JP2022098248A - 太陽電池の製造方法、および製膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の仕掛品を重ねて保持する際、仕掛品同士の擦れによるダメージの低減と、生産性の低下の低減とが可能な太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池の製造方法は、半導体基板１１の裏面側に、第１半導体層の材料膜を形成する第１半導体層材料膜形成工程と、半導体基板１１の裏面側の第１領域における第１半導体層の材料膜の上に、パターン化されたレジスト９０を形成するレジスト形成工程と、レジスト９０をマスクとして、第１領域に、パターン化された第１半導体層を形成する第１半導体層形成工程と、レジスト９０を除去するレジスト除去工程と、半導体基板１１の裏面側の第２領域に、パターン化された第２半導体層を形成する第２半導体層形成工程とをこの順で含み、レジスト形成工程の後に、複数の半導体基板１１を直接重ねて保持する保持工程を更に含む。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、太陽電池の製造方法、および製膜方法に関する。

例えば太陽電池の製造において、仕掛品を運搬することがあり、この際、複数の仕掛品を重ねることがある。この際、仕掛品同士の擦れによるダメージを防止するため、仕掛品の間に間紙を挟む技術がある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００１－１９６６１９号公報

複数の仕掛品を重ねて保持する際、仕掛品の間に間紙を挟む工程を行うと、間紙を挟む手間がかかり、また間紙のコストがかかり、生産性の低下を招く。

本発明は、複数の仕掛品を重ねて保持する際、仕掛品同士の擦れによるダメージの低減と、生産性の低下の低減とが可能な太陽電池の製造方法、および製膜方法を提供することを目的とする。

本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側の一部である第１領域に順に積層された第１半導体層および第１電極層と、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部である第２領域に順に積層された第２半導体層および第２電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の前記一方主面側に、前記第１半導体層の材料膜を形成する第１半導体層材料膜形成工程と、前記第１領域における前記第１半導体層の材料膜の上に、パターン化されたレジストを形成するレジスト形成工程と、前記レジストをマスクとして、前記第２領域における前記第１半導体層の材料膜を除去することにより、前記第１領域に、パターン化された前記第１半導体層を形成する第１半導体層形成工程と、前記レジストを除去するレジスト除去工程と、前記第２領域に、パターン化された前記第２半導体層を形成する第２半導体層形成工程とをこの順で含み、前記レジスト形成工程の後、または前記第１半導体層形成工程の後に、複数の前記半導体基板を直接重ねて保持する保持工程を更に含む。

本発明に係る製膜方法は、基板の一方主面側に、パターン化された第１膜を製膜する製膜方法であって、前記基板の前記一方主面側に、前記第１膜の材料膜を製膜する第１材料膜形成工程と、前記第１膜の材料膜の上に、パターン化されたレジストを形成するレジスト形成工程と、前記レジストをマスクとして、前記第１膜の材料膜における露出部分を除去することにより、パターン化された前記第１膜を形成する第１膜形成工程と、前記レジストを除去するレジスト除去工程とをこの順で含み、前記レジスト形成工程の後、または前記第１膜形成工程の後に、複数の前記基板を直接重ねて保持する保持工程を更に含む。

本発明によれば、複数の仕掛品を重ねて保持する際、仕掛品同士の擦れによるダメージの低減と、生産性の低下の低減とが可能である。

本実施形態に係る太陽電池を背面側からみた図である。 図１の太陽電池におけるII-II線断面図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における光学調整層形成工程および第１半導体層材料膜形成工程の一部を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層材料膜形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層材料膜形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における金属電極層形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における保持工程における保持箱の断面の一例を示す図である。 図４Ａに示す部分IVBを拡大して示す図である。 本実施形態の変形例に係る太陽電池の製造方法における保持工程における保持箱の断面の一例を示す図であって、図４Ａに示す部分IVC相当を拡大して示す図である。 本実施形態の変形例に係る太陽電池の製造方法における保持工程における保持箱の断面の一例を示す図であって、図４Ａに示す部分IVD相当を拡大して示す図である。 従来の太陽電池の製造方法における保持工程における保持箱の断面の一例を示す図である。 図５Ａに示す部分VBを拡大して示す図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

（太陽電池）
図１は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図１に示す太陽電池１は、裏面電極型（バックコンタクト型、裏面接合型ともいう。）の太陽電池である。太陽電池１は、２つの主面を備える半導体基板１１を備え、半導体基板１１の主面において第１領域７と第２領域８とを有する。

第１領域７は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部７ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部７ｂとを有する。バスバー部７ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部７ｆは、バスバー部７ｂから、第１方向（Ｘ方向）に交差する第２方向（Ｙ方向）に延在する。

同様に、第２領域８は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部８ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部８ｂとを有する。バスバー部８ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部８ｆは、バスバー部８ｂから、第２方向（Ｙ方向）に延在する。

フィンガー部７ｆとフィンガー部８ｆとは、第１方向（Ｘ方向）に交互に設けられている。なお、第１領域７および第２領域８は、ストライプ状に形成されてもよい。

第１領域７と第２領域８との間の境界領域９では、後述するように、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層とが重なり合っている。

図２は、図１の太陽電池におけるII－II線断面図である。図２に示すように、太陽電池１は、ヘテロ接合型の太陽電池である。太陽電池１は、半導体基板１１と、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の受光面側（他方主面側）に順に積層された真性半導体層１３および光学調整層１５を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の裏面側（一方主面側）の一部（主に、第１領域７）に順に積層された真性半導体層２３、第１導電型半導体層２５および第１電極層２７を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の他の一部（主に、第２領域８）に順に積層された真性半導体層３３、第２導電型半導体層３５、および第２電極層３７を備える。なお、以下では、真性半導体層２３および第１導電型半導体層２５を第１半導体層ともいい、真性半導体層３３および第２導電型半導体層３５を第２半導体層ともいう。

半導体基板１１は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｎ型ドーパントがドープされたｎ型の半導体基板である。なお、半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｐ型ドーパントがドープされたｐ型の半導体基板であってもよい。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられる。半導体基板１１は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。

半導体基板１１の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。

半導体基板１１は、裏面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、半導体基板１１に吸収されず通過してしまった光の回収効率が高まる。

また、半導体基板１１は、受光面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、受光面において入射光の反射が低減し、半導体基板１１における光閉じ込め効果が向上する。

真性半導体層１３は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。真性半導体層２３は、半導体基板１１の裏面側の第１領域７および境界領域９に形成されている。真性半導体層３３は、半導体基板１１の裏面側の第２領域８および境界領域９に形成されている。真性半導体層１３，２３，３３は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコンを主成分とする材料で形成される。真性半導体層１３，２３，３３は、いわゆるパッシベーション層として機能し、半導体基板１１で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。

光学調整層１５は、半導体基板１１の受光面側の真性半導体層１３上に形成されている。光学調整層１５は、入射光の反射を防止する反射防止層として機能するとともに、半導体基板１１の受光面側および真性半導体層１３を保護する保護層としても機能する。光学調整層１５は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の絶縁体材料で形成される。

第１導電型半導体層２５は、真性半導体層２３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第１領域７および境界領域９に形成されている。第１導電型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第１導電型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料にｐ型ドーパント（例えば、上述したホウ素（Ｂ））がドープされたｐ型の半導体層である。

第２導電型半導体層３５は、真性半導体層３３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第２領域８および境界領域９に形成されている。第２導電型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第２導電型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料にｎ型ドーパント（例えば、上述したリン（Ｐ））がドープされたｎ型の半導体層である。なお、第１導電型半導体層２５がｎ型の半導体層であり、第２導電型半導体層３５がｐ型の半導体層であってもよい。

第２導電型半導体層３５および真性半導体層３３の一部は、境界領域９において、隣接する第１導電型半導体層２５および真性半導体層２３の一部の上に重なっている。

第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５上に形成されており、第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に形成されている。第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５上に順に積層された透明電極層２８と金属電極層２９とを有する。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に順に積層された透明電極層３８と金属電極層３９とを有する。

透明電極層２８，３８は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物）、ＺｎＯ（Zinc Oxide：酸化亜鉛）が挙げられる。金属電極層２９，３９は、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成される。

（太陽電池の製造方法）
次に、図３Ａ～図３Ｉを参照して、本実施形態に係る太陽電池１の製造方法について説明する。図３Ａは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における光学調整層形成工程および第１半導体層材料膜形成工程の一部を示す図であり、図３Ｂ～図３Ｄは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。また、図３Ｅは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層材料膜形成工程を示す図であり、図３Ｆは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。また、図３Ｇは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層材料膜形成工程を示す図であり、図３Ｈは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層形成工程を示す図である。また、図３Ｉは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における金属電極層形成工程を示す図である。

まず、図３Ａに示すように、例えばＣＶＤ法（化学気相堆積法）を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、真性半導体層材料膜２３Ｚおよび第１導電型半導体層材料膜２５Ｚを順に積層（製膜）する（第１導電型半導体層材料膜形成工程）。

また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、真性半導体層１３および光学調整層（保護層）１５を順に積層（製膜）する（光学調整層形成工程）。なお、真性半導体層材料膜２３Ｚおよび第１導電型半導体層材料膜２５Ｚと、真性半導体層１３および光学調整層１５との製膜の順序は限定されない。

次に、図３Ｂ～図３Ｄに示すように、パターン印刷レジストを用いて、半導体基板１１の裏面側において、第２領域８における真性半導体層材料膜２３Ｚおよび第１導電型半導体層材料膜２５Ｚを除去することにより、第１領域７に、パターン化された真性半導体層２３および第１導電型半導体層２５を形成する（第１半導体層形成工程）。

具体的には、図３Ｂに示すように、半導体基板１１の裏面側の第１領域７、および半導体基板１１の受光面側の全面に、パターン印刷法を用いてパターン印刷レジスト９０を形成する（レジスト形成工程）。

パターン印刷とは、フォトリソグラフィ法のように、一度、パターン化前のレジスト膜（非パターンレジスト膜）を形成した後に、露光・現像のような工程を経る印刷ではなく、スクリーン印刷若しくはグラビア印刷のようなプレス印刷、または、インクジェット印刷のような吐出印刷のような、レジスト付着面に対して、直接、パターン化したレジスト(印刷材料）を付着させる印刷法を意味する。

このように、第１半導体層のパターニング（１回目のパターニング）において、パターン印刷法によるパターン印刷レジストを用いることにより、スピンコート法によるフォトレジスト（フォトリソグラフィ法）を用いた場合と比較して、露光および現像の工程を削減することができ、太陽電池の製造プロセスの簡略化が可能となる。

ここで、図３Ｂに示すレジスト形成工程後の半導体基板（仕掛品）１１を保持してもよい（保持工程）。図４Ａは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における保持工程における保持箱の断面の一例を示す図であり、図４Ｂは、図４Ａに示す部分IVBを拡大して示す図である。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、保持工程では、パターン印刷レジスト９０の形成後、保持箱８０において、複数の半導体基板１１を直接重ねて保持する。

図４Ｂでは、裏面が上になるように半導体基板１１を重ねているが、受光面が上になるように半導体基板１１を重ねてもよい。また、図４Ｂでは、隣り合う半導体基板１１のうち、一方の半導体基板１１の受光面と他方の半導体基板１１の裏面とが対向するように半導体基板１１を重ねているが、隣り合う半導体基板１１の受光面同士が対向するように、または隣り合う半導体基板１１の裏面同士が対向するように、半導体基板１１を重ねてもよい。また、保持箱８０の底には間紙９９が設けられていてもよい。

このように、パターン印刷レジスト９０の形成後に複数の半導体基板（仕掛品）１１を重ねると、保持時、パターン印刷レジスト９０によって半導体基板（仕掛品）１１同士の擦れによる第１半導体層材料膜２５Ｚ（２３Ｚ）のダメージを低減することができる。

図４Ｂに示すように、パターン印刷レジスト９０は、樹脂材料９１、無機材料９２および溶媒を含む印刷材料を印刷して焼成（硬化）することにより得られる。このようなパターン印刷レジスト９０では、無機材料９２の主成分粒子は、半導体基板１１側に偏在している。換言すれば、パターン印刷レジスト９０の半導体基板１１側における無機材料９２の主成分粒子の密度は、パターン印刷レジスト９０の半導体基板１１側と反対側における無機材料９２の主成分粒子の密度よりも大きい。これにより、半導体基板（仕掛品）１１の耐溶剤性が向上する。

印刷材料に含有される無機材料９２の主成分粒子の構成元素のモース硬度は、７未満である。モース硬度の値が小さいほど、無機材料の主成分粒子が柔らかい。このように、無機材料９２の主成分粒子が比較的柔らかいと、保持時、半導体基板（仕掛品）１１同士の擦れによる第１半導体層材料膜２５Ｚ（２３Ｚ）のダメージを低減することができる。

レジスト形成工程では、例えば、半導体基板１１の裏面側の面積の３０％以上の面積をパターン印刷レジスト９０で覆う。このように、半導体基板（仕掛品）１１の裏面においてパターン印刷レジスト９０で覆われる面積が大きいほど、保持時、半導体基板（仕掛品）１１同士の擦れによる第１半導体層材料膜２５Ｚ（２３Ｚ）のダメージを低減することができる。

その後、図３Ｃに示すように、パターン印刷レジスト９０をマスクとして、第２領域８における第１導電型半導体層材料膜２５Ｚおよび真性半導体層材料膜２３Ｚをエッチングすることにより、第１領域７に、パターン化された真性半導体層２３および第１導電型半導体層２５を形成する。ｐ型の半導体層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンをフッ酸に溶解させた混合液、またはフッ酸と硝酸との混合液等の酸性溶液が挙げられ、ｎ型の半導体層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性溶液が挙げられる。

その後、図３Ｄに示すように、パターン印刷レジスト９０を除去する（レジスト除去工程）。パターン印刷レジスト９０に対するエッチング溶液としては、例えば水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性溶液が挙げられる。

このように、第１半導体層のパターニング（１回目のパターニング）において、パターン印刷レジストを除去する溶液として安価なアルカリ性溶液を採用することにより、太陽電池の低コスト化が可能となる。

なお、第１半導体層形成工程では、半導体基板１１の裏面側の第２領域８における真性半導体層材料膜２３Ｚの一部または全部を残すように、第１導電型半導体層２５のパターニングを行えばよい。

次に、半導体基板１１の両面側をクリーニングする（第１洗浄工程）。第１洗浄工程では、例えばオゾン処理を行った後、フッ酸処理が行われる。フッ酸処理とは、フッ酸のみならず、フッ酸に他の種類の酸（第１洗浄工程では、例えば塩酸）を含めた混合物での処理も含むものとする。

次に、図３Ｅに示すように、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、真性半導体層材料膜３３Ｚおよび第２導電型半導体層材料膜３５Ｚを順に積層（製膜）する（第２半導体層材料膜形成工程）。

次に、図３Ｆに示すように、パターン印刷レジストを用いて、半導体基板１１の裏面側において、第１領域７における真性半導体層材料膜３３Ｚおよび第２導電型半導体層材料膜３５Ｚを除去することにより、第２領域８に、パターン化された真性半導体層３３および第２導電型半導体層３５を形成する（第２半導体層形成工程）。

具体的には、上述した第１半導体層形成工程と同様に、半導体基板１１の裏面側の第２領域８、および半導体基板１１の受光面側の全面に、パターン印刷法を用いてパターン印刷レジスト９０を形成する（レジスト形成工程）。その後、パターン印刷レジスト９０をマスクとして、第１領域７における第２導電型半導体層材料膜３５Ｚおよび真性半導体層材料膜３３Ｚをエッチングすることにより、第２領域８に、パターン化された真性半導体層３３および第２導電型半導体層３５を形成する。その後、パターン印刷レジスト９０を除去する（レジスト除去工程）。

なお、第１半導体層形成工程において、半導体基板１１の裏面側の第２領域８における真性半導体層材料膜２３Ｚの全部が残る場合、第２半導体層材料膜形成工程および第２半導体層形成工程では、真性半導体層材料膜の積層（製膜）を行わず、第２導電型半導体層３５のパターニングを行えばよい。また、第１半導体層形成工程において、半導体基板１１の裏面側の第２領域８における真性半導体層材料膜２３Ｚの一部が残る場合、第２半導体層材料膜形成工程および第２半導体層形成工程では、除去された分だけ真性半導体層材料膜の積層（製膜）を行い、真性半導体層および第２導電型半導体層３５のパターニングを行えばよい。

次に、図３Ｇに示すように、例えばスパッタリング法等のＰＶＤ法（物理気相成長法）を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、透明電極層材料膜２８Ｚを積層（製膜）する（透明電極層材料膜形成工程）。

次に、図３Ｈに示すように、例えば上述同様に、パターン印刷レジストを用いて、透明電極層材料膜２８Ｚの一部を除去することにより、パターン化された透明電極層２８，３８を形成する（透明電極層形成工程）。透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸または塩化第二鉄水溶液が用いられる。

次に、図３Ｉに示すように、例えば印刷法または塗布法を用いて、透明電極層２８上に金属電極層２９を形成し、透明電極層３８の上に金属電極層３９を形成することにより、第１電極層２７および第２電極層３７を形成する。以上の工程により、本実施形態に係る裏面電極型の太陽電池１が完成する。

このような太陽電池の製造プロセスにおいて、例えば図３Ａに示す第１半導体層材料膜形成工程後の仕掛品を保持することがある。この場合、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、半導体基板（仕掛品）１１同士の擦れによるダメージを防止するため、半導体基板１１の間に間紙９９を挟む技術がある。

しかし、複数の半導体基板（仕掛品）１１を重ねて保持する際、半導体基板１１の間に間紙９９を挟む工程を行うと、間紙を挟む手間がかかり、また間紙のコストがかかり、生産性の低下を招く。

この点に関し、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、図３Ｂに示すレジスト形成工程後の半導体基板（仕掛品）１１を保持する保持工程を含み、保持工程では、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、パターン印刷レジスト９０の形成後、複数の半導体基板１１を直接重ねて保持する。すなわち、保持工程では、半導体基板１１の間に間紙を挟まずに、複数の半導体基板１１を重ねる。これにより、保持時、パターン印刷レジスト９０によって半導体基板（仕掛品）１１同士の擦れによる第１半導体層２５（２３）のダメージを低減することができる。また、間紙を挟む手間を削減でき、また間紙のコストを削減でき、生産性の低下を低減することができる。

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、半導体基板１１の裏面側の面積の３０％以上の面積をパターン印刷レジスト９０で覆う。このように、半導体基板（仕掛品）１１の裏面においてパターン印刷レジスト９０で覆われる面積が大きいほど、保持時、半導体基板（仕掛品）１１同士の擦れによる第１半導体層２５（２３）のダメージを低減することができる。

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、パターン印刷レジスト９０の印刷材料に含有される無機材料９２の主成分粒子の構成元素のモース硬度が７未満であり、無機材料９２の主成分粒子が比較的に柔らかい。このように、無機材料９２の主成分粒子が比較的柔らかいと、保持時、半導体基板（仕掛品）１１同士の擦れによる第１半導体層２５（２３）のダメージを低減することができる。

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、パターン印刷レジスト９０において、無機材料９２の主成分粒子は、半導体基板１１側に偏在している。換言すれば、パターン印刷レジスト９０の半導体基板１１側における無機材料９２の主成分粒子の密度は、パターン印刷レジスト９０の半導体基板１１側と反対側における無機材料９２の主成分粒子の密度よりも大きい。これにより、半導体基板（仕掛品）１１耐溶剤性が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、レジスト形成工程として、パターン印刷法を用いてパターン印刷レジスト９０を形成する態様を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、レジスト形成工程では、パターン印刷レジスト９０に代えて、フォトリソグラフィ法を用いてフォトレジスト等の種々のレジストを形成する態様にも適用可能である。

また、上述した実施形態では、図３Ｂに示すレジスト形成工程後の半導体基板（仕掛品）１１を保持する保持工程を含み、保持工程では、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、レジスト９０の形成後、複数の半導体基板１１を直接重ねて保持する態様を説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、図３Ｃに示す第１半導体層形成工程（第１パターニング）後の半導体基板（仕掛品）１１を保持する保持工程を含み、保持工程では、図４Ａおよび図４Ｃに示すように、レジスト９０を残したまま、複数の半導体基板１１を直接重ねて保持してもよい。

また、図４Ｄに示すように、受光面側にレジスト９０が形成されず、裏面側のみにレジスト９０が形成された半導体基板（仕掛品）１１を保持する保持工程を含み、保持工程では、レジスト９０を残したまま、複数の半導体基板１１を直接重ねて保持してもよい。パターン印刷レジスト９０では、図４Ｄに示すように、自身の半導体基板１１側と反対側の主成分が樹脂材料９１であるため、隣接する半導体基板１１と接触する表面が比較的に柔らかい。そのため、隣接する半導体基板１１の受光面側のダメージを低減することができる。また、パターン印刷レジスト９０では、自身の半導体基板１１側に偏在する無機材料９２の主成分粒子の構成元素のモース硬度が７未満であるため、自身の半導体層と接触する表面がシリコンよりも柔らかい。そのため、自身の半導体基板１１の裏面側の半導体層のダメージを低減することができる。また、パターン印刷レジスト９０の自身の半導体基板１１側に無機材料９２が偏在することにより、耐溶剤性が向上する。

また、上述した実施形態では、第１半導体層形成工程（第１パターニング）のためのレジスト形成後の半導体基板（仕掛品）１１を保持する保持工程を含む態様を説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、第２半導体層形成工程（第２パターニング）のためのレジスト形成後の半導体基板（仕掛品）を保持する保持工程を含んでもよい。この場合、上述同様に、保持工程では、第２半導体層形成工程（第２パターニング）のためのレジストの形成後に、複数の半導体基板を直接重ねて保持してもよいし、第２半導体層形成工程（第２パターニング）後にレジストを残したまま、複数の半導体基板を直接重ねて保持してもよい。また、上述同様に、受光面側にレジストが形成されず、裏面側のみにレジストが形成された半導体基板（仕掛品）を保持する保持工程を含み、保持工程では、レジストを残したまま、複数の半導体基板を直接重ねて保持してもよい。

また、透明電極層形成工程（パターニング）のためのレジスト形成後の半導体基板（仕掛品）を保持する保持工程を含んでもよい。この場合、上述同様に、保持工程では、透明電極層形成工程（パターニング）のためのレジストの形成後に、複数の半導体基板を直接重ねて保持してもよいし、透明電極層形成工程（パターニング）後にレジストを残したまま、複数の半導体基板を直接重ねて保持してもよい。また、上述同様に、受光面側にレジストが形成されず、裏面側のみにレジストが形成された半導体基板（仕掛品）を保持する保持工程を含み、保持工程では、レジストを残したまま、複数の半導体基板を直接重ねて保持してもよい。

また、上述した実施形態では、太陽電池の製造方法を例示した。しかし、本発明の特徴はこれに限定されず、パターン化された薄膜を形成する種々の製膜方法に適用可能である。例えば、基板の一方主面側に、パターン化された第１膜を製膜する製膜方法であって、基板の一方主面側に第１膜の材料膜を製膜する第１材料膜形成工程と、第１膜の材料膜の上にパターン化されたレジストを形成するレジスト形成工程と、レジストをマスクとして第１膜の材料膜における露出部分を除去することにより、パターン化された第１膜を形成する第１膜形成工程と、レジストを除去するレジスト除去工程とをこの順で含む製膜方法において、レジスト形成工程の後、または第１膜形成工程の後に、複数の基板を直接重ねて保持する保持工程を含んでもよい。すなわち、保持工程では、複数の基板の間に間紙を挟まずに重ねて保持する。なお、このとき、レジスト形成工程では、基板の一方主面側と反対側の他方主面側にもレジストを形成してもよい。

１ 太陽電池
７ 第１領域
７ｂ，８ｂ バスバー部
７ｆ，８ｆ フィンガー部
８ 第２領域
９ 境界領域
１１ 半導体基板
１３ 真性半導体層
１５ 光学調整層（保護層）
２３ 真性半導体層（第１半導体層）
２３Ｚ 真性半導体層材料膜
２５ 第１導電型半導体層（第１半導体層）
２５Ｚ 第１導電型半導体層材料膜
２７ 第１電極層
２８，３８ 透明電極層
２８Ｚ 透明電極層材料膜
２９，３９ 金属電極層
３３ 真性半導体層（第２半導体層）
３３Ｚ 真性半導体層材料膜
３５ 第２導電型半導体層（第２半導体層）
３５Ｚ 第２導電型半導体層材料膜
３７ 第２電極層
８０ 保持箱
９０ パターン印刷レジスト
９１ 樹脂材料
９２ 無機材料
９９ 間紙

Claims (11)

1. 半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側の一部である第１領域に順に積層された第１半導体層および第１電極層と、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部である第２領域に順に積層された第２半導体層および第２電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、
   前記半導体基板の前記一方主面側に、前記第１半導体層の材料膜を形成する第１半導体層材料膜形成工程と、
   前記第１領域における前記第１半導体層の材料膜の上に、パターン化されたレジストを形成するレジスト形成工程と、
   前記レジストをマスクとして、前記第２領域における前記第１半導体層の材料膜を除去することにより、前記第１領域に、パターン化された前記第１半導体層を形成する第１半導体層形成工程と、
   前記レジストを除去するレジスト除去工程と、
   前記第２領域に、パターン化された前記第２半導体層を形成する第２半導体層形成工程と、
   をこの順で含み、
   前記レジスト形成工程の後、または前記第１半導体層形成工程の後に、複数の前記半導体基板を直接重ねて保持する保持工程を更に含む、
   太陽電池の製造方法。
2. 前記保持工程では、複数の前記半導体基板の間に間紙を挟まずに、複数の前記半導体基板を重ねる、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
3. 前記レジスト形成工程の前に、前記半導体基板の前記一方主面側と反対側の他方主面側に光学調整層または保護層を形成する工程を含み、
   前記レジスト形成工程では、前記光学調整層または前記保護層の上にも前記レジストを形成する、
   請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
4. 前記レジスト形成工程では、パターン印刷法を用いて、樹脂材料、無機材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させることにより、前記レジストを形成する、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。
5. 前記レジスト除去工程では、アルカリ溶液を用いて前記レジストを剥離する、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
6. 前記レジストの前記半導体基板側における前記無機材料の主成分粒子の密度は、前記レジストの前記半導体基板側と反対側における前記無機材料の主成分粒子の密度よりも大きい、請求項４または５に記載の太陽電池の製造方法。
7. 前記無機材料の主成分粒子の構成元素のモース硬度が７未満である、請求項４～６のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
8. 前記レジスト形成工程では、前記半導体基板の前記一方主面側の面積の３０％以上の面積を前記レジストで覆う、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。
9. 基板の一方主面側に、パターン化された第１膜を製膜する製膜方法であって、
   前記基板の前記一方主面側に、前記第１膜の材料膜を製膜する第１材料膜形成工程と、
   前記第１膜の材料膜の上に、パターン化されたレジストを形成するレジスト形成工程と、
   前記レジストをマスクとして、前記第１膜の材料膜における露出部分を除去することにより、パターン化された前記第１膜を形成する第１膜形成工程と、
   前記レジストを除去するレジスト除去工程と、
   をこの順で含み、
   前記レジスト形成工程の後、または前記第１膜形成工程の後に、複数の前記基板を直接重ねて保持する保持工程を更に含む、
   製膜方法。
10. 前記保持工程では、複数の前記基板の間に間紙を挟まずに重ねて保持する、請求項９に記載の製膜方法。
11. 前記レジスト形成工程では、前記基板の前記一方主面側と反対側の他方主面側にも前記レジストを形成する、請求項９または１０に記載の製膜方法。

Images