JP5203732B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高アスペクト比の電極が基板上に形成された太陽電池及びその製造方法に関する。

太陽電池は、一般にシリコンなどの半導体基板の受光面に光を受光するためのｐｎ接合が形成され、その上に電力取り出し用の電極が互いに平行になるよう複数形成されている。電極には半導体基板から直接電力を取り出すための櫛歯状のフィンガー電極や該フィンガー電極に接続して電力を取り出すバスバー電極等がある。

太陽電池の製造工程において電極の形成には、製造コスト低減のメリットが大きいスクリーン印刷法を用いるのが一般的である。このスクリーン印刷法での電極形成は、通常、銀粒子（９０ｗｔ％以上）、ガラスフリット、樹脂、溶剤等を配合した導電性ペーストが使用されている。そして、用意した太陽電池用の基板上に電極パターンを有するように導電性ペーストをスクリーン印刷し、乾燥させた後、７００〜９００℃で高温熱処理を施すことにより、電極が焼成される。
特に基板から直接電力を取り出すためのフィンガー電極は、光を遮らないよう基板上での占有面積が小さく、且つ低抵抗率を有することが要求され、そのため、ライン幅が細く厚い、すなわち、アスペクト比が高い電極を形成する必要がある。

しかし、スクリーン印刷法では、フィンガー電極の線幅が６０μｍ、電極の線の高さが２０μｍといった、線幅が広く高さの低い（アスペクト比が低い）電極が形成される。スクリーン印刷法では一般的に、導電性ペースト材料や製版の特性から、電極の線幅に対してその高さは半分が限界とされており、電極の線幅に対する線の高さに限界あるため、より理想的なアスペクト比を実現することは困難である。

そこで特許文献１では、予め金属体である銅ワイヤ（直径５０μｍ）の一部に導電性接着剤を適量付着させ、該導電性接着剤が付着した金属体を基板上の電極形成面に直接接着し、加熱することにより導電性接着剤を固化させて、金属体を基板上に固定してフィンガー電極を形成する方法が提案されている。これにより、当時のスクリーン印刷による技術で得られる電極の線幅よりも大幅に電極の幅を狭くでき、基板上での電極の占有面積を低減できることが記載されている。

また、特許文献２では、金属細線の基板に対する接着強度を向上させて光電変換効率を向上させる高アスペクト比の電極を有する太陽電池を提供するため、細線の周囲を導電性材料で被覆して基板上に該細線を配置し、配置した細線を焼成することにより電極を形成する方法が記載されている。

しかし、特許文献１や特許文献２のように、電極として金属細線を使用しても、電極構造によっては高い特性を得るのに不十分であった。

特開平３−６８６７号公報 特開２００４−１３４６５６号公報

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、より簡単な方法で、高いアスペクト比を有する電極を形成し、変換効率が高く低コストな太陽電池を提供し、さらにこのような太陽電池を製造する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、少なくとも、基板上に複層構造の電極が形成された太陽電池であって、前記電極の第２層目が、銅の細線であることを特徴とする太陽電池を提供する。

また本発明は、少なくとも、基板上に複層構造の電極を形成する工程を有する太陽電池の製造方法であって、
前記電極形成工程において、第２層目の電極として銅の細線を使用することを特徴とする太陽電池の製造方法を提供する。

このように太陽電池において、基板上に形成される電極が複層構造の電極であることにより、１層の電極より電極の高さを確実に高いものとすることができる。さらに、第２層目の電極が銅の細線で形成されていることにより、第２層目の電極をスクリーン印刷で形成する場合よりも確実に第１層目の電極上からはみ出る恐れが少なく第２層目の電極を重ねることができる。そのため、アスペクト比がより高く、基板上での配線の占有面積が少ない電極となり、太陽電池の発電効率を向上させることができる。

また、スクリーン印刷法のみで形成された複層構造の電極であると、スクリーン印刷を複数回繰り返すこととなるが、第２層目の電極を金属細線とすることにより、電極の形成工程を簡略化でき、印刷版の消耗劣化を遅延させることができる。
さらに、第２層目の電極がＡｇ含有の導電性ペーストからなるものよりも、第２層目の電極が銅の細線であったほうが、材料費及び製造コストを大幅に低減することができる。

この場合、前記銅の細線は、該銅の細線の表面にはんだ性材料がメッキされたものであることが好ましく、前記銅の細線として該銅の細線の表面にはんだ性材料がメッキされたものを使用することが好ましい。
このように、第２層目の電極である銅の細線が、その表面にはんだ性材料をメッキしたものであることにより、第１層目の電極に第２層目の電極をつける際のはんだ付けの手間を簡略化することができる。

さらに、前記銅の細線の断面の形状は、円形又は正方形とすることができる、また、前記銅の細線として該銅の細線の断面の形状が円形又は正方形であるものを使用することができる。
このように、第２層目の電極である銅の細線の断面の形状が、円形又は正方形であることにより、第１層目の電極上に第２層目の電極である銅の細線を配置する際、銅の細線の配置面を気にせずに第１層目の電極上に配置できるため、電極の形成工程をより簡略化することができる。

また本発明では、前記電極形成工程において、基板上に第１層目の電極となる電極用ペーストをスクリーン印刷により所望パターンで塗布して第１層目の電極を焼成し、該第１層目の電極上に第２層目の電極となる前記銅の細線を配置して、該銅の細線上から２００℃〜３００℃のアイロンを押し当てて前記第１層目の電極とはんだ付けし、前記複層構造の電極を形成することができる。

このように、太陽電池の製造方法の電極形成工程において、まず第１層目の電極をスクリーン印刷により形成することで、下地である基板との密着性が良好となり、オーミック電極を形成することができる。続いて第２層目の電極をスクリーン印刷で形成せず、銅の細線を使用して第１層目の電極に重なるように配置し、該銅の細線上から２００℃〜３００℃のアイロンを押し当てて第１層目の電極とはんだ付けにより接着することで、第１層目の電極を形成するときにスクリーン印刷版の目詰まりによる配線のカスレがあっても、銅の細線により確実に断線のない電極とすることができる。さらに、電極の第１層目と第２層目の両方をスクリーン印刷で形成するより、工程が簡便である。

本発明に従う太陽電池及び太陽電池の製造方法であれば、アスペクト比の向上を狙って複層構造の電極を形成しても、第１層目の線幅から拡大することなく第２層目の電極が形成される。また、電極の形成工程を簡略化でき、コスト削減となる上、アスペクト比が高く、基板上での配線の占有面積が少ない電極とすることができる。これにより、太陽電池の発電効率をさらに向上させることができる。

また、スクリーン印刷により銀含有の電極用ペーストを使用した２層構造の電極では、アスペクト比が小さく、平均して幅が１５０μｍで高さが５０μｍ以下の電極しか得ることができなかったが、本発明による太陽電池の製造方法であれば、第１層目の電極は幅が５０μｍで高さは１０μｍ以下で十分であるので、スクリーン印刷により第１層目の電極を形成しても印刷工程に無理がない。その上、第２層目の電極として銅の細線を使用することにより容易に５０μｍ以上の高さのフィンガー電極を得ることができる。

その上、本発明の方法であれば、２層とも銀ペーストを焼成して形成した電極を有する太陽電池と比較して基板上のシャドーロスを約１／３にすることができる。すなわち本発明の方法で複層構造の電極を有する太陽電池を製造すれば、電極幅を１５０μｍから５０μｍにできるため、電極幅を１００μｍ程度狭くすることができる。従って例えば１５６ｍｍ角の正方形の基板に８０本の電極を形成した場合は、８０（本）×１００（μｍ）＝８（ｍｍ）の幅が太陽電池基板上の有効面積として広がり、例えば幅が１５０μｍで高さが５０μｍの電極を有する太陽電池１枚の発電効率が約１８％の場合、本発明の太陽電池は、８（ｍｍ）／１５６（ｍｍ）×１８（％）＝０．９２（％）も発電効率を向上させることができる。これは非常に大きな効果である。

さらに、本発明の太陽電池は、電極の比抵抗をさらに低くできる。
銀ペーストは、ミクロンオーダーの独立した銀粒子やそれより大きいフレーク状銀とガラスフリットが溶剤の中にあり、焼成時にそれらの銀粒子が融合してはじめて電気の導体となる。それ故、ムクの銀線に較べて比抵抗が１．５倍程度高くなる。銀の比抵抗が１．６２μΩ・ｃｍに対して銅は１．７２μΩ・ｃｍと６％程度高いが、ムクの銅線にすることの体積効果は大きい。

前述したように、太陽電池の受光面電極材料には、一般に銀粒子、ガラスフリット、樹脂、溶剤等を配合した電極用ペーストが用いられ、スクリーン印刷法により形成したものを高温焼成し、電極とする。スクリーン印刷法での電極形成は、通常１層で行われ、線幅が広く薄い（アスペクト比が低い、例幅６０μｍ高さ２０μｍ）電極が形成されている。

また、スクリーン印刷による電極の形成の他に、金属細線を使用した方法もある。
しかし、金属細線をはんだ等により基板に直接接着すると、基板との密着性があまりよくなく、オーム接点が取りづらいという問題があった。

そこで本発明者は、下地の基板との密着性が良好であり、高アスペクト比が狙える電極を形成するには、スクリーン印刷法を同じスクリーン印刷版を使用して複数回繰り返すことにより、複層構造の電極を形成すればよいことに想到し、複層構造の電極の形成を行った。

しかし、実際スクリーン印刷のみで複層構造を有する電極を製造したところ、Ａｇを含有する電極用ペーストの管理（保管の温度、湿度、溶剤の蒸発、焼成の温度と時間など）や印刷条件（スクレバーの圧力や速度による版の変形や消耗）により、線の太さが一定にならず、カスレなどが発生して、特性の安定が得られ難く、その上、第２層目の電極の電極用ペーストを焼成された第１層目の電極上に完全に重ねることは非常に難しかった。さらに、第１層目の電極上に第２層目のペーストが重なっても、第２層目の電極の焼成までの間に、第２層目のペーストが第１層目の電極上を流動し、所望の電極パターンからはみ出してしまうという問題があった。

このような問題を解決すべく、本発明者が更なる鋭意研究を重ねた結果、より簡単な方法で、高いアスペクト比を有する電極を形成し、変換効率が高くて製造コストの低減を実現できる太陽電池を製造するには、第２層目の電極をＡｇ含有の電極用ペーストを使用してスクリーン印刷法により形成するのではなく、銅の細線を使用して複層構造の電極とすればよいことに想到し、本発明を完成させた。

以下、本発明の実施の形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、本発明の太陽電池について図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る太陽電池の電極の複層構造を説明するための図であり、図２は、本発明に係る太陽電池の全体の概略図である。

本発明の太陽電池２０は、ガリウムドープｐ型単結晶シリコン基板Ｗ上に、複層構造のフィンガー電極１０が形成されたものでる。このフィンガー電極１０は、図１のように、第１層目フィンガー電極１が、Ａｇ含有の電極用ペーストでスクリーン印刷法により形成されたものであり、第２層目のフィンガー電極２が、銅の細線を使用したものである。
この第１層目の電極１と第２層目の電極２は、はんだ２ａにより接着されている。

また、基板Ｗは、高濃度拡散層１２ｂ及び低濃度拡散層１２ａからなる二段エミッタが形成されており、エミッタ層上には表面保護膜である窒化膜１１が堆積さている。この膜厚は、反射防止膜も兼ねさせるため７０ｎｍから１００ｎｍが適している。他の反射防止膜として酸化膜、二酸化チタン膜、酸化亜鉛膜、酸化スズ膜等があり、代替が可能である。基板Ｗの裏面には、裏面電極１３がある。

このように太陽電池において、基板上に形成された電極が複層構造の電極であることにより、１層構造の電極より電極の高さを確実に高い。さらに、第２層目の電極が銅の細線で形成されたものであることにより、第２層目の電極がスクリーン印刷で形成されたものよりアスペクト比が高く、基板上での配線の占有面積が少ない電極であるため、このような複層構造の電極を有する太陽電池は従来より発電効率が向上されたものとなる。
また、第２層目の電極がＡｇ含有の電極用ペーストから形成されたものより、第２層目の電極が銅の細線であれば、材料費及び製造コストが大幅に低減されたものとなる。

フィンガー電極１０の第２層目の電極として使用されている銅の細線２は、その細線の表面にはんだ性材料２ａがメッキされたものであることが好ましい。このように、銅の細線２の表面に予めはんだ性材料２ａがメッキされたものであることにより、第１層目の電極１に接着する際にはんだ付けの工程を簡略化できるので、製造コストが低減された太陽電池となる。

さらに、銅の細線２の断面の形状は、円形又は正方形とすることができる。
本発明では、銅の細線の断面形状は特に限定されないが、円形又は正方形であることにより、第１層目の電極上に安定して接着されたものとなる。

次に、上記に説明した本発明の太陽電池を製造する方法について以下説明する。
図３及び図４は本発明に係る複層構造の電極を有する太陽電池の製造方法を説明する図である。

まず、ガリウムドープｐ型単結晶シリコン基板Ｗを用意する。このシリコン単結晶基板はチョクラルスキー（ＣＺ）法およびフロートゾーン（ＦＺ）法のいずれの方法によって作製されていても構わない。基板の比抵抗は例えば０．１〜２０Ω・ｃｍが好ましく、特に０．５〜２．０Ω・ｃｍであることが高い性能の太陽電池を作る上で好適である。

次に、用意した基板１を水酸化ナトリウム水溶液に浸し、ダメージ層をエッチングで取り除く。この基板のダメージ除去は、水酸化カリウム等強アルカリ水溶液を用いても構わない。また、フッ硝酸等の酸水溶液でも同様の目的を達成することが可能である。

ダメージエッチングを行った基板Ｗにランダムテクスチャを形成する。
太陽電池は通常、表面に凹凸形状を形成するのが好ましい。その理由は，可視光域の反射率を低減させるために、できる限り２回以上の反射を受光面で行わせる必要があるためである。これら一つ一つの山のサイズは１〜２０μｍ程度でよい。代表的な表面凹凸構造としてはＶ溝，Ｕ溝が挙げられる。これらは，研削機を利用して，形成可能である。また、ランダムな凹凸構造を作るには、水酸化ナトリウムにイソプロピルアルコールを加えた水溶液に浸してウェットエッチングしたり、他には、酸エッチングやリアクティブ・イオン・エッチング等を用いることが可能である。なお、図では両面に形成したテクスチャ構造は微細なため省略している。

次に、高濃度拡散層１２ｂ及び低濃度拡散層１２ａからなる二段エミッタを形成する。高濃度拡散層は拡散用リンペーストを用いて、スクリーン印刷機によって印刷して、ベークする。低濃度拡散層は、五酸化二リンおよび珪素アルコキシドを含有したスピン塗布用の拡散剤をスピン塗布して、拡散熱処理を施すことによって形成することができる。このような製造方法によれば、オーミックコンタクトを得ながら、電極以外の受光面の表面再結合及びエミッタ内の再結合を抑制することにより、光電変換効率を向上させることができる。

次に、プラズマエッチャーを用い、接合分離を行う。このプロセスではプラズマやラジカルが受光面や裏面に侵入しないよう、サンプルをスタックし、その状態で、端面を数ミクロン削る。

引き続き、表面に形成されたリンガラスをフッ酸でエッチングした後、ダイレクトプラズマＣＶＤ装置を用い、エミッタ層上に表面保護膜である窒化膜１１を堆積する。この膜厚は、反射防止膜も兼ねさせるため７０ｎｍから１００ｎｍが適している。他の反射防止膜として酸化膜、二酸化チタン膜、酸化亜鉛膜、酸化スズ膜等があり、代替が可能である。また、形成法も上記以外にリモートプラズマＣＶＤ法、コーティング法、真空蒸着法等があるが、経済的な観点から、上記、窒化膜をプラズマＣＶＤ法によって形成するのが好適である。

さらに、上記反射防止膜上にトータルの反射率が最も小さくなるような条件、例えば二フッ化マグネシウム膜といった屈折率が１から２の間の膜を形成すれば，反射率がさらに低減し、生成電流密度は高くなる。

次に、スクリーン印刷装置を用い、裏面に例えばアルミニウムからなるペーストを塗布し、乾燥させる。この裏面のアルミニウムペーストの塗布は、スクリーン印刷法に限られず他の方法で塗布されてもよい。

続いて、表面側のフィンガー電極１０の第１層目１の電極用ペーストを基板Ｗに印刷し（図４の上図参照）、乾燥させる。
この第１層目１の印刷は、所望の櫛形の電極パターンの開口部を有する印刷版を有するスクリーン印刷装置にＡｇ含有の電極用ペーストを用いることで為される。このとき、第２層目に銅の細線を載せることを見越して、図５のように印刷された第１層目の電極用ペーストの中央に谷ができるようにしてもよい。このように第１層目の電極１に谷を形成しておくことで、断面形状が円形の銅の細線を使用した場合は、第１層目１との接着性をより良好なものとすることができ、複層構造の接合部分の剥離を抑制できる。
フィンガー電極の第１層目の形成に使用される電極用ペーストは、フィンガー電極を１層で形成する場合と同じように、管理することができる。

次に、裏面電極１３とフィンガー電極の第１層目１を同時に所定の熱プロファイルで焼成する。
続いて焼成された第１層目の電極１の上に第２層目の電極となる銅の細線２を配置する（図４の下図参照）。配置する位置は、図４の下図のように、複数本の銅の細線２を第１層目の電極１に重なるように、銅の細線２の一方の先端を位置Ａに合わせる。そして第１層目の電極１と第２層目の電極２の接着は、銅の細線２上から２００℃〜３００℃のアイロンを押し当ててはんだ付けする。

はんだは、銅の細線２の配置の際、第１層目の電極１と銅の細線２の間にはんだ線をかませてもよいが、より正確に第１層目の電極１上に第２層目の電極２を接着させるには、銅の細線２の表面にはんだ性材料２ａがメッキされたものを使用することが好ましい。これによりはんだ付けの手間を簡略化することができる。はんだ性材料２ａとしては、例えば、スズ（Ｓｎ）や銀（Ａｇ）等が挙げられる。

銅の細線２は、電極用ペーストと同じ抵抗値を持つ断面積のもので、特にその断面形状としては円形又は正方形であるものを使用することができる。これにより第１層目の電極１上に銅の細線２を配置する際、銅の細線の配置面を気にせずに第１層目の電極上に配置できるため、電極の形成工程をより簡略化することができる。

次に、第１層目１にはんだ付けされた複数本の銅の細線２を図４の下図のように位置Ｂで切断する。これにより図２のような太陽電池２０を製造することができる。

このように、表面のフィンガー電極の第１層目１を電極用ペーストを使用したスクリーン印刷により形成することで、下地である基板Ｗとの密着性が良好となり、オーミック電極を形成することができる。特に、基板Ｗにランダムテクスチャが形成されている場合には、直接金属細線をはんだ付けするより電極用ペーストで第１層目を形成した方が基板Ｗとより密着する。

また、表面のフィンガー電極の第２層目２を、第１層目と同じようにスクリーン印刷で形成するのではなく、銅の細線２を使用して形成することで、第１層目の電極１にスクリーン印刷版のメッシュの目詰まりによる配線のカスレがあっても、第２層目の銅の細線により確実に断線のない電極とすることができる。

さらに、電極の第１層目と第２層目の両方をＡｇ含有の電極用ペーストを使用したスクリーン印刷で形成するより、本発明であれば工程が簡便であり製造コストを約１０分の１に低減することができる。また２層構造のフィンガー電極において２層ともＡｇ含有の電極用ペーストを使用するより、２層目ははんだ性材料でメッキした銅の細線を使用したほうが材料費を約１０分の１に低減できる。

また、２層目を銅の細線とすることにより、第１層目の電極上に重ねるとこが簡単であり、さらに、第２層目の電極が所望のフィンガー電極パターンからはみ出る恐れも少ない。それ故、上記に説明した本発明の太陽電池製造方法は、フィンガー電極を複層構造としてその第２層目に銅の細線を使用することで、簡単な方法で高いアスペクト比を有する電極を形成することができ、且つ低コストで変換効率の高い太陽電池を提供することができる。

さらに、銀含有の電極用ペーストで形成した２層構造の電極では、アスペクト比が小さく、平均して幅が１５０μｍで高さが５０μｍ以下の電極しか得ることができなかったが、本発明による太陽電池の製造方法であれば、第１層目の電極は幅が５０μｍで高さは１０μｍ以下で十分であるので、スクリーン印刷により第１層目の電極を形成しても印刷工程に無理がない。その上、第２層目の電極として銅の細線を使用することにより容易に５０μｍ以上の高さを有する電極を得ることができる。

その上、本発明の方法であれば、２層とも銀ペーストで形成された電極を有する太陽電池と比較して、基板上のシャドーロスを約１／３にすることができる。すなわち本発明の方法で複層構造の電極を有する太陽電池を製造すれば、電極幅を１５０μｍから５０μｍにできるため、電極幅を１００μｍ程度狭くすることができる。従って例えば１５６ｍｍ角の正方形の基板に８０本の電極を形成した場合は、８０（本）×１００（μｍ）＝８（ｍｍ）の幅が太陽電池基板上の有効面積として広がり、例えば幅が１５０μｍで高さが５０μｍの電極を有する太陽電池１枚の発電効率が約１８％の場合、本発明の太陽電池は、８（ｍｍ）／１５６（ｍｍ）×１８（％）＝０．９２（％）も発電効率を向上させることができる。これは非常に大きな効果である。

また本発明の太陽電池は、電極の比抵抗をさらに低くできる。
銀ペーストは、ミクロンオーダーの独立した銀粒子やそれより大きいフレーク状銀とガラスフリットが溶剤の中にあり、焼成時にそれらの銀粒子が融合してはじめて電気の導体となる。それ故、ムクの銀線に較べて比抵抗が１．５倍程度高くなる。銀の比抵抗が１．６２μΩ・ｃｍに対して銅は１．７２μΩ・ｃｍと６％程度高いが、ムクの銅線にすることの体積効果は大きい。

尚、上記のように製造された太陽電池のフィンガー電極にさらにこのフィンガー電極に接続して電力を取り出すバスバー電極（不図示）を形成することができる。そして、バスバー電極の形成された太陽電池をモジュール化するためにさらにインターコネクター（不図示）を複数の太陽電池のバスバー電極上にはんだ付けすることもできる。

また、本発明の実施形態として、基板の受光面側（表面）に複層構造のフィンガー電極を形成する方法を説明したが、裏面の電極に本発明の複層構造電極の形成の方法を適用することも可能である。

以下に本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
＜太陽電池用基板の作製＞
図３に示したような方法で、太陽電池を作製する。まず、一辺が約１５６ｍｍの角ウェーハで、厚さ３００μｍ、比抵抗０．５Ω・ｃｍ、方位｛１００｝のＣＺ法で育成されたホウ素ドープｐ型アズカットシリコン単結晶基板を用意し、濃水酸化カリウム水溶液によるエッチングを行ってダメージ層を除去した。その後、水酸化カリウム／２−プロパノール混合溶液中に浸漬して、シリコン単結晶基板の表面にテクスチャ形成を行い、その後塩酸／過酸化水素混合溶液を用いて洗浄した。

次に、このｐ型シリコン単結晶基板をオキシ塩化リン雰囲気中、８５０℃の条件で熱処理し、厚さ０．４μｍのエミッタ層を形成した。エミッタ層形成後、フッ酸水溶液中に浸漬し拡散で形成されたリンガラスを除去した。

その後、反射防止膜として、リモートプラズマＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜を形成した。

＜電極の形成＞
このようにして得られた太陽電池用基板Ｗに電極を形成する。まず、基板Ｗの受光面とは反対側の面（裏面）全体に、スクリーン印刷法を用いてアルミニウムペーストを塗布して乾燥させた。
次に、図４の上図のような直線状の電極パターンで電極用ペーストをスクリーン印刷により塗布し、乾燥させた。第１層目の電極用ペーストは、銀粒子、ガラスフリット、樹脂、溶剤を配合したものを使用した。
その後所望の熱プロファイルにより基板Ｗに熱処理を施した。これにより、厚さ２０μｍのアルミニウム製の裏面電極が焼成され、それと同時に線幅が約５０μｍ、各線の間隔が約２．５ｍｍのパターンで約１５μｍの高さを有するフィンガー電極の第１層目が焼成された。

次に、第２層目の電極となる銅の細線２を約８０〜１００本用意した。
この銅の細線２は、細線自体にはんだ性を持たせるため、その表面にスズ（Ｓｎ）の薄膜が被膜してあるもので、この銅の細線の断面形状は円形であり、その直径は約５０μｍ程度である。

そして、スクリーン印刷法により焼成された第１層目の電極１上に銅の細線を重ねて配置し、該銅の細線上から約２５０℃のアイロンを押し当てて第１層目の電極とはんだ付けし、第２層目の電極が固定された。続いて、銅の細線２を位置Ｂで切断し、太陽電池が製造された。

＜製造された太陽電池の特性＞
このように製造された太陽電池の変換効率等を測定した。その測定結果を下記の表１に示す。表１の通り、実施例によって製造された２層構造のフィンガー電極のアスペクト比（高さ／幅）は６５／５０となった。すなわち、幅が５０μｍのフィンガー電極の第１層目上に直径約５０μｍの銅線をはんだ付けすれば、第２層目のフィンガー電極は第１層目の電極からはみ出ることがなく、２層構造のフィンガー電極は第１層目でスクリーン印刷により焼成した幅を保つことができる。そのため、単位面積あたりのフィンガー電極の占有面積は約２％とすることができ、その変換効率は、約１７．２％であった。従って電極によるシャドーロスを低減できることが分かる。

（比較例）
＜太陽電池用基板の作製＞
シリコン単結晶基板の用意から、窒化シリコン膜の形成までは、実施例と同様の方法で基板Ｗを作製した。

＜電極の形成＞
このようにして得られた太陽電池用基板Ｗに電極を形成する。まず、基板Ｗの受光面とは反対側の面（裏面）全体に、スクリーン印刷法を用いてアルミニウムペーストを塗布して乾燥させた。
次に、実施例と同様の電極パターンで電極用ペーストをスクリーン印刷により塗布し、乾燥させた。第１層目の電極用ペーストは、銀粒子、ガラスフリット、樹脂、溶剤を配合したものを使用した。
その後所望の熱プロファイルにより基板Ｗに熱処理を施した。これにより、厚さ２０μｍのアルミニウム製の裏面電極が焼成され、それと同時に線幅が約５０μｍ、各線の間隔が約１．８±０．２ｍｍのパターンで約２０μｍの高さを有するフィンガー電極の第１層目が焼成された。

次に、第１層目の電極上に第２層目の電極をスクリーン印刷により形成した。
このとき使用した第２層目の電極用ペーストは、第１層目の電極用ペーストと同じもの使用した。
この後、基板Ｗを乾燥させ、所望の熱プロファイルにより基板Ｗに熱処理を施した。これにより、フィンガー電極の第２層目が焼成された。

＜製造された太陽電池の特性＞
このように製造された太陽電池の変換効率等を測定した。その測定結果を下記の表１に示す。表１の通り、比較例によって製造された２層構造のフィンガー電極の変換効率は、約１６．５％であった。また、アスペクト比（高さ／幅）は５０／１５０となった。すなわち、２層とも電極用ペーストで形成すると、第１層目のフィンガー電極を幅５０μｍで形成することができるが、第２層目の電極用ペーストを印刷する際、印刷のズレや、ペーストの流動により第１層目の電極からペーストがだいぶはみ出してしまうことが分かる。さらに、単位面積あたりのフィンガー電極の占有面積は約６％であった。

実施例、比較例の結果より、本発明のように、第１層目の電極上に第２層目の電極として銅の細線を使用することで、複層構造の電極を所望パターンからはみ出すことなく形成することができるため、高いアスペクト比、低抵抗率の電極をより簡単な方法で得られ、変換効率の高い太陽電池を製造できることが分かる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、如何なるものであっても本発明の技術範囲に包含される。

本発明に係る太陽電池の電極部分の拡大図である。 本発明に係る太陽電池の実施形態を説明する図である。 本発明に係る太陽電池を形成する方法を説明する図である。 本発明に係る太陽電池の複層構造の電極を形成する方法を説明する図である。 本発明に係る太陽電池の電極部分の拡大図である。

符号の説明

１…第１層目のフィンガー電極、 ２…第２層目のフィンガー電極、
２ａ…はんだ性材料、 １０…複層構造のフィンガー電極、
１１…パッシベーション膜兼反射防止膜、
１２ａ…低濃度拡散層、 １２ｂ…高濃度拡散層、 １３…裏面電極、
２０…太陽電池、 Ａ、Ｂ…位置、 Ｗ…（太陽電池用の）基板。

Claims (1)

1. 少なくとも、基板上に複層構造のフィンガー電極を形成する工程を有する太陽電池の製造方法であって、
   前記フィンガー電極形成工程において、第２層目のフィンガー電極として銅の細線を使用し、
   前記銅の細線として該銅の細線の表面にはんだ性材料がメッキされたものを使用し、
   前記銅の細線として該銅の細線の断面の形状が円形又は正方形であるものを使用し、
   前記フィンガー電極形成工程において、基板上に第１層目のフィンガー電極となるフィンガー電極用ペーストをスクリーン印刷により所望パターンで塗布して第１層目のフィンガー電極を焼成し、該第１層目のフィンガー電極上に第２層目のフィンガー電極となる前記銅の細線を配置して、該銅の細線上から２００℃〜３００℃のアイロンを押し当てて前記第１層目のフィンガー電極とはんだ付けし、前記複層構造のフィンガー電極を形成し、
   前記第１層目のフィンガー電極用ペーストを印刷する際、前記第１層目のフィンガー電極用ペーストの中央に谷ができるようにすることを特徴とする太陽電池の製造方法。
   
   

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