JP7288968B2 - 太陽電池の製造方法および太陽電池 - Google Patents
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Description
本発明は、裏面電極型（バックコンタクト型）の太陽電池の製造方法、および裏面電極型の太陽電池に関する。
半導体基板を用いた太陽電池として、受光面側および裏面側の両面に電極が形成された両面電極型の太陽電池と、裏面側のみに電極が形成された裏面電極型の太陽電池とがある。両面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極により太陽光が遮蔽されてしまう。一方、裏面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、両面電極型の太陽電池と比較して太陽光の受光率が高い。特許文献１には、裏面電極型の太陽電池が開示されている。
特許文献１に記載の太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の裏面側に順に積層された第１導電型半導体層および第１電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層された第２導電型半導体層および第２電極層とを備える。第１電極層と第２電極層とは、短絡を防止するために互いに分離される。
一般に、第１電極層および第２電極層の各々は、透明電極層と金属電極層とを含む。金属電極層は、例えば銀ペーストを用いたスクリーン印刷法により、比較的に容易に分離して形成できる。一方、透明電極層は、マスクを用いた例えばフォトリソグラフィ法により分離して形成する必要があり、その形成工程が比較的に複雑であった。
本発明は、透明電極層の形成の簡略化が可能な太陽電池の製造方法および太陽電池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、半導体基板の一方主面側に配置された第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と、第１導電型半導体層に対応する第１透明電極層および第１金属電極層と、第２導電型半導体層に対応する第２透明電極層および第２金属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、半導体基板の一方主面側の一部に第１導電型半導体層を形成し、半導体基板の一方主面側の他の一部に第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、第１導電型半導体層および第２導電型半導体層の上にこれらに跨って透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、透明導電膜を介して第１導電型半導体層の上に、第１金属電極層として下層金属電極層および上層金属電極層を順に形成し、透明導電膜を介して第２導電型半導体層の上に、第２金属電極層として下層金属電極層および上層金属電極層を順に形成する金属電極層形成工程と、透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、をこの順で含み、金属電極層形成工程では、粒子状の金属材料、樹脂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、第１金属電極層および第２金属電極層を形成し、第１金属電極層の周縁および第２金属電極層の周縁に樹脂材料が偏在してなる樹脂膜を形成し、第１金属電極層および第２金属電極層において、上層金属電極層の印刷材料全体に対する上層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合は、下層金属電極層の印刷材料全体に対する下層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、透明電極層形成工程では、第１金属電極層およびその周縁の樹脂膜、および、第２金属電極層およびその周縁の樹脂膜をマスクとして用いて、透明導電膜をパターニングする。
本発明に係る別の太陽電池の製造方法は、半導体基板と、半導体基板の一方主面側に配置された第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と、第１導電型半導体層に対応する第１透明電極層および第１金属電極層と、第２導電型半導体層に対応する第２透明電極層および第２金属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、半導体基板の一方主面側の一部に第１導電型半導体層を形成し、半導体基板の一方主面側の他の一部に第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、第１導電型半導体層および第２導電型半導体層の上にこれらに跨って透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、透明導電膜を介して第１導電型半導体層の上に、第１金属電極層として第１下層金属電極層および第１上層金属電極層を順に形成し、透明導電膜を介して第２導電型半導体層の上に、第２金属電極層として第２下層金属電極層および第２上層金属電極層を順に形成する金属電極層形成工程と、透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、をこの順で含み、金属電極層形成工程では、粒子状の金属材料、樹脂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、第１金属電極層および第２金属電極層を形成し、第１金属電極層と第２金属電極層との間に樹脂材料が染み出してなる樹脂膜を形成し、第１金属電極層において、第１上層金属電極層の印刷材料全体に対する第１上層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合は、第１下層金属電極層の印刷材料全体に対する第１下層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、第２金属電極層において、第２上層金属電極層の印刷材料全体に対する第２上層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合は、第２下層金属電極層の印刷材料全体に対する第２下層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、透明電極層形成工程では、第１金属電極層、第２金属電極層、および樹脂膜をマスクとして用いて、透明導電膜をパターニングする。
本発明に係る太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の一方主面側に配置された第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と、第１導電型半導体層に対応する第１透明電極層および第１金属電極層と、第２導電型半導体層に対応する第２透明電極層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、第１透明電極層および第１金属電極層は帯状をなし、第１透明電極層の帯幅は第１金属電極層の帯幅よりも狭く、第２透明電極層および第２金属電極層は帯状をなし、第２透明電極層の帯幅は第２金属電極層の帯幅よりも狭く、第１金属電極層の周縁および第２金属電極層の周縁には、第１金属電極層および第２金属電極層の印刷材料における樹脂材料が偏在してなる樹脂膜が形成されており、第１金属電極層および第２金属電極層の各々は、下層金属電極層と上層金属電極層との２層構造であり、上層金属電極層全体に対する上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、下層金属電極層全体に対する下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少ない。
本発明に係る別の太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の一方主面側に配置された第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と、第１導電型半導体層に対応する第１透明電極層および第１金属電極層と、第２導電型半導体層に対応する第２透明電極層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、第１透明電極層および第１金属電極層は帯状をなし、第１透明電極層の帯幅は第１金属電極層の帯幅よりも狭く、第２透明電極層および第２金属電極層は帯状をなし、第２透明電極層の帯幅は第２金属電極層の帯幅よりも狭く、第１金属電極層と第２金属電極層との間には、第１金属電極層および第２金属電極層の印刷材料に含有する樹脂材料を含む樹脂膜が形成されており、第１金属電極層は、第１下層金属電極層と第１上層金属電極層との２層構造であり、第２金属電極層は、第１下層金属電極層と第１上層金属電極層との２層構造であり、第１上層金属電極層の全材料に対する第１上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、第１下層金属電極層の全材料に対する第１下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少なく、第２上層金属電極層の全材料に対する第２上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、第２下層金属電極層の全材料に対する第２下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少ない。
本発明によれば、太陽電池の透明電極層の形成の簡略化が可能となる。
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。
（太陽電池モジュール）
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。太陽電池モジュール１００は、二次元状に配列された複数の太陽電池セル１を備える。
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。太陽電池モジュール１００は、二次元状に配列された複数の太陽電池セル１を備える。
太陽電池セル１は、配線部材２によって直列および／または並列に接続される。具体的には、配線部材２は、太陽電池セル１の電極層におけるバスバー部（後述）に接続される。配線部材２は、例えば、タブ等の公知のインターコネクタである。
太陽電池セル１および配線部材２は、受光面保護部材３と裏面保護部材４とによって挟み込まれている。受光面保護部材３と裏面保護部材４との間には、液体状または固体状の封止材５が充填されており、これにより、太陽電池セル１および配線部材２は封止される。受光面保護部材３は、例えばガラス基板であり、裏面保護部材４はガラス基板または金属板である。封止材５は、例えば透明樹脂である。
以下、太陽電池セル（以下、太陽電池という。）１について詳細に説明する。
以下、太陽電池セル（以下、太陽電池という。）１について詳細に説明する。
（第１実施形態）
（太陽電池）
図２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２に示す太陽電池１は、裏面電極型の太陽電池である。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導電型領域７と第２導電型領域８とを有する。
（太陽電池）
図２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２に示す太陽電池１は、裏面電極型の太陽電池である。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導電型領域７と第２導電型領域８とを有する。
第１導電型領域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方向に交差する第２方向（Ｙ方向）に延在する。
同様に、第２導電型領域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２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に設けられている。
なお、第１導電型領域７および第２導電型領域８は、ストライプ状に形成されてもよい。
なお、第１導電型領域７および第２導電型領域８は、ストライプ状に形成されてもよい。
図３Ａは、第１実施形態に係る太陽電池の断面図であって、図２のIII-III線断面図である。図３Ａに示すように、第１実施形態の太陽電池１は、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の主面である受光面側に積層されたパッシベーション層１３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主面（一方主面）である裏面側の一部（主に、第１導電型領域７）に順に積層されたパッシベーション層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導電型領域８）に順に積層されたパッシベーション層３３、第２導電型半導体層３５、および第２電極層３７を備える。
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。
パッシベーション層１３は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。パッシベーション層２３は、半導体基板１１の裏面側の第１導電型領域７に形成されている。パッシベーション層３３は、半導体基板１１の裏面側の第２導電型領域８に形成されている。パッシベーション層１３，２３，３３は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコン材料で形成される。パッシベーション層１３，２３，３３は、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。
半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３上には、例えばＳｉＯ、ＳｉＮ、またはＳｉＯＮ等の材料で形成される反射防止層が設けられていてもよい。
第１導電型半導体層２５は、パッシベーション層２３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第１導電型領域７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、パッシベーション層３３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第２導電型領域８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。
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１導電型半導体層２５およびパッシベーション層２３と、第２導電型半導体層３５およびパッシベーション層３３とは、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。第２導電型半導体層３５およびパッシベーション層３３の一部は、隣接する第１導電型半導体層２５およびパッシベーション層２３の一部の上に重なっていてもよい（図示省略）。
第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５に対応して、具体的には半導体基板１１の裏面側の第１導電型領域７における第１導電型半導体層２５の上に形成されている。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５に対応して、具体的には半導体基板１１の裏面側の第２導電型領域８における第２導電型半導体層３５の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第１透明電極層２８と第１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第２透明電極層３８と第２金属電極層３９とを有する。
第１金属電極層２９は、下層金属電極層２９ｌと上層金属電極層２９ｕとの２層構造であり、第２金属電極層３９は、下層金属電極層３９ｌと上層金属電極層３９ｕとの２層構造である。
第１透明電極層２８および第２透明電極層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）等が挙げられる。
第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、すなわち下層金属電極層２９ｌ，３９ｌおよび上層金属電極層２９ｕ，３９ｕは、銀、銅、アルミニウム等の粒子状の金属材料、絶縁性の樹脂材料および溶媒を含有する導電性ペースト材料で形成される。
上層金属電極層２９ｕ全体に対する上層金属電極層２９ｕに含有する金属材料の割合は、下層金属電極層２９ｌ全体に対する下層金属電極層２９ｌに含有する金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、上層金属電極層２９ｕ全体に対する上層金属電極層２９ｕに含有する樹脂材料の割合は、下層金属電極層２９ｌ全体に対する下層金属電極層２９ｌに含有する樹脂材料の割合よりも多い。例えば、上層金属電極層２９ｕに含有される金属材料の割合は、上層金属電極層２９ｕ全体に対する重量比として７８％以上８８％未満である。
一方、下層金属電極層２９ｌ全体に対する下層金属電極層２９ｌに含有する金属材料の割合は、上層金属電極層２９ｕ全体に対する上層金属電極層２９ｕに含有する金属材料の割合よりも多い。例えば、下層金属電極層２９ｌに含有される金属材料の割合は、下層金属電極層２９ｌ全体に対する重量比として８５％以上９５％以下である。
同様に、上層金属電極層３９ｕ全体に対する上層金属電極層３９ｕに含有する金属材料の割合は、下層金属電極層３９ｌ全体に対する下層金属電極層３９ｌに含有する金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、上層金属電極層３９ｕ全体に対する上層金属電極層３９ｕに含有する樹脂材料の割合は、下層金属電極層３９ｌ全体に対する下層金属電極層３９ｌに含有する樹脂材料の割合よりも多い。例えば、上層金属電極層３９ｕに含有される金属材料の割合は、上層金属電極層３９ｕ全体に対する重量比として７８％以上８８％未満である。
一方、下層金属電極層３９ｌ全体に対する下層金属電極層３９ｌに含有する金属材料の割合は、上層金属電極層３９ｕ全体に対する上層金属電極層３９ｕに含有する金属材料の割合よりも多い。例えば、下層金属電極層３９ｌに含有される金属材料の割合は、下層金属電極層２９ｌ全体に対する重量比として８５％以上９５％以下である。
第１電極層２７および第２電極層３７は、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。すなわち、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８は、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。また、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。第１透明電極層２８と第２透明電極層３８とは互いに分離されており、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９とも互いに分離されている。
第１透明電極層２８の第１方向（Ｘ方向）の帯幅は、第１金属電極層２９の第１方向（Ｘ方向）の帯幅よりも狭く、第２透明電極層３８の第１方向（Ｘ方向）の帯幅は、第２金属電極層３９の第１方向（Ｘ方向）の帯幅よりも狭い。
第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁には、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の導電性ペースト材料における絶縁性の樹脂材料が偏在してなる樹脂膜４０が形成されている（詳細は後述する）。
第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における第１導電型半導体層２５の一部および第２導電型半導体層３５の一部は、樹脂膜４０で覆われている。詳説すれば、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における、第１導電型半導体層２５の凹凸構造（テクスチャ構造）の谷部および第２導電型半導体層３５の凹凸構造の谷部は、樹脂膜４０で覆われている。一方、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における、第１導電型半導体層２５の凹凸構造の頂部および第２導電型半導体層３５の凹凸構造の頂部は、樹脂膜４０で覆われておらず、露出している。
第１導電型半導体層２５と樹脂膜４０との層間および第２導電型半導体層３５と樹脂膜４０との層間には、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８と同一材料の透明導電膜４８が島状に（連続せずに）配置されている。詳説すれば、第１導電型半導体層２５の凹凸構造の谷部と樹脂膜４０との層間および第２導電型半導体層３５の凹凸構造の谷部と樹脂膜４０との層間には、透明導電膜４８が島状に配置されている。
第１金属電極層２９と第１導電型半導体層２５との接触面積は、第１透明電極層２８と第１導電型半導体層２５との接触面積の半分以下であり、第２金属電極層３９と第２導電型半導体層３５との接触面積は、第２透明電極層３８と第２導電型半導体層３５との接触面積の半分以下である。
次に、図４Ａ～図４Ｄを参照して、第１実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。図４Ａは、第１実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図であり、図４Ｂは、第１実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明導電層形成工程を示す図である。図４Ｃは、第１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り、図４Ｄは、第１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。図４Ａ～図４Ｄでは、半導体基板１１の裏面側を示し、半導体基板１１の表面側を省略する。
まず、図４Ａに示すように、少なくとも裏面側に凹凸構造（テクスチャ構造）を有する半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的には第１導電型領域７に、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５を形成する（半導体層形成工程）。
例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション膜および第１導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５をパターニングしてもよい。なお、ｐ型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸や、硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、ｎ型半導体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。
または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第１導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。
次に、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的には第２導電型領域８に、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５を形成する（半導体層形成工程）。
例えば、上述同様に、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション膜および第２導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５をパターニングしてもよい。
または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第２導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。
なお、この半導体層形成工程において、半導体基板１１の受光面側の全面に、パッシベーション層１３を形成してもよい（図示省略）。
次に、図４Ｂに示すように、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５上にこれらに跨って透明導電膜２８Ｚを形成する（透明導電膜形成工程）。透明導電膜２８Ｚの形成方法としては、例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法等が用いられる。
次に、図４Ｃに示すように、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に第１金属電極層２９を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に第２金属電極層３９を形成する。すなわち、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に、下層金属電極層２９ｌと上層金属電極層２９ｕとを順に形成する。また、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５の上に、下層金属電極層３９ｌと上層金属電極層３９ｕとを順に形成する（金属電極層形成工程）。
第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、すなわち下層金属電極層２９ｌ，３９ｌおよび上層金属電極層２９ｕ，３９ｕは、印刷材料（例えば、インク）を印刷することにより形成される。第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の形成方法としては、すなわち下層金属電極層２９ｌ，３９ｌおよび上層金属電極層２９ｕ，３９ｕの形成方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法、グラビアコーティング法、またはディスペンサー法等が挙げられる。これらの中でも、スクリーン印刷法が好ましい。
印刷材料は、絶縁性の樹脂材料中に、粒子状（例えば、球状）の金属材料を含む。印刷材料は、粘度または塗工性の調整のために、溶媒等を含んでもよい。
絶縁性の樹脂材料としては、マトリクス樹脂等が挙げられる。詳説すると、絶縁性樹脂としては、高分子化合物であると好ましく、特に熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂であると好ましく、エポキシ、ウレタン、ポリエステルまたはシリコーン系の樹脂等が代表例である。
金属材料としては、銀、銅、アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、銀粒子を含む銀ペーストが好ましい。
上層金属電極層２９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合は、下層金属電極層２９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、上層金属電極層２９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有される樹脂材料の割合は、下層金属電極層２９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有される樹脂材料の割合よりも多い。例えば、上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として７８％以上８８％未満である。
一方、下層金属電極層２９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合は、上層金属電極層２９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも多い。例えば、下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として８５％以上９５％以下である。
同様に、上層金属電極層３９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合は、下層金属電極層３９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、上層金属電極層３９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有される樹脂材料の割合は、下層金属電極層３９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有される樹脂材料の割合よりも多い。例えば、上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として７８％以上８８％未満である。
一方、下層金属電極層３９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合は、上層金属電極層３９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも多い。例えば、下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として８５％以上９５％以下である。
次に、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の印刷後、加熱処理または紫外線照射処理により、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９における絶縁性樹脂を硬化させる。すなわち下層金属電極層２９ｌ，３９ｌおよび上層金属電極層２９ｕ，３９ｕの印刷後、下層金属電極層２９ｌ，３９ｌおよび上層金属電極層２９ｕ，３９ｕにおける絶縁性樹脂を硬化させる。このとき、絶縁性樹脂材料が第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の周縁に染み出し、第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁に、絶縁性の樹脂材料が偏在してなる樹脂膜４０が形成される。
このとき、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における透明導電膜２８Ｚの凹凸構造（テクスチャ構造）の谷部は、樹脂膜４０で覆われる。一方、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における透明導電膜２８Ｚの凹凸構造の頂部は、樹脂膜４０で覆われず、露出する。
なお、このように導電性ペーストで形成された第１金属電極層２９および第２金属電極層３９はウレタン結合を有していてもよい。例えばエポキシ樹脂に比べて、ウレタン樹脂は架橋時の収縮が小さく、樹脂にクラックが発生し難い。樹脂にクラックが発生し難いと、エッチング溶液が金属電極層へ染み込むことを防止でき、金属電極層の下の透明導電膜がエッチングされることに起因する金属電極層の剥がれや、長期信頼性の悪化を防止できる。
次に、図４Ｄに示すように、第１金属電極層２９およびその周縁の樹脂膜４０、および、第２金属電極層３９およびその周縁の樹脂膜４０をマスクとして用いたエッチング法を用いて、透明導電膜２８Ｚをパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成する（透明電極層形成工程）。エッチング法としては例えばウェットエッチング法が挙げられ、エッチング溶液としては塩酸（ＨＣｌ）等の酸性溶液が挙げられる。
このとき、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間では、凹凸構造（テクスチャ構造）の頂部から谷部に向かって透明導電膜２８Ｚのエッチングが進行する。ここで、第１透明電極層２８と第２透明電極層３８とを分離するためには、これらの間の透明導電膜が連続していなければよく、透明導電膜４８が凹凸構造の谷部に島状に残っていてもよい。透明導電膜４８が凹凸構造の谷部に島状に残ると、凹凸構造の谷部における樹脂膜４０が第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５上に残る。
以上の工程により、本実施形態の裏面電極型の太陽電池１が完成する。
以上の工程により、本実施形態の裏面電極型の太陽電池１が完成する。
ここで、従来の太陽電池の製造方法では、透明導電膜形成工程の後であって金属電極層形成工程の前に、透明電極層形成工程を含む。
透明電極層形成工程では、例えばフォトリソグラフィ法を用いて透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成する。フォトリソグラフィ法では、
・透明導電膜の上にレジストを塗布し、
・レジストを感光させることにより、レジストに開口を形成し、
・レジストをマスクとして開口において露出した透明導電膜をエッチングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成し、
・レジストを除去する。
透明電極層形成工程では、例えばフォトリソグラフィ法を用いて透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成する。フォトリソグラフィ法では、
・透明導電膜の上にレジストを塗布し、
・レジストを感光させることにより、レジストに開口を形成し、
・レジストをマスクとして開口において露出した透明導電膜をエッチングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成し、
・レジストを除去する。
これに対し、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、透明導電膜形成工程の後に、金属電極層形成工程および透明電極層形成工程をこの順で含み、透明電極層形成工程では、金属電極層形成工程によって形成された第１金属電極層２９および第２金属電極層３９をマスクとして用いて、透明導電膜２８Ｚをパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成する。これにより、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、従来のように、マスクを用いたフォトリソグラフィ法等を用いる必要がなく、透明電極層の形成の簡略化および短縮化が可能である。その結果、太陽電池および太陽電池モジュールの低コスト化が可能である。
ここで、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９をマスクとして用いて透明導電膜２８Ｚをパターニングすると、透明導電膜２８Ｚのエッチングの際に、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の下の透明導電膜２８Ｚもエッチングされ、第１透明電極層２８および第１金属電極層２９、および、第２透明電極層３８および第２金属電極層３９が剥離してしまう可能性がある。
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、金属電極層形成工程において、粒子状の金属材料、樹脂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、第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁に樹脂材料が偏在してなる樹脂膜４０を形成し、透明電極層形成工程において、第１金属電極層２９およびその周縁の樹脂膜４０、および、第２金属電極層３９およびその周縁の樹脂膜４０をマスクとして用いて、透明導電膜２８Ｚをパターニングする。これにより、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の下の透明導電膜２８Ｚのエッチングが抑制され、第１透明電極層２８および第１金属電極層２９の剥離、および、第２透明電極層３８および第２金属電極層３９の剥離が抑制される。
このような製造方法によって製造された太陽電池１では、第１透明電極層２８の帯幅は第１金属電極層２９の帯幅よりも狭く、第２透明電極層３８の帯幅は第２金属電極層３９の帯幅よりも狭く、第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁には、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の印刷材料における樹脂材料が偏在してなる樹脂膜が形成されている。
なお、従来の太陽電池の製造方法によって製造された太陽電池では、一般に、透明電極層の帯幅は金属電極層の帯幅よりも広い。
なお、従来の太陽電池の製造方法によって製造された太陽電池では、一般に、透明電極層の帯幅は金属電極層の帯幅よりも広い。
また、本実施形態の製造方法によって製造された太陽電池１では、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における第１導電型半導体層２５の一部および第２導電型半導体層３５の一部は、樹脂膜４０で覆われている。詳説すれば、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における、第１導電型半導体層２５の凹凸構造（テクスチャ構造）の谷部および第２導電型半導体層３５の凹凸構造の谷部は、樹脂膜４０で覆われている。
また、第１導電型半導体層２５と樹脂膜４０との層間および第２導電型半導体層３５と樹脂膜４０との層間には、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８と同一材料の透明導電膜４８が島状に（連続せずに）配置されている。詳説すれば、第１導電型半導体層２５の凹凸構造の谷部と樹脂膜４０との層間および第２導電型半導体層３５の凹凸構造の谷部と樹脂膜４０との層間には、透明導電膜４８が島状に配置されている。これにより、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５が露出する面積が小さくなる。そのため、太陽電池および太陽電池モジュールの劣化が抑制され、太陽電池および太陽電池モジュールの信頼性（例えば、長期耐久性）が向上する。
以下では、上述した効果について検証する。
（検証例１）
裏面側にピラミッド型のテクスチャ構造を有する半導体基板１１の裏面側に、パッシベーション層２３，第１導電型半導体層２５，パッシベーション層３３，第２導電型半導体層３５，および透明導電膜２８Ｚを形成した。その後、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に第１金属電極層２９（上記の上層金属電極層２９ｕ相当のみ）を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に第２金属電極層３９（上記の上層金属電極層３９ｕ相当のみ）を形成した。その後、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９を１８０℃のオーブンで１時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁に染み出し、第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁に樹脂膜４０が形成された。
（検証例１）
裏面側にピラミッド型のテクスチャ構造を有する半導体基板１１の裏面側に、パッシベーション層２３，第１導電型半導体層２５，パッシベーション層３３，第２導電型半導体層３５，および透明導電膜２８Ｚを形成した。その後、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に第１金属電極層２９（上記の上層金属電極層２９ｕ相当のみ）を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に第２金属電極層３９（上記の上層金属電極層３９ｕ相当のみ）を形成した。その後、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９を１８０℃のオーブンで１時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁に染み出し、第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁に樹脂膜４０が形成された。
以上のように作製された、透明導電膜のパターニング前の太陽電池の裏面側を、ＳＥＭ（フィールドエミッション型走査型電子顕微鏡Ｓ４８００、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて観測した。その結果を図５Ａ～図５Ｃに示す。図５Ａは、検証例の太陽電池の裏面側の金属電極層および金属電極層間を、ＳＥＭを用いて１００倍の倍率で観測した結果であり、図５Ｂは、図５Ａにおける金属電極層間の部分Ａを、ＳＥＭを用いて４５０倍の倍率で観測した結果である。図５Ｃは、図５Ｂにおける金属電極層間の部分Ｂを、ＳＥＭを用いて５０００倍の倍率で観測した結果である。
図５Ａ～図５Ｃによれば、第１金属電極層２９の周縁および第２金属電極層３９の周縁に、絶縁性の樹脂材料が偏在してなる樹脂膜４０（黒い部分）が形成されていることが確認された。また、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における透明導電膜２８Ｚの凹凸構造（テクスチャ構造）の谷部は、樹脂膜４０（黒い部分）で覆われていることが確認された。一方、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における透明導電膜２８Ｚの凹凸構造の頂部は、樹脂膜４０で覆われず、露出していることが確認された。これにより、その後の透明電極層形成工程におけるエッチングにおいて、凹凸構造の頂部から底部に向かって透明導電膜２８Ｚのエッチングが進行することが予想される。
次に、金属電極層をマスクとして透明導電膜をパターニングした太陽電池の裏面側をＳＥＭを用いて観測し、第１透明電極層２８および第１金属電極層２９、および、第２透明電極層３８および第２金属電極層３９が剥離されていないことを確認した。また、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における凹凸構造の谷部に樹脂膜４０が剥離されずに残っていることを確認した。更に、電極間の短絡チェックを行い、電極層間の短絡がないことを確認した。樹脂膜４０が剥離されておらず、電極層間の短絡がないことから、第１導電型半導体層２５の凹凸構造の谷部と樹脂膜４０との層間および第２導電型半導体層３５の凹凸構造の谷部と樹脂膜４０との層間に透明導電膜４８が島状に残り、樹脂膜４０が保持されていることが予想される。
ところで、金属電極層をマスクとして透明電極層をパターニングする場合、金属電極層を形成する印刷材料（例えば、金属ペースト）には以下の特性が求められる。
（１）エッチング溶液（例えば、塩酸）を印刷材料（例えば、金属ペースト）に浸み込ませない性質（すなわち、印刷材料下の透明導電膜を守る保護機能）
（２）電極としての低抵抗性
（１）エッチング溶液（例えば、塩酸）を印刷材料（例えば、金属ペースト）に浸み込ませない性質（すなわち、印刷材料下の透明導電膜を守る保護機能）
（２）電極としての低抵抗性
本願発明者（ら）は、
（１）金属電極層の印刷材料に含有する樹脂材料が多いと、エッチング溶液を印刷材料に浸み込ませ難くすることができ、
（２）金属電極層の印刷材料に含有する金属材料が多いと、金属電極層の低抵抗化が可能である、
との知見を得ている。
（１）金属電極層の印刷材料に含有する樹脂材料が多いと、エッチング溶液を印刷材料に浸み込ませ難くすることができ、
（２）金属電極層の印刷材料に含有する金属材料が多いと、金属電極層の低抵抗化が可能である、
との知見を得ている。
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、第１金属電極層２９を下層金属電極層２９ｌおよび上層金属電極層２９ｕの２層構造で形成する。そして、上層金属電極層２９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有する金属材料の割合を、下層金属電極層２９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なくする。換言すれば、上層金属電極層２９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有する樹脂材料の割合を、下層金属電極層２９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有する樹脂材料の割合よりも多くする。
また、第２金属電極層３９を下層金属電極層３９ｌおよび上層金属電極層３９ｕの２層構造で形成する。そして、上層金属電極層３９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有する金属材料の割合を、下層金属電極層３９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なくする。換言すれば、上層金属電極層３９ｕの印刷材料全体に対する上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有する樹脂材料の割合を、下層金属電極層３９ｌの印刷材料全体に対する下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有する樹脂材料の割合よりも多くする。
これにより、上層金属電極層２９ｕ，３９ｕは、エッチング溶液を印刷材料に浸み込ませ難い性質を得、金属電極層２９，３９下の透明導電膜を守る保護機能を得る。
一方、下層金属電極層２９ｌ全体に対する下層金属電極層２９ｌに含有する金属材料の割合を、上層金属電極層２９ｕ全体に対する上層金属電極層２９ｕに含有する金属材料の割合よりも多くする。
また、下層金属電極層３９ｌ全体に対する下層金属電極層３９ｌに含有する金属材料の割合を、上層金属電極層３９ｕ全体に対する上層金属電極層３９ｕに含有する金属材料の割合よりも多くする。
これにより、下層金属電極層２９ｌ，３９ｌは、低抵抗化、特に透明電極層とのコンタクト抵抗の低抵抗化を実現でき、金属電極層２９，３９の低抵抗化を実現できる。その結果、高い光電変換効率特性を有する太陽電池が得られる。
以下では、上述した効果について検証する。
（検証例２）
検証例１と同様に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に上層金属電極層２９ｕのみ（印刷材料の銀含有率８４［重量％］）を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に上層金属電極層３９ｕのみ（印刷材料の銀含有率８４［重量％］）を形成した。その後、上層金属電極層２９ｕおよび上層金属電極層３９ｕを１８０℃のオーブンで１時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が上層金属電極層２９ｕの周縁および上層金属電極層３９ｕの周縁に染み出し、上層金属電極層２９ｕの周縁および上層金属電極層３９ｕの周縁に樹脂膜４０が形成された。
（検証例２）
検証例１と同様に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に上層金属電極層２９ｕのみ（印刷材料の銀含有率８４［重量％］）を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に上層金属電極層３９ｕのみ（印刷材料の銀含有率８４［重量％］）を形成した。その後、上層金属電極層２９ｕおよび上層金属電極層３９ｕを１８０℃のオーブンで１時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が上層金属電極層２９ｕの周縁および上層金属電極層３９ｕの周縁に染み出し、上層金属電極層２９ｕの周縁および上層金属電極層３９ｕの周縁に樹脂膜４０が形成された。
次に、上層金属電極層２９ｕおよびその周縁の樹脂膜４０、および、上層金属電極層３９ｕおよびその周縁の樹脂膜４０をマスクとして用いたエッチング法を用いて、透明導電膜２８Ｚをパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成した。エッチング溶液としては塩酸（ＨＣｌ）原液を使用し、塩酸原液への浸漬時間は４５ｓとした。
（検証例３）
検証例１と同様に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に下層金属電極層２９ｌのみ（印刷材料の銀含有率９１［重量％］）を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に下層金属電極層３９ｌのみ（印刷材料の銀含有率９１［重量％］）を形成した。その後、下層金属電極層２９ｌおよび下層金属電極層３９ｌを１８０℃のオーブンで１時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が下層金属電極層２９ｌの周縁および下層金属電極層３９ｌの周縁に染み出し、下層金属電極層２９ｌの周縁および下層金属電極層３９ｌの周縁に樹脂膜４０が形成された。
検証例１と同様に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に下層金属電極層２９ｌのみ（印刷材料の銀含有率９１［重量％］）を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に下層金属電極層３９ｌのみ（印刷材料の銀含有率９１［重量％］）を形成した。その後、下層金属電極層２９ｌおよび下層金属電極層３９ｌを１８０℃のオーブンで１時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が下層金属電極層２９ｌの周縁および下層金属電極層３９ｌの周縁に染み出し、下層金属電極層２９ｌの周縁および下層金属電極層３９ｌの周縁に樹脂膜４０が形成された。
次に、下層金属電極層２９ｌおよびその周縁の樹脂膜４０、および、下層金属電極層３９ｌおよびその周縁の樹脂膜４０をマスクとして用いたエッチング法を用いて、透明導電膜２８Ｚをパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成した。エッチング溶液としては塩酸（ＨＣｌ）原液（塩化水素濃度：３６重量％）を使用し、塩酸原液への浸漬時間は４５ｓとした。
以上のように作製された、透明導電膜のエッチング前の検証例２の太陽電池の裏面側を観測した結果（左側）、および透明導電膜のエッチング後の検証例２の太陽電池の裏面側を観測した結果（右側）を、図６Ａに示す。また、透明導電膜のエッチング前の検証例３の太陽電池の裏面側を観測した結果（左側）、および透明導電膜のエッチング後の検証例３の太陽電池の裏面側を観測した結果（右側）を、図６Ｂに示す。図６Ａおよび図６Ｂは、検証例の太陽電池の裏面側の金属電極層を、レーザー顕微鏡（LEXT OLS4100 オリンパス社製）を用いて１００倍の倍率で観測した結果である。
図６Ａによれば、検証例２の上層金属電極層２９ｕ（または上層金属電極層３９ｕ）（印刷材料の銀含有率８４［重量％］）を塩酸原液に４５ｓ浸漬しても、金属電極層が剥がれずに残った。これは、塩酸原液が上層金属電極層２９ｕ（または上層金属電極層３９ｕ）に浸み込み難く、上層金属電極層２９ｕ（または上層金属電極層３９ｕ）下の透明導電膜がエッチングされずに守られたことによるものと推察される。
一方、図６Ｂによれば、検証例３の下層金属電極層２９ｌ（または下層金属電極層３９ｌ）（印刷材料の銀含有率９１［重量％］）を塩酸原液に４５ｓ浸漬したところ、金属電極層が剥がれた。これは、塩酸原液が下層金属電極層２９ｌ（または下層金属電極層３９ｌ）に浸み込み、下層金属電極層２９ｌ（または下層金属電極層３９ｌ）下の透明導電膜がエッチングされたことによるものと推察される。
なお、検証例２の上層金属電極層２９ｕ（または上層金属電極層３９ｕ）（印刷材料の銀含有率８４［重量％］）の透明電極層とのコンタクト抵抗率［ｍΩ・ｃｍ２］は、検証例３の下層金属電極層２９ｌ（または下層金属電極層３９ｌ）（印刷材料の銀含有率９１［重量％］）の透明電極層とのコンタクト抵抗率の２３．７倍であった。すなわち、検証例３の下層金属電極層２９ｌ（または下層金属電極層３９ｌ）（印刷材料の銀含有率９１［重量％］）は、検証例２の上層金属電極層２９ｕ（または上層金属電極層３９ｕ）（印刷材料の銀含有率８４［重量％］）よりも低抵抗であった。
（第２実施形態）
（太陽電池）
図３Ｂは、第２実施形態に係る太陽電池の断面図であって、図２のIII-III線断面図である。図３Ｂに示す第２実施形態の太陽電池１では、図３Ａに示す第１実施形態の太陽電池１において、第１電極層２７、第２電極層３７、および樹脂膜４０の構成が異なる。
（太陽電池）
図３Ｂは、第２実施形態に係る太陽電池の断面図であって、図２のIII-III線断面図である。図３Ｂに示す第２実施形態の太陽電池１では、図３Ａに示す第１実施形態の太陽電池１において、第１電極層２７、第２電極層３７、および樹脂膜４０の構成が異なる。
第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５に対応して、具体的には半導体基板１１の裏面側の第１導電型領域７における第１導電型半導体層２５の上に形成されている。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５に対応して、具体的には半導体基板１１の裏面側の第２導電型領域８における第２導電型半導体層３５の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第１透明電極層２８と第１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第２透明電極層３８と第２金属電極層３９とを有する。
第１金属電極層２９は、第１下層金属電極層２９ｌと第１上層金属電極層２９ｕとの２層構造であり、第２金属電極層３９は、第２下層金属電極層３９ｌと第２上層金属電極層３９ｕとの２層構造である。
第１透明電極層２８および第２透明電極層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）等が挙げられる。
第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、すなわち第１および第２下層金属電極層２９ｌ，３９ｌおよび第１および第２上層金属電極層２９ｕ，３９ｕは、銀、銅、アルミニウム等の粒子状の金属材料、絶縁性の樹脂材料および溶媒を含有する導電性ペースト材料で形成される。
第１上層金属電極層２９ｕの全材料に対する第１上層金属電極層２９ｕに含有する金属材料の割合は、第１下層金属電極層２９ｌの全材料に対する第１下層金属電極層２９ｌに含有する金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、第１上層金属電極層２９ｕの全材料に対する第１上層金属電極層２９ｕに含有する樹脂材料の割合は、第１下層金属電極層２９ｌの全材料に対する第１下層金属電極層２９ｌに含有する樹脂材料の割合よりも多い。
例えば、第１上層金属電極層２９ｕに含有される金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比（例えば、単位面積における面積比）として、第１上層金属電極層２９ｕの全材料に対して６５％以上７５％未満である。一方、例えば、第１下層金属電極層２９ｌに含有される金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比（例えば、単位面積における面積比）として、第１下層金属電極層２９ｌの全材料に対して７５％以上９５％以下である。
同様に、第２上層金属電極層３９ｕの全材料に対する第２上層金属電極層３９ｕに含有する金属材料の割合は、第２下層金属電極層３９ｌの全材料に対する第２下層金属電極層３９ｌに含有する金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、第２上層金属電極層３９ｕの全材料に対する第２上層金属電極層３９ｕに含有する樹脂材料の割合は、第２下層金属電極層３９ｌの全材料に対する第２下層金属電極層３９ｌに含有する樹脂材料の割合よりも多い。
例えば、第２上層金属電極層３９ｕに含有される金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比（例えば、単位面積における面積比）として、第２上層金属電極層３９ｕの全材料に対して６５％以上７５％未満である。一方、例えば、第２下層金属電極層３９ｌに含有される金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比（例えば、単位面積における面積比）として、第２下層金属電極層２９ｌの全材料に対して７５％以上９５％以下である。
第１電極層２７および第２電極層３７は、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。すなわち、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８は、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。また、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。第１透明電極層２８と第２透明電極層３８とは互いに分離されており、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９とも互いに分離されている。
第１透明電極層２８の第１方向（Ｘ方向）の帯幅は、第１金属電極層２９の第１方向（Ｘ方向）の帯幅よりも狭く、第２透明電極層３８の第１方向（Ｘ方向）の帯幅は、第２金属電極層３９の第１方向（Ｘ方向）の帯幅よりも狭い。
より詳細には、第１下層金属電極層２９ｌの第１方向（Ｘ方向）の帯幅は第１上層金属電極層２９ｕの第１方向（Ｘ方向）の帯幅よりも狭く、第１透明電極層２８の帯幅は第１下層金属電極層２９ｌの帯幅よりも狭い。同様に、第２下層金属電極層３９ｌの第１方向（Ｘ方向）の帯幅は第２上層金属電極層３９ｕの第１方向（Ｘ方向）の帯幅よりも狭く、第２透明電極層３８の帯幅は第２下層金属電極層３９ｌの帯幅よりも狭い。
第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間には、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の導電性ペースト材料に含有する絶縁性の樹脂材料が染み出してなる樹脂膜４０が形成されている。
第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５は、樹脂膜４０で覆われている。詳説すれば、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における、第１導電型半導体層２５の凹凸構造（テクスチャ構造）の谷部および頂部、および第２導電型半導体層３５の凹凸構造の谷部および頂部は、樹脂膜４０で覆われている。
次に、図７Ａ～図７Ｄを参照して、第２実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。図７Ａは、第２実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図であり、図７Ｂは、第２実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明導電膜形成工程を示す図である。図７Ｃは、第２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り、図７Ｄは、第２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。図７Ａ～図７Ｄでは、半導体基板１１の裏面側を示し、半導体基板１１の表面側を省略する。
まず、図７Ａに示すように、少なくとも裏面側に凹凸構造（テクスチャ構造）を有する半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的には第１導電型領域７に、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５を形成する（半導体層形成工程）。
例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション膜および第１導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５をパターニングしてもよい。なお、ｐ型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸や、硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、ｎ型半導体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。
または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第１導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。
次に、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的には第２導電型領域８に、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５を形成する（半導体層形成工程）。
例えば、上述同様に、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション膜および第２導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５をパターニングしてもよい。
または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第２導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。
なお、この半導体層形成工程において、半導体基板１１の受光面側の全面に、パッシベーション層１３を形成してもよい（図示省略）。
次に、図７Ｂに示すように、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５上にこれらに跨って透明導電膜２８Ｚを形成する（透明導電膜形成工程）。透明導電膜２８Ｚの形成方法としては、例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法等が用いられる。
次に、図７Ｃに示すように、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に第１金属電極層２９を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に第２金属電極層３９を形成する。すなわち、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に、第１下層金属電極層２９ｌと第１上層金属電極層２９ｕとを順に形成する。また、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５の上に、第２下層金属電極層３９ｌと第２上層金属電極層３９ｕとを順に形成する（金属電極層形成工程）。
第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、すなわち第１下層金属電極層２９ｌ、第１上層金属電極層２９ｕ、第２下層金属電極層３９ｌおよび第２上層金属電極層３９ｕは、印刷材料（例えば、インク）を印刷することにより形成される。第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の形成方法としては、すなわち第１下層金属電極層２９ｌ、第１上層金属電極層２９ｕ、第２下層金属電極層３９ｌおよび第２上層金属電極層３９ｕの形成方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法、グラビアコーティング法、またはディスペンサー法等が挙げられる。これらの中でも、スクリーン印刷法が好ましい。
印刷材料は、絶縁性の樹脂材料中に、粒子状（例えば、球状）の金属材料を含む。印刷材料は、粘度または塗工性の調整のために、溶媒等を含んでもよい。
絶縁性の樹脂材料としては、マトリクス樹脂等が挙げられる。詳説すると、絶縁性樹脂としては、高分子化合物であると好ましく、特に熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂であると好ましく、エポキシ、ウレタン、ポリエステルまたはシリコーン系の樹脂等が代表例である。
金属材料としては、銀、銅、アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、銀粒子を含む銀ペーストが好ましい。
第１上層金属電極層２９ｕの印刷材料全体に対する第１上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合は、第１下層金属電極層２９ｌの印刷材料全体に対する第１下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、第１上層金属電極層２９ｕの印刷材料全体に対する第１上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有される樹脂材料の割合は、第１下層金属電極層２９ｌの印刷材料全体に対する第１下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有される樹脂材料の割合よりも多い。
例えば、第１上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として８５％以上９３％未満である。一方、例えば、第１下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として８９％以上９５％以下である。
同様に、第２上層金属電極層３９ｕの印刷材料全体に対する第２上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合は、第２下層金属電極層３９ｌの印刷材料全体に対する第２下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、第２上層金属電極層３９ｕの印刷材料全体に対する第２上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有される樹脂材料の割合は、第２下層金属電極層３９ｌの印刷材料全体に対する第２下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有される樹脂材料の割合よりも多い。
例えば、第２上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として８５％以上９３％未満である。一方、例えば、第２下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として８９％以上９５％以下である。
例えば、第１下層金属電極層２９ｌおよび第２下層金属電極層３９ｌの印刷後、加熱処理または紫外線照射処理により、第１下層金属電極層２９ｌおよび第２下層金属電極層３９ｌにおける絶縁性樹脂を硬化させる。このとき、絶縁性樹脂材料が第１下層金属電極層２９ｌと第２下層金属電極層３９ｌとの間に染み出し、第１下層金属電極層２９ｌと第２下層金属電極層３９ｌとの間に、絶縁性の樹脂材料からなる樹脂膜４０が形成される。
次に、第１上層金属電極層２９ｕおよび第２上層金属電極層３９ｕの印刷後、加熱処理または紫外線照射処理により、第１上層金属電極層２９ｕおよび第２上層金属電極層３９ｕにおける絶縁性樹脂を硬化させる。このとき、絶縁性樹脂材料が第１上層金属電極層２９ｕと第２上層金属電極層３９ｕとの間に染み出し、第１上層金属電極層２９ｕと第２上層金属電極層３９ｕとの間に、絶縁性の樹脂材料からなる樹脂膜４０が形成される。
このとき、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における透明導電膜２８Ｚの凹凸構造（テクスチャ構造）の谷部および頂部は、樹脂膜４０で覆われる。
なお、このように導電性ペーストで形成された第１金属電極層２９および第２金属電極層３９はウレタン結合を有していてもよい。例えばエポキシ樹脂に比べて、ウレタン樹脂は架橋時の収縮が小さく、樹脂にクラックが発生し難い。樹脂にクラックが発生し難いと、エッチング溶液が金属電極層へ染み込むことを防止でき、金属電極層の下の透明導電膜がエッチングされることに起因する金属電極層の剥がれや、長期信頼性の悪化を防止できる。
また、第１下層金属電極層２９ｌの帯幅が第１上層金属電極層２９ｕの帯幅よりも狭く、第２下層金属電極層３９ｌの帯幅が第２上層金属電極層３９ｕの帯幅よりも狭くなるように、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９を帯状に形成する。
次に、図７Ｄに示すように、第１金属電極層２９、第２金属電極層３９、および樹脂膜４０をマスクとして用いたエッチング法を用いて、透明導電膜２８Ｚをパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成する（透明電極層形成工程）。エッチング法としては例えばウェットエッチング法が挙げられ、エッチング溶液としては塩酸（ＨＣｌ）等の酸性溶液が挙げられる。
ここで、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多く、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い第１下層金属電極層２９ｌおよび第２下層金属電極層３９ｌはエッチング溶液を通さず、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少なく、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない第１上層金属電極層２９ｕおよび第２上層金属電極層３９ｕはエッチング溶液を通す（詳細は後述する）。これより、第１上層金属電極層２９ｕのみに覆われた部分および第２上層金属電極層３９ｕのみに覆われた部分から透明導電膜２８Ｚのエッチングが進行し、樹脂膜４０の下の透明導電膜２８Ｚまでエッチングが進行する。一方、第１下層金属電極層２９ｌおよび第２下層金属電極層３９ｌの下の透明導電膜２８Ｚは残る。
以上の工程により、本実施形態の裏面電極型の太陽電池１が完成する。
以上の工程により、本実施形態の裏面電極型の太陽電池１が完成する。
ここで、従来の太陽電池の製造方法では、透明導電膜形成工程の後であって金属電極層形成工程の前に、透明電極層形成工程を含む。
透明電極層形成工程では、例えばフォトリソグラフィ法を用いて透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成する。フォトリソグラフィ法では、
・透明導電膜の上にレジストを塗布し、
・レジストを感光させることにより、レジストに開口を形成し、
・レジストをマスクとして開口において露出した透明導電膜をエッチングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成し、
・レジストを除去する。
透明電極層形成工程では、例えばフォトリソグラフィ法を用いて透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成する。フォトリソグラフィ法では、
・透明導電膜の上にレジストを塗布し、
・レジストを感光させることにより、レジストに開口を形成し、
・レジストをマスクとして開口において露出した透明導電膜をエッチングすることにより、互いに分離された第１透明電極層および第２透明電極層を形成し、
・レジストを除去する。
これに対し、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、透明導電膜形成工程の後に、金属電極層形成工程および透明電極層形成工程をこの順で含み、透明電極層形成工程では、金属電極層形成工程によって形成された第１金属電極層２９および第２金属電極層３９をマスクとして用いて、透明導電膜２８Ｚをパターニングすることにより、互いに分離された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成する。これにより、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、従来のように、マスクを用いたフォトリソグラフィ法等を用いる必要がなく、透明電極層の形成の簡略化および短縮化が可能である。その結果、太陽電池および太陽電池モジュールの低コスト化が可能である。
ここで、本願発明者（ら）が本実施形態の太陽電池の製造方法に至った過程について説明する。まず、本願発明者（ら）は、図８Ａに示すように、金属電極層形成工程において、第１下層金属電極層２９ｌの金属ペースト（すなわち、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い金属ペースト）のみによって第１金属電極層２９（すなわち、硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層）を形成し、第２下層金属電極層３９ｌの金属ペースト（すなわち、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い金属ペースト）のみによって第２金属電極層（すなわち、硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層）を形成した。すると、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における透明導電膜２８Ｚの凹凸構造（テクスチャ構造）の谷部は、樹脂膜４０で覆われ、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における透明導電膜２８Ｚの凹凸構造の頂部は、樹脂膜４０で覆われず、露出する。この場合、図８Ｂに示すように、透明電極層形成工程において、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間では、凹凸構造（テクスチャ構造）の頂部から谷部に向かって透明導電膜２８Ｚのエッチングが進行する。
ところで、電極層の低抵抗化、半導体基板の裏面側での反射率向上のため、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の幅を広くすることが考えられる。しかし、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の幅を広くすると、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間隔が狭くなる。この場合、図８Ｃに示すように、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間における透明導電膜２８Ｚの凹凸構造（テクスチャ構造）の谷部のみならず頂部も覆われてしまい、透明電極層形成工程において、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間の透明導電膜２８Ｚのエッチングが進行しない。
この点に関し、本願発明者（ら）は、図９Ａに示すように、金属電極層形成工程において、第１上層金属電極層２９ｕの金属ペースト（すなわち、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない金属ペースト）のみによって第１金属電極層２９（すなわち、硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層）を形成し、第２上層金属電極層３９ｕの金属ペースト（すなわち、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない金属ペースト）のみによって第２金属電極層３９（すなわち、硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層）を形成することを試みた。しかし、この場合、図９Ｂに示すように、透明電極層形成工程において、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の下の透明導電膜までエッチングされてしまった。これは、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９がエッチング溶液を通してしまうことによるものと予想される。
そこで、本願発明者（ら）は、図７Ｃに示すように、金属電極層形成工程において、
・第１金属電極層２９として第１下層金属電極層２９ｌおよび第１上層金属電極層２９ｕを順に形成し、第２金属電極層３９として第２下層金属電極層３９ｌおよび第２上層金属電極層３９ｕを順に形成し、
・第１上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有する金属材料の割合は、第１下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、第２上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有する金属材料の割合は、第２下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、
・第１下層金属電極層２９ｌの帯幅が第１上層金属電極層２９ｕの帯幅よりも狭く、第２下層金属電極層３９ｌの帯幅が第２上層金属電極層３９ｕの帯幅よりも狭くなるように、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９を帯状に形成する。
・第１金属電極層２９として第１下層金属電極層２９ｌおよび第１上層金属電極層２９ｕを順に形成し、第２金属電極層３９として第２下層金属電極層３９ｌおよび第２上層金属電極層３９ｕを順に形成し、
・第１上層金属電極層２９ｕの印刷材料に含有する金属材料の割合は、第１下層金属電極層２９ｌの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、第２上層金属電極層３９ｕの印刷材料に含有する金属材料の割合は、第２下層金属電極層３９ｌの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、
・第１下層金属電極層２９ｌの帯幅が第１上層金属電極層２９ｕの帯幅よりも狭く、第２下層金属電極層３９ｌの帯幅が第２上層金属電極層３９ｕの帯幅よりも狭くなるように、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９を帯状に形成する。
これにより、透明電極層形成工程において、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少なく、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない第１上層金属電極層２９ｕおよび第２上層金属電極層３９ｕはエッチング溶液を通すが、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多く、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い第１下層金属電極層２９ｌおよび第２下層金属電極層３９ｌはエッチング溶液を通さない。そのため、図７Ｄに示すように、第１上層金属電極層２９ｕのみによって覆われた部分および第２上層金属電極層３９ｕのみによって覆われた部分から透明導電膜のエッチングが進行し、樹脂膜４０の下の透明導電膜までエッチングが進行する。一方、第１下層金属電極層２９ｌおよび第２下層金属電極層３９ｌの下の透明導電膜は残る。
このような製造方法によって製造された太陽電池１では、第１および第２上層金属電極層２９ｕ，３９ｕの幅が広いので、電極層の低抵抗化、裏面での反射率向上が可能である。
また、このような製造方法によって製造された太陽電池１では、第１透明電極層２８の帯幅は第１金属電極層２９の帯幅よりも狭く、第２透明電極層３８の帯幅は第２金属電極層３９の帯幅よりも狭く、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９との間には、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の印刷材料に含有する樹脂材料を含む樹脂膜４０が形成されている。
なお、従来の太陽電池の製造方法によって製造された太陽電池では、一般に、透明電極層の帯幅は金属電極層の帯幅よりも広い。
なお、従来の太陽電池の製造方法によって製造された太陽電池では、一般に、透明電極層の帯幅は金属電極層の帯幅よりも広い。
以下では、上述した、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少なく、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない第１上層金属電極層２９ｕおよび第２上層金属電極層３９ｕはエッチング溶液を通すが、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多く、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い第１下層金属電極層２９ｌおよび第２下層金属電極層３９ｌはエッチング溶液を通さないとの推察について検証する。
（検証例４）
裏面側にピラミッド型のテクスチャ構造を有する半導体基板１１の裏面側に、パッシベーション層２３，第１導電型半導体層２５，パッシベーション層３３，第２導電型半導体層３５，および透明導電膜２８Ｚを形成した。その後、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に第１金属電極層として第１下層金属電極層２９ｌのみ（印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層）を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に第２金属電極層として第２下層金属電極層３９ｌのみ（印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層）を形成した。その後、第１金属電極層２９ｌおよび第２金属電極層３９ｌを１８０℃のオーブンで１時間加熱処理した。次に、このように製膜された半導体基板１１を、塩酸（エッチング溶液）に浸漬した。
（検証例４）
裏面側にピラミッド型のテクスチャ構造を有する半導体基板１１の裏面側に、パッシベーション層２３，第１導電型半導体層２５，パッシベーション層３３，第２導電型半導体層３５，および透明導電膜２８Ｚを形成した。その後、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜２８Ｚを介して第１導電型半導体層２５上に第１金属電極層として第１下層金属電極層２９ｌのみ（印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層）を形成し、透明導電膜２８Ｚを介して第２導電型半導体層３５上に第２金属電極層として第２下層金属電極層３９ｌのみ（印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層）を形成した。その後、第１金属電極層２９ｌおよび第２金属電極層３９ｌを１８０℃のオーブンで１時間加熱処理した。次に、このように製膜された半導体基板１１を、塩酸（エッチング溶液）に浸漬した。
以上のように製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板１１における金属電極層および透明導電膜の断面を、ＳＥＭ（フィールドエミッション型走査型電子顕微鏡Ｓ４８００、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて観測した。その結果を図１０に示す。図１０は、検証例４の、製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板における金属電極層および透明導電膜の断面を観測した結果を模式的に拡大して示す図である。
図１０によれば、第１下層金属電極層２９ｌ（または第２下層金属電極層３９ｌ）の下の透明導電膜２８Ｚがエッチングされずに残っていることがわかる。これは、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多く、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い第１下層金属電極層２９ｌ（または第２下層金属電極層３９ｌ）がエッチング溶液を通さないことによるものと推察される。
（検証例５）
検証例５では、検証例４において、第１金属電極層２９として第１上層金属電極層２９ｕのみ（印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層）を形成し、第２金属電極層３９として第２上層金属電極層３９ｕのみ（印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層）を形成した点において、検証例４と相違する。
検証例５では、検証例４において、第１金属電極層２９として第１上層金属電極層２９ｕのみ（印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層）を形成し、第２金属電極層３９として第２上層金属電極層３９ｕのみ（印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層）を形成した点において、検証例４と相違する。
以上のように製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板１１における金属電極層および透明導電膜の断面を、ＳＥＭ（フィールドエミッション型走査型電子顕微鏡Ｓ４８００、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて観測した。その結果を図１１に示す。図１１は、検証例５の、製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板における金属電極層および透明導電膜の断面を観測した結果を模式的に拡大して示す図である。
図１１によれば、第１上層金属電極層２９ｕ（または第２上層金属電極層３９ｕ）の下の透明導電膜２８Ｚがエッチングされていることがわかる。これは、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない第１上層金属電極層２９ｕ（または第２上層金属電極層３９ｕ）がエッチング溶液を通すことによるものと推察される。例えば、何らかの要因により、第１上層金属電極層２９ｕ（または第２上層金属電極層３９ｕ）において、比較的に多い樹脂材料にクラックが生じ、エッチング溶液を通すことが推察される。
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、図３Ａまたは図３Ｂに示すようにヘテロ接合型の太陽電池１を例示したが、本発明は、ヘテロ接合型の太陽電池に限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池に適用可能である。
また、上述した実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を有していてもよい。
１ 太陽電池
２ 配線部材
３ 受光面保護部材
４ 裏面保護部材
５ 封止材
７ 第１導電型領域
８ 第２導電型領域
７ｂ，８ｂ バスバー部
７ｆ，８ｆ フィンガー部
１１ 半導体基板
１３，２３，３３ パッシベーション層
２５ 第１導電型半導体層
２７ 第１電極層
２８ 第１透明電極層
２８Ｚ 透明導電膜
２９ 第１金属電極層
２９ｌ 下層金属電極層、第１下層金属電極層
２９ｕ 上層金属電極層、第１上層金属電極層
３５ 第２導電型半導体層
３７ 第２電極層
３８ 第２透明電極層
３９ 第２金属電極層
３９ｌ 下層金属電極層、第２下層金属電極層
３９ｕ 上層金属電極層、第２上層金属電極層
４０ 樹脂膜
４８ 透明導電膜
１００ 太陽電池モジュール
２ 配線部材
３ 受光面保護部材
４ 裏面保護部材
５ 封止材
７ 第１導電型領域
８ 第２導電型領域
７ｂ，８ｂ バスバー部
７ｆ，８ｆ フィンガー部
１１ 半導体基板
１３，２３，３３ パッシベーション層
２５ 第１導電型半導体層
２７ 第１電極層
２８ 第１透明電極層
２８Ｚ 透明導電膜
２９ 第１金属電極層
２９ｌ 下層金属電極層、第１下層金属電極層
２９ｕ 上層金属電極層、第１上層金属電極層
３５ 第２導電型半導体層
３７ 第２電極層
３８ 第２透明電極層
３９ 第２金属電極層
３９ｌ 下層金属電極層、第２下層金属電極層
３９ｕ 上層金属電極層、第２上層金属電極層
４０ 樹脂膜
４８ 透明導電膜
１００ 太陽電池モジュール
Claims (26)
- 半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側に配置された第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に対応する第１透明電極層および第１金属電極層と、前記第２導電型半導体層に対応する第２透明電極層および第２金属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の一部に前記第１導電型半導体層を形成し、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に前記第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の上にこれらに跨って透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、
前記透明導電膜を介して前記第１導電型半導体層の上に、前記第１金属電極層として下層金属電極層および上層金属電極層を順に形成し、前記透明導電膜を介して前記第２導電型半導体層の上に、前記第２金属電極層として下層金属電極層および上層金属電極層を順に形成する金属電極層形成工程と、
前記透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された前記第１透明電極層および前記第２透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
をこの順で含み、
前記金属電極層形成工程では、
粒子状の金属材料、樹脂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、前記第１金属電極層および前記第２金属電極層を形成し、前記第１金属電極層の周縁および前記第２金属電極層の周縁に前記樹脂材料が偏在してなる樹脂膜を形成し、
前記第１金属電極層および前記第２金属電極層において、前記上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記上層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合よりも少なく、
前記透明電極層形成工程では、前記第１金属電極層およびその周縁の前記樹脂膜、および、前記第２金属電極層およびその周縁の前記樹脂膜をマスクとして用いて、前記透明導電膜をパターニングする、
太陽電池の製造方法。 - 前記下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記印刷材料全体に対する重量比として８５％以上９５％以下である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
- 半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側に配置された第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に対応する第１透明電極層および第１金属電極層と、前記第２導電型半導体層に対応する第２透明電極層および第２金属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の一部に前記第１導電型半導体層を形成し、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に前記第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の上にこれらに跨って透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、
前記透明導電膜を介して前記第１導電型半導体層の上に、前記第１金属電極層として第１下層金属電極層および第１上層金属電極層を順に形成し、前記透明導電膜を介して前記第２導電型半導体層の上に、前記第２金属電極層として第２下層金属電極層および第２上層金属電極層を順に形成する金属電極層形成工程と、
前記透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された前記第１透明電極層および前記第２透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
をこの順で含み、
前記金属電極層形成工程では、
粒子状の金属材料、樹脂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、前記第１金属電極層および前記第２金属電極層を形成し、前記第１金属電極層と前記第２金属電極層との間に前記樹脂材料が染み出してなる樹脂膜を形成し、
前記第１金属電極層において、前記第１上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第１上層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記第１下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第１下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合よりも少なく、
前記第２金属電極層において、前記第２上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第２上層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記第２下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第２下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合よりも少なく、
前記透明電極層形成工程では、前記第１金属電極層、前記第２金属電極層、および前記樹脂膜をマスクとして用いて、前記透明導電膜をパターニングする、
太陽電池の製造方法。 - 前記金属電極層形成工程では、前記第１下層金属電極層の帯幅が前記第１上層金属電極層の帯幅よりも狭く、前記第２下層金属電極層の帯幅が前記第２上層金属電極層の帯幅よりも狭くなるように、前記第１金属電極層および前記第２金属電極層を帯状に形成する、請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記第１下層金属電極層および前記第２下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記印刷材料全体に対する重量比として８９％以上９５％以下である、請求項３または４に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記透明電極層形成工程では、エッチング溶液を用いたウェットエッチング法を用いて、前記透明導電膜をパターニングする、請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記金属電極層形成工程では、スクリーン印刷法を用いて、前記印刷材料を印刷する、請求項１～６のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
- 半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側に配置された第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に対応する第１透明電極層および第１金属電極層と、前記第２導電型半導体層に対応する第２透明電極層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、
前記第１透明電極層および前記第１金属電極層は帯状をなし、前記第１透明電極層の帯幅は前記第１金属電極層の帯幅よりも狭く、
前記第２透明電極層および前記第２金属電極層は帯状をなし、前記第２透明電極層の帯幅は前記第２金属電極層の帯幅よりも狭く、
前記第１金属電極層の周縁および前記第２金属電極層の周縁には、前記第１金属電極層および前記第２金属電極層の印刷材料における樹脂材料が偏在してなる樹脂膜が形成されており、
前記第１金属電極層および前記第２金属電極層の各々は、下層金属電極層と上層金属電極層との２層構造であり、
前記上層金属電極層全体に対する前記上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、前記下層金属電極層全体に対する前記下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少ない、
太陽電池。 - 前記第１金属電極層と前記第２金属電極層との間における前記第１導電型半導体層の一部および前記第２導電型半導体層の一部は、前記樹脂膜で覆われている、請求項８に記載の太陽電池。
- 前記第１導電型半導体層と前記樹脂膜との層間および前記第２導電型半導体層と前記樹脂膜との層間には、前記第１透明電極層および前記第２透明電極層と同一材料の透明導電膜が島状に配置されている、請求項９に記載の太陽電池。
- 前記半導体基板の２つの主面のうち少なくとも前記一方主面側は、凹凸構造を有し、
前記第１金属電極層と前記第２金属電極層との間における前記第１導電型半導体層の谷部および前記第２導電型半導体層の谷部は、前記樹脂膜で覆われており、
前記第１金属電極層と前記第２金属電極層との間における前記第１導電型半導体層の頂部および前記第２導電型半導体層の頂部は、前記樹脂膜で覆われておらず、露出している、
請求項９または１０に記載の太陽電池。 - 前記第１導電型半導体層の谷部と前記樹脂膜との層間および前記第２導電型半導体層の谷部と前記樹脂膜との層間には、前記第１透明電極層および前記第２透明電極層と同一材料の透明導電膜が島状に配置されている、請求項１１に記載の太陽電池。
- 前記印刷材料は金属ペーストであり、
前記樹脂膜は、前記印刷材料に含有する樹脂材料が染み出してなる、
請求項８～１２のいずれか１項に記載の太陽電池。 - 前記第１金属電極層および前記第２金属電極層は、前記印刷材料に含有する金属材料である銀を含む、請求項１３に記載の太陽電池。
- 前記第１金属電極層および前記第２金属電極層は、前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料を含む、請求項１３または１４に記載の太陽電池。
- 前記印刷材料から形成される前記第１金属電極層および前記第２金属電極層は、ウレタン結合を有する、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の太陽電池。
- 前記第１金属電極層と前記第１導電型半導体層との接触面積は、前記第１透明電極層と前記第１導電型半導体層との接触面積の半分以下であり、
前記第２金属電極層と前記第２導電型半導体層との接触面積は、前記第２透明電極層と前記第２導電型半導体層との接触面積の半分以下である、
請求項８～１６のいずれか１項に記載の太陽電池。 - 前記第１金属電極層および前記第２金属電極層において、前記上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記上層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合は、前記下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記下層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合よりも少ない、請求項８～１７のいずれか１項に記載の太陽電池。
- 前記下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記印刷材料全体に対する重量比として８５％以上９５％以下である、請求項１８に記載の太陽電池。
- 半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側に配置された第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に対応する第１透明電極層および第１金属電極層と、前記第２導電型半導体層に対応する第２透明電極層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、
前記第１透明電極層および前記第１金属電極層は帯状をなし、前記第１透明電極層の帯幅は前記第１金属電極層の帯幅よりも狭く、
前記第２透明電極層および前記第２金属電極層は帯状をなし、前記第２透明電極層の帯幅は前記第２金属電極層の帯幅よりも狭く、
前記第１金属電極層と前記第２金属電極層との間には、前記第１金属電極層および前記第２金属電極層の印刷材料に含有する樹脂材料を含む樹脂膜が形成されており、
前記第１金属電極層は、第１下層金属電極層と第１上層金属電極層との２層構造であり、
前記第２金属電極層は、第２下層金属電極層と第２上層金属電極層との２層構造であり、
前記第１上層金属電極層の全材料に対する前記第１上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、前記第１下層金属電極層の全材料に対する前記第１下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少なく、
前記第２上層金属電極層の全材料に対する前記第２上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、前記第２下層金属電極層の全材料に対する前記第２下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少ない、
太陽電池。 - 前記第１下層金属電極層の帯幅は前記第１上層金属電極層の帯幅よりも狭く、前記第１透明電極層の帯幅は前記第１下層金属電極層の帯幅よりも狭く、
前記第２下層金属電極層の帯幅は前記第２上層金属電極層の帯幅よりも狭く、前記第２透明電極層の帯幅は前記第２下層金属電極層の帯幅よりも狭い、
請求項２０に記載の太陽電池。 - 前記第１下層金属電極層に含有する前記金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比として、前記第１下層金属電極層の全材料に対して７５％以上９５％以下であり、
前記第２下層金属電極層に含有する前記金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比として、前記第２下層金属電極層の全材料に対して７５％以上９５％以下である、
請求項２０または２１に記載の太陽電池。 - 前記印刷材料は金属ペーストであり、
前記第１金属電極層および前記第２金属電極層は、前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料を含む、
請求項２０～２２のいずれか１項に記載の太陽電池。 - 前記第１上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第１上層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合は、前記第１下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第１下層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合よりも少なく、
前記第２上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第２上層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合は、前記第２下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第２下層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合よりも少ない、
請求項２３に記載の太陽電池。 - 前記第１下層金属電極層および前記第２下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記印刷材料全体に対する重量比として８９％以上９５％以下である、
請求項２４に記載の太陽電池。 - 前記樹脂膜は、前記印刷材料に含有する樹脂材料が染み出してなる、
請求項２２～２５のいずれか１項に記載の太陽電池。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013098241A (ja) | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Kaneka Corp | 結晶シリコン系太陽電池及び結晶シリコン系太陽電池の製造方法 |
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