JP2019004189A

JP2019004189A - 光電変換装置

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Publication number: JP2019004189A
Application number: JP2018191658A
Authority: JP
Inventors: 直城浅野; Naoki Asano; 健稗田; Takeshi Hieda; 親扶岡本; Chikao Okamoto; 東　賢一; Kenichi Higashi; 賢一東
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2034-08-22
Also published as: JP6748688B2

Abstract

【課題】配線シートにヘテロ接合型バックコンタクトセルが電気的に接続された光電変換装置の特性を向上する。【解決手段】光電変換装置は、ヘテロ接合型バックコンタクトセル（１０）と配線シート（２０）とを備えている。ヘテロ接合型バックコンタクトセル（１０）は、第１導電型または第２導電型の半導体基板（１）と、第１導電型非晶質半導体膜（３）と、第２導電型非晶質半導体膜（５）と、第１電極（１１）と、第２電極（１２）とを備えている。配線シート（２０）は、絶縁性基材（２１）と、絶縁性基材（２１）上の第１配線（２２）と第２配線（２３）とを備えている。第１電極（１１）は第１配線（２２）に電気的に接続されている。第２電極（１２）は第２配線（２３）に電気的に接続されている。第１電極（１１）の幅Ｗ１が第１配線（２２）の幅Ｗ３以上であること、および第２電極（１２）の幅Ｗ２が第２配線（２３）の幅Ｗ４以上であることの少なくとも一方の関係が満たされている。【選択図】図１

Description

本発明は、光電変換装置に関する。

太陽光エネルギを電気エネルギに直接変換する太陽電池は、近年、特に、地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池には、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類のものがあるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。

現在、最も多く製造および販売されている太陽電池は、太陽光が入射する側の面である受光面と、受光面の反対側である裏面とにそれぞれ電極が形成された構造のものである。

しかしながら、受光面に電極を形成した場合には、電極における太陽光の反射および吸収があることから、電極の面積分だけ入射する太陽光の量が減少する。そのため、裏面のみに電極を形成した太陽電池の開発が進められている（たとえば特許文献１参照）。

図１９に、特許文献１に記載の配線シート付き太陽電池の模式的な断面図を示す。図１９に示される従来の配線シート付き太陽電池は、裏面電極型太陽電池セル１００と、配線シート２００と、裏面電極型太陽電池セル１００と配線シート２００との間の絶縁性樹脂３００とを有している。

裏面電極型太陽電池セル１００は、ｎ型またはｐ型のいずれかの導電型を有する多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどからなる基板１０１と、基板１０１の裏面に設けられたｎ型不純物拡散領域１０２およびｐ型不純物拡散領域１０３と、ｎ型不純物拡散領域１０２上に設けられたｎ型用銀電極１１１と、ｐ型不純物拡散領域１０３上に設けられたｐ型用銀電極１１２とを有している。

ｎ型不純物拡散領域１０２は、ｎ型不純物を含むガスを用いた気相拡散またはｎ型不純物を含むペーストを塗布した後に熱処理する塗布拡散などの方法により形成される（特許文献１の段落［００７６］）。また、ｐ型不純物拡散領域１０３は、ｐ型不純物を含むガスを用いた気相拡散またはｐ型不純物を含むペーストを塗布した後に熱処理する塗布拡散などの方法により形成される（特許文献１の段落［００７６］）。

配線シート２００は、絶縁性基材２０１と、絶縁性基材２０１上に設けられたｎ型用銅配線２０２とｐ型用銅配線２０３とを有している。絶縁性基材２０１としては、たとえば、ポリエステル、ポリエチレンナフタレートまたはポリイミドなどが用いられる（特許文献１の段落［００９０］）。絶縁性樹脂３００としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂とアクリル樹脂との混合樹脂が用いられる（特許文献１の段落［００９８］）。

図１９に示される従来の配線シート付き太陽電池においては、ｎ型用銀電極１１１の幅Ｗ５方向の端およびｐ型用銀電極１１２の幅Ｗ６方向の端が、それぞれ、ｎ型用銅配線２０２の幅Ｗ７方向の端およびｐ型用銅配線２０３の幅Ｗ８方向の端からはみ出ないようにすることによって、ｎ型用銀電極１１１およびｐ型用銀電極１１２の表面にかかる電界強度の急激な増加を抑制して、イオンマイグレーションに起因する特性の低下を安定して抑制することができるとされている（特許文献１の段落［００６１］）。

国際公開第２０１２／００２２７０号

しかしながら、図１９に示される従来の配線シート付き太陽電池の構造を、配線シートにヘテロ接合型バックコンタクトセルが電気的に接続された光電変換装置に適用した場合には、光電変換装置の特性が低下するという技術的課題があった。

ここで開示された実施形態は、ヘテロ接合型バックコンタクトセルと、ヘテロ接合型バックコンタクトセルと電気的に接続されている配線シートとを備え、ヘテロ接合型バックコンタクトセルは、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の側に設けられた第１導電型非晶質半導体膜と第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極とを備え、配線シートは、絶縁性基材と、絶縁性基材上の第１配線と第２配線とを備え、第１電極は、第１配線に電気的に接続され、第２電極は、第２配線に電気的に接続されており、第１電極の幅が第１配線の幅以上であること、および第２電極の幅が第２配線の幅以上であることの少なくとも一方の関係が満たされている光電変換装置である。

ここで開示された実施形態によれば、配線シートにヘテロ接合型バックコンタクトセルが電気的に接続された光電変換装置の特性を向上することができる。

実施形態１の光電変換装置の模式的な断面図である。ヘテロ接合型バックコンタクトセルの裏面の模式的な平面図である。配線シートの模式的な平面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。実施形態１の光電変換装置の模式的な平面図である。実施形態２の光電変換装置の模式的な断面図である。実施形態３の光電変換装置の模式的な断面図である。（ａ）は実施形態４の光電変換装置の製造工程の一部を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は実施形態４の光電変換装置の模式的な断面図である。特許文献１に記載の配線シート付き太陽電池の模式的な断面図である。

以下、実施形態について説明する。なお、実施形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

［実施形態１］
＜光電変換装置の構成＞
図１に、実施形態１の光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施形態１の光電変換装置は、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０と、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０と電気的に接続されている配線シート２０とを備えている。

＜ヘテロ接合型バックコンタクトセル＞
ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０は、ｎ型単結晶シリコン基板である半導体基板１と、半導体基板１の一方側の表面（裏面）上に隣り合うようにして半導体基板１の裏面に接して設けられた第１のｉ型非晶質半導体膜２と第２のｉ型非晶質半導体膜４とを備えている。実施形態１においては、第１のｉ型非晶質半導体膜２および第２のｉ型非晶質半導体膜４は、それぞれ、ｉ型非晶質シリコン膜である。

第１のｉ型非晶質半導体膜２上には、第１のｉ型非晶質半導体膜２に接する第１導電型非晶質半導体膜３が設けられている。また、第２のｉ型非晶質半導体膜４上には、第２のｉ型非晶質半導体膜４に接する第２導電型非晶質半導体膜５が設けられている。実施形態１において、第１導電型非晶質半導体膜３はｐ型非晶質シリコン膜であり、第２導電型非晶質半導体膜５はｎ型非晶質シリコン膜である。

第１導電型非晶質半導体膜３上には、第１導電型非晶質半導体膜３に接する第１電極１１が設けられている。また、第２導電型非晶質半導体膜５上には、第２導電型非晶質半導体膜５に接する第２電極１２が設けられている。

そして、第２のｉ型非晶質半導体膜４と第２導電型非晶質半導体膜５との積層体の両端部は、それぞれ、第１のｉ型非晶質半導体膜２と第１導電型非晶質半導体膜３との積層体の端部を覆っている。そのため、第１導電型非晶質半導体膜３と第２導電型非晶質半導体膜５との間には第２のｉ型非晶質半導体膜４の端部が位置しており、第２のｉ型非晶質半導体膜４の両端部は、それぞれ、第１導電型非晶質半導体膜３および第２導電型非晶質半導体膜５の双方と接している。これにより、第１導電型非晶質半導体膜３と第２導電型非晶質半導体膜５とは第２のｉ型非晶質半導体膜４によって分離されている。

図２に、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の裏面の模式的な平面図を示す。図２に示すように、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の半導体基板１の裏面には、帯状の第１電極１１と、帯状の第２電極１２とが、間隔を空けて、第１電極１１および第２電極１２のそれぞれの長手方向が同一の方向となるようにして、交互に配置されている。実施形態１において、第１電極１１の幅（第１電極１１の長手方向と直交する方向の長さ）はＷ１とされ、第２電極１２の幅（第２電極１２の長手方向と直交する方向の長さ）はＷ２とされている。

＜配線シート＞
図３に、配線シート２０の模式的な平面図を示す。配線シート２０は、絶縁性基材２１と、絶縁性基材２１上の第１配線２２と第２配線２３とを備えている。第１配線２２および第２配線２３も、それぞれ帯状に形成されており、絶縁性基材２１上で互いに間隔を空けて、これらの配線の長手方向が同一の方向となるようにして、交互に配置されている。また、複数の第１配線２２の一端および複数の第２配線２３の一端は、それぞれ、帯状の集電用配線２４に電気的に接続されている。集電用配線２４は、第１配線２２および第２配線２３の長手方向と直交する方向に長手方向を有するように、絶縁性基材２１上に配置されている。集電用配線２４は、複数の第１配線２２または複数の第２配線２３から電流を集電する機能を有している。

絶縁性基材２１としては、絶縁性の基材を用いることができ、たとえば、ポリエステル、ポリエチレンナフタレートまたはポリイミドなどのフィルムを用いることができる。

第１配線２２、第２配線２３および集電用配線２４としては、導電性材料を用いることができ、たとえば、銅などを用いることができる。なお、第１配線２２、第２配線２３および集電用配線２４は、それぞれ、たとえば、絶縁性基材２１の表面の全面に金属膜などの導電膜を形成した後に、その一部をエッチングなどにより除去してパターニングすることによって形成することができる。

実施形態１において、第１配線２２の幅（第１配線２２の長手方向と直交する方向の長さ）はＷ３とされ、第２配線２３の幅（第２配線２３の長手方向と直交する方向の長さ）はＷ４とされている。

＜光電変換装置の製造方法＞
以下、図４〜図１５の模式的断面図を参照して、実施形態１の光電変換装置の製造方法の一例について説明する。まず、図４に示すように、半導体基板１の裏面の全面に第１のｉ型非晶質半導体膜２を形成する。第１のｉ型非晶質半導体膜２の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いることができる。

半導体基板１としては、ｎ型単結晶シリコン基板を好適に用いることができるがｎ型単結晶シリコン基板に限定されず、たとえば従来から公知のｎ型半導体基板を適宜用いることができる。

第１のｉ型非晶質半導体膜２としては、ｉ型非晶質シリコン膜を好適に用いることができるがｉ型非晶質シリコン膜に限定されず、たとえば従来から公知のｉ型非晶質半導体膜を用いることもできる。

なお、本明細書において「ｉ型」とは、完全な真性の状態だけでなく、十分に低濃度（ｎ型不純物濃度が１×１０¹⁵個／ｃｍ³未満、かつｐ型不純物濃度が１×１０¹⁵個／ｃｍ³未満）であればｎ型またはｐ型の不純物が混入された状態のものも含む意味である。

また、本明細書において「非晶質シリコン」には、シリコン原子の未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端されていない非晶質シリコンだけでなく、水素化非晶質シリコンなどのシリコン原子の未結合手が水素で終端されたものも含まれるものとする。

次に、図５に示すように、第１のｉ型非晶質半導体膜２上に第１導電型非晶質半導体膜３を形成する。第１導電型非晶質半導体膜３の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いることができる。

第１導電型非晶質半導体膜３としては、ｐ型非晶質シリコン膜を好適に用いることができるがｐ型非晶質シリコン膜に限定されず、たとえば従来から公知のｐ型非晶質半導体膜を用いることもできる。

なお、第１導電型非晶質半導体膜３に含まれるｐ型不純物としては、たとえばボロンを用いることができる。また、本明細書において、「ｐ型」とは、ｐ型不純物濃度が１×１０¹⁵個／ｃｍ³以上の状態を意味する。

次に、図６に示すように、第１導電型非晶質半導体膜３上に、第１のｉ型非晶質半導体膜２と第１導電型非晶質半導体膜３との積層体を厚さ方向にエッチングする箇所に開口部を有するフォトレジスト等のエッチングマスク３１を形成する。

次に、図７に示すように、エッチングマスク３１をマスクとして、第１のｉ型非晶質半導体膜２と第１導電型非晶質半導体膜３との積層体の一部を厚さ方向にエッチングする。これにより、半導体基板１の裏面の一部を露出させる。その後、図８に示すように、エッチングマスク３１をすべて除去する。

次に、図９に示すように、半導体基板１および第１のｉ型非晶質半導体膜２と第１導電型非晶質半導体膜３との積層体を覆うようにして第２のｉ型非晶質半導体膜４を形成する。第２のｉ型非晶質半導体膜４の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いることができる。

第２のｉ型非晶質半導体膜４としては、ｉ型非晶質シリコン膜を好適に用いることができるがｉ型非晶質シリコン膜に限定されず、たとえば従来から公知のｉ型非晶質半導体膜を用いることもできる。

次に、図１０に示すように、第２のｉ型非晶質半導体膜４上に第２導電型非晶質半導体膜５を形成する。第２導電型非晶質半導体膜５の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いることができる。

第２導電型非晶質半導体膜５としては、ｎ型非晶質シリコン膜を好適に用いることができるがｎ型非晶質シリコン膜に限定されず、たとえば従来から公知のｎ型非晶質半導体膜を用いることもできる。

なお、第２導電型非晶質半導体膜５を構成するｎ型非晶質シリコン膜に含まれるｎ型不純物としては、たとえばリンを用いることができる。また、本明細書において、「ｎ型」とは、ｎ型不純物濃度が１×１０¹⁵個／ｃｍ³以上の状態を意味する。

次に、図１１に示すように、半導体基板１の裏面上の第２のｉ型非晶質半導体膜４と第２導電型非晶質半導体膜５との積層体を残す部分にのみフォトレジスト等のエッチングマスク３２を形成する。

次に、エッチングマスク３２をマスクとして、第２のｉ型非晶質半導体膜４と第２導電型非晶質半導体膜５との積層体の一部を厚さ方向にウエットエッチングすることによって、図１２に示すように、第１導電型非晶質半導体膜３の一部を露出させる。その後、エッチングマスク３２を完全に除去する。

次に、図１３に示すように、第１導電型非晶質半導体膜３に接するように第１電極１１を形成し、第２導電型非晶質半導体膜５に接するように第２電極１２を形成する。第１電極１１および第２電極１２の形成方法も特に限定されないが、たとえば蒸着法などを用いることができる。以上により、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０が完成する。

次に、配線シート２０の表面上に絶縁性接着剤（図示せず）を塗布した後に、図１４に示すように、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０と配線シート２０とを重ね合わせる。このとき、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の第１電極１１が配線シート２０の第１配線２２に直接接するとともに、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の第２電極１２が配線シート２０の第２配線２３に直接接するように、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０と配線シート２０とが重ね合わせられる。これにより、第１電極１１と第１配線２２とが電気的に接続されるとともに、第２電極１２と第２配線２３とが電気的に接続される。また、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０と配線シート２０とは、絶縁性接着剤を硬化させることによって固定され、機械的に接続される。

図１５に、実施形態１の光電変換装置を受光面側から見たときの模式的な平面図を示す。ここで、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０は、配線シート２０上に複数設置されているが、配線シート２０上に設置されるヘテロ接合型バックコンタクトセル１０の個数は特に限定されず、たとえば１個であってもよい。

＜作用効果＞
図１に示すように、実施形態１の光電変換装置においては、第１電極１１の幅Ｗ１と第１配線２２の幅Ｗ３とがＷ１≧Ｗ３の関係を満たしているとともに、第２電極１２の幅Ｗ２と第２配線２３の幅Ｗ４とがＷ２≧Ｗ４の関係を満たしている。これは、本発明者が、配線シート２０にヘテロ接合型バックコンタクトセル１０が電気的に接続された光電変換装置の特性を向上することについて鋭意検討した結果、見い出したものである。

すなわち、従来においては、上述のように、図１９に示される従来の配線シート付き太陽電池のように電極の幅方向の端が配線の幅方向の端からはみ出ないようにして、電極の表面にかかる電界強度の急激な増加を抑制し、イオンマイグレーションに起因する特性の低下を安定して抑制していた。

しかしながら、実施形態１の光電変換装置において、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０に光が入射することにより発生した電流は、配線シート２０の第１配線２２および第２配線２３から外部に取り出される。このとき、実施形態１の光電変換装置の特性を向上させるために、配線シート２０によって複数のヘテロ接合型バックコンタクトセル１０を直列に接続することが好ましいが、第１配線２２の幅Ｗ３および第２配線２３の幅Ｗ４との間に大きな差がある場合には、光電変換装置全体の電流量は、狭い幅の配線から取り出される、より少ない電流量となる。

そのため、光電変換装置全体の電流量を大きくする観点からは、配線シート２０の第１配線２２の幅Ｗ３と第２配線２３の幅Ｗ４との間には大きな差がない方が好ましいが、第１配線２２の幅Ｗ３および第２配線２３の幅Ｗ４は、それぞれ、絶縁性基材２１の表面の面積の大きさに応じた所定の幅に特定される。

このような状況において、実施形態１の光電変換装置においては、第１電極１１の幅Ｗ１と第１配線２２の幅Ｗ３とがＷ１≧Ｗ３の関係を満たし、かつ第２電極１２の幅Ｗ２と第２配線２３の幅Ｗ４とがＷ２≧Ｗ４の関係を満たす構成とされている。そのため、配線シート２０の第１配線２２の幅Ｗ３および第２配線２３の幅Ｗ４がそれぞれどのような広さであっても、配線の幅よりも電極の幅の方が広くなるため、電極と配線との間の十分な接触面積を担保することができる。これにより、実施形態１においては、配線シート２０にヘテロ接合型バックコンタクトセル１０が電気的に接続された光電変換装置の特性を向上することができる。また、光電変換装置の特性をさらに向上する観点からは、Ｗ１＞Ｗ３およびＷ２＞Ｗ４のいずれか一方の関係が満たされていることが好ましく、Ｗ１＞Ｗ３およびＷ２＞Ｗ４の両方の関係が満たされていることがより好ましい。

特に、図１に示すように、第１電極１１の幅Ｗ１方向の両端部１１ａがそれぞれ第１配線２２の幅Ｗ３方向の端部２２ａからはみ出している場合には、第１電極１１と第１配線２２との間のより広い接触面積を担保することができることから、光電変換装置の特性をさらに向上することができる傾向にある。

また、第２電極１２の幅Ｗ２方向の両端部１２ａがそれぞれ第２配線２３の幅Ｗ４方向の端部２３ａからはみ出している場合にも、第２電極１２と第２配線２３との間のより広い接触面積を担保することができることから、光電変換装置の特性をさらに向上することができる傾向にある。

また、第１配線２２の全面が第１電極１１と電気的に接続されている場合にも、第１電極１１と第１配線２２との間のより広い接触面積を担保することができることから、光電変換装置の特性をさらに向上することができる傾向にある。

さらに、第２配線２３の全面が第２電極１２と電気的に接続されている場合にも、第２電極１２と第２配線２３との間のより広い接触面積を担保することができることから、光電変換装置の特性をさらに向上することができる傾向にある。

［実施形態２］
図１６に、実施形態２の光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施形態２の光電変換装置は、第１電極１１と第１配線２２とが導電性接着材４１を介して電気的に接続されているとともに、第２電極１２と第２配線２３とが導電性接着材４１を介して電気的に接続されていることを特徴としている。

導電性接着材４１は、導電性を有しており、電極と配線とを接着できる材料を用いることができ、たとえば半田などを用いることができる。

実施形態２における上記以外の説明は実施形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。

［実施形態３］
図１７に、実施形態３の光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施形態３の光電変換装置は、第１電極１１の幅Ｗ１と第１配線２２の幅Ｗ３とがＷ１≧Ｗ３の関係を満たしているが、第２電極１２の幅Ｗ２と第２配線２３の幅Ｗ４とはＷ２≧Ｗ４の関係を満たしていないことを特徴としている。

この場合でも、第１電極１１と第１配線２２との間の十分な接触面積を担保することができるため、配線シート２０にヘテロ接合型バックコンタクトセル１０が電気的に接続された光電変換装置の特性を向上することができる。

実施形態３における上記以外の説明は実施形態１および２と同様であるため、その説明については繰り返さない。

［実施形態４］
図１８（ａ）に実施形態４の光電変換装置の製造工程の一部を図解する模式的な断面図を示し、図１８（ｂ）に実施形態４の光電変換装置の模式的な断面図を示す。

実施形態４の光電変換装置は、第１電極１１と第１配線２２との接合および第２電極１２と第２配線２３との接合に上述の絶縁性接着剤および導電性接着材４１を用いることなく、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０と配線シート２０との位置合わせを行った後、たとえば図１８（ａ）に示すような真空ラミネートによって、ヘテロ接合型バックコンタクトセル１０と配線シート２０とを密着させて、第１電極１１と第１配線２２との電気的な接続および第２電極１２と第２配線２３との電気的な接続を行うことを特徴としている。これにより、実施形態１の光電変換装置と同様に、図１８（ｂ）に示す第１電極１１の幅Ｗ１と第１配線２２の幅Ｗ３とがＷ１≧Ｗ３の関係を満たし、かつ第２電極１２の幅Ｗ２と第２配線２３の幅Ｗ４とがＷ２≧Ｗ４の関係を満たす実施形態４の光電変換装置が得られる。

実施形態４における上記以外の説明は実施形態１〜３と同様であるため、その説明については繰り返さない。

［付記］
（１）ここで開示された実施形態は、ヘテロ接合型バックコンタクトセルと、ヘテロ接合型バックコンタクトセルと電気的に接続されている配線シートとを備え、ヘテロ接合型バックコンタクトセルは、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の側に設けられた第１導電型非晶質半導体膜と、第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極とを備え、配線シートは、絶縁性基材と、絶縁性基材上の第１配線と、第２配線とを備え、第１電極は第１配線に電気的に接続され、第２電極は第２配線に電気的に接続されており、第１電極の幅が第１配線の幅以上であることおよび第２電極の幅が第２配線の幅以上であることの少なくとも一方の関係が満たされている光電変換装置である。実施形態の光電変換装置においては、第１電極の幅が第１配線の幅以上であることおよび第２電極の幅が第２配線の幅以上であることの少なくとも一方の関係が満たされているため、電極と配線との間の十分な接触面積を担保することができ、光電変換装置の特性を向上することができる。

（２）ここで開示された実施形態において、第１配線および第２配線は、それぞれ、帯状であることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（３）ここで開示された実施形態において、第１電極および第２電極は、それぞれ、帯状であることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（４）ここで開示された実施形態において、第１電極の幅方向の両端部がそれぞれ、第１配線の幅方向の端部からはみ出していることが好ましい。この場合には、第１電極と第１配線との間のより広い接触面積を担保することができることから、光電変換装置の特性をさらに向上することができる傾向にある。

（５）ここで開示された実施形態において、第２電極の幅方向の両端部がそれぞれ、第２配線の幅方向の端部からはみ出していることが好ましい。この場合には、第２電極と第２配線との間のより広い接触面積を担保することができることから、光電変換装置の特性をさらに向上することができる傾向にある。

（６）ここで開示された実施形態において、第１配線の全面が、第１電極と電気的に接続されていることが好ましい。この場合にも、第１電極と第１配線との間のより広い接触面積を担保することができることから、光電変換装置の特性をさらに向上することができる傾向にある。

（７）ここで開示された実施形態において、第２配線の全面が、第２電極と電気的に接続されていることが好ましい。この場合にも、第２電極と第２配線との間のより広い接触面積を担保することができることから、光電変換装置の特性をさらに向上することができる傾向にある。

（８）ここで開示された実施形態において、第１電極と第１配線との電気的な接続は、第１電極と第１配線との直接接触、および第１電極と第１配線との間の導電性接着材の少なくとも一方により行われていることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（９）ここで開示された実施形態において、第２電極と第２配線との電気的な接続は、第２電極と第２配線との直接接触、および第２電極と第２配線との間の導電性接着材の少なくとも一方により行われていることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１０）ここで開示された実施形態において、半導体基板は、ｎ型結晶シリコンを含むことが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１１）ここで開示された実施形態は、半導体基板と第１導電型非晶質半導体膜との間の第１のｉ型非晶質半導体膜と、半導体基板と第２導電型非晶質半導体膜との間の第２のｉ型非晶質半導体膜とをさらに含むことが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１２）ここで開示された実施形態において、第１のｉ型非晶質半導体膜は、ｉ型非晶質シリコンを含むことが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１３）ここで開示された実施形態において、第２のｉ型非晶質半導体膜は、ｉ型非晶質シリコンを含むことが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１４）ここで開示された実施形態において、半導体基板と第１のｉ型非晶質半導体膜とが接していることが好ましい。

（１５）ここで開示された実施形態において、半導体基板と第２のｉ型非晶質半導体膜とが接していることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１６）ここで開示された実施形態において、第１のｉ型非晶質半導体膜と第１導電型非晶質半導体膜とが接していることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１７）ここで開示された実施形態において、第２のｉ型非晶質半導体膜と第２導電型非晶質半導体膜とが接していることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１８）ここで開示された実施形態において、第１導電型非晶質半導体膜と第２導電型非晶質半導体膜との間に第２のｉ型非晶質半導体膜の端部が位置していることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（１９）ここで開示された実施形態において、第２のｉ型非晶質半導体膜の端部が、第１導電型非晶質半導体膜および第２導電型非晶質半導体膜のそれぞれと接していることが好ましい。この場合にも、光電変換装置の特性を向上することができる。

（２０）ここで開示された実施形態は、第１電極および第２電極を備えたヘテロ接合型バックコンタクトセルを作製する工程と、第１配線および第２配線を備えた配線シートを準備する工程と、ヘテロ接合型バックコンタクトセルの第１電極と配線シートの第１配線とを電気的に接続する工程と、ヘテロ接合型バックコンタクトセルの第２電極と配線シートの第２配線とを電気的に接続する工程と、を含み、ヘテロ接合型バックコンタクトセルは、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、半導体基板の一方の側に設けられた、第１導電型非晶質半導体膜と、第２導電型非晶質半導体膜と、第１電極は、第１導電型非晶質半導体膜上に設けられ、第２電極は、第２導電型非晶質半導体膜上に設けられており、配線シートは、絶縁性基材を備え、第１配線および第２配線は絶縁性基材上に設けられており、第１電極の幅が第１配線の幅以上であること、および第２電極の幅が第２配線の幅以上であることの少なくとも一方の関係が満たされている光電変換装置の製造方法である。実施形態の光電変換装置の製造方法においては、第１電極の幅が第１配線の幅以上であることおよび第２電極の幅が第２配線の幅以上であることの少なくとも一方の関係が満たされているため、電極と配線との間の十分な接触面積を担保することができ、特性が向上した光電変換装置を作製することができる。

（２１）ここで開示された実施形態において、ヘテロ接合型バックコンタクトセルを作製する工程は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の一方の側に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜の一部を厚さ方向に除去することによって半導体基板の一部を露出させる工程と、半導体基板および第１導電型非晶質半導体膜上に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上に第１電極を形成する工程と、第２導電型非晶質半導体膜上に第２電極を形成する工程とを含むことが好ましい。この場合にも、特性が向上した光電変換装置を作製することができる。

（２２）ここで開示された実施形態において、第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程は、半導体基板の一方の側に第１のｉ型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１のｉ型非晶質半導体膜上に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程とを含み、第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程は、半導体基板および第１導電型非晶質半導体膜上に第２のｉ型非晶質半導体膜を形成する工程と、第２のｉ型非晶質半導体膜上に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程とを含むことが好ましい。この場合にも、特性が向上した光電変換装置を作製することができる。

（２３）ここで開示された実施形態において、第１電極と第１配線との電気的な接続は第１電極と第１配線との直接接触、および第１電極と第１配線との間の導電性接着材による接着の少なくとも一方により行われることが好ましい。この場合にも、特性が向上した光電変換装置を作製することができる。

（２４）ここで開示された実施形態において、第２電極と第２配線との電気的な接続は第２電極と第２配線との直接接触、および第２電極と第２配線との間の導電性接着材による接着の少なくとも一方により行われることが好ましい。この場合にも、特性が向上した光電変換装置を作製することができる。

以上のように本発明の実施形態について説明を行なったが、上述の各実施形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

ここで開示された実施形態の光電変換装置および光電変換装置の製造方法は、ヘテロ接合型バックコンタクトセルを配線シートで電気的に接続した光電変換モジュールおよび光電変換モジュールの製造方法に好適に利用することができる。

１半導体基板、２第１のｉ型非晶質半導体膜、３第１導電型非晶質半導体膜、４第２のｉ型非晶質半導体膜、５第２導電型非晶質半導体膜、１０ヘテロ接合型バックコンタクトセル、１１第１電極、１１ａ端部、１２第２電極、１２ａ端部、２０配線シート、２１絶縁性基材、２２第１配線、２２ａ端部、２３第２配線、２３ａ端部、２４集電用配線、３１，３２エッチングマスク、１００裏面電極型太陽電池セル、１０１基板、１０２ｎ型不純物拡散領域、１０３ｐ型不純物拡散領域、１１１ｎ型用銀電極、１１２ｐ型用銀電極、２００配線シート、２０１絶縁性基材、２０２ｎ型用銅配線、２０３ｐ型用銅配線、３００絶縁性樹脂。

Claims

ヘテロ接合型バックコンタクトセルと、
前記ヘテロ接合型バックコンタクトセルと電気的に接続されている配線シートと、を備え、
前記ヘテロ接合型バックコンタクトセルは、
第１導電型または第２導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の一方の側に設けられた、第１導電型非晶質半導体膜と、第２導電型非晶質半導体膜と、
前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、
前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、を備え、
前記配線シートは、
絶縁性基材と、
前記絶縁性基材上の第１配線と、第２配線と、を備え、
前記第１電極は、前記第１配線に電気的に接続され、
前記第２電極は、前記第２配線に電気的に接続されており、
前記第１電極の幅が前記第１配線の幅以上であること、および前記第２電極の幅が前記第２配線の幅以上であることの少なくとも一方の関係が満たされている、光電変換装置。
前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、帯状である、請求項１に記載の光電変換装置。
前記第１電極および前記第２電極は、それぞれ、帯状である、請求項１または請求項２に記載の光電変換装置。
前記第１電極の幅方向の両端部がそれぞれ、前記第１配線の幅方向の端部からはみ出している、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光電変換装置。
前記第２電極の幅方向の両端部がそれぞれ、前記第２配線の幅方向の端部からはみ出している、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光電変換装置。