JP2016004943A - 太陽電池の製造方法および太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスコストの高騰を招くことなく、裏面銀電極の銀含有量を低くしてもセル特性劣化の少ない太陽電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】裏面電極を形成する工程は、外部取り出し用電極形成領域のｎ型拡散層を選択的に除去する工程Ｓ５０と、外部取り出し用電極形成領域以外の第２主面である裏面にアルミニウム含有電極を形成する工程（アルミニウムペースト塗布ステップ）Ｓ８０と、外部取り出し用電極形成領域に、外部取り出し用電極としての裏面銀電極を形成する工程Ｓ７０とを含み、アルミニウム含有電極からのアルミニウム拡散によるｐ型の裏面電界層を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池の製造方法および太陽電池に関する。

従来、多結晶シリコンもしくは単結晶シリコンからなるｐ型基板の面全体にｎ型拡散層が形成され、受光面側の表面にテクスチャーと呼ばれる微小凹凸が設けられた太陽電池が開示されている。微小凹凸上には反射防止膜が形成され、その上に櫛形状に受光電極が設けられている。そしてｐ型基板の裏面には、裏面全体に裏面電極が設けられている。

これらの太陽電池は製造に際し以下のような方法が用いられる。ｐ型単結晶シリコン基板を、エッチングすることで微小凹凸を形成する。エッチングにはアルカリ溶液とアルコールの混合液、フッ酸と硝酸の混酸溶液などのエッチング液によるウェットエッチングプロセス、もしくはＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）法などのドライエッチングプロセスが用いられる。表面の微小凹凸は外からの光の反射を抑えて閉じ込め、光を電気に変換する効率を上げるために形成されるものである。次に、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ₃）ガス中で気相拡散法によりｐ型単結晶シリコン基板にｎ型拡散層を形成する。受光面とその対向面である裏面のｎ型拡散層を分離するためウェハの端面側面をプラズマエッチングしてｎ型拡散層除去を行う。次にフッ化水素に浸し表面にできたリンガラス膜を除去した後に、受光面に反射防止膜である窒化シリコンをプラズマＣＶＤ(化学的気相成長)法により形成する。次に受光面に対し銀ペーストを用いた印刷法で櫛形状にパターン化した受光面電極の形成を行う。裏面には、アルミニウムペーストを用い裏面全体に印刷がなされるとともに、外部取り出し電極として一部の領域に銀ペーストを用いて印刷がなされ、裏面電極が形成される。そして、１５０℃で乾燥した後に７００〜８００℃で電極焼成し太陽電池が完成される。

太陽電池のコスト削減のため、裏面銀ペースト中の銀の含有量を減らすことが検討されている。従来の裏面銀ペーストは重量比８０％の銀が含有されていたが、ペーストの改善により５０〜６０％の組成比でもシリコンへの電気的コンタクト性、外部取り出しのためのタブ線との接合強度を出すことができるようになった。

このようにして作成した太陽電池は、従来の８０％の銀含有量の銀ペーストを引き出し電極に用いると特性劣化の問題はない。しかしながら、銀含有量が低い５０〜６０％の銀含有量の銀ペーストで裏面の外部取り出し電極を形成すると電極下部のｎ型拡散層が残留し特性劣化が起きる。そこで、ＰＥＲＣ（Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ Ｒｅａｒ Ｃｅｌｌ）型セルプロセスで行っているような受光面と反対側の面すなわち裏面側のｎ型拡散層をウェットエッチングなどの方法で全面除去する方法が開示されている（特許文献１）。この方法によれば、特性劣化の問題はなくすことができる。

特開２００４-６５６５号公報

上述したように、従来の裏面銀ペーストは重量比８０％の銀が含有されていたが、ペーストの改善により５０〜６０％の組成比でもシリコンへの電気的コンタクト性、外部取り出しタブ線との接合強度を得ることができるようになった。しかしながら、上記従来の技術によれば、セル特性を測定すると、重量比８０％の銀が含有されていた従来の裏面銀ペーストを用いた場合と比較して開放電圧Ｖocが数ｍＶ低下する不具合が発生する。これは、プラズマ処理あるいはレーザー処理による受光面側と裏面側のｎ型拡散層の分離をしたが、その裏面はｎ型拡散層になっており、裏面のアルミニウム電極部分は焼成によりｐ⁺になるが、その他の領域では銀およびガラスの固形分比が低い場合ｎ型拡散層が残留するためである。このｎ型拡散層の残留部分がＶocを下げる要因となっていた。原因となる裏面全体のｎ型拡散層除去をウェットエッチングで行えば良いが、受光面側へのエッチング液の回り込みによる受光面側のｎ型拡散層のオーバーエッチングの不具合やプロセスコストが増大する、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プロセスコストの高騰を招くことなく、裏面銀電極の銀含有量を低くしてもセル特性劣化の少ない太陽電池の製造方法およびこれを用いた太陽電池を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受光面である第１主面と、第１主面に対向する裏面である第２主面を有するｐ型シリコン基板の表面に、ｎ型拡散層を形成する工程と、ｐ型シリコン基板端面のｎ型拡散層をエッチング除去する端面エッチング工程と、第１主面に受光面電極を形成するとともに第２主面に裏面電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法である。そして、裏面電極を形成する工程は、外部取り出し用電極形成領域のｎ型拡散層を選択的に除去する工程と、外部取り出し用電極形成領域以外の第２主面にアルミニウム含有電極を形成する工程と、外部取り出し用電極形成領域に、外部取り出し用電極を形成する工程とを含み、アルミニウム含有電極からのアルミニウム拡散によるｐ型の裏面電界層を形成することを特徴とする。

本発明によれば、裏面の外部取り出し用電極形成領域のｎ型拡散層を選択的に除去しているため、プロセスコストの高騰を招くことなく、裏面銀電極の銀含有量を低くしてもセル特性劣化の少ない太陽電池を得ることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１の太陽電池の製造方法で形成された太陽電池を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。 図２（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１の太陽電池の製造工程を示す図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１の太陽電池の製造工程を示す図である。 図４は、実施の形態１の太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。 図５は、実施の形態１の太陽電池の製造方法の裏面取り出し電極形成用のマスクパターンを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はエッチングペーストの形成されたｐ型単結晶シリコン基板を示す断面図である。 図６は、実施の形態２の太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。 図７（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態２の太陽電池の製造工程を示す図である。 図８（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態２の太陽電池の製造工程を示す図である。 図９は、実施の形態２の太陽電池の製造方法の裏面取り出し電極形成用のマスクパターンを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はエッチングペーストの形成されたｐ型単結晶シリコン基板を示す断面図である。

以下に、本発明にかかる太陽電池およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。特に断面図では、特徴を顕在化させるために、凹凸の大きさを拡大した表現となっている。また太陽電池とは、太陽電池セルをいうものとする。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１の太陽電池の製造方法で形成された太陽電池を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面を示す図である。実施の形態１にかかる太陽電池は、第１導電型の半導体基板としてｐ型単結晶シリコン基板１を用いた拡散型の太陽電池であって、裏面１Ｂの外部取り出し用電極である裏面銀電極５形成領域のｎ型拡散層２を選択的に除去したことを特徴とする。なお、基板はこれに限定されるものではなく、ｐ型多結晶シリコン基板あるいはｎ型の単結晶または多結晶シリコン基板を用いても良い。ｐ型単結晶シリコン基板１の受光面１Ａ側には、光を閉じ込めるためのテクスチャー１Ｔとよばれる表面凹凸部が１０μｍ程度の深さで形成されている。ｐ型単結晶シリコン基板１のテクスチャー１Ｔ表面には０．２μｍのｎ型拡散層２が形成されｐｎ接合部を形成している。その上に反射を低減し光利用率を向上するための窒化シリコン膜からなる反射防止膜３が形成されている。そして多数の細いグリッド電極４Ｇとそれと直交する数本の太いバス電極４Ｂからなる受光面電極４が反射防止膜３の開口部に形成されている。

太陽電池の裏面１Ｂには、ｐ型単結晶シリコン基板１上にアルミニウム電極６と外部取り出し電極として裏面銀電極５が配置される。アルミニウム電極６下には、焼成によるアルミニウムとシリコンの合金層７が形成され、その下にはアルミ拡散によるＰ⁺層であるＢＳＦ層すなわち裏面電界層８が形成されている。

このように構成された太陽電池では、太陽光が太陽電池の受光面１Ａ側からｐ型単結晶シリコン基板１のｐｎ接合面であるｐ型単結晶シリコン基板１とｎ型拡散層２との接合面に照射されると、ホールと電子が生成される。生成された電子はｎ型拡散層２に向かって移動し、ホールはｐｎ接合部の電界によって、ｐ⁺層であるｐ型単結晶シリコン基板１に向かって移動する。これにより、ｎ型拡散層２に電子が過剰となり、ｐ⁺層にホールが過剰となる結果、光起電力が発生する。この光起電力はｐｎ接合を順方向にバイアスする向きに生じ、ｎ型拡散層２に接続した受光面電極４がマイナス極となり、ｐ⁺層に接続したアルミニウム電極６および裏面銀電極５がプラス極となって、外部回路に電流が流れる。

つぎに、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法について図面に沿って説明する。図２（ａ）から（ｄ）および図３（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造工程の一例を説明するための断面図である。図４は同フローチャートである。

まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板として例えば数百μｍ厚のｐ型単結晶シリコン基板１を用意し、基板洗浄を行う（基板洗浄ステップＳ１０）。ｐ型単結晶シリコン基板１は、溶融したシリコンを冷却固化してできたインゴットをワイヤーソーでスライスして製造するため、表面にスライス時のダメージが残っている。そこで、ｐ型単結晶シリコン基板１をフッ酸などの酸溶液または加熱したアルカリ溶液、例えば水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して表面をエッチングすることにより、ｐ型単結晶シリコン基板１の切り出し時に発生してｐ型単結晶シリコン基板１の表面近くに存在するダメージ領域を取り除く。その後、純水で洗浄する。

ダメージ除去に続いて、例えば水酸化ナトリウムとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）との混合溶液にｐ型単結晶シリコン基板１を浸漬して該ｐ型単結晶シリコン基板１の異方性エッチングを行なう。異方性エッチングにより、図２（ｂ）に示すように、ｐ型単結晶シリコン基板１の受光面１Ａ側の表面に１０μｍ程度の深さで微小凹凸からなるテクスチャー１Ｔが形成される（受光面微小凹凸形成ステップＳ２０）。またはＲＩＥなどドライエッチングプロセスで表面に１〜３μｍの凹凸形状を形成しても良い。

このようなテクスチャー構造をｐ型単結晶シリコン基板１の受光面１Ａ側に設けることで、太陽電池の受光面１Ａ側で光の多重反射を生じさせ、太陽電池に入射する光を効率的にｐ型単結晶シリコン基板１の内部に吸収させることができ、実効的に反射率を低減して変換効率を向上させることができる。アルカリ溶液で、ダメージ層の除去およびテクスチャー構造の形成を行う場合は、アルカリ溶液の濃度をそれぞれの目的に応じた濃度に調整し、連続処理をする場合がある。また、反応性イオンエッチング(Ｒｅａｃｔｉｖｅ Iｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ)などドライエッチングプロセスでｐ型単結晶シリコン基板１の表面に１μｍ〜３μｍ程度の深さのテクスチャー１Ｔを形成してもよい。

つぎに、拡散処理を行ってｐ型単結晶シリコン基板１にｐｎ接合を形成する。すなわち、リン（Ｐ）等のＶ族元素をｐ型単結晶シリコン基板１に拡散等させて図２（ｃ）に示すように、数百ｎｍ厚のｎ型拡散層２を形成する（拡散処理ステップＳ３０）。ここでは、表面にテクスチャー構造を形成したｐ型単結晶シリコン基板１に対して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ_３）ガス中で気相拡散法により高温で熱拡散によりリンを拡散させてｐｎ接合を形成する。

このときに拡散させるリン濃度は、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ_３）ガスの濃度および温度雰囲気、加熱時間により制御することが可能である。ｐ型単結晶シリコン基板１の表面に形成されたｎ型拡散層２のシート抵抗は、例えば４０Ω／□〜６０Ω／□とする。

なお、ｎ型拡散層２はｐ型単結晶シリコン基板１の全面に形成される。そこで、受光面１Ａ側と裏面１Ｂ側との短絡を防ぐために、図２（ｄ）に示すように、拡散後のウェハの端面のｎ型拡散層２をプラズマエッチングにより除去する（端面エッチングステップＳ４０）。例えば、拡散後のウェハを２００枚重ねてプラズマエッチング処理を行い、端部側面のｎ型拡散層２を除去する。

続いて、裏面銀電極５下部のｎ型拡散層２の除去を行う。ｎ型拡散層２除去は、図３（ａ）に示すように、裏面１ＢにエッチングペーストＥＰを塗布し、加熱エッチングを行うことで図３（ｂ）に示すように裏面銀電極下部のｎ型拡散層２を除去する（エッチングペーストによる裏面銀電極下部のｎ型拡散層除去ステップＳ５０）。裏面１Ｂの裏面銀電極５と同じ位置に裏面銀電極５より周囲１ｍｍ大きいパターンの印刷マスクを用い、印刷装置で図５（ａ）および（ｂ）に上面図およびＡ−Ａ断面図を示すように、パターン印刷を行う。裏面銀電極５の形状は、ライン形状でもドット形状でもよい。このエッチングペーストＥＰは常温ではシリコンと反応しないが、３００℃に加熱することによりシリコンがエッチングされる。よって印刷した基板を３００℃の乾燥炉へ投入し、裏面銀電極５形成領域のｎ型拡散層２のパターンがエッチングされる。

ここで本実施の形態の効果を顕著にするためには、上記加熱エッチングの深さは、３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、より望ましくは５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下に制御することが望ましい。加熱エッチングの深さが上記範囲を満たさない場合は、当該領域のｎ型拡散層２の除去が十分でなく、本実施の形態の効果を十分に得られないリスクが高まる。

一方、加熱エッチングの深さが１０００ｎｍを超える場合は、効果の上では特に支障はないが、必要以上のエッチング進行を行うことにより、処理時間の長時間化あるいは動力負荷の超過を招き、生産性やコストで劣るリスクが高まる。

また、ｎ型拡散層２が除去された後の、ｐ型シリコン基板１の裏面１Ｂの当該領域の残留成分の範囲で述べると、残留成分濃度の最大値が１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下、より望ましくはｐ型シリコン基板１に当初から含まれているｐ型不純物濃度以下に制御する。なお、エッチング量および動力負荷が過大にならない範囲であれば、下限については特に規定しない。

一方、上記の構造上の制御を実際に行うために、上記加熱エッチングは温度２５０℃以上３５０℃以下、加熱時間は５分以上２０分以下の範囲内で選択することが望ましい。温度２５０℃未満或いは加熱時間５分未満では、エッチングペーストの反応進行が十分に進まず、望む効果が十分に得られない。一方、温度３５０℃或いは加熱時間２０分を超過すると、エッチング反応を必要以上に進行させたり、動力負荷の過大な消費のため、生産性の低下あるいはコストが上昇するというリスクが高まる。

ここで、ｎ型拡散層２の形成直後の表面には拡散処理中に表面に堆積したガラス質である燐珪酸ガラス（ＰＳＧ：Ｐｈｏｓｐｈｏ-Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）層が形成されているため、該リンガラス層をフッ酸溶液等を用いて除去する。なお、加熱エッチングが進行した後のエッチングペーストＥＰは、この処理で同時に除去される。

つぎに、光電変換効率改善のために、図３（ｃ）に示すようにｐ型単結晶シリコン基板１の受光面１Ａ側の一面、すなわちｎ型拡散層２上に反射防止膜３を一様な厚みで形成する（反射防止膜の形成ステップＳ６０）。反射防止膜３の膜厚および屈折率は、光反射を最も抑制する値に設定する。反射防止膜３の形成は、例えばプラズマＣＶＤ法を使用し、シラン（ＳｉＨ₄）ガスとアンモニア（ＮＨ₃）ガスの混合ガスを原材料に用いて、例えば３００℃以上、減圧下の条件で反射防止膜３として窒化シリコン膜を成膜形成する。反射防止膜３の屈折率は例えば２．０〜２．２程度であり、膜厚は例えば６０ｎｍ〜８０ｎｍ程度である。なお、反射防止膜３として、屈折率の異なる２層以上の膜を積層してもよい。また、反射防止膜３の形成方法は、プラズマＣＶＤ法の他に蒸着法、熱ＣＶＤ法などを用いてもよい。なお、このようにして形成される反射防止膜３は絶縁体であることに注意すべきであり、受光面電極４を反射防止膜３上に単に形成しただけでは、太陽電池として有効に動作しない。

ついで、スクリーン印刷により裏面銀電極５を形成する（裏面銀電極形成ステップＳ７０）。銀含有量を重量比で５０〜６０％程度と低くした銀ペーストを用い印刷法で電極形成を行う。電極形成後、１５０℃で５分乾燥を行う。

そして、スクリーン印刷によりアルミニウムペーストからなる電極ペーストを塗布しアルミニウム電極６を形成する（アルミニウムペースト塗布ステップＳ８０）。電極の印刷は、印刷マスクに銀粒子またはアルミニウム粒子を含む電極ペーストをスキージで押し込み、電極ペーストをマスクの開口部から透過させて行う。まず、ｐ型単結晶シリコン基板１の裏面１Ｂ側（受光面１Ａと反対側）の面に、印刷マスクを用いて、アルミニウム粉体と樹脂と有機溶剤とからなるアルミニウムペーストを印刷する。そして、印刷したアルミニウムペーストを２００℃で５分乾燥してアルミニウム電極６を形成する。

ついで、スクリーン印刷により、受光面電極４を印刷法により形成する（受光面電極形成ステップＳ９０）。ここでは銀を含む電極材料ペーストを用いたスクリーン印刷法により、複数本のグリッド電極４Ｇと数本のバス電極４Ｂとからなる受光面電極４を印刷する。受光面電極４は、太陽電池の表面で発生した電子を集める機能を持つが、太陽光を遮断し、発電に寄与しない部分でもある。このため、できるだけ受光面電極４の幅を細くして面積を小さくすることが好ましい。

つぎに、ｐ型単結晶シリコン基板１の表裏面の電極焼成を行う（焼成ステップＳ１００）。焼成は、例えば赤外線加熱炉を用いて７００℃〜８００℃で行う。電極焼成により、ｐ型単結晶シリコン基板１の受光面１Ａ側では、受光面電極４が反射防止膜３をファイヤースルーしてｎ型拡散層２と電気的にコンタクトする。以上の工程により、太陽電池の製造工程が完了する。また、ｐ型単結晶シリコン基板１の裏面１Ｂ側では、アルミニウム電極６がｐ型単結晶シリコン基板１と溶融してｐ型単結晶シリコン基板１の裏面１Ｂの表層にアルミニウム（Ａｌ）とシリコン（Ｓｉ）との合金（Ａｌ−Ｓｉ合金）層７が形成され、図３(ｄ)に示すように、さらにＡｌ−Ｓｉ合金層７の下部領域にアルミニウムが拡散されたｐ⁺層からなる裏面電界層８が形成される。

その後、真空置換した水素雰囲気でｐ型単結晶シリコン基板１を４００℃に加熱する。そして、図示しないがｐ型単結晶シリコン基板１の裏面１Ｂに導電性の反射膜層の形成を行う。反射膜層としては、ｐ型単結晶シリコン基板１を透過する１０００ｎｍ以上の波長の光に対する反射率が９０％以上の反射膜を形成する。反射膜層の形成には、例えばスパッタリング法、蒸着法、印刷法などを用いることができる。本実施の形態では、スパッタリング法により銀膜を５００ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さで成膜する。

以上の工程を実施することにより、図１（ａ）および（ｂ）に示す実施の形態１にかかる太陽電池が得られる。

なお本実施の形態では、受光面１Ａの反対側に外部への取り出し電極である裏面銀電極５を形成するに際し、銀含有率を重量比で５０〜６０％に低減し、樹脂、有機溶剤成分比を調整することで、ペーストコストを削減することができる。このとき裏面銀電極に用いる従来のペーストの銀含有率は８０％、その他の成分は有機溶剤、樹脂、ガラスフリットからなる。しかし、従来例では、ｐ型単結晶シリコン基板１にコンタクトする際、銀含有率を５０〜６０％に低減すると、ｎ型拡散層２への侵食量が減るためｎ型拡散層２が残り、Ｖoc低下の原因となっていたが、本実施の形態の方法では、裏面銀電極形成の前工程で裏面銀電極形成領域のｎ型拡散層２除去を行ったのでｎ型拡散層２がなくなるためＶoc低下の不具合はなくなった。ここで銀含有率が５０％に満たない場合は、比抵抗を十分に小さくすることができないため、銀含有率は５０％以上とするのが望ましい。

完成した本実施の形態の太陽電池をＩ―Ｖ測定装置を用いて特性測定をした。従来重量比で８０％の銀含有率の銀ペーストを用いた太陽電池と比較して、重量比で５０％の含有率の銀ペーストを使用したｎ型拡散層２を除去しなかったプロセスはＶocが２ｍＶ低下したのに対しｎ型拡散層２を除去したものは特性劣化なく従来品と同等のセル特性を示した。この結果からも裏面銀電極の銀含有量を低くしてもＶocが低下することなくセル特性を維持することができることがわかる。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１で記載した裏面銀電極５下部のｎ型拡散層２を除去する際に、ｎ型拡散層２を除去するためのエッチングペーストＥＰをｎ型拡散層２パターンと同時に外周周辺部にラインパターンも印刷し、プラズマエッチングで行っていたｐｎ分離工程を同時に行う方法である。

図６は、本実施の形態２の太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態２の太陽電池の製造工程を示す図である。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ｐ型単結晶シリコン基板１にｎ型拡散層２を形成する工程は前記実施の形態１に記したのと同じく、表面に微小凹凸からなるテクスチャー１Ｔを形成した基板をオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ₃）ガス中で気相拡散法により高温で熱拡散させてｐ型単結晶シリコン基板１表面にｎ型拡散層２を形成する工程までは同じ処理を行う（ステップＳ１０〜Ｓ３０）。そして、本実施の形態では、次工程のプラズマ処理による基板端面のｎ型拡散層２を除去する工程である図４の端面エッチングステップＳ４０は、次の裏面１Ｂのｎ型拡散層２除去で同時に行うのでここでは行わない。

そして裏面１Ｂのｎ型拡散層２除去工程を行う。裏面１Ｂのｎ型拡散層２を除去するための印刷パターンを、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、裏面銀電極５下部のｎ型拡散層２除去のためのパターンと同時にｐ型単結晶シリコン基板１のエッジから０．５ｍｍ内側に０．１ｍｍ幅のラインパターンを外周部に設ける。このパターンの印刷マスクを用いた印刷法で、図８（ａ）に断面図を示すようにエッチングペーストを印刷し、３００℃で加熱エッチングを行う。そして、図８（ｂ）に示すように、裏面の外部取り出し電極である裏面銀電極５形成領域および外周ラインパターンのｎ型拡散層２を除去する（エッチングペースト周縁および裏面銀電極下部のｎ型拡散層除去ステップＳ４５）。これで、裏面の外部取り出し電極の下部および外周部のｎ型拡散層２が除去され、受光面１Ａ側と裏面１Ｂ側のｎ型拡散層２が分離された状態となる。

この後の工程も実施形態１と同じく、リンガラス除去後、図８（ｃ）に示すように、反射防止膜３を形成する（反射防止膜形成ステップＳ６０）、裏面銀電極５の形成（裏面銀電極形成ステップＳ７０）、アルミニウムペーストの塗布（アルミニウムペースト塗布ステップＳ８０）、銀ペーストを用いた受光面電極４の形成（受光面電極形成ステップＳ９０）、焼成工程を行い（焼成処理ステップＳ１００）、図８（ｄ）に示すように、太陽電池が完成する。

この太陽電池をＩ−Ｖ測定した結果、リーク電流は０．２Ａ以下と基板端面をプラズマエッチングして作製したセルと同等で問題なくｐｎ分離ができていることを確認した。

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ ｐ型単結晶シリコン基板、１Ａ 受光面、１Ｂ 裏面、２ ｎ型拡散層、３ 反射防止膜、４ 受光面電極、５ 裏面銀電極、６ アルミニウム電極、７ アルミニウムとシリコンとの合金層、８ 裏面電界層、ＥＰ エッチングペースト。

Claims (8)

1. 受光面である第１主面と、前記第１主面に対向する裏面である第２主面を有するｐ型シリコン基板の表面に、ｎ型拡散層を形成する工程と、
   前記ｐ型シリコン基板端面の前記ｎ型拡散層をエッチング除去する端面エッチング工程と、
   前記第１主面に受光面電極を形成するとともに前記第２主面に裏面電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法であって、
   前記裏面電極を形成する工程は、外部取り出し用電極形成領域のｎ型拡散層を選択的に除去する工程と、
   前記外部取り出し用電極形成領域以外の前記第２主面にアルミニウム含有電極を形成する工程と、
   前記外部取り出し用電極形成領域に、外部取り出し用電極を形成する工程とを含み、
   前記アルミニウム含有電極からのアルミニウム拡散によるｐ型の裏面電界層を形成する太陽電池の製造方法。
2. 前記外部取り出し用電極を形成する工程は、銀の重量比が５０から６０％の銀ペーストを印刷する工程を含む請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
3. 前記外部取り出し用電極形成領域のｎ型拡散層を選択的に除去する工程は、エッチングペーストを印刷する工程と、加熱する工程とを含む請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
4. 前記端面エッチング工程は、前記ｐ型シリコン基板側面のｎ型拡散層をエッチング除去する工程である請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
5. 前記外部取り出し用電極形成領域のｎ型拡散層を選択的に除去する工程は、
   前記端面エッチング工程と同時に実施され、
   前記外部取り出し用電極形成領域に加え、前記第２主面の周縁部全周にわたり、エッチングペーストを印刷する工程と、加熱する工程とを含む請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法によって形成される太陽電池であって、
   受光面である第１主面と、前記第１主面に対向する裏面である第２主面を有するｐ型シリコン基板と、
   少なくとも前記第１主面に形成されたｎ型拡散層と、
   前記ｐ型シリコン基板の前記第１主面に形成された受光面電極と、
   前記第２主面に形成された裏面電極とを含み、
   前記裏面電極が、
   前記ｐ型シリコン基板に直接コンタクトする外部取り出し用電極と、
   下層にアルミニウム拡散によるｐ型の裏面電界層を有するアルミニウム含有電極とを有する太陽電池。
7. 前記ｎ型拡散層は、前記ｐ型シリコン基板の側面で、分断された請求項６に記載の太陽電池。
8. 前記ｎ型拡散層は、前記ｐ型シリコン基板の外周縁で、分断された請求項６に記載の太陽電池。

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