JP3352586B2

JP3352586B2 - 太陽電池セルの製造方法

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Publication number: JP3352586B2
Application number: JP07169596A
Authority: JP
Inventors: 伸幸加藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 2002-12-03
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: JPH09260703A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池セルの製
造方法に関し、特に直列接続の容易な電極構造を持つ太
陽電池セルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の太陽電池セルの製造工程フローを
図１１に示し、その太陽電池セルの主な製造工程を示す
ための略断面図を図１２に示す。以下順を追ってその製
造プロセスを説明する。

【０００３】図１１において、従来の太陽電池セルの製
造工程のフローは、テクスチャーエッチ、拡散源の塗
布、ｎ型拡散層の形成、裏面の銀電極印刷、裏面のアル
ミ電極印刷、受光面の銀電極印刷、焼成、半田デップか
ら成る。

【０００４】図１２（ａ）において、５０は太陽電池セ
ルの基板であるｐ型のシリコン半導体基板であり、一般
に不純物濃度は３×１０¹⁵〜４×１０¹⁶ｃｍ^-3、結晶面
は（１００）が用いられる。このシリコン基板５０の受
光面には光の表面反射を低減するため、テクスチャ表面
と呼ばれる微細なピラミッド状の凸凹面を形成する。丸
印内にその拡大面を示す。

【０００５】このテクスチャ表面を得る工程がテクスチ
ャーエッチであり、数％のＮａＯＨ（苛性ソーダ）を含
む溶液中にイソプロピルアルコールを添加して、８０℃
〜９０℃の範囲内の温度で（１００）面を持つシリコン
基板５０を２０〜３０分間処理することによって形成さ
れる。

【０００６】図１２（ｂ）において、反射防止膜にもな
る金属酸化物をロールコータあるいはスピンコータなど
を用いてシリコン半導体基板５０の受光面側に塗布す
る。この金属酸化物にはリン化合物などのｎ型不純物が
含まれている。この工程が拡散源の塗布である。その
後、９００℃前後の温度で熱処理を行い、拡散深さ約
０．４μｍ程度のｎ＋拡散層５１を形成する。これがｎ
型拡散層の形成工程である。

【０００７】次に、シリコン半導体基板５０の裏面に
は、図１２（ｃ）に示すように、プラス電極として作用
する裏面銀電極５２を形成する。その後、裏面アルミ電
極５３を裏面銀電極５２の領域を除く裏面の大部分に形
成する。そして、この裏面銀電極５２と裏面アルミ電極
５３とを電気的に接続するため、一部分で重畳した構造
となっている。これらの工程が、裏面の銀電極印刷工程
及び裏面のアルミ電極印刷工程である。

【０００８】次に、受光面側に、マイナス電極として作
用する銀電極５４を形成する。これらの裏面側の電極お
よび受光面側の電極は、それぞれ銀あるいはアルミを含
むペーストをスクリーン印刷などによりパターンニング
して形成される。その後、乾燥し、７００〜８００℃の
温度で焼成することにより、裏面のアルミ電極５３の下
には約５μｍの厚さのｐ＋拡散層５５が形成される。ま
た、受光面側の銀電極５４は反射防止膜（図示せず）を
貫通してｎ＋拡散層５１とオーミック接触する。この熱
処理が焼成工程である。

【０００９】最後に、約１９０℃の半田槽内に浸漬さ
れ、受光面側の銀電極５４と裏面銀電極５２とが約２０
μｍの厚さの半田層によって被覆され太陽電池セルが完
成する。この工程が半田デップ工程である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
太陽電池セルの直列接続においては以下に述べるような
問題点があった。

【００１１】１個のシリコン太陽電池セルの出力電圧は
約０．４〜０．５Ｖ程度であるため、太陽電池モジュー
ルにおいては、高い電圧を得るため複数個直列接続する
ことが一般的である。従来の太陽電池セルでは、ｎ＋拡
散層から取り出すマイナス電極は太陽電池セルの受光面
側（表側）に、一方、ｐ型半導体基板（バルク）から取
り出すプラス電極は太陽電池セルの裏面側に形成されて
いるため、直列接続を行うときには、インターコネクタ
などの金属片で表側のマイナス電極と隣の太陽電池セル
の裏面側のプラス電極を接続する必要がある。そのた
め、この直列接続をする工程において、太陽電池セルの
表側と裏側とをそれぞれ別々にインターコネクタを接続
する作業が必要となり、自動化をする上で大きな障害と
なっていた。

【００１２】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、接続を容易に行うことができる太陽電池
セルの製造方法を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１導電型半
導体基板の一方面に、第２導電型拡散層を形成する工程
と、前記半導体基板の一方面に、前記第２導電型拡散層
より深く形成された複数の溝を、機械的な切断手段を用
いて形成する工程と、を含み、前記溝の一つによって、
前記第２導電型拡散層が、主拡散層と副拡散層とに電気
的に分離されると共に、前記副拡散層の領域内に形成さ
れた他の溝から、第１導電型半導体基板に直接接触する
電極が形成されてなることを特徴とするものである。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】図１乃至図１０は本発明の一実施
の形態に関する図である。本発明の太陽電池セルの製造
工程フローを図２に示し、その太陽電池セルの受光面側
の平面図を図１（ａ）に示し、その太陽電池セルの図１
（ａ）のＡ−Ａ′面での断面図を図１（ｂ）に示し、そ
の太陽電池セルのプラス電極取り出し部の拡大図を図１
（ｃ）に示す。また、その太陽電池セルの主な製造工程
を示すための略断面図を図３に示す。以下順を追ってそ
の製造プロセスを説明する。

【００１９】図２において、本発明の太陽電池セルの製
造工程のフローは、テクスチャーエッチ、拡散源の塗
布、ｎ型拡散層の形成、溝の形成、裏面側のアルミ電極
印刷、受光面側の銀電極印刷、焼成、半田デップから成
る。従来の太陽電池セルの製造工程のフローを示す図１
１と比較すると、裏面の銀電極印刷工程が無く、溝の形
成工程が新たに加わっている。

【００２０】また請求項の関係において説明すると、本
発明の太陽電池セルの製造工程は、（１）拡散源の塗布
及びｎ型拡散層の形成が光電変換に供せられる受光面側
に形成された拡散層の形成であり、（２）溝の形成が光
電変換に供せられる領域の主拡散層と電極取り出しに供
せられる領域の副拡散層との電気的分離を機械的な切断
手段により行うことであり、（３）裏面側のアルミ電極
印刷、受光面側の銀電極印刷及び焼成が機械的な切断手
段により形成された副拡散層領域の溝の内部への不純物
の拡散により半導体基板からの電極を取り出すことにあ
る。

【００２１】本発明の太陽電池セルの主な製造工程を示
すための略断面図を示す図３において、図３（ａ）の１
は太陽電池セルの基板であるｐ型のシリコン半導体基板
であり、一般に不純物濃度は約３×１０¹⁵〜４×１０¹⁶
ｃｍ^-3程度、結晶面は（１００）が用いられる。本発明
の一実施の形態よりなる場合、このシリコン基板１の大
きさは、例えば、縦約２５ｍｍ〜１５０ｍｍ程度、横約
２５ｍｍ〜１５０ｍｍ程度、厚さ約０．３ｍｍ〜０．５
ｍｍ程度である。このシリコン基板１の受光面には光の
表面反射を低減するため、テクスチャ表面と呼ばれる微
細なピラミッド状の凸凹面を形成する。丸印内にその拡
大面を示す。このテクスチャ表面を得る工程がテクスチ
ャーエッチであり、数％のＮａＯＨ（苛性ソーダ）を含
む溶液中で、イソプロピルアルコールを添加しながら、
８０℃〜９０℃の範囲内の温度で（１００）面を持つシ
リコン基板１を２０〜３０分間処理することによって形
成される。

【００２２】図３（ｂ）において、反射防止膜にもなる
金属酸化物２をロールコータあるいはスピンコータなど
の装置でシリコン半導体基板１の受光面側に塗布する。
この金属酸化物にはリン化合物などのｎ型不純物が含ま
れている。この工程が拡散源の塗布である。その後、９
００℃前後の温度で熱処理を行い、拡散深さ約０．４μ
ｍ程度のｎ＋拡散層３を形成する。これがｎ型拡散層の
形成工程である。

【００２３】図３（ｃ）において、受光面側には基板１
の上に、ｎ＋層３及び金属酸化物層（反射防止膜）２が
形成されている。基板１の一端（図３では左端）から約
１ｍｍ〜５ｍｍ程度の箇所に、例えばダイシングソー
（ダイヤモンドホイールの回転によって切断加工する切
断機）などにより反射防止膜２及びｎ＋拡散層３に切り
込みの溝４を形成する。この溝はｎ＋拡散層３の深さよ
りも深く形成され、およそ１０μｍ程度以上の深さであ
る。さらに連続して、同じくダイシングソーなどで溝４
を数本入れる。これにより、ｎ＋拡散層３は主受光面と
なるｎ＋拡散層３ａ（主拡散層）と取り出しプラス電極
領域となるｎ＋拡散層３ｂ（副拡散層）とに電気的に分
離される。この工程が溝の形成工程である。ダイシング
ソーなどの切り込みによって作られる溝４の大きさは、
例えば、幅約０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ程度であり、ウェ
ハの一辺に沿って端から端まで形成される。また、取り
出しプラス電極領域となるｎ＋拡散層３ｂの大きさは、
例えば、１２５ｍｍ角ウェハの場合、横約３ｍｍ〜６ｍ
ｍ程度であり、結局、１枚のウェハに占める取り出しプ
ラス電極領域の割合は、約２．０％〜５．０％程度であ
り、ウェハの全面積に対する光の変換効率低下への影響
は少ない。

【００２４】図３（ｄ）において、シリコン基板１の裏
面の周辺約２ｍｍ〜４ｍｍ程度を除き、裏面アルミ電極
５として、その内側のほぼ全域にアルミを含んだペース
トをスクリーン印刷などにより印刷する。この工程が裏
面のアルミ電極印刷工程である。次に、シリコン基板１
の表面（受光面側）に銀を含んだペーストを同じくスク
リーン印刷により印刷する。この銀ペーストによる電極
印刷は２つのパターンから構成されており、その１つは
主受光面となるｎ＋拡散層３ａへのマイナス集電銀電極
６のものであり、他の１つはプラス電極７となる前工程
で形成した溝４に対するものである。この工程が受光面
側の銀電極印刷工程である。溝４の幅は、約０．３ｍｍ
〜０．６ｍｍ程度であるので、印刷された銀ペーストは
この溝４の内側に浸透し、ｐ型シリコン基板へ直接接触
する状態となっている。

【００２５】図３（ｅ）において、次に、印刷したそれ
ぞれのペーストを乾燥して、窒素ガスに酸素ガスを混合
したガス雰囲気中、７００℃〜８００℃の温度で、約１
０分間程度焼成することにより、裏面のアルミ電極５の
下には約５μｍ程度の厚さのｐ＋拡散層８が形成され
る。このｐ＋拡散層はＢＳＦ効果を生じさせ、また裏面
のアルミ電極は太陽電池セルの直列抵抗を減少させる手
段として作用している。また、受光面側の集電銀電極６
の銀は反射防止膜を貫通して、ｎ＋拡散層３ａとオーミ
ック接触する。また、同時に、受光面側の銀電極７は溝
４の内側に浸透して形成しているので、この熱処理によ
りｐ型シリコン基板１とオーミック接触する。この時、
ｎ＋拡散層３ｂは溝４により分割され、破壊されている
ので、電気的には作用しない。この工程が焼成工程であ
る。

【００２６】図３（ｆ）において、最後に、約１９０℃
の半田槽内に浸漬し、表面側のプラス銀電極７及びマイ
ナス集電銀電極６を約２０μｍ厚の半田層（それぞれ７
Ｈ及び６Ｈ）によって被覆（半田コート）することによ
り太陽電池セルが完成する。この工程が半田デップ工程
である。

【００２７】図１は上記の図２〜図３を用いた説明によ
る本発明の一実施の形態よりなる太陽電池セルの図であ
る。図１（ａ）において、２は太陽電池セルの受光面側
に設けられた反射防止膜であり、受光面がテクスチャ表
面と呼ばれる微細なピラミッド状の凸凹面を覆ってい
る。６は受光面の半田コートされた集電電極であり、ほ
ぼ等間隔に配置された細い枝集電電極６ｂと細い集電電
極部６ｂからの電気を集める幹集電極部６ａとから構成
されている。

【００２８】図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ′線にお
れる断面図である。１は太陽電池セルの基板であるｐ型
のシリコン半導体基板であり、一般に不純物濃度は約３
×１０¹⁵〜４×１０¹⁶ｃｍ^-3、結晶面は（１００）が用
いられる。シリコン結晶基板１の受光面側には、ｎ＋拡
散層３、反射防止膜２及び集電極の６ａと６ｂがあり、
さらに溝４で電気的に分離された上面プラス電極７があ
る。この上面プラス電極７を拡大して図示したものが図
１（ｃ）である。また、裏面側にはｐ＋拡散層８、アル
ミ電極５がある。

【００２９】本発明の一実施の形態よりなる場合に得ら
れた太陽電池セルの特性は、１２５ｍｍ角ウェハの場
合、光強度ＡＭ１．５（１０００Ｗ／ｃｍ²）におい
て、開放電圧Ｖ_OC＝０．６２Ｖ、短絡電流Ｉ_SC＝５．０
８Ａ、最適動作電圧Ｖｐｍ＝０．４８Ｖ、最適動作電流
Ｉｐｍ＝４．７３Ａ（約３０ｍＡ／ｃｍ²）、最大出力
Ｐｍ＝２．２７Ｗ、フィルファクターＦＦ＝０．７２、
光変換効率Ｅｆｆ＝１４．５％、副拡散層の面積＝１２
５ｍｍ×４ｍｍであり、この場合、ウェハに占める取り
出しプラス電極領域（副拡散層の面積）は約３．２％で
あった。

【００３０】図４にセルサイズ１２５ｍｍ角の太陽電池
セルにおける副拡散層の面積と変換効率との関係を示
す。副拡散層の面積が０ｍｍ²、４００ｍｍ²、８００ｍ
ｍ²に対して、光変換効率はそれぞれ１５．０％、１
４．６３％、１４．２４％である。

【００３１】他の一実施の形態よりなる本発明の太陽電
池セルについて説明する。先に図１で説明した本発明と
異なる点はプラス電極の取り出し方であり、受光面側の
銀電極７が溝４の内側に浸透して熱処理によりｐ型シリ
コン基板１とオーミック接触させてプラス電極としてい
たのに対し、受光面側のアルミペーストにより形成され
たｐ＋層とｐ型シリコン基板１とのオーミック接触によ
りプラス電極を取り出すことにある。以下順を追って説
明する。

【００３２】本発明の太陽電池セルの製造工程のフロー
は、テクスチャーエッチ、拡散源の塗布、ｎ型拡散層の
形成、溝の形成、裏面側のアルミ電極印刷、受光面側の
アルミペースト印刷、受光面側の銀ペースト印刷、焼
成、半田デップから成る。

【００３３】また請求項の関係において説明すると、本
発明の太陽電池セルの製造工程は、（１）拡散源の塗布
及びｎ型拡散層の形成が光電変換に供せられる受光面側
に形成された拡散層の形成であり、（２）溝の形成が光
電変換に供せられる領域の主拡散層と電極取り出しに供
せられる領域の副拡散層との電気的分離を行うことであ
り、（３）裏面側のアルミ電極印刷、受光面側のアルミ
ペースト印刷、受光面側の銀ペースト印刷及び焼成が該
拡散層と電気的に逆の伝導型の不純物の貫通拡散により
半導体基板からの電極を取り出すことにある。

【００３４】本発明の太陽電池セルの受光面側の平面図
を図５（ａ）に示し、その太陽電池セルの図５（ａ）の
Ｂ−Ｂ′面での断面図を図５（ｂ）に示し、その太陽電
池セルのプラス電極取り出し部の拡大図を図５（ｃ）に
示す。また、その太陽電池セルの主な製造工程を示すた
めの略断面図を図６に示す。以下順を追ってその製造プ
ロセスを説明する。

【００３５】本発明の太陽電池セルの主な製造工程を示
すための略断面図を示す図６において、図６（ａ）の１
は太陽電池セルの基板であるｐ型のシリコン半導体基板
であり、一般に不純物濃度は約３×１０¹⁵〜４×１０¹⁶
ｃｍ^-3程度、結晶面は（１００）が用いられる。このシ
リコン基板１の受光面には光の表面反射を低減するた
め、テクスチャ表面と呼ばれる微細なピラミッド状の凸
凹面を形成する。丸印内にその拡大面を示す。

【００３６】図６（ｂ）において、反射防止膜にもなる
金属酸化物２をロールコータあるいはスピンコータなど
の装置でシリコン半導体基板１の受光面側に塗布する。
この金属酸化物にはリン化合物などのｎ型不純物が含ま
れている。この工程が拡散源の塗布である。その後、９
００℃前後の温度で熱処理を行い、拡散深さ約０．４μ
ｍ程度のｎ＋拡散層３を形成する。これがｎ型拡散層の
形成工程である。

【００３７】図６（ｃ）において、受光面側には基板１
の上に、ｎ＋層３及び金属酸化物層（反射防止膜）２が
形成されている。基板１の一端（図３では左端）から約
４ｍｍ〜６ｍｍ程度の箇所に、例えばダイシングソー
（ダイヤモンドホイールの回転によって切断加工する切
断機）などにより反射防止膜２及びｎ＋拡散層３に切り
込みの溝４を形成する。この溝はｎ＋拡散層３の深さよ
りも深い形成され、およそ１０μｍ程度以上の深さであ
る。これにより、ｎ＋拡散層３は主受光面となるｎ＋拡
散層３ａと取り出しプラス電極領域となるｎ＋拡散層３
ｂとに電気的に分離される。この工程が溝の形成工程で
ある。

【００３８】図６（ｄ）において、シリコン基板１の裏
面の周辺約２ｍｍ〜４ｍｍ程度を除き、裏面アルミ電極
５として、その内側のほぼ全域にアルミを含んだペース
トをスクリーン印刷などにより印刷する。この工程が裏
面のアルミ電極印刷工程である。

【００３９】次に、取り出しプラス電極領域となるｎ＋
拡散層３ｂの上面へ溝４の一端から約１ｍｍ〜２ｍｍ程
度を除き、アルミを含んだペーストをスクリーン印刷な
どにより印刷する。これがｐ＋拡散源となる受光面側の
アルミペースト層９である。この工程が受光面側のアル
ミペースト印刷工程である。

【００４０】さらに、図６（ｄ）において、次に、シリ
コン基板１の表面（受光面側）に銀を含んだペーストを
同じくスクリーン印刷により印刷する。この銀ペースト
による電極印刷は２つのパターンから構成されており、
その１つは主受光面となるｎ＋拡散層３ａへのマイナス
集電銀電極６のものであり、他の１つはプラス電極とな
る前工程で形成した受光面側のアルミペースト層９のパ
ターンに約１ｍｍ〜３ｍｍ程度の重なりを持たせて銀ベ
ースト１０を印刷する。この工程が受光面側の銀ペース
ト印刷工程である。

【００４１】図６（ｅ）において、次に、印刷したそれ
ぞれのペーストを乾燥して、窒素ガスと酸素ガスとの混
合ガス雰囲気中、７００℃〜８００℃の温度で約１０分
程度焼成することにより、裏面のアルミ電極５の下には
約５μｍ程度の厚さのｐ＋拡散層８が形成される。ま
た、受光面側の集電銀電極６の銀は反射防止膜を貫通し
て、ｎ＋拡散層３ａとオーミック接触する。また、同時
に、受光面側のアルミペースト層９のアルミはｐ＋拡散
源となって、受光面のｎ＋層３（拡散深さ約０．４μｍ
程度）を貫通してｐ＋拡散層１１（約５μｍ程度）を形
成し、ｐ型シリコン基板１とオーミック接触する。この
工程が焼成工程である。

【００４２】図６（ｆ）において、最後に、約１９０℃
の半田槽内に浸漬し、表面側のマイナス集電銀電極６及
びプラス銀電極１０を約２０μｍ厚の半田層（それぞれ
６Ｈ及び１０Ｈ）によって被覆することにより太陽電池
セルが完成する。この工程が半田デップ工程である。

【００４３】図５は上記の図６を用いた説明による本発
明の一実施の形態よりなる太陽電池セルである。図５
（ａ）において、２は太陽電池セルの受光面側に設けら
れた反射防止膜であり、受光面がテクスチャ表面と呼ば
れる微細なピラミッド状の凸凹面を覆っている。６は受
光面の半田コートされた集電電極であり、ほぼ等間隔に
配置された細い枝集電電極６ｂと細い集電電極部６ｂか
らの電気を集める幹集電極部６ａとから構成されてい
る。

【００４４】図５（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ′線にお
れる断面図である。１は太陽電池セルの基板であるｐ型
のシリコン半導体基板であり、一般に不純物濃度は約３
×１０¹⁵〜４×１０¹⁶ｃｍ^-3、結晶面は（１００）が用
いられる。シリコン結晶基板１の受光面側には、ｎ＋拡
散層３、反射防止膜２及び集電極の６ａと６ｂがあり、
さらに溝４で電気的に分離された上面プラス電極１０が
ある。この上面プラス電極１０を拡大して図示したもの
が図５（ｃ）である。また、裏面側にはｐ＋拡散層８、
アルミ電極５がある。

【００４５】次にこのようにして得られた太陽電池セル
の直列接続（モジュール化）について図７乃至図１０を
用いて説明する。

【００４６】図７は図１又は図５に示される方法によっ
て製造された太陽電池セルをプラス電極７又は１０を四
角形の上辺にするように配置したもので、本発明の太陽
電池セルの受光面側の平面図を図７（ａ）に示し、その
太陽電池セルの断面図を図７（ｂ）に示す。複数個の太
陽電池セルの受光面１２がインターコネクタ１３によっ
て、直列接続されている。インターコネクタ１３はコの
字型であり、プラス電極（７又は１０）と半田層を介し
て接続されている１３ａとマイナス電極の幹集電極部６
ａと半田層を介して接続されている１３ｂとから構成さ
れている。図７（ｂ）に示されるように、本発明の構成
を用いることにより、所謂フロント接続が達成されてい
る。なお図７では細い集電電極部６ｂの図示は省略して
ある。また、インターコネクタ１３は約０．１ｍｍ〜
０．３ｍｍ程度の薄い銅箔片に半田コートを施したもの
が用いられる。

【００４７】図８に示される太陽電池セルの受光面側の
集電極６の幹集電極部６ｃを太陽電池セルの一辺と平行
に構成したもので、プラス電極とマイナス電極とは太陽
電池セルの合い対向する辺に配置されている。６ｂは細
い集電電極部である。この太陽電池セルを用いて直列接
続した場合の一例を図９及び図１０に示す。

【００４８】図９において、太陽電池セルは図９（ａ）
に示されるように、プラス電極７とマイナス電極６とは
交互に一直線となるような位置に配置されていてる。図
９（ｂ）は一の字型のインターコネクタ１５によって接
続される。太陽電池セルの右の辺においては、先ずマイ
ナス電極６は半田層６Ｈを介してインターコネクタ１５
と接続されている。次に、太陽電池セルの左の辺におい
ては、プラス電極７が半田層７Ｈを介してインターコネ
クタ１５と接続され、且つこのインターコネクタ１５は
半田層６Ｈを介してマイナス電極６と接続されている。
続いて、太陽電池セルの右の辺においては、マイナス電
極６は半田層６Ｈを介してインターコネクタ１５と接続
され、且つこのインターコネクタ１５は半田層７Ｈを介
してプラス電極７と接続されている。このようにして、
太陽電池セルの直列接続が完成する。１４は複数個の太
陽電池セルの受光面である。

【００４９】図１０においては、太陽電池セルは図１０
（ａ）に示されるように、プラス電極７とマイナス電極
６とを相い面する位置に配置されていてる。図１０
（ｂ）は一の字型の短いインターコネクタ１６によって
接続される。太陽電池セルの横の辺においては、先ずマ
イナス電極６は半田層６Ｈを介してインターコネクタ１
６と接続され、且つこのインターコネクタ１６は半田層
７Ｈを介してプラス電極７と接続されている。この接続
の繰り返しにより、太陽電池セルの直列接続が完成す
る。

【００５０】このように、図７、図９及び図１０に示さ
れるように、本発明の構成の太陽電池セルを用いること
により、所謂フロント接続が達成されている。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明の太陽電池セルの
製造方法によれば、第１導電型半導体基板の一方面に、
第２導電型拡散層を形成する工程と、前記半導体基板の
一方面に、前記第２導電型拡散層より深く形成された複
数の溝を、機械的な切断手段を用いて形成する工程と、
を含み、前記溝の一つによって、前記第２導電型拡散層
が、主拡散層と副拡散層とに電気的に分離されると共
に、前記副拡散層の領域内に形成された他の溝から、第
１導電型半導体基板に直接接触する電極が形成されてな
ることにより、変換効率をあまり損なうことなく直列接
続の容易な太陽電池セルの製造方法を得ることができ
る。

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】以上のように、本発明によれば、太陽電池
セルのマイナス電極とプラス電極とが共に受光面側にあ
るので、インターコネクタで直列接続する際に、図７、
図９及び図１０に示すように、受光面側からの接続の工
程だけで直列接続が可能であるあるため、インターコネ
クタを接続する作業が容易となり、工程の自動化を行う
ことが可能となる。さらに、従来は電極を形成する工程
の回数が裏面の銀電極、アルミ電極、受光面の銀電極の
３回の工程を必要としていたが、本発明によれば裏面の
アルミ電極、受光面の銀電極の２回でよく、工程の簡素
化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態よりなる太陽電池セルを
説明するための図であり、（ａ）は受光面の平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図、（ｃ）は太陽電池セ
ルのプラス電極取り出し部の拡大図である。

【図２】本発明の太陽電池セルの製造工程フロー図であ
る。

【図３】本発明の一実施の形態よりなる太陽電池セルの
製造方法を説明するための工程断面図であり、（ａ）は
太陽電池セルの基板であるｐ型のシリコン半導体基板の
断面図及びテクスチャ表面を示す拡大図であり、テクス
チャーエッチ工程、（ｂ）は拡散源の塗布工程及びｎ型
拡散層の形成工程、（ｃ）は溝の形成の工程、（ｄ）は
裏面側のアルミ電極印刷工程及び受光面側の銀電極印刷
の工程、（ｅ）は焼成工程、（ｆ）は半田デップ工程を
示す図である。

【図４】本発明の一実施の形態よりなる太陽電池セルの
副拡散層領域大きさと変換効率との関係を示す図であ
る。

【図５】本発明の他の一実施の形態よりなる太陽電池セ
ルを説明するための図であり、（ａ）は受光面の平面
図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図、（ｃ）は太陽電
池セルのプラス電極取り出し部の拡大図である。

【図６】本発明の一実施の形態よりなる太陽電池セルの
製造方法を説明するための工程断面図であり、（ａ）は
太陽電池セルの基板であるｐ型のシリコン半導体基板の
断面図及びテクスチャ表面を示す拡大図であり、テクス
チャーエッチ工程、（ｂ）は拡散源の塗布工程及びｎ型
拡散層の形成工程、（ｃ）は溝の形成の工程、（ｄ）は
裏面側のアルミ電極印刷工程、受光面側のアルミペース
ト印刷工程及び受光面側の銀ペースト印刷工程、（ｅ）
は焼成工程、（ｆ）は半田デップ工程を示す図である。

【図７】本発明の一実施の形態よりなる太陽電池セルの
直列接続（モジュール化）を説明するための図であり、
コの字型のインターコネクタを用いた例であり、（ａ）
は接続前の平面図、（ｂ）は接続後の平面図である。

【図８】本発明の他の一実施の形態よりなる太陽電池セ
ルの受光面側の平面図である。

【図９】本発明の他の一実施の形態よりなる太陽電池セ
ルの直列接続（モジュール化）を説明するための図であ
り、一の字型のインターコネクタを用いた例であり、
（ａ）は接続前の平面図、（ｂ）は接続後の平面図であ
る。

【図１０】本発明の他の一実施の形態よりなる太陽電池
セルの直列接続（モジュール化）を説明するための図で
あり、一の字型のインターコネクタを用いた別の例であ
り、（ａ）は接続前の平面図、（ｂ）は接続後の平面図
である。

【図１１】従来の太陽電池セルの製造工程フロー図であ
る。

【図１２】従来の太陽電池セルの製造方法を説明するた
めの工程断面図（ａ）〜（ｅ）である。

【符号の説明】

１太陽電池セルの基板であるｐ型のシリコン半導体基
板２反射防止膜にもなる金属酸化物３ｎ＋拡散層３ａ光電変換に供せられる領域の主拡散層（ｎ＋拡散
層）３ｂ電極取り出しに供せられる領域の副拡散層（ｎ＋
拡散層）４溝５アルミ電極６受光面側のマイナス集電銀電極６Ｈマイナス集電銀電極６の半田層６ａマイナス集電銀電極６の幹集電極部６ｂマイナス集電銀電極６の細い枝集電極部７プラス銀電極７Ｈプラス銀電極７の半田層８裏面のアルミのｐ＋拡散層９ｐ＋拡散源となる受光面側のアルミペースト層１０受光面側の銀ペースト層（プラス電極）１０Ｈプラス銀電極１０の半田層１１受光面のｎ＋層３を貫通拡散するｐ＋拡散層１２太陽電池セルの受光面１３コの字型のインターコネクタ１３ａプラス電極と半田層を介して接続されているイ
ンターコネクタの部分１３ｂマイナス電極と半田層を介して接続されている
インターコネクタの部分１４太陽電池セルの受光面１５インターコネクタ１６インターコネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１導電型半導体基板の一方面に、第２
導電型拡散層を形成する工程と、前記半導体基板の一方面に、前記第２導電型拡散層より
深く形成された複数の溝を、機械的な切断手段を用いて
形成する工程と、を含み、前記溝の一つによって、前記第２導電型拡散層が、主拡
散層と副拡散層とに電気的に分離されると共に、前記副
拡散層の領域内に形成された他の溝から、第１導電型半
導体基板に直接接触する電極が形成されてなることを特
徴とする太陽電池セルの製造方法。