜に調整し得る観点からは、酸化シリコンや窒化シリコン等が特に好ましく用いられる。なお、これらの無機材料は、化学量論的(stoichiometric)組成を有するものに限定されず、酸素欠損等を含むものであってもよい。   The material of the insulating layer may be an inorganic insulating material or an organic insulating material. As the inorganic insulating material, for example, materials such as silicon oxide, silicon nitride, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, and zinc oxide can be used. As the organic insulating material, for example, materials such as polyester, ethylene vinyl acetate copolymer, acrylic, epoxy, and polyurethane can be used. From the viewpoint of facilitating the formation of openings in the insulating layer due to interfacial stress, etc. caused by changes in the surface shape of the first conductive layer in the insulating layer forming step, the material of the insulating layer is an inorganic material with a small elongation at break It is preferable that Among these inorganic materials, from the viewpoint of plating solution resistance and transparency, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, sialon (SiAlON), yttrium oxide, magnesium oxide, barium titanate, samarium oxide, Barium tantalate, tantalum oxide, magnesium fluoride, titanium oxide, strontium titanate and the like are preferably used. Among these, from the viewpoint of electrical properties and adhesion to the transparent electrode layer, etc., silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, sialon (SiAlON), yttrium oxide, magnesium oxide, barium titanate, samarium oxide, Barium tantalate, tantalum oxide, magnesium fluoride, and the like are preferable, and silicon oxide, silicon nitride, and the like are particularly preferably used from the viewpoint that the refractive index can be appropriately adjusted. These inorganic materials are not limited to those having a stoichiometric composition, and may include oxygen deficiency or the like.

絶縁層9の膜厚は、絶縁層の材料や形成方法に応じて適宜設定される。絶縁層9の膜厚は、絶縁層形成工程における第一導電層の表面形状の変化に伴って生じる界面の応力等によって、絶縁層に変形部が形成され得る程度に薄いことが好ましい。かかる観点から、絶縁層9の膜厚は、1000nm以下であることが好ましく、500nm以下であることがより好ましい。また、第一導電層非形成部における絶縁層9の光学特性や膜厚を適宜設定することで、光反射特性を改善し、太陽電池セル内部へ導入される光量を増加させ、変換効率をより向上させることが可能となる。このような効果を得るためには、絶縁層9の屈折率が、光電変換部50表面の屈折率よりも低いことが好ましい。また、絶縁層9に好適な反射防止特性を付与する観点から、膜厚は30nm〜250nmの範囲内で設定されることが好ましく、50nm〜250nmの範囲内で設定されることがより好ましい。なお、第一導電層形成領域上の絶縁層の膜厚と第一導電層非形成領域上の絶縁層の膜厚は異なっていてもよい。例えば、第一導電層形成領域では、絶縁層形成工程での変形部の形成を容易とする観点で絶縁層の膜厚が設定され、第一導電層非形成領域では、適宜の反射防止特性を有する光学膜厚となるように絶縁層の膜厚が設定されてもよい。   The film thickness of the insulating layer 9 is appropriately set according to the material and forming method of the insulating layer. The thickness of the insulating layer 9 is preferably thin enough to allow a deformed portion to be formed in the insulating layer due to interface stress or the like caused by a change in the surface shape of the first conductive layer in the insulating layer forming step. From this viewpoint, the thickness of the insulating layer 9 is preferably 1000 nm or less, and more preferably 500 nm or less. In addition, by appropriately setting the optical characteristics and film thickness of the insulating layer 9 in the first conductive layer non-forming portion, the light reflection characteristics are improved, the amount of light introduced into the solar cell is increased, and the conversion efficiency is further improved. It becomes possible to improve. In order to obtain such an effect, the refractive index of the insulating layer 9 is preferably lower than the refractive index of the surface of the photoelectric conversion unit 50. Further, from the viewpoint of imparting suitable antireflection properties to the insulating layer 9, the film thickness is preferably set within a range of 30 nm to 250 nm, and more preferably within a range of 50 nm to 250 nm. The film thickness of the insulating layer on the first conductive layer forming region and the film thickness of the insulating layer on the first conductive layer non-forming region may be different. For example, in the first conductive layer forming region, the thickness of the insulating layer is set from the viewpoint of facilitating the formation of the deformed portion in the insulating layer forming step, and in the first conductive layer non-forming region, appropriate antireflection characteristics are provided. The film thickness of the insulating layer may be set so as to have an optical film thickness.

ヘテロ接合太陽電池のように、光電変換部50の表面に透明電極層(一般には屈折率:1.9〜2.1程度)を有する場合、界面での光反射防止効果を高めて太陽電池セル内部へ導入される光量を増加させるために、絶縁層の屈折率は、空気(屈折率=1.0)と透明電極層との中間的な値であることが好ましい。また、太陽電池セルが封止されてモジュール化される場合、絶縁層の屈折率は、封止剤と透明電極層の中間的な値であることが好ましい。かかる観点から、絶縁層9の屈折率は、例えば1.4〜1.9が好ましく、1.5〜1.8がより好ましく、1.55〜1.75がさらに好ましい。絶縁層の屈折率は、絶縁層の材料、組成等により所望の範囲に調整され得る。例えば、酸化シリコンの場合は、酸素含有量を小さくすることにより、屈折率が高くなる。なお、本明細書における屈折率は、特に断りがない限り、波長550nmの光に対する屈折率であり、分光エリプソメトリーにより測定される値である。また、絶縁層の屈折率に応じて、反射防止特性が向上するように絶縁層の光学膜厚(屈折率×膜厚)が設定されることが好ましい。   When a transparent electrode layer (generally having a refractive index of about 1.9 to 2.1) is provided on the surface of the photoelectric conversion unit 50 as in a heterojunction solar cell, the effect of preventing light reflection at the interface is enhanced and the solar cell. In order to increase the amount of light introduced into the inside, the refractive index of the insulating layer is preferably an intermediate value between air (refractive index = 1.0) and the transparent electrode layer. Moreover, when a photovoltaic cell is sealed and modularized, it is preferable that the refractive index of an insulating layer is an intermediate value of a sealing agent and a transparent electrode layer. From this viewpoint, the refractive index of the insulating layer 9 is preferably, for example, 1.4 to 1.9, more preferably 1.5 to 1.8, and further preferably 1.55 to 1.75. The refractive index of the insulating layer can be adjusted to a desired range depending on the material, composition, etc. of the insulating layer. For example, in the case of silicon oxide, the refractive index is increased by reducing the oxygen content. In addition, unless otherwise indicated, the refractive index in this specification is a refractive index with respect to the light of wavelength 550nm, and is a value measured by spectroscopic ellipsometry. Further, it is preferable that the optical film thickness (refractive index × film thickness) of the insulating layer is set so as to improve the antireflection characteristics according to the refractive index of the insulating layer.

絶縁層は、公知の方法を用いて形成できる。例えば、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁性材料の場合は、プラズマCVD法、スパッタ法等の乾式法が好ましく用いられる。また、有機絶縁性材料の場合は、スピンコート法、スクリーン印刷法等の湿式法が好ましく用いられる。これらの方法によれば、ピンホール等の欠陥が少なく、緻密な構造の膜を形成することが可能となる。   The insulating layer can be formed using a known method. For example, in the case of an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, a dry method such as a plasma CVD method or a sputtering method is preferably used. In the case of an organic insulating material, a wet method such as a spin coating method or a screen printing method is preferably used. According to these methods, it is possible to form a dense film with few defects such as pinholes.

中でも、より緻密な構造の膜を形成する観点から、絶縁層9はプラズマCVD法で形成されることが好ましい。この方法により、200nm程度の厚いものだけでなく、30〜100nm程度の薄い膜厚の絶縁層を形成した場合も、緻密性の高い構造の膜を形成することができる。   Among these, from the viewpoint of forming a film having a denser structure, the insulating layer 9 is preferably formed by a plasma CVD method. By this method, not only a thick film with a thickness of about 200 nm but also a thin insulating film with a thickness of about 30 to 100 nm can be formed.

例えば、図2に示す結晶シリコン系太陽電池のように、光電変換部50の表面にテクスチャ構造(凹凸構造)を有する場合、テクスチャの凹部や凸部にも精度よく膜形成できる観点からも、絶縁層はプラズマCVD法により形成されることが好ましい。緻密性が高い絶縁層を用いることにより、めっき処理時の透明電極層へのダメージを低減できることに加えて、透明電極層上への金属の析出を防止することができる。このように緻密性が高い絶縁膜は、図2の結晶シリコン系太陽電池におけるシリコン系薄膜3のように、光電変換部50内部の層に対しても、水や酸素などのバリア層として機能し得るため、太陽電池の長期信頼性の向上の効果も期待できる。   For example, in the case of having a texture structure (uneven structure) on the surface of the photoelectric conversion portion 50 as in the crystalline silicon solar cell shown in FIG. The layer is preferably formed by a plasma CVD method. By using a highly dense insulating layer, it is possible to reduce damage to the transparent electrode layer during the plating process and to prevent metal deposition on the transparent electrode layer. Such a highly dense insulating film functions as a barrier layer for water, oxygen, and the like for the layer inside the photoelectric conversion unit 50 as in the silicon thin film 3 in the crystalline silicon solar cell of FIG. Therefore, the effect of improving the long-term reliability of the solar cell can be expected.

なお、第一導電層71と第二導電層72との間にある絶縁層9、すなわち第一導電層形成領域上の絶縁層9の形状は、必ずしも連続した層状でなくてもよく、島状であっても良い。なお、本明細書における「島状」との用語は、表面の一部に、絶縁層9が形成されていない非形成領域を有する状態を意味する。   Note that the shape of the insulating layer 9 between the first conductive layer 71 and the second conductive layer 72, that is, the insulating layer 9 on the first conductive layer forming region, is not necessarily a continuous layer shape, and is an island shape. It may be. Note that the term “island” in this specification means a state in which a part of the surface has a non-formation region where the insulating layer 9 is not formed.

本発明において、絶縁層9は、第一導電層71と第二導電層72との付着力の向上にも寄与し得る。例えば、下地電極層であるAg層上にめっき法によりCu層が形成される場合、Ag層とCu層との付着力は小さいが、酸化シリコン等の絶縁層上にCu層が形成されることにより、第二導電層の付着力が高められ、太陽電池の信頼性を向上することが期待される。   In the present invention, the insulating layer 9 can also contribute to improving the adhesion between the first conductive layer 71 and the second conductive layer 72. For example, when a Cu layer is formed by plating on the Ag layer that is the base electrode layer, the adhesion between the Ag layer and the Cu layer is small, but the Cu layer is formed on an insulating layer such as silicon oxide. Therefore, it is expected that the adhesion of the second conductive layer is enhanced and the reliability of the solar cell is improved.

本発明においては、第一導電層71上に絶縁層9が形成される際、絶縁層形成温度Tbを低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温とすることで、第一導電層上の絶縁層に変形が生じる。第一導電層71が低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温に加熱され、低融点材料が流動状態となるために、第一導電層の表面形状が変化する。この変化に伴って、その上に形成される絶縁層9に開口部9hなどの変形部が形成される。すなわち絶縁層の製膜とほぼ同時に変形部が形成される。したがって、その後のめっき工程において、第一導電層71の表面の一部が、めっき液に曝されて導通するため、図3(D)に示すように、この導通部を起点として金属を析出させることが可能となる。 In the present invention, when the insulating layer 9 is formed on the first conductive layer 71, the insulating layer forming temperature Tb than the heat flow temperature T 1 of the low-melting-point material by a high temperature, the first conductive layer Deformation occurs in the insulating layer. Since the first conductive layer 71 is heated to a temperature higher than the thermal flow start temperature T 1 of the low melting point material and the low melting point material becomes a fluid state, the surface shape of the first conductive layer changes. With this change, a deformed portion such as an opening 9h is formed in the insulating layer 9 formed thereon. That is, the deformed portion is formed almost simultaneously with the formation of the insulating layer. Therefore, in a subsequent plating step, a part of the surface of the first conductive layer 71 is exposed to the plating solution and becomes conductive, so that the metal is deposited starting from this conductive portion as shown in FIG. It becomes possible.

なお、変形部は主に第一導電層71の低融点材料711上に形成される。低融点材料が絶縁性材料の場合、開口部などの変形部の直下は絶縁性であるが、低融点材料の周辺に存在する導電性の高融点材料にもめっき液が浸透するために、第一導電層とめっき液とを導通させることが可能である。   The deformed portion is mainly formed on the low melting point material 711 of the first conductive layer 71. When the low melting point material is an insulating material, the portion directly under the deformed portion such as the opening is insulative. However, since the plating solution penetrates into the conductive high melting point material present around the low melting point material, It is possible to make one conductive layer and the plating solution conductive.

絶縁層形成工程における絶縁層形成温度(基板加熱温度)Tbは、低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温、すなわちT1<Tbである。絶縁層形成温度Tbは、T1+1℃≦Tb≦T1+100℃を満たすことがより好ましく、T1+5℃≦Tb≦T1+60℃を満たすことがさらに好ましい。絶縁層形成温度は、第一導電層の材料の組成や含有量等に応じて適宜設定され得る。 The insulating layer forming temperature (substrate heating temperature) Tb in the insulating layer forming step is higher than the heat flow starting temperature T 1 of the low melting point material, that is, T 1 <Tb. The insulating layer formation temperature Tb more preferably satisfies T 1 + 1 ° C. ≦ Tb ≦ T 1 + 100 ° C., and more preferably satisfies T 1 + 5 ° C. ≦ Tb ≦ T 1 + 60 ° C. The insulating layer formation temperature can be appropriately set according to the composition and content of the material of the first conductive layer.

また、前述のごとく、絶縁層形成温度Tbは、光電変換部50の耐熱温度よりも低温であることが好ましい。光電変換部の耐熱温度は、光電変換部の構成により異なる。例えば、ヘテロ接合太陽電池や、シリコン系薄膜太陽電池のように透明電極層や非結晶質シリコン系薄膜を有する場合の耐熱温度は250℃程度である。そのため、光電変換部が非晶質シリコン系薄膜を備えるヘテロ接合太陽電池や、シリコン系薄膜太陽電池の場合、非晶質シリコン系薄膜およびその界面での熱ダメージ抑制の観点から、絶縁層形成温度Tbは250℃以下に設定されることが好ましい。より高性能の太陽電池を実現するためには絶縁層形成温度Tbは200℃以下にすることがより好ましく、180℃以下にすることがさらに好ましい。従って、第一導電層71の低融点材料の熱流動開始温度T1は、250℃未満であることが好ましく、200℃未満がより好ましく、180℃未満がさらに好ましい。 Further, as described above, the insulating layer formation temperature Tb is preferably lower than the heat resistant temperature of the photoelectric conversion unit 50. The heat-resistant temperature of the photoelectric conversion unit varies depending on the configuration of the photoelectric conversion unit. For example, the heat resistant temperature in the case of having a transparent electrode layer or an amorphous silicon thin film, such as a heterojunction solar cell or a silicon thin film solar cell, is about 250 ° C. Therefore, in the case of a heterojunction solar cell in which the photoelectric conversion unit includes an amorphous silicon thin film or a silicon thin film solar cell, the insulating layer formation temperature is used from the viewpoint of suppressing thermal damage at the amorphous silicon thin film and its interface. Tb is preferably set to 250 ° C. or lower. In order to realize a higher performance solar cell, the insulating layer formation temperature Tb is more preferably 200 ° C. or less, and further preferably 180 ° C. or less. Therefore, the heat flow start temperature T 1 of the low melting point material of the first conductive layer 71 is preferably less than 250 ° C., more preferably less than 200 ° C., and even more preferably less than 180 ° C.

またより緻密な膜を形成する観点から、絶縁層形成温度Tbは130℃以上が好ましく、140℃以上がより好ましく、150℃以上がさらに好ましい。また、上記と同様の理由により、絶縁層製膜時における基板表面の最高到達温度は、光電変換部の耐熱温度より低温であることが好ましい。   Further, from the viewpoint of forming a denser film, the insulating layer forming temperature Tb is preferably 130 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher, and further preferably 150 ° C. or higher. For the same reason as described above, it is preferable that the maximum temperature reached on the substrate surface during the formation of the insulating layer is lower than the heat-resistant temperature of the photoelectric conversion part.

本発明における絶縁層の製膜方法としては、変形部が形成され、また光電変換部をめっき液から保護することができる条件であれば特に制限されないが、例えばプラズマCVDにより製膜される場合、製膜速度を0nm/secよりも速くすることが好ましく1nm/sec以下にすることが好ましい。中でも0.5nm/sec以下にすることがより好ましく、0.25nm以下にすることが特に好ましい。上記範囲で製膜することにより、より緻密な膜が形成できる。   The method for forming the insulating layer in the present invention is not particularly limited as long as the deformed portion is formed and the photoelectric conversion portion can be protected from the plating solution. For example, when the film is formed by plasma CVD, The film forming rate is preferably higher than 0 nm / sec, and is preferably 1 nm / sec or less. In particular, the thickness is more preferably 0.5 nm / sec or less, and particularly preferably 0.25 nm or less. By forming the film within the above range, a denser film can be formed.

また絶縁層は、導電性酸化物の材料および組成、製膜条件(製膜方法、基板温度、導入ガスの種類および導入量、製膜圧力、パワー密度等)を変更することにより、適宜に調整され得る。絶縁層として酸化シリコンを用いた場合の製膜を例に挙げると、プラズマCVDが用いられることが好ましい。製膜条件としては、基板温度145℃〜250℃、圧力30Pa〜300Pa、パワー密度0.01W/cm2〜0.160W/cm2の条件で製膜が行われることが好ましい。 The insulating layer is appropriately adjusted by changing the material and composition of the conductive oxide and the film forming conditions (film forming method, substrate temperature, type and amount of introduced gas, film forming pressure, power density, etc.) Can be done. As an example of film formation when silicon oxide is used as the insulating layer, it is preferable to use plasma CVD. The film forming conditions, a substrate temperature of 145 ° C. to 250 DEG ° C., a pressure 30Pa~300Pa, it is preferable that the film formation is performed under the conditions of the power density 0.01W / cm 2 ~0.160W / cm 2 .

本発明においては、上述のように絶縁層形成工程において絶縁層に変形部を形成することができるため、めっき工程にてめっきを行うことが出来るが、絶縁層形成工程後、めっき工程前に、さらにアニール処理を行うアニール工程を有していても良い。アニール条件などを適宜調整してアニール処理を行うことにより、例えば変形部の形成が不十分であった場合などにおいても容易に所定の変形部を形成することができる。なお、本発明においては、製造工程を低減させる観点から、上記アニール工程を有さないことがより好ましい。   In the present invention, since the deformed portion can be formed in the insulating layer in the insulating layer forming step as described above, plating can be performed in the plating step, but after the insulating layer forming step, before the plating step, Furthermore, you may have the annealing process which performs an annealing process. By performing the annealing process by appropriately adjusting the annealing conditions, the predetermined deformed portion can be easily formed even when, for example, the deformed portion is insufficiently formed. In addition, in this invention, it is more preferable not to have the said annealing process from a viewpoint of reducing a manufacturing process.

一方、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に逆導電型の拡散層を有する結晶シリコン太陽電池は、非晶質シリコン薄膜や透明電極層を有していないため、耐熱温度は800℃〜900℃程度である。そのため、250℃よりも高温の絶縁層形成温度Tbで絶縁層の形成が行われてもよい。   On the other hand, a crystalline silicon solar cell having a reverse conductivity type diffusion layer on one main surface of a one conductivity type crystalline silicon substrate does not have an amorphous silicon thin film or a transparent electrode layer, and therefore has a heat resistance temperature of 800 ° C. to It is about 900 ° C. Therefore, the insulating layer may be formed at the insulating layer forming temperature Tb higher than 250 ° C.

絶縁層形成工程後に、第一導電層形成領域の絶縁層9上に第二導電層72がめっき法により形成される。この際、第二導電層として析出させる金属は、めっき法で形成できる材料であれば特に限定されず、例えば、銅、ニッケル、錫、アルミニウム、クロム、銀、金、亜鉛、鉛、パラジウム等、あるいはこれらの混合物を用いることができる。   After the insulating layer forming step, the second conductive layer 72 is formed on the insulating layer 9 in the first conductive layer forming region by a plating method. At this time, the metal deposited as the second conductive layer is not particularly limited as long as it is a material that can be formed by a plating method. For example, copper, nickel, tin, aluminum, chromium, silver, gold, zinc, lead, palladium, etc. Alternatively, a mixture of these can be used.

太陽電池の動作時(発電時)には、電流は主として第二導電層を流れる。そのため、第二導電層での抵抗損を抑制する観点から、第二導電層のライン抵抗は、できる限り小さいことが好ましい。具体的には、第二導電層のライン抵抗は、1Ω/cm以下であることが好ましく、0.5Ω/cm以下であることがより好ましい。一方、第一導電層のライン抵抗は、電気めっきの際の下地層として機能し得る程度に小さければよく、例えば、5Ω/cm以下にすればよい。   During operation of the solar cell (power generation), current flows mainly through the second conductive layer. Therefore, from the viewpoint of suppressing resistance loss in the second conductive layer, it is preferable that the line resistance of the second conductive layer is as small as possible. Specifically, the line resistance of the second conductive layer is preferably 1 Ω / cm or less, and more preferably 0.5 Ω / cm or less. On the other hand, the line resistance of the first conductive layer only needs to be small enough to function as a base layer during electroplating, for example, 5 Ω / cm or less.

第二導電層は、無電解めっき法、電解めっき法のいずれでも形成され得るが、生産性の観点から、電解めっき法を用が好適である。電解めっき法では、金属の析出速度を大きくすることができるため、第二導電層を短時間で形成することができる。   The second conductive layer can be formed by either an electroless plating method or an electrolytic plating method, but the electrolytic plating method is preferably used from the viewpoint of productivity. In the electroplating method, since the metal deposition rate can be increased, the second conductive layer can be formed in a short time.

酸性銅めっきを例として、電解めっき法による第二導電層の形成方法を説明する。図7は、第二導電層の形成に用いられるめっき装置10の概念図である。光電変換部上に第一導電層および変形部を有する絶縁層が形成された基板12と、陽極13とが、めっき槽11中のめっき液16に浸されている。基板12上の第一導電層71は、基板ホルダ14を介して電源15と接続されている。陽極13と基板12との間に電圧を印加することにより、絶縁層9で覆われていない第一導電層の上、すなわち絶縁層形成工程により絶縁層に生じた開口部などの変形部を起点として、選択的に銅を析出させることができる。   Taking the acidic copper plating as an example, a method of forming the second conductive layer by the electrolytic plating method will be described. FIG. 7 is a conceptual diagram of the plating apparatus 10 used for forming the second conductive layer. A substrate 12 on which an insulating layer having a first conductive layer and a deforming portion is formed on a photoelectric conversion portion, and an anode 13 are immersed in a plating solution 16 in the plating tank 11. The first conductive layer 71 on the substrate 12 is connected to the power source 15 via the substrate holder 14. By applying a voltage between the anode 13 and the substrate 12, the first conductive layer not covered with the insulating layer 9, that is, a deformed portion such as an opening formed in the insulating layer by the insulating layer forming step is started. As described above, copper can be selectively deposited.

酸性銅めっきに用いられるめっき液16は銅イオンを含む。例えば硫酸銅、硫酸、水を主成分とする公知の組成のものが使用可能であり、これに0.1〜10A/dm2の電流を流すことにより、第二導電層である金属を析出させることができる。適切なめっき時間は、集電極の面積、電流密度、陰極電流効率、設定膜厚等に応じて適宜設定される。 The plating solution 16 used for acidic copper plating contains copper ions. For example, a known composition mainly composed of copper sulfate, sulfuric acid, and water can be used, and a metal that is the second conductive layer is deposited by applying a current of 0.1 to 10 A / dm 2 thereto. be able to. An appropriate plating time is appropriately set according to the area of the collecting electrode, current density, cathode current efficiency, set film thickness, and the like.

第二導電層は、複数の層から構成させても良い。例えば、Cu等の導電率の高い材料からなる第一のめっき層を、絶縁層を介して第一導電層上に形成した後、化学的安定性に優れる第二のめっき層を第一のめっき層の表面に形成することにより、低抵抗で化学的安定性に優れた集電極を形成することができる。   The second conductive layer may be composed of a plurality of layers. For example, after a first plating layer made of a material having high conductivity such as Cu is formed on the first conductive layer via an insulating layer, a second plating layer having excellent chemical stability is formed on the first plating layer. By forming on the surface of the layer, a collector electrode having low resistance and excellent chemical stability can be formed.

めっき工程の後には、めっき液除去工程を設けて、基板12の表面に残留しためっき液を除去することが好ましい。めっき液除去工程を設けることによって、絶縁層形成工程で形成された絶縁層9の開口部9hなどの変形部以外を起点として析出し得る金属を除去することができる。変形部以外を起点として析出する金属としては、例えば絶縁層9のピンホール等を起点とするものが挙げられる。めっき液除去工程によってこのような金属が除去されることによって、遮光損が低減され、太陽電池特性をより向上させることが可能となる。   It is preferable to provide a plating solution removing step after the plating step to remove the plating solution remaining on the surface of the substrate 12. By providing the plating solution removing step, it is possible to remove metal that can be deposited starting from other than the deformed portion such as the opening 9h of the insulating layer 9 formed in the insulating layer forming step. Examples of the metal deposited starting from other than the deformed portion include those starting from a pinhole of the insulating layer 9. By removing such a metal by the plating solution removing step, the light-shielding loss is reduced, and the solar cell characteristics can be further improved.

めっき液の除去は、例えば、めっき槽から取り出された基板12の表面に残留しためっき液をエアーブロー式のエアー洗浄により除去した後、水洗を行い、さらにエアーブローにより洗浄液を吹き飛ばす方法により行うことができる。水洗の前にエアー洗浄を行い基板12表面に残留するめっき液量を低減することによって、水洗の際に持ち込まれるめっき液の量を減少させることができる。そのため、水洗に要する洗浄液の量を減少させることができるとともに、水洗に伴って発生する廃液処理の手間も低減できることから、洗浄による環境負荷や費用が低減されるとともに、太陽電池の生産性を向上させることができる。   The plating solution is removed by, for example, a method in which the plating solution remaining on the surface of the substrate 12 taken out from the plating tank is removed by air blow type air washing, followed by washing with water and further blowing off the washing solution by air blowing. Can do. By reducing the amount of the plating solution remaining on the surface of the substrate 12 by performing air cleaning before rinsing, the amount of the plating solution brought in at the time of rinsing can be reduced. As a result, the amount of cleaning liquid required for water washing can be reduced, and the labor of waste liquid treatment that accompanies water washing can be reduced, reducing the environmental burden and cost of washing and improving the productivity of solar cells. Can be made.

ここで一般的に、ITO等の透明電極層や、酸化シリコン等の絶縁層は親水性であるため、基板12の表面、すなわち光電変換部50の表面や絶縁層9の表面の水との接触角は、10°程度あるいはそれ以下である場合が多い。本発明においては、基板12の表面の接触角を20°以上にすることが好ましく、上記範囲とするために、基板12表面に撥水処理が行われることが好ましい。撥水処理は、例えば表面へ撥水層を形成することにより、基板表面のめっき液に対する濡れ性を低下させ、水に対する接触角を大きくすることができる。なお、本明細書における撥水処理とは、表面の水に対する濡れ性を低下させる(接触角を増大させる)処理を意味する。撥水処理を行うことにより、めっき工程後にめっき槽から取り出された基板12表面に残留するめっき液の量を低減できるとともに、エアーブローなどによるめっき液の除去を容易にすることができる。   In general, since the transparent electrode layer such as ITO and the insulating layer such as silicon oxide are hydrophilic, the surface of the substrate 12, that is, the surface of the photoelectric conversion unit 50 or the surface of the insulating layer 9 is in contact with water. The angle is often about 10 ° or less. In the present invention, the contact angle of the surface of the substrate 12 is preferably set to 20 ° or more, and in order to make the above range, it is preferable that the surface of the substrate 12 is subjected to water repellent treatment. In the water repellent treatment, for example, by forming a water repellent layer on the surface, the wettability of the substrate surface with respect to the plating solution can be reduced, and the contact angle with water can be increased. In addition, the water-repellent treatment in the present specification means a treatment for reducing the wettability of the surface with respect to water (increasing the contact angle). By performing the water repellent treatment, the amount of the plating solution remaining on the surface of the substrate 12 taken out from the plating tank after the plating step can be reduced, and the plating solution can be easily removed by air blow or the like.

なお、撥水性を有する絶縁層9が形成されることによって同等の効果が得られる。すなわち水との接触角θが大きい(例えば20°以上)絶縁層9が形成されることにより、太陽電池の生産性をより向上させることができる。絶縁層に撥水性を持たせる方法としては、例えば、後の実施例で詳述するように、絶縁層の製膜条件(例えば、製膜室に導入するシリコン原料ガスと酸素原料ガスの流量比)を変更したプラズマCVD法により、酸化シリコン層を形成する方法などがある。   The equivalent effect can be obtained by forming the insulating layer 9 having water repellency. That is, by forming the insulating layer 9 having a large contact angle θ with water (for example, 20 ° or more), the productivity of the solar cell can be further improved. As a method for imparting water repellency to the insulating layer, for example, as described in detail in a later embodiment, the film forming conditions of the insulating layer (for example, the flow rate ratio of the silicon source gas and the oxygen source gas introduced into the film forming chamber) There is a method of forming a silicon oxide layer by a plasma CVD method in which (2) is changed.

本発明においては、集電極形成後(めっき工程後)に絶縁層除去工程が行われてもよい。特に、絶縁層として光吸収の大きい材料が用いられる場合は、絶縁層の光吸収による太陽電池特性の低下を抑制するために、絶縁層除去工程が行われることが好ましい。絶縁層の除去方法は、絶縁層材料の特性に応じて適宜選択される。例えば、化学的なエッチングや機械的研磨により絶縁層が除去され得る。また、材料によってはアッシング(灰化)法も適用可能である。この際、光取り込み効果をより向上させる観点から、第一導電層非形成領域上の絶縁層が全て除去されることがより好ましい。また、絶縁層9上に撥水層が形成されている場合、絶縁層9とともに撥水層も除去されることが好ましい。なお、絶縁層として光吸収の小さい材料が用いられる場合は、絶縁層除去工程が行われる必要はない。   In the present invention, the insulating layer removing step may be performed after the collector electrode is formed (after the plating step). In particular, when a material having a large light absorption is used as the insulating layer, it is preferable to perform an insulating layer removing step in order to suppress a decrease in solar cell characteristics due to the light absorption of the insulating layer. The method for removing the insulating layer is appropriately selected according to the characteristics of the insulating layer material. For example, the insulating layer can be removed by chemical etching or mechanical polishing. An ashing method can also be applied depending on the material. At this time, from the viewpoint of further improving the light capturing effect, it is more preferable that all of the insulating layer on the first conductive layer non-forming region is removed. Further, when the water repellent layer is formed on the insulating layer 9, it is preferable that the water repellent layer is also removed together with the insulating layer 9. Note that in the case where a material with low light absorption is used for the insulating layer, the insulating layer removing step does not need to be performed.

以上、ヘテロ接合太陽電池の光入射側に集電極7が設けられる場合を中心に説明したが、裏面側にも同様の集電極が形成されてもよい。ヘテロ接合太陽電池のように結晶シリコン基板を用いた太陽電池は、電流量が大きいため、一般に、透明電極層/集電極間の接触抵抗の損失による発電ロスが顕著となる傾向がある。これに対して、本発明では、第一導電層と第二導電層を有する集電極は、透明電極層との接触抵抗が低いため、接触抵抗に起因する発電ロスを低減することが可能となる。   As described above, the case where the collector electrode 7 is provided on the light incident side of the heterojunction solar cell has been mainly described, but a similar collector electrode may be formed on the back surface side. Since a solar cell using a crystalline silicon substrate, such as a heterojunction solar cell, has a large amount of current, in general, power generation loss due to loss of contact resistance between the transparent electrode layer / collector electrode tends to be significant. On the other hand, in the present invention, since the collector electrode having the first conductive layer and the second conductive layer has a low contact resistance with the transparent electrode layer, it is possible to reduce power generation loss due to the contact resistance. .

また、本発明は、ヘテロ接合太陽電池以外の結晶シリコン太陽電池や、GaAs等のシリコン以外の半導体基板が用いられる太陽電池、非晶質シリコン系薄膜や結晶質シリコン系薄膜のpin接合あるいはpn接合上に透明電極層が形成されたシリコン系薄膜太陽電池や、CIS,CIGS等の化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池や有機薄膜(導電性ポリマー)等の有機薄膜太陽電池のような各種の太陽電池に適用可能である。   The present invention also relates to a crystalline silicon solar cell other than a heterojunction solar cell, a solar cell using a semiconductor substrate other than silicon such as GaAs, a pin junction or a pn junction of an amorphous silicon thin film or a crystalline silicon thin film. Various types of organic thin film solar cells such as silicon-based thin film solar cells having a transparent electrode layer formed thereon, compound semiconductor solar cells such as CIS and CIGS, dye-sensitized solar cells and organic thin films (conductive polymers) Applicable to solar cells.

結晶シリコン太陽電池としては、一導電型(例えばp型)結晶シリコン基板の一主面上に逆導電型(例えばn型)の拡散層を有し、拡散層上に前記集電極を有する構成が挙げられる。このような結晶シリコン太陽電池は、一導電型層の裏面側にp+層等の導電型層を備えるのが一般的である。このように、光電変換部が非晶質シリコン層や透明電極層を含まない場合は、低融点材料の熱流動開始温度T1および絶縁層形成温度Tbは、250℃より高くてもよい。 A crystalline silicon solar cell has a structure in which a diffusion layer of reverse conductivity type (for example, n-type) is provided on one main surface of a single conductivity type (for example, p-type) crystalline silicon substrate, and the collector electrode is provided on the diffusion layer. Can be mentioned. Such a crystalline silicon solar cell is generally provided with a conductive layer such as a p + layer on the back side of one conductive layer. As described above, when the photoelectric conversion part does not include the amorphous silicon layer or the transparent electrode layer, the heat flow starting temperature T 1 and the insulating layer forming temperature Tb of the low melting point material may be higher than 250 ° C.

シリコン系薄膜太陽電池としては、例えば、p型薄膜とn型薄膜との間に非晶質の真性(i型)シリコン薄膜を有する非晶質シリコン系薄膜太陽電池や、p型薄膜とn型薄膜との間に結晶質の真性シリコン薄膜を有する結晶質シリコン系半導体太陽電池が挙げられる。また、複数のpin接合が積層されたタンデム型の薄膜太陽電池も好適である。このようなシリコン系薄膜太陽電池では、透明電極層や非晶質シリコン系薄膜の耐熱性を勘案して、低融点材料の熱流動開始温度T1および絶縁層形成温度Tbは250℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがより好ましく、180℃以下であることがさらに好ましい。 Examples of the silicon thin film solar cell include an amorphous silicon thin film solar cell having an amorphous intrinsic (i type) silicon thin film between a p type thin film and an n type thin film, and a p type thin film and an n type thin film. Examples thereof include a crystalline silicon-based semiconductor solar cell having a crystalline intrinsic silicon thin film between the thin film. A tandem thin film solar cell in which a plurality of pin junctions are stacked is also suitable. In such a silicon-based thin film solar cell, in consideration of heat resistance of the transparent electrode layer and the amorphous silicon-based thin film, the heat flow starting temperature T 1 and the insulating layer forming temperature Tb of the low melting point material are 250 ° C. or less. The temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower.

本発明の太陽電池は、実用に供するに際して、モジュール化されることが好ましい。太陽電池のモジュール化は、適宜の方法により行われる。例えば、集電極にタブ等のインターコネクタを介してバスバーが接続されることによって、複数の太陽電池セルが直列または並列に接続され、封止剤およびガラス板により封止されることによりモジュール化が行われる。   The solar cell of the present invention is preferably modularized for practical use. The modularization of the solar cell is performed by an appropriate method. For example, a bus bar is connected to a collector electrode via an interconnector such as a tab, so that a plurality of solar cells are connected in series or in parallel, and sealed with a sealant and a glass plate to be modularized. Done.

以下、図2に示すヘテロ接合太陽電池に関する実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the examples of the heterojunction solar cell shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
実施例1のヘテロ接合太陽電池を、以下のようにして製造した。
Example 1
The heterojunction solar cell of Example 1 was manufactured as follows.

一導電型単結晶シリコン基板として、入射面の面方位が(100)で、厚みが200μmのn型単結晶シリコンウェハを用い、このシリコンウェハを2重量%のHF水溶液に3分間浸漬し、表面の酸化シリコン膜が除去された後、超純水によるリンスが2回行われた。このシリコン基板を、70℃に保持された5/15重量%のKOH/イソプロピルアルコール水溶液に15分間浸漬し、ウェハの表面をエッチングすることでテクスチャが形成された。その後に超純水によるリンスが2回行われた。原子間力顕微鏡(AFM パシフィックナノテクノロジー社製)により、ウェハの表面観察を行ったところ、ウェハの表面はエッチングが最も進行しており、(111)面が露出したピラミッド型のテクスチャが形成されていた。   As a single conductivity type single crystal silicon substrate, an n-type single crystal silicon wafer having an incident plane of (100) and a thickness of 200 μm was used, and this silicon wafer was immersed in a 2 wt% HF aqueous solution for 3 minutes. After the silicon oxide film was removed, rinsing with ultrapure water was performed twice. This silicon substrate was immersed in a 5/15 wt% KOH / isopropyl alcohol aqueous solution maintained at 70 ° C. for 15 minutes, and the texture was formed by etching the surface of the wafer. Thereafter, rinsing with ultrapure water was performed twice. When the surface of the wafer was observed with an atomic force microscope (manufactured by AFM Pacific Nanotechnology), the surface of the wafer was most etched and a pyramidal texture with an exposed (111) surface was formed. It was.

エッチング後のウェハがCVD装置へ導入され、その光入射側に、真性シリコン系薄膜2aとしてi型非晶質シリコンが5nmの膜厚で製膜された。i型非晶質シリコンの製膜条件は、基板温度:150℃、圧力:120Pa、SiH4/H2流量比:3/10、投入パワー密度:0.011W/cm2であった。なお、本実施例における薄膜の膜厚は、ガラス基板上に同条件にて製膜された薄膜の膜厚を、分光エリプソメトリー(商品名M2000、ジェー・エー・ウーラム社製)にて測定することにより求められた製膜速度から算出された値である。 The etched wafer was introduced into a CVD apparatus, and an i-type amorphous silicon film having a thickness of 5 nm was formed on the light incident side as an intrinsic silicon-based thin film 2a. The film forming conditions for the i-type amorphous silicon were: substrate temperature: 150 ° C., pressure: 120 Pa, SiH 4 / H 2 flow rate ratio: 3/10, and input power density: 0.011 W / cm 2 . In addition, the film thickness of the thin film in a present Example measures the film thickness of the thin film formed on the glass substrate on the same conditions by the spectroscopic ellipsometry (brand name M2000, JA Woollam Co., Ltd. product). It is a value calculated from the film forming speed obtained by this.

i型非晶質シリコン層2a上に、逆導電型シリコン系薄膜3aとしてp型非晶質シリコンが7nmの膜厚で製膜された。p型非晶質シリコン層3aの製膜条件は、基板温度が150℃、圧力60Pa、SiH4/B26流量比が1/3、投入パワー密度が0.01W/cm2であった。なお、上記でいうB26ガス流量は、H2によりB26濃度が5000ppmまで希釈された希釈ガスの流量である。 On the i-type amorphous silicon layer 2a, a p-type amorphous silicon film having a thickness of 7 nm was formed as the reverse conductivity type silicon-based thin film 3a. The film forming conditions for the p-type amorphous silicon layer 3a were as follows: the substrate temperature was 150 ° C., the pressure was 60 Pa, the SiH 4 / B 2 H 6 flow rate ratio was 1/3, and the input power density was 0.01 W / cm 2 . . The B 2 H 6 gas flow rate mentioned above is the flow rate of the diluted gas diluted with H 2 to a B 2 H 6 concentration of 5000 ppm.

次にウェハの裏面側に、真性シリコン系薄膜2bとしてi型非晶質シリコン層が6nmの膜厚で製膜された。i型非晶質シリコン層2bの製膜条件は、上記のi型非晶質シリコン層2aの製膜条件と同様であった。i型非晶質シリコン層2b上に、一導電型シリコン系薄膜3bとしてn型非晶質シリコン層が4nmの膜厚で製膜された。n型非晶質シリコン層3bの製膜条件は、基板温度:150℃、圧力:60Pa、SiH4/PH3流量比:1/2、投入パワー密度:0.01W/cm2であった。なお、上記でいうPH3ガス流量は、H2によりPH3濃度が5000ppmまで希釈された希釈ガスの流量である。 Next, an i-type amorphous silicon layer having a thickness of 6 nm was formed as an intrinsic silicon-based thin film 2b on the back side of the wafer. The film formation conditions for the i-type amorphous silicon layer 2b were the same as those for the i-type amorphous silicon layer 2a. On the i-type amorphous silicon layer 2b, an n-type amorphous silicon layer having a thickness of 4 nm was formed as a one-conductivity-type silicon-based thin film 3b. The film forming conditions of the n-type amorphous silicon layer 3b were: substrate temperature: 150 ° C., pressure: 60 Pa, SiH 4 / PH 3 flow rate ratio: 1/2, input power density: 0.01 W / cm 2 . The PH 3 gas flow rate mentioned above is the flow rate of the diluted gas diluted with H 2 to a PH 3 concentration of 5000 ppm.

この上に透明電極層6aおよび6bとして、各々酸化インジウム錫(ITO、屈折率:1.9)が100nmの膜厚で製膜された。ターゲットとして酸化インジウムを用い、基板温度:室温、圧力:0.2Paのアルゴン雰囲気中で、0.5W/cm2のパワー密度を印加して透明電極層の製膜が行われた。裏面側透明電極層6b上には、裏面金属電極8として、スパッタ法により銀が500nmの膜厚で形成された。光入射側透明電極層6a上には、第一導電層71および第二導電層72を有する集電極7が以下のように形成された。 On this, as transparent electrode layers 6a and 6b, indium tin oxide (ITO, refractive index: 1.9) was formed to a thickness of 100 nm. Indium oxide was used as a target, and a transparent electrode layer was formed by applying a power density of 0.5 W / cm 2 in an argon atmosphere at a substrate temperature of room temperature and a pressure of 0.2 Pa. On the back surface side transparent electrode layer 6b, silver was formed as a back surface metal electrode 8 with a film thickness of 500 nm by sputtering. On the light incident side transparent electrode layer 6a, the collector electrode 7 having the first conductive layer 71 and the second conductive layer 72 was formed as follows.

第一導電層71の形成には、低融点材料としてのSnBi金属粉末(粒径DL=25〜35μm、融点T1=141℃)と、高融点材料としての銀粉末(粒径DH=2〜3μm、融点T2=971℃)とを、20:80の重量比で含み、さらにバインダー樹脂としてエポキシ系樹脂を含む印刷ペーストが用いられた。この印刷ペーストを、集電極パターンに対応する開口幅(L=80μm)を有する#250メッシュ(開口幅:l=72μm)のスクリーン版を用いて、スクリーン印刷し、130℃で乾燥が行われた。 For the formation of the first conductive layer 71, SnBi metal powder (particle size D L = 25 to 35 μm, melting point T 1 = 141 ° C.) as a low melting point material and silver powder (particle size D H = 2 to 3 μm, melting point T 2 = 971 ° C.) at a weight ratio of 20:80, and a printing paste containing an epoxy resin as a binder resin was used. This printed paste was screen-printed using a # 250 mesh (opening width: 1 = 72 μm) screen plate having an opening width (L = 80 μm) corresponding to the collector electrode pattern, and dried at 130 ° C. .

第一導電層71が形成されたウェハが、CVD装置に投入され、絶縁層9として酸化シリコン層(屈折率:1.5)が、プラズマCVD法により80nmの厚みで光入射面側に形成された。   The wafer on which the first conductive layer 71 is formed is put into a CVD apparatus, and a silicon oxide layer (refractive index: 1.5) is formed as an insulating layer 9 with a thickness of 80 nm on the light incident surface side by the plasma CVD method. It was.

絶縁層9の製膜条件は、基板加熱温度Tb:145℃、圧力33Pa、SiH4/CO2流量比:3/21、投入パワー密度:0.16W/cm2(周波数27MHz)、製膜速度:0.21nm/secであった。この条件で光入射面側に形成された絶縁層の屈折率(n)および消衰係数(k)は図8に示す通りであった。 The film forming conditions of the insulating layer 9 are: substrate heating temperature Tb: 145 ° C., pressure 33 Pa, SiH 4 / CO 2 flow rate ratio: 3/21, input power density: 0.16 W / cm 2 (frequency 27 MHz), film forming speed : 0.21 nm / sec. The refractive index (n) and extinction coefficient (k) of the insulating layer formed on the light incident surface side under these conditions are as shown in FIG.

以上のように絶縁層形成工程までが行われた基板12が、図7に示すように、めっき槽11に投入された。めっき液16には、硫酸銅五水和物、硫酸、および塩化ナトリウムが、それぞれ120g/l、150g/l、および70mg/lの濃度となるように調製された溶液に、添加剤(上村工業製:品番ESY−2B、ESY−H、ESY−1A)が添加されたものが用いられた。このめっき液を用いて、温度40℃、電流3A/dm2の条件でめっきが行われ、第一導電層71上の絶縁層上に、10μm程度の厚みで第二導電層72として銅が均一に析出した。第一導電層が形成されていない領域への銅の析出はほとんど見られなかった。 The substrate 12 having been subjected to the insulating layer forming step as described above was put into the plating tank 11 as shown in FIG. In the plating solution 16, copper sulfate pentahydrate, sulfuric acid, and sodium chloride were added to a solution prepared so as to have a concentration of 120 g / l, 150 g / l, and 70 mg / l, respectively. (Product: ESY-2B, ESY-H, ESY-1A) added were used. Using this plating solution, plating is performed under conditions of a temperature of 40 ° C. and a current of 3 A / dm 2 , and copper is uniformly formed as the second conductive layer 72 with a thickness of about 10 μm on the insulating layer on the first conductive layer 71. Precipitated in Almost no copper was deposited in the region where the first conductive layer was not formed.

その後、レーザー加工機によりセル外周部のシリコンウェハが0.5mmの幅で除去され、本発明のヘテロ接合太陽電池が作製された。   Thereafter, the silicon wafer on the outer periphery of the cell was removed with a width of 0.5 mm by a laser processing machine, and the heterojunction solar cell of the present invention was produced.

(実施例2)
絶縁層9を製膜したのち、180℃にてアニールを実施した点を除いて、実施例1と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。
(Example 2)
After forming the insulating layer 9, a heterojunction solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that annealing was performed at 180 ° C.

(比較例1)
第一導電層形成用の印刷ペーストとして、低融点材料を含まない銀ペースト(すなわち金属材料粉末と銀粉末との比率を0:100としたもの)が用いられた点を除いて、実施例1と同様にして第一導電層(銀電極)71の形成までが行われた。その後、絶縁層形成工程、第二金属層形成工程のいずれも実施せず、180℃にてアニールを実施し、この銀電極を集電極とするヘテロ接合太陽電池が作製された。
(Comparative Example 1)
Example 1 except that a silver paste that does not contain a low-melting-point material (that is, a ratio of metal material powder to silver powder of 0: 100) was used as the printing paste for forming the first conductive layer. The first conductive layer (silver electrode) 71 was formed in the same manner as described above. Thereafter, neither the insulating layer forming step nor the second metal layer forming step was performed, and annealing was performed at 180 ° C., thereby producing a heterojunction solar cell using the silver electrode as a collecting electrode.

(比較例2)
第一導電層71形成用の印刷ペースト中の低融点材料が、SnSb粉末(粒径DL=35〜45μm、融点T1=266℃)に変更された点を除いて、実施例1と同様に第一導電層の形成および絶縁層の形成までが行われた。その後、実施例1と同様にめっき法による第二導電層の形成を試みたが、銅が析出せず、第二導電層が形成されなかった。
(Comparative Example 2)
The same as in Example 1 except that the low melting point material in the printing paste for forming the first conductive layer 71 was changed to SnSb powder (particle size D L = 35 to 45 μm, melting point T 1 = 266 ° C.). First, formation of the first conductive layer and formation of the insulating layer were performed. Thereafter, the second conductive layer was formed by plating in the same manner as in Example 1, but copper did not precipitate and the second conductive layer was not formed.

(比較例3)
絶縁層9を製膜したのち、300℃にてアニールを実施した点を除いて、比較例2と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。比較例3では、めっき法工程において絶縁層の第一導電層形成領域上に銅が析出し、第二導電層が形成された。
(Comparative Example 3)
After forming the insulating layer 9, a heterojunction solar cell was produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that annealing was performed at 300 ° C. In Comparative Example 3, copper was deposited on the first conductive layer forming region of the insulating layer in the plating process, and the second conductive layer was formed.

(比較例4)
実施例1において、第一導電層を形成後、絶縁層形成工程およびアニール工程を実施することなく、めっき法により第二導電層が形成された。比較例4では、第二導電層を形成することができたものの、めっき処理中に透明電極層が完全にエッチングされる不具合が生じており、太陽電池として機能するものが得られなかった。
(比較例5)
基板加熱温度が表1に示すようにTb=115℃に変更された点を除いて、実施例1と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。比較例5では、第一導電層非形成領域上にも銅が部分的に析出した。
(Comparative Example 4)
In Example 1, after forming the first conductive layer, the second conductive layer was formed by plating without performing the insulating layer forming step and the annealing step. In Comparative Example 4, although the second conductive layer was able to be formed, there was a problem that the transparent electrode layer was completely etched during the plating process, and a product that functions as a solar cell was not obtained.
(Comparative Example 5)
A heterojunction solar cell was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the substrate heating temperature was changed to Tb = 115 ° C. as shown in Table 1. In Comparative Example 5, copper partially precipitated also on the first conductive layer non-formation region.

(比較例6)
基板加熱温度が表1に示すようにTb=115℃に変更された点を除いて、実施例2と同様にしてヘテロ接合太陽電池が作製された。比較例5では、第一導電層非形成領域上にも銅が部分的に析出した(太陽電池特性は測定せず)。
(Comparative Example 6)
A heterojunction solar cell was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the substrate heating temperature was changed to Tb = 115 ° C. as shown in Table 1. In Comparative Example 5, copper partially precipitated also on the first conductive layer non-formation region (solar cell characteristics were not measured).

上記各実施例および比較例のヘテロ接合太陽電池の作製条件および太陽電池特性(開放電圧(Voc)、短絡電流密度(Jsc)、曲線因子(FF)および変換効率(Eff)の測定結果を表1に示す。   The production conditions and solar cell characteristics (open circuit voltage (Voc), short circuit current density (Jsc), fill factor (FF), and conversion efficiency (Eff)) of the heterojunction solar cells of the above Examples and Comparative Examples are shown in Table 1. Shown in

Figure 2014103173
Figure 2014103173

各実施例と比較例1との比較から、本発明の太陽電池は、銀ペースト電極からなる集電極を有する従来の太陽電池に比べて、変換効率(Eff)が向上している。これは、実施例の太陽電池においては、集電極の抵抗が低くなり、曲線因子(FF)が向上したためと考えられる。   From the comparison between each Example and Comparative Example 1, the solar cell of the present invention has improved conversion efficiency (Eff) as compared with the conventional solar cell having a collecting electrode made of a silver paste electrode. This is presumably because the resistance of the collector electrode was lowered and the fill factor (FF) was improved in the solar cell of the example.

また、各実施例では、比較例1に比して短絡電流(Jsc)も向上している。これは、屈折率の高い透明電極層6a上に、屈折率の低い絶縁層9を有するため、最表面(太陽電池の空気界面)での反射率が低下したためと考えられる。このことは、図8において、絶縁層(酸化シリコン)は太陽電池が光電変換に利用できる波長範囲において透明電極層(ITO)よりも屈折率が低く、かつ光吸収がほとんどないことからも推定できる。このように、透明性および適宜の屈折率を有する絶縁層が形成される場合は、第二導電層形成後に絶縁層が除去されずとも、高い変換特性を有する太陽電池が得られることがわかる。   Moreover, in each Example, the short circuit current (Jsc) is also improved as compared with Comparative Example 1. This is presumably because the reflectance at the outermost surface (air interface of the solar cell) was lowered because the insulating layer 9 having a low refractive index was provided on the transparent electrode layer 6a having a high refractive index. This can be estimated from the fact that in FIG. 8, the insulating layer (silicon oxide) has a lower refractive index than the transparent electrode layer (ITO) in the wavelength range that the solar cell can use for photoelectric conversion, and hardly absorbs light. . Thus, when an insulating layer having transparency and an appropriate refractive index is formed, it is understood that a solar cell having high conversion characteristics can be obtained even if the insulating layer is not removed after the formation of the second conductive layer.

また、比較例2では絶縁層形成温度Tb(145℃)が低融点材料の熱流動開始温度T1(266℃)よりも低かったため、絶縁層上にめっきの起点が存在せず、第二導電層が形成されなかった。 In Comparative Example 2, since the insulating layer formation temperature Tb (145 ° C.) was lower than the thermal flow start temperature T 1 (266 ° C.) of the low melting point material, there was no starting point of plating on the insulating layer, and the second conductivity A layer was not formed.

比較例3では、アニール温度Ta(300℃)が低融点材料の熱流動開始温度T1(266℃)よりも高いため、第二導電層が形成されたが、300℃の高温で加熱されたことにより、太陽電池特性が著しく低下していた。これは、高温での加熱より、光電変換部の非晶質シリコン層の特性(膜質)が低下したためと考えられる。 In Comparative Example 3, the second conductive layer was formed because the annealing temperature Ta (300 ° C.) was higher than the thermal flow start temperature T 1 (266 ° C.) of the low melting point material, but it was heated at a high temperature of 300 ° C. As a result, the solar cell characteristics were significantly deteriorated. This is presumably because the characteristics (film quality) of the amorphous silicon layer of the photoelectric conversion portion were deteriorated by heating at a high temperature.

実施例において、めっき工程により第二導電層として銅が析出したのは、絶縁層形成工程により第一導電層形成領域上の絶縁層に開口部が形成され、第一導電層がめっき液と接触(導通)し、この開口部を析出の起点として、めっきが行われたためである。
一方、比較例5及び6では、絶縁層形成温度Tb(115℃)がT1(141℃)よりも低温であるにも拘わらず、第一導電層非形成領域にも第二導電層である銅が析出した。これは絶縁層形成温度Tb(115℃)が低温であり、本製膜条件では絶縁層であるSiOx膜が、透明電極層を十分保護しうる程度の緻密性を有していなかったためと考えられる。
In the example, copper was deposited as the second conductive layer by the plating process because an opening was formed in the insulating layer on the first conductive layer forming region by the insulating layer forming process, and the first conductive layer was in contact with the plating solution. This is because (conducted) and plating was performed using this opening as a starting point of deposition.
On the other hand, in Comparative Examples 5 and 6, although the insulating layer formation temperature Tb (115 ° C.) is lower than T 1 (141 ° C.), the copper layer which is the second conductive layer is formed in the first conductive layer non-formation region. Precipitated. This is probably because the insulating layer formation temperature Tb (115 ° C.) is low, and the SiOx film, which is the insulating layer, was not dense enough to sufficiently protect the transparent electrode layer under the present film forming conditions. .

以上の結果から、絶縁層形成温度Tbは、低融点材料の熱流動開始温度T1以上で、かつ光電変換部の耐熱温度よりも小さければよく、これに伴って低融点材料の熱流動開始温度T1も光電変換部の耐熱温度より小さくすればよいことが分かる。 From the above results, the insulating layer formation temperature Tb should be equal to or higher than the heat flow start temperature T 1 of the low melting point material and lower than the heat resistance temperature of the photoelectric conversion portion, and accordingly, the heat flow start temperature of the low melting point material. It can be seen that T 1 may be smaller than the heat-resistant temperature of the photoelectric conversion part.

以上、実施例を用いて説明したように、本発明によれば、開口部形成のためのアニール処理を行うことなく、太陽電池の集電極を作製することができるため、高出力の太陽電池の生産性を向上させることが可能となる。   As described above with reference to the examples, according to the present invention, the collector electrode of the solar cell can be produced without performing the annealing process for forming the opening. Productivity can be improved.

1.一導電型単結晶シリコン基板
2.真性シリコン系薄膜
3.導電型シリコン系薄膜
6.透明電極層
7.集電極
71.第一導電層
711.低融点材料
72.第二導電層
8.裏面金属電極
9.絶縁層
9h.開口部
50.光電変換部
100.太陽電池
101.ヘテロ接合太陽電池
10.めっき装置
11.めっき槽
12.基板
13.陽極
14.基板ホルダ
15.電源
16.めっき液
1. 1. One conductivity type single crystal silicon substrate 2. Intrinsic silicon-based thin film 5. Conductive silicon thin film 6. Transparent electrode layer Collector electrode 71. First conductive layer 711. Low melting point material 72. Second conductive layer 8. Back metal electrode 9. Insulating layer 9h. Opening 50. Photoelectric conversion unit 100. Solar cell 101. Heterojunction solar cell 10. Plating apparatus 11. Plating tank 12. Substrate 13. Anode 14. Substrate holder 15. Power supply 16. Plating solution

Claims (10)

光電変換部の一主面上に、光電変換部側から順に第一導電層および第二導電層を有する集電極を備える太陽電池を製造する方法であって、
光電変換部上に低融点材料を含む第一導電層が形成される第一導電層形成工程;
前記第一導電層上に絶縁層が形成される絶縁層形成工程;
およびめっき法により第二導電層が形成されるめっき工程、
をこの順に有し、
前記絶縁層形成工程において、前記低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温の絶縁層形成温度Tbで絶縁層の製膜を行うことにより、前記第一導電層上に開口または局所的に薄い膜厚である、変形部を有する絶縁層を形成し、
前記めっき工程において、絶縁層に生じた変形部を起点として、第二導電層を析出させる、太陽電池の製造方法。
A method of manufacturing a solar cell including a collector electrode having a first conductive layer and a second conductive layer in order from the photoelectric conversion unit side on one main surface of the photoelectric conversion unit,
A first conductive layer forming step in which a first conductive layer containing a low melting point material is formed on the photoelectric conversion portion;
An insulating layer forming step in which an insulating layer is formed on the first conductive layer;
And a plating step in which the second conductive layer is formed by a plating method,
In this order,
In the insulating layer forming step, an insulating layer is formed at an insulating layer forming temperature Tb higher than the heat flow starting temperature T1 of the low melting point material, whereby an opening or a locally thin film is formed on the first conductive layer. Forming an insulating layer having a deformed portion with a film thickness;
The method for manufacturing a solar cell, wherein, in the plating step, the second conductive layer is deposited starting from a deformed portion generated in the insulating layer.
前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、前記光電変換部の耐熱温度よりも低温である、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein an insulating layer forming temperature Tb in the insulating layer forming step is lower than a heat resistant temperature of the photoelectric conversion unit. 前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、250℃以下である、請求項1または2のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。   The manufacturing method of the solar cell of any one of Claim 1 or 2 whose insulating layer formation temperature Tb in the said insulating layer formation process is 250 degrees C or less. 前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、140℃以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。   The manufacturing method of the solar cell of any one of Claims 1-3 whose insulating layer formation temperature Tb in the said insulating layer formation process is 140 degreeC or more. 前記絶縁層形成工程の後、めっき工程の前に、アニール工程を有さない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。   The manufacturing method of the solar cell of any one of Claims 1-4 which does not have an annealing process after the said insulating layer formation process and before a plating process. 前記絶縁層形成工程において、前記絶縁層に開口が形成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein an opening is formed in the insulating layer in the insulating layer forming step. 前記第一導電層は、前記低融点材料の熱流動開始温度T1よりも高温の熱流動開始温度T2を有する高融点材料を含み、
前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、T1<Tb<T2を満たす、請求項1〜6のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
The first conductive layer includes a high melting point material having a heat flow start temperature T2 higher than the heat flow start temperature T1 of the low melting point material,
The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein an insulating layer forming temperature Tb in the insulating layer forming step satisfies T1 <Tb <T2.
前記第一導電層は、金属微粒子を含み、該金属微粒子は焼結ネッキング開始温度がT1’、融点がT2’を有し、
前記絶縁層形成工程における絶縁層形成温度Tbが、T1’<Tb<T2’を満たす、請求項1〜7のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
The first conductive layer includes fine metal particles, and the fine metal particles have a sintering necking start temperature T1 ′ and a melting point T2 ′.
The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein an insulating layer forming temperature Tb in the insulating layer forming step satisfies T1 ′ <Tb <T2 ′.
前記絶縁層形成工程において、前記光電変換部の第一導電層非形成領域上にも絶縁層が形成される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein in the insulating layer forming step, an insulating layer is also formed on the first conductive layer non-formation region of the photoelectric conversion unit. 前記光電変換部は、一導電型結晶シリコン基板の一主面上に、シリコン系薄膜および透明電極層をこの順に有し、前記透明電極層上に前記集電極が形成される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。   The photoelectric conversion unit has a silicon-based thin film and a transparent electrode layer in this order on one main surface of a one-conductivity-type crystalline silicon substrate, and the collector electrode is formed on the transparent electrode layer. 10. The method for producing a solar cell according to any one of 9 above.
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