JP7736675B2 - Method for manufacturing solar cell and solar cell - Google Patents

Method for manufacturing solar cell and solar cell

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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。 The present invention relates to a method for manufacturing a back electrode type (back contact type) solar cell and a back electrode type solar cell.

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。 Solar cells that use semiconductor substrates include double-sided electrode solar cells, in which electrodes are formed on both the light-receiving and back-side surfaces, and back-side electrode solar cells, in which electrodes are formed only on the back-side surface. In double-sided electrode solar cells, electrodes are formed on the light-receiving surface, which blocks sunlight. On the other hand, back-side electrode solar cells do not have electrodes on the light-receiving surface, so they have a higher sunlight reception rate than double-sided electrode solar cells. Patent Document 1 discloses a back-side electrode solar cell.

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。 The solar cell described in Patent Document 1 comprises a semiconductor substrate, a first conductivity type semiconductor layer and a first electrode layer stacked in this order on the back surface of the semiconductor substrate, and a second conductivity type semiconductor layer and a second electrode layer stacked in this order on another portion of the back surface of the semiconductor substrate. The first electrode layer and the second electrode layer are separated from each other to prevent short circuits.

特開2013-131586号公報JP 2013-131586 A

一般に、半導体基板における光閉じ込め効果および/または光回収効率の向上の目的で、半導体基板は、受光面側および/または裏面側に、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する。 Generally, for the purpose of improving the light confinement effect and/or light recovery efficiency in a semiconductor substrate, the semiconductor substrate has a pyramidal fine uneven structure called a texture structure on the light-receiving surface side and/or back surface side.

また、一般に、第1電極層および第2電極層の各々は、金属電極層を含む。 Also, generally, each of the first electrode layer and the second electrode layer includes a metal electrode layer.

本願発明者らは、このような太陽電池の製造プロセスの簡略化の目的で、めっき法を用いて金属電極層を形成することを考案している。しかし、本願発明者らの知見によれば、このような太陽電池の製造方法では、半導体基板の裏面側の凹凸構造に起因して、金属電極層が成長する際、特に凹凸構造の谷部において斜め方向に成長する金属電極層がお互いに押し合い、金属電極層にヒビが発生することがある。 The present inventors have devised a method of forming a metal electrode layer using a plating method in order to simplify the manufacturing process of such solar cells. However, according to the inventors' findings, with this method of manufacturing solar cells, due to the uneven structure on the back side of the semiconductor substrate, when the metal electrode layer grows, the metal electrode layer growing obliquely, particularly in the valleys of the uneven structure, presses against each other, which can cause cracks to form in the metal electrode layer.

金属電極層にヒビが発生すると、例えば金属電極層のパターニングのためのエッチング溶液がヒビに浸入し、半導体層にダメージを与えてしまう。そのため、太陽電池の性能が低下してしまう。また、太陽電池の信頼性が低下してしまう。If cracks occur in the metal electrode layer, the etching solution used to pattern the metal electrode layer can seep into the cracks and damage the semiconductor layer. This reduces the performance of the solar cell and its reliability.

本発明は、製造プロセスの簡略化を図っても、太陽電池の性能低下の抑制および信頼性低下の抑制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。 The present invention aims to provide a solar cell manufacturing method and a solar cell that can suppress performance degradation and reliability degradation of the solar cell while simplifying the manufacturing process.

本発明に係る太陽電池の製造方法は、一方主面側に凹凸構造を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記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導電型半導体層および第1金属電極層と、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導電型半導体層および第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、前記太陽電池は、前記第1金属電極層および前記第2金属電極層の各々における、少なくとも前記第1領域と前記第2領域との境界側の端部に配置された樹脂膜を備え、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、下地層とめっき層とを有し、前記太陽電池の製造方法は、前記半導体基板の前記一方主面側の前記第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、前記第1領域および前記第2領域に跨って一連の前記下地層の材料膜を形成する下地層材料膜形成工程と、前記第1領域と前記第2領域との境界における前記下地層の材料膜の上に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利用するめっき法を用いて、前記第1領域および前記第2領域の各々における前記下地層の材料膜の上に、パターン化された前記めっき層を形成するめっき層形成工程と、前記レジストを除去するレジスト除去工程と、前記めっき層をマスクとして利用するエッチング法を用いて、前記下地層の材料膜をエッチングすることにより、前記第1領域および前記第2領域の各々に、パターン化された前記下地層を形成する下地層形成工程と、を含む。前記下地層材料膜形成工程では、前記半導体基板の前記凹凸構造に応じた凹凸構造を有する前記下地層の材料膜が形成され、前記レジスト形成工程では、パターン印刷法を用いて、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させて、パターン化された前記レジストを形成することにより、前記下地層の前記少なくとも端部における前記凹凸構造の谷部に、前記樹脂材料が染み出してなる前記樹脂膜が配置され、前記めっき層形成工程では、前記めっき層が、前記下地層の前記少なくとも端部における前記凹凸構造の谷部における前記樹脂膜の上、および、前記下地層における前記凹凸構造の山部の上、に形成される。The solar cell manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing a back electrode solar cell comprising a semiconductor substrate having an uneven structure on one main surface side, a first conductivity type semiconductor layer and a first metal electrode layer stacked in this order in a first region that is a part of the one main surface side of the semiconductor substrate, and a second conductivity type semiconductor layer and a second metal electrode layer stacked in this order in a second region that is another part of the one main surface side of the semiconductor substrate, wherein the solar cell comprises a resin film disposed on at least the end of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer on the boundary side between the first region and the second region, and each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer has an underlayer and a plating layer, and the solar cell manufacturing method comprises: and a base layer forming step of forming a series of base layer material films on the first region and the second region on the second conductive type semiconductor layer, the base layer material film being formed across the first region and the second region; a resist forming step of forming a resist on the base layer material film at the boundary between the first region and the second region; a plating layer forming step of forming a patterned plating layer on the base layer material film in each of the first region and the second region using a plating method that uses the resist as a mask; a resist removing step of removing the resist; and a base layer forming step of forming a patterned base layer in each of the first region and the second region by etching the base layer material film using an etching method that uses the plating layer as a mask. In the base layer material film formation process, a base layer material film having a concave-convex structure corresponding to the concave-convex structure of the semiconductor substrate is formed; in the resist formation process, a pattern printing method is used to print and harden a printing material containing a resin material and a solvent to form a patterned resist, thereby placing the resin film formed by the resin material seeping out into the valleys of the concave-convex structure at least at the end of the base layer; and in the plating layer formation process, the plating layer is formed on the resin film in the valleys of the concave-convex structure at least at the end of the base layer and on the peaks of the concave-convex structure of the base layer.

本発明に係る太陽電池は、一方主面側に凹凸構造を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記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導電型半導体層および第1金属電極層と、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導電型半導体層および第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金属電極層および前記第2金属電極層の各々における、少なくとも前記第1領域と前記第2領域との境界側の端部に配置された樹脂膜を備え、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、下地層とめっき層とを有し、前記下地層は、前記半導体基板の前記凹凸構造に応じた凹凸構造を有し、前記下地層における前記凹凸構造の山部は、前記めっき層と接しており、前記下地層の前記少なくとも端部における前記凹凸構造の谷部と前記めっき層との間には、前記樹脂膜が介在している。The solar cell of the present invention is a back-electrode solar cell comprising: a semiconductor substrate having a concave-convex structure on one principal surface side; a first conductivity-type semiconductor layer and a first metal electrode layer stacked in this order in a first region that is a portion of the one principal surface side of the semiconductor substrate; and a second conductivity-type semiconductor layer and a second metal electrode layer stacked in this order in a second region that is another portion of the one principal surface side of the semiconductor substrate. Each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer has a resin film disposed at least at the end portion on the boundary side between the first region and the second region. Each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer has an underlayer and a plating layer. The underlayer has a concave-convex structure corresponding to the concave-convex structure of the semiconductor substrate. The peaks of the concave-convex structure in the underlayer are in contact with the plating layer. The resin film is interposed between the valleys of the concave-convex structure at least at the end portion of the underlayer and the plating layer.

本発明に係る別の太陽電池は、一方主面側に凹凸構造を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記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導電型半導体層および第1金属電極層と、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導電型半導体層および第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金属電極層および前記第2金属電極層の各々は、下地層とめっき層とを有し、前記下地層は、前記半導体基板の前記凹凸構造に応じた凹凸構造を有し、前記下地層における前記凹凸構造の山部は、前記めっき層と接しており、前記第1金属電極層および前記第2金属電極層の各々における、少なくとも前記第1領域と前記第2領域との境界側の端部において、前記凹凸構造の谷部における前記めっき層の下には、空間が存在している。Another solar cell according to the present invention is a back-electrode solar cell comprising a semiconductor substrate having a textured structure on one main surface side, a first conductivity-type semiconductor layer and a first metal electrode layer stacked in that order in a first region that is a portion of the one main surface side of the semiconductor substrate, and a second conductivity-type semiconductor layer and a second metal electrode layer stacked in that order in a second region that is another portion of the one main surface side of the semiconductor substrate, wherein the first metal electrode layer and the second metal electrode layer each have an underlayer and a plating layer, the underlayer having a textured structure that corresponds to the textured structure of the semiconductor substrate, the peaks of the textured structure in the underlayer being in contact with the plating layer, and a space exists below the plating layer in the valleys of the textured structure at least at the end of each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer on the boundary side between the first region and the second region.

本発明によれば、太陽電池の製造プロセスの簡略化を図っても、太陽電池の性能低下の抑制および信頼性低下の抑制が可能である。 According to the present invention, it is possible to suppress deterioration in the performance and reliability of solar cells even while simplifying the solar cell manufacturing process.

本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。FIG. 2 is a view of the solar cell according to the embodiment as viewed from the back surface side. 図1に示す太陽電池におけるII-II線断面図である。2 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 1 taken along line II-II. 図2に示す太陽電池における部分IIIの拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view of a portion III in the solar cell shown in FIG. 2. 本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る。3A to 3C are diagrams illustrating a semiconductor layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment. 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および金属電極層の下地層材料膜形成工程を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating a transparent electrode layer material film forming step and a metal electrode layer underlayer material film forming step in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト形成工程を示す図である。3A to 3C are diagrams illustrating a resist formation step in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment. 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のめっき層形成工程を示す図である。3A to 3C are diagrams illustrating a step of forming a plating layer of a metal electrode layer in the method for manufacturing a solar cell according to the present embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト除去工程を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating a resist removal step in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment. 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および金属電極層の下地層形成工程を示す図である。3A to 3C are diagrams illustrating a transparent electrode layer forming step and a base layer forming step for a metal electrode layer in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment. 図4Cおよび図4Dに示す太陽電池の製造方法におけるレジスト形成工程および金属電極層のめっき層形成工程における部分Vの拡大断面図である。4C and 4D in the step of forming a resist and the step of forming a plating layer of a metal electrode layer. FIG. 従来のめっき法(サブトラクト法)を用いた太陽電池の製造方法における金属電極層のめっき層形成工程の問題点を説明するための図である。1A and 1B are diagrams for explaining problems with the plating layer formation step of the metal electrode layer in a solar cell manufacturing method using a conventional plating method (subtract method). 図3に示す本実施形態に係る太陽電池の部分拡大断面図であって、図2に示す部分III相当の拡大断面図である。4 is a partially enlarged cross-sectional view of the solar cell according to the embodiment shown in FIG. 3, and corresponds to a portion III shown in FIG. 2. FIG. 本実施形態の変形例に係る太陽電池の部分拡大断面図であって、図2に示す部分III相当の拡大断面図である。3 is a partially enlarged cross-sectional view of a solar cell according to a modified example of the present embodiment, corresponding to a portion III shown in FIG. 2. FIG. 本実施形態の変形例に係る太陽電池の部分拡大断面図であって、図2に示す部分III相当の拡大断面図である。3 is a partially enlarged cross-sectional view of a solar cell according to a modified example of the present embodiment, corresponding to a portion III shown in FIG. 2. FIG. 本実施形態の変形例に係る太陽電池の部分拡大断面図であって、図2に示す部分III相当の拡大断面図である。3 is a partially enlarged cross-sectional view of a solar cell according to a modified example of the present embodiment, corresponding to a portion III shown in FIG. 2. FIG.

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。 An example of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the attached drawings. Note that the same or equivalent parts in each drawing will be designated by the same reference numerals. For convenience, hatching and component reference numerals may be omitted. In such cases, reference should be made to other drawings.

(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り、図2は、図1に示す太陽電池におけるII-II線断面図である。また、図3は、図2に示す太陽電池における部分IIIの拡大断面図である。図1~図3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。)であってヘテロ接合型の太陽電池である。
(solar cells)
Fig. 1 is a view of a solar cell according to this embodiment as seen from the back surface side, and Fig. 2 is a cross-sectional view of the solar cell shown in Fig. 1 taken along line II-II. Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view of part III in the solar cell shown in Fig. 2. The solar cell 1 shown in Figs. 1 to 3 is a back electrode type (also called a back contact type or back junction type) heterojunction solar cell.

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。以下では、半導体基板11の主面のうちの受光する側の主面を受光面とし、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)を裏面とする。 The solar cell 1 comprises a semiconductor substrate 11 with two principal surfaces, each of which has a first region 7 and a second region 8. Hereinafter, the principal surface of the semiconductor substrate 11 that receives light will be referred to as the light-receiving surface, and the principal surface of the semiconductor substrate 11 opposite the light-receiving surface (one principal surface) will be referred to as the back surface.

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方向に交差する第2方向(Y方向)に延在する。The first region 7 has a so-called comb-like shape and includes multiple finger portions 7f corresponding to the comb teeth and busbar portions 7b corresponding to the support portions of the comb teeth. The busbar portions 7b extend in a first direction (X direction) along one side of the semiconductor substrate 11, and the finger portions 7f extend from the busbar portions 7b in a second direction (Y direction) that intersects with the first direction.

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。Similarly, the second region 8 has a so-called comb-like shape and includes multiple finger portions 8f corresponding to the teeth of the comb and busbar portions 8b corresponding to the supports for the teeth of the comb. The busbar portions 8b extend in the first direction (X direction) along one side of the semiconductor substrate 11 that faces the other side, and the finger portions 8f extend in the second direction (Y direction) from the busbar portions 8b.

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。 The finger portions 7f and 8f are strip-shaped and extend in the second direction (Y direction) and are arranged alternately in the first direction (X direction). The first region 7 and the second region 8 may also be formed in a stripe pattern.

図2に示すように、太陽電池1は、半導体基板11の受光面側に順に積層されたパッシベーション層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の裏面側の一部(第1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(第2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。 As shown in Figure 2, solar cell 1 includes a passivation layer 13 and an optical adjustment layer 15 stacked in this order on the light-receiving surface side of semiconductor substrate 11. Solar cell 1 also includes a passivation layer 23, a first conductivity-type semiconductor layer 25, and a first electrode layer 27 stacked in this order on a portion (first region 7) of the back surface side of semiconductor substrate 11. Solar cell 1 also includes a passivation layer 33, a second conductivity-type semiconductor layer 35, and a second electrode layer 37 stacked in this order on another portion (second region 8) of the back surface side of semiconductor substrate 11.

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。 The semiconductor substrate 11 is formed of a crystalline silicon material such as single crystal silicon or polycrystalline silicon. The semiconductor substrate 11 is, for example, an n-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with an n-type dopant. The semiconductor substrate 11 may also be a p-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with a p-type dopant. An example of an n-type dopant is phosphorus (P). An example of a p-type dopant is boron (B). The semiconductor substrate 11 functions as a photoelectric conversion substrate that absorbs incident light from the light-receiving surface side and generates photocarriers (electrons and holes).

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。 By using crystalline silicon as the material for the semiconductor substrate 11, the dark current is relatively small, and a relatively high output (stable output regardless of illuminance) can be obtained even when the intensity of the incident light is low.

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る。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。 The semiconductor substrate 11 has a pyramidal, finely textured structure on its backside, known as a textured structure. This increases the recovery efficiency of light that passes through the semiconductor substrate 11 without being absorbed.

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。 The semiconductor substrate 11 may also have a pyramidal micro-convex structure, known as a texture structure, on the light-receiving surface side. This reduces the reflection of incident light on the light-receiving surface and improves the light trapping effect of the semiconductor substrate 11.

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を主成分とする材料で形成される。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。 The passivation layer 13 is formed on the light-receiving surface side of the semiconductor substrate 11. The passivation layer 23 is formed in the first region 7 on the back side of the semiconductor substrate 11. The passivation layer 33 is formed in the second region 8 on the back side of the semiconductor substrate 11. The passivation layers 13, 23, and 33 are formed, for example, from a material whose main component is intrinsic (i-type) amorphous silicon material. The passivation layers 13, 23, and 33 suppress the recombination of carriers generated in the semiconductor substrate 11 and increase the carrier recovery efficiency.

光学調整層15は、半導体基板11の受光面側のパッシベーション層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の受光面側およびパッシベーション層13を保護する保護層として機能する。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。The optical adjustment layer 15 is formed on the passivation layer 13 on the light-receiving surface side of the semiconductor substrate 11. The optical adjustment layer 15 functions as an anti-reflection layer that prevents reflection of incident light, and also functions as a protective layer that protects the light-receiving surface side of the semiconductor substrate 11 and the passivation layer 13. The optical adjustment layer 15 is formed from an insulating material such as silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), or a composite thereof such as silicon oxynitride (SiON).

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領域7に形成されている。一方、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領域8に形成されている。すなわち、第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35は、帯状の形状をなし、Y方向に延在する。第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35とは、X方向に交互に並んでいる。第2導電型半導体層35の一部は、隣接する第1導電型半導体層25の一部の上に重なっていてもよい(図示省略)。 The first conductivity type semiconductor layer 25 is formed on the passivation layer 23, i.e., in the first region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11. On the other hand, the second conductivity type semiconductor layer 35 is formed on the passivation layer 33, i.e., in the second region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11. That is, the first conductivity type semiconductor layer 25 and the second conductivity type semiconductor layer 35 have a strip-like shape and extend in the Y direction. The first conductivity type semiconductor layer 25 and the second conductivity type semiconductor layer 35 are arranged alternately in the X direction. A portion of the second conductivity type semiconductor layer 35 may overlap a portion of an adjacent first conductivity type semiconductor layer 25 (not shown).

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。 The first conductivity type semiconductor layer 25 is formed, for example, from an amorphous silicon material. The first conductivity type semiconductor layer 25 is, for example, a p-type semiconductor layer formed by doping an amorphous silicon material with a p-type dopant (for example, the above-mentioned boron (B)).

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。 The second conductivity type semiconductor layer 35 is formed, for example, from an amorphous silicon material. The second conductivity type semiconductor layer 35 is, for example, an n-type semiconductor layer in which an n-type dopant (for example, the above-mentioned phosphorus (P)) is doped into an amorphous silicon material. Note that the first conductivity type semiconductor layer 25 may be an n-type semiconductor layer, and the second conductivity type semiconductor layer 35 may be a p-type semiconductor layer.

第1電極層27は、第1導電型半導体層25上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第1領域7に形成されている。一方、第2電極層37は、第2導電型半導体層35上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第2領域8に形成されている。すなわち、第1電極層27および第2電極層37は、帯状の形状をなし、Y方向に延在する。第1電極層27と第2電極層37とは、X方向に交互に設けられている。 The first electrode layer 27 is formed on the first conductivity type semiconductor layer 25, i.e., in the first region 7 on the back side of the semiconductor substrate 11. On the other hand, the second electrode layer 37 is formed on the second conductivity type semiconductor layer 35, i.e., in the second region 8 on the back side of the semiconductor substrate 11. That is, the first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 are strip-shaped and extend in the Y direction. The first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 are arranged alternately in the X direction.

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および第1金属電極層29を有する。一方、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および第2金属電極層39を有する。第1金属電極層29は、下地層29lとめっき層29uとの2層構造であり、第2金属電極層39は、下地層39lとめっき層39uとの2層構造である。 The first electrode layer 27 has a first transparent electrode layer 28 and a first metal electrode layer 29 stacked in this order on the first conductivity-type semiconductor layer 25. On the other hand, the second electrode layer 37 has a second transparent electrode layer 38 and a second metal electrode layer 39 stacked in this order on the second conductivity-type semiconductor layer 35. The first metal electrode layer 29 has a two-layer structure consisting of an underlayer 29l and a plating layer 29u, and the second metal electrode layer 39 has a two-layer structure consisting of an underlayer 39l and a plating layer 39u.

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)、ZnO(Zinc Oxide:酸化亜鉛)等が挙げられる。The first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are formed from a transparent conductive material. Examples of transparent conductive materials include ITO (Indium Tin Oxide: a composite oxide of indium oxide and tin oxide) and ZnO (Zinc Oxide).

第1金属電極層29における下地層29lおよび第2金属電極層39における下地層39lは、例えばスパッタリング等のPVD法を用いて形成された銀、銅、アルミニウム等の金属材料を含む。一方、第1金属電極層29におけるめっき層29uおよび第2金属電極層39におけるめっき層39uは、例えばめっき法を用いて形成された銀、銅、ニッケル等の金属材料を含む。 The base layer 29l in the first metal electrode layer 29 and the base layer 39l in the second metal electrode layer 39 contain a metal material such as silver, copper, or aluminum, formed using a PVD method such as sputtering. On the other hand, the plating layer 29u in the first metal electrode layer 29 and the plating layer 39u in the second metal electrode layer 39 contain a metal material such as silver, copper, or nickel, formed using a plating method.

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。 The first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 are strip-shaped extending in the second direction (Y direction) and are alternately arranged in the first direction (X direction). That is, the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are strip-shaped extending in the second direction (Y direction) and are alternately arranged in the first direction (X direction). Furthermore, the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are strip-shaped extending in the second direction (Y direction) and are alternately arranged in the first direction (X direction). The first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are separated from each other, and the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are also separated from each other.

図3に示すように、第1金属電極層29における下地層29lとめっき層29uとの間における、少なくとも第1領域7と第2領域8との境界側の端部には、樹脂膜41が偏在している。 As shown in Figure 3, a resin film 41 is unevenly distributed between the base layer 29l and the plating layer 29u in the first metal electrode layer 29, at least at the end on the boundary side between the first region 7 and the second region 8.

詳説すれば、下地層29lは、比較的に薄く、半導体基板11の凹凸構造(テクスチャ構造)に応じた凹凸構造を有している。樹脂膜41は、下地層29lの少なくとも端部における凹凸構造の谷部とめっき層29uとの間に介在している。樹脂膜41は、海島構造の海状に(すなわち連続して)形成されていてもよいし、海島構造の島状に(すなわち連続せずに)形成されていてもよい。下地層29lの少なくとも端部における凹凸構造の谷部は、樹脂膜41によって平坦化されていると好ましい。 More specifically, the base layer 29l is relatively thin and has a concave-convex structure corresponding to the concave-convex structure (texture structure) of the semiconductor substrate 11. The resin film 41 is interposed between the plating layer 29u and the valleys of the concave-convex structure at least at the ends of the base layer 29l. The resin film 41 may be formed in a sea-like (i.e., continuous) or island-like (i.e., discontinuous) form of the sea-island structure. It is preferable that the valleys of the concave-convex structure at least at the ends of the base layer 29l be flattened by the resin film 41.

一方、下地層29lの少なくとも端部における凹凸構造の山部は、めっき層29uと接している。また、下地層29lの端部以外における凹凸構造の谷部および山部は、めっき層29uと接している。On the other hand, the peaks of the uneven structure at least at the ends of the base layer 29l are in contact with the plating layer 29u. Furthermore, the valleys and peaks of the uneven structure other than the ends of the base layer 29l are in contact with the plating layer 29u.

同様に、第2金属電極層39における下地層39lとめっき層39uとの間における、少なくとも第1領域7と第2領域8との境界側の端部には、樹脂膜41が偏在している。 Similarly, a resin film 41 is unevenly distributed at least at the end of the second metal electrode layer 39 between the base layer 39l and the plating layer 39u on the boundary side between the first region 7 and the second region 8.

詳説すれば、下地層39lは、比較的に薄く、半導体基板11の凹凸構造(テクスチャ構造)に応じた凹凸構造を有している。樹脂膜41は、下地層39lの少なくとも端部における凹凸構造の谷部とめっき層39uとの間に介在している。樹脂膜41は、海島構造の海状に(すなわち連続して)形成されていてもよいし、海島構造の島状に(すなわち連続せずに)形成されていてもよい。下地層39lの少なくとも端部における凹凸構造の谷部は、樹脂膜41によって平坦化されていると好ましい。 More specifically, the base layer 39l is relatively thin and has a concave-convex structure corresponding to the concave-convex structure (texture structure) of the semiconductor substrate 11. The resin film 41 is interposed between the plating layer 39u and the valleys of the concave-convex structure at least at the edges of the base layer 39l. The resin film 41 may be formed in a sea-like (i.e., continuous) or island-like (i.e., discontinuous) form of the sea-island structure. It is preferable that the valleys of the concave-convex structure at least at the edges of the base layer 39l be flattened by the resin film 41.

一方、下地層39lの少なくとも端部における凹凸構造の山部は、めっき層39uと接している。また、下地層39lの端部以外における凹凸構造の谷部および山部は、めっき層39uと接している。On the other hand, the peaks of the uneven structure at least at the ends of the base layer 39l are in contact with the plating layer 39u. Furthermore, the valleys and peaks of the uneven structure other than the ends of the base layer 39l are in contact with the plating layer 39u.

(太陽電池の製造方法)
次に、図4A~図4Fを参照して、本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、本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、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および金属電極層の下地層材料膜形成工程を示す図である。また、図4Cは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト形成工程を示す図であり、図4D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のめっき層形成工程を示す図である。また、図4Eは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるレジスト除去工程を示す図であり、図4F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および金属電極層の下地層形成工程を示す図である。図4A~図4F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。
(Method for manufacturing solar cells)
Next, a method for manufacturing a solar cell according to this embodiment will be described with reference to Figures 4A to 4F. Figure 4A is a diagram illustrating a semiconductor layer formation step in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment, and Figure 4B is a diagram illustrating a transparent electrode layer material film formation step and a metal electrode layer underlayer material film formation step in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment. Figure 4C is a diagram illustrating a resist formation step in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment, and Figure 4D is a diagram illustrating a plating layer formation step for a metal electrode layer in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment. Figure 4E is a diagram illustrating a resist removal step in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment, and Figure 4F is a diagram illustrating a transparent electrode layer formation step and a metal electrode layer underlayer formation step in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment. Figures 4A to 4F show the back side of semiconductor substrate 11, and the front side of semiconductor substrate 11 is omitted.

まず、図4Aに示すように、半導体基板11の裏面側の一部に、具体的には第1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層材料膜および第1導電型半導体層材料膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、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。4A, a passivation layer 23 and a first conductivity type semiconductor layer 25 are formed on a portion of the back surface of the semiconductor substrate 11, specifically in the first region 7 (semiconductor layer formation process). For example, a passivation layer material film and a first conductivity type semiconductor layer material film may be formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 11 using a CVD or PVD method, and then the passivation layer 23 and the first conductivity type semiconductor layer 25 may be patterned using an etching method that uses a resist or a metal mask generated using photolithography or printing technology.

なお、p型半導体層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸、または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。 Etching solutions for p-type semiconductor layer material films include, for example, acidic solutions such as hydrofluoric acid containing ozone or a mixture of nitric acid and hydrofluoric acid, while etching solutions for n-type semiconductor layer material films include, for example, alkaline solutions such as an aqueous potassium hydroxide solution.

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および第1導電型半導体層25の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。 Alternatively, when using the CVD or PVD method to stack a passivation layer and a first conductivity type semiconductor layer on the back side of the semiconductor substrate 11, a mask may be used to simultaneously form and pattern the passivation layer 23 and the first conductivity type semiconductor layer 25.

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層材料膜および第2導電型半導体層材料膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、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。Next, a passivation layer 33 and a second conductivity type semiconductor layer 35 are formed on another portion of the back surface of the semiconductor substrate 11, specifically in the second region 8 (semiconductor layer formation process). For example, as described above, a passivation layer material film and a second conductivity type semiconductor layer material film may be formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 11 using a CVD or PVD method, and then the passivation layer 33 and the second conductivity type semiconductor layer 35 may be patterned using an etching method that uses a resist or a metal mask generated using photolithography or printing technology.

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。 Alternatively, when using the CVD or PVD method to stack a passivation layer and a second conductivity type semiconductor layer on the back side of the semiconductor substrate 11, a mask may be used to simultaneously form and pattern the passivation layer 33 and the second conductivity type semiconductor layer 35.

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)。 In addition, during this semiconductor layer formation process, a passivation layer 13 may be formed over the entire light-receiving surface side of the semiconductor substrate 11 (not shown).

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、第1領域7および第2領域8に跨って一連の透明電極層材料膜28Zを形成する(透明電極層材料膜形成工程)。透明電極層材料膜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。Next, as shown in FIG. 4B, a continuous transparent electrode layer material film 28Z is formed on the first conductivity type semiconductor layer 25 and the second conductivity type semiconductor layer 35, spanning the first region 7 and the second region 8 (transparent electrode layer material film formation process). The transparent electrode layer material film 28Z can be formed by, for example, CVD or PVD.

次に、透明電極層材料膜28Z上に、すなわち第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35上に、第1領域7および第2領域8に跨って一連の下地層材料膜29lZを形成する(下地層材料膜形成工程)。下地層材料膜29lZの形成方法としては、例えばスパッタリング等のPVD法が用いられる。Next, a series of base layer material films 29lZ is formed on the transparent electrode layer material film 28Z, i.e., on the first conductivity type semiconductor layer 25 and the second conductivity type semiconductor layer 35, spanning the first region 7 and the second region 8 (base layer material film formation process). The base layer material film 29lZ is formed, for example, by a PVD method such as sputtering.

次に、図4Cに示すように、第1領域7と第2領域8との境界における下地層材料膜29lZ上に、レジスト40を形成する(レジスト形成工程)。レジスト40の形成方法としては、スクリーン印刷また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等のパターン印刷法が挙げられる。 Next, as shown in Figure 4C, a resist 40 is formed on the underlayer material film 29lZ at the boundary between the first region 7 and the second region 8 (resist formation process). Methods for forming the resist 40 include press printing such as screen printing or gravure printing, or pattern printing methods such as ejection printing such as inkjet printing.

パターン印刷法では、樹脂材料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、パターン化されたレジスト40を形成する。このとき、図5に示すように、印刷材料における樹脂材料が染み出してなる樹脂膜41が、下地層材料膜29lZの凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部に形成される。In the pattern printing method, a printing material containing a resin material and a solvent is printed and baked (cured) to form a patterned resist 40. At this time, as shown in Figure 5, a resin film 41 formed by the resin material seeping out of the printing material is formed in the valleys of the uneven structure (texture structure) of the base layer material film 29lZ.

樹脂膜41は、図5に示すように、レジスト40の間、すなわち第1領域7および第2領域8の全てにおける凹凸構造の谷部に形成されてもよいし、図3に示すように、レジスト40の間における、第1領域7と第2領域8との境界側の端部に凹凸構造の谷部に形成されてもよい。 The resin film 41 may be formed in the valleys of the uneven structure between the resist 40, i.e., in all of the first region 7 and the second region 8, as shown in Figure 5, or may be formed in the valleys of the uneven structure between the resist 40 at the end of the boundary between the first region 7 and the second region 8, as shown in Figure 3.

次に、図4Dに示すように、レジスト40をマスクとして利用するめっき法を用いて、第1領域7における下地層材料膜29lZ上に、パターン化されためっき層29uを形成し、第2領域8における下地層材料膜29lZ上に、パターン化されためっき層39uを形成する(めっき金属電極層形成工程)。具体的には、図5に示すように、めっき層29uが、下地層材料膜29lZの少なくとも端部における凹凸構造の谷部における樹脂膜41の上、および、下地層材料膜29lZにおける凹凸構造の山部の上、に形成される。Next, as shown in Figure 4D, a plating method using resist 40 as a mask is used to form a patterned plating layer 29u on the underlayer material film 29lZ in the first region 7, and a patterned plating layer 39u on the underlayer material film 29lZ in the second region 8 (plated metal electrode layer formation process). Specifically, as shown in Figure 5, the plating layer 29u is formed on the resin film 41 in the valleys of the uneven structure at least at the end of the underlayer material film 29lZ, and on the peaks of the uneven structure of the underlayer material film 29lZ.

次に、図4Eに示すように、レジスト40を除去する(レジスト除去工程)。レジスト除去溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性水溶液が用いられる。Next, as shown in Figure 4E, the resist 40 is removed (resist removal process). An alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide solution is used as the resist removal solution.

次に、図4Fに示すように、めっき層29uおよびめっき層39uをマスクとして利用するエッチング法を用いて、下地層材料膜29lZおよび透明電極層材料膜28Zをエッチングすることにより、第1領域7に、パターン化された第1透明電極層28および下地層29lを形成し、第2領域8に、パターン化された第2透明電極層38および下地層39lを形成する(透明電極層形成工程、および、下地層形成工程)。これにより、下地層29lとめっき層29uとからなる第1金属電極層29、および、下地層39lとめっき層39uとからなる第2金属電極層39が形成される。また、第1透明電極層28と第1金属電極層29とからなる第1電極層27、および、第2透明電極層38および第2金属電極層39とからなる第2電極層37が形成される。Next, as shown in FIG. 4F, the underlayer material film 29lZ and the transparent electrode layer material film 28Z are etched using an etching method that uses the plating layer 29u and plating layer 39u as masks to form a patterned first transparent electrode layer 28 and underlayer 29l in the first region 7, and a patterned second transparent electrode layer 38 and underlayer 39l in the second region 8 (transparent electrode layer formation process and underlayer formation process). This results in the formation of a first metal electrode layer 29 consisting of the underlayer 29l and plating layer 29u, and a second metal electrode layer 39 consisting of the underlayer 39l and plating layer 39u. Furthermore, a first electrode layer 27 consisting of the first transparent electrode layer 28 and first metal electrode layer 29, and a second electrode layer 37 consisting of the second transparent electrode layer 38 and second metal electrode layer 39 are formed.

下地層材料膜29lZおよび透明電極層材料膜28Zの同時エッチングのエッチング溶液としては、例えば透明電極層材料膜28ZがITOで下地層材料膜29lZが銅である場合には、過硫酸アンモニウム(過硫安)等の酸化剤と塩酸(HCl)等の酸性溶液との混合溶液が挙げられる。 An example of an etching solution for simultaneous etching of the underlayer material film 29lZ and the transparent electrode layer material film 28Z is a mixed solution of an oxidizing agent such as ammonium persulfate (ammonium persulfate) and an acidic solution such as hydrochloric acid (HCl) when, for example, the transparent electrode layer material film 28Z is ITO and the underlayer material film 29lZ is copper.

ここで、比較的に薄い下地層上にめっき層を形成する手法は、サブトラクト法ともいう。このようなサブトラクト法では、上述したレジスト形成工程、めっき層形成工程およびレジスト除去工程(図4C~図4E)に代えて、一連のめっき層を形成した後に、レジストを用いてめっき層のパターニングを行う。下地層は比較的に薄いため、下地層は、半導体基板の凹凸構造(テクスチャ構造)に応じた凹凸構造を有する。そのため、図6に示すように、下地層材料膜29lZの上にめっき層29uが成長する際、特に凹凸構造の谷部において斜め方向に成長するめっき層がお互いに押し合い(矢印参照)、めっき層にヒビが発生することがある。 The technique of forming a plating layer on a relatively thin underlayer is also known as the subtraction method. In this subtraction method, instead of the resist formation process, plating layer formation process, and resist removal process described above (Figures 4C to 4E), a series of plating layers are formed and then patterned using resist. Because the underlayer is relatively thin, it has a concave-convex structure corresponding to the concave-convex structure (texture structure) of the semiconductor substrate. Therefore, as shown in Figure 6, when plating layer 29u grows on underlayer material film 29lZ, the plating layers growing diagonally, particularly in the valleys of the concave-convex structure, may push against each other (see arrows), causing cracks in the plating layer.

めっき層にヒビが発生すると、例えば金属電極層および透明電極層のパターニングのためのエッチング溶液がヒビに浸入し、下地層材料膜および透明電極層材料膜を溶かし、半導体層にダメージを与えてしまう。特に、薄い下地層材料膜では結晶粒が小さく、硫酸等の酸性溶液に比較的に溶けやすい。そのため、太陽電池の性能が低下してしまう。また、太陽電池の信頼性が低下してしまう。 If cracks occur in the plating layer, for example, etching solutions used to pattern the metal electrode layer and transparent electrode layer can seep into the cracks, dissolving the underlayer material film and transparent electrode layer material film and damaging the semiconductor layer. Thin underlayer material films, in particular, have small crystal grains and are relatively easily dissolved in acidic solutions such as sulfuric acid. This reduces the performance of the solar cell and its reliability.

この点に関し、本実施形態では、図5に示すように、レジスト形成工程において、下地層材料膜29lZの凹凸構造の谷部に、レジスト40から染み出してなる樹脂膜41が配置される。なお、下地層材料膜29lZの凹凸構造の谷部が樹脂膜41によって平坦化(平滑化)されていると好ましい。これにより、下地層材料膜29lZの上にめっき層29uが成長する際、特に凹凸構造の谷部において斜め方向に成長するめっき層がお互いに押し合うことが抑制され、めっき層にヒビが発生することが抑制される。これにより、例えば金属電極層および透明電極層のパターニングのためのエッチング溶液がめっき層のヒビに浸入することによる半導体層のダメージを抑制することができる。そのため、太陽電池の性能の低下を抑制することができる。また、太陽電池の信頼性の低下を抑制することができる。In this regard, in this embodiment, as shown in FIG. 5, during the resist formation process, a resin film 41 exuded from the resist 40 is disposed in the valleys of the uneven structure of the base layer material film 29lZ. It is preferable that the valleys of the uneven structure of the base layer material film 29lZ be planarized (smoothed) by the resin film 41. This prevents the plating layer 29u growing obliquely, particularly in the valleys of the uneven structure, from pressing against each other, thereby preventing cracks from forming in the plating layer. This prevents damage to the semiconductor layer, for example, caused by the penetration of an etching solution used for patterning the metal electrode layer and transparent electrode layer into cracks in the plating layer. This prevents a decrease in the performance of the solar cell. It also prevents a decrease in the reliability of the solar cell.

その後、半導体基板11の受光面側の全面に、光学調整層15を形成する(図示省略)。以上の工程により、図1および図2に示す本実施形態の裏面電極型の太陽電池1が得られる。 Then, an optical adjustment layer 15 (not shown) is formed over the entire light-receiving surface of the semiconductor substrate 11. Through the above steps, the back electrode type solar cell 1 of this embodiment shown in Figures 1 and 2 is obtained.

以上説明したように、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、めっき法を用いて金属電極層29,39を形成する。これにより、太陽電池の製造プロセスの簡略化および低コスト化が可能である。As described above, according to the solar cell manufacturing method of this embodiment, the metal electrode layers 29, 39 are formed using a plating method. This simplifies the solar cell manufacturing process and reduces costs.

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、めっき法において、パターン印刷法を用いて、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して焼成(硬化)させたレジスト40を用いて、直接に(製膜とパターニングとを同時に行い)、めっき層29uを形成する。これにより、下地層材料膜29lZの凹凸構造の谷部に、印刷材料から染み出してなる樹脂膜41が配置される。なお、下地層材料膜29lZの凹凸構造の谷部が樹脂膜41によって平坦化(平滑化)されていると好ましい。これにより、めっき層にヒビが発生することを抑制することができ、めっき層のヒビに起因する半導体層のダメージを抑制することができる。そのため、太陽電池の性能低下を抑制することができる。また、太陽電池の信頼性の低下を抑制することができる。 Furthermore, according to the solar cell manufacturing method of this embodiment, a plating method uses a pattern printing method to directly (film formation and patterning are performed simultaneously) form the plating layer 29u using a resist 40 formed by printing and baking (hardening) a printing material containing a resin material and a solvent. As a result, a resin film 41 exuded from the printing material is disposed in the valleys of the uneven structure of the base layer material film 29lZ. It is preferable that the valleys of the uneven structure of the base layer material film 29lZ are planarized (smoothed) by the resin film 41. This can prevent cracks from occurring in the plating layer and suppress damage to the semiconductor layer caused by cracks in the plating layer. This can prevent degradation of the solar cell's performance. It can also prevent degradation of the solar cell's reliability.

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、金属電極層29,39の材料として、比較的に高価な公知のAgペーストに代えて、比較的に安価な金属、例えばCu(例えば、スパッタリング等のPVD法を用いて製膜後、ウエットエッチング)を用いてもよい。これにより、太陽電池の低コスト化が可能である。 Furthermore, according to the solar cell manufacturing method of this embodiment, a relatively inexpensive metal, such as Cu (e.g., a film formed using a PVD method such as sputtering followed by wet etching) can be used as the material for the metal electrode layers 29, 39 instead of the relatively expensive, well-known Ag paste. This allows for lower costs for solar cells.

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3に示すように、第1金属電極層29における下地層29lとめっき層29uとの間、および、第2金属電極層39における下地層39lとめっき層39uとの間であって、凹凸構造の谷部に、樹脂膜41が偏在している太陽電池を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、太陽電池の製造プロセスにおけるエッチング度合いによって、様々な形態の太陽電池が考えられる。ここで、以下に説明する太陽電池の比較例との比較のために、図3に示す本実施形態に係る太陽電池の部分拡大断面図であって、図2に示す部分IIIの拡大断面図を、図7Aに示し直す。図7Aでは、図3において、第1導電型半導体層25とパッシベーション層23とを纏めて示す。図7B~図7Dは、本実施形態の変形例に係る太陽電池の部分拡大断面図であって、図2に示す部分III相当の拡大断面図である。While the above describes an embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment and various modifications and variations are possible. For example, the above embodiment illustrates a solar cell in which the resin film 41 is unevenly distributed in the valleys of the uneven structure between the base layer 29l and the plating layer 29u in the first metal electrode layer 29 and between the base layer 39l and the plating layer 39u in the second metal electrode layer 39, as shown in FIG. 3. However, the present invention is not limited to this, and various solar cells can be conceived depending on the degree of etching in the solar cell manufacturing process. For comparison with the comparative solar cell described below, FIG. 7A shows a partial enlarged cross-sectional view of the solar cell according to this embodiment shown in FIG. 3, which is an enlarged cross-sectional view of portion III shown in FIG. 2. FIG. 7A shows the first conductivity-type semiconductor layer 25 and passivation layer 23 together in FIG. 3. FIGS. 7B to 7D are partial enlarged cross-sectional views of solar cells according to variations of this embodiment, corresponding to portion III shown in FIG. 2.

図7Bに示すように、太陽電池1では、第1金属電極層29における下地層29lとめっき層29uとの間、および、第2金属電極層39における下地層39lとめっき層39uとの間であって、凹凸構造の谷部に偏在していた樹脂膜41がエッチングされて除去されていてもよい。例えば、上述したレジスト除去工程において、樹脂膜41がエッチングされて除去される。 As shown in Figure 7B, in the solar cell 1, the resin film 41 that was unevenly distributed in the valleys of the uneven structure between the base layer 29l and the plating layer 29u in the first metal electrode layer 29 and between the base layer 39l and the plating layer 39u in the second metal electrode layer 39 may be etched and removed. For example, the resin film 41 is etched and removed in the resist removal process described above.

これにより、太陽電池1では、第1金属電極層29における、少なくとも第1領域7と第2領域8との境界側の端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層29uの下には、空間が存在していてもよい。より詳説すれば、第1金属電極層29の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層29uの下には、下地層29lが存在しており、凹凸構造の谷部における下地層29lとめっき層29uとの間には、樹脂膜41が介在せず、空間が介在していてもよい。As a result, in the solar cell 1, a space may exist below the plating layer 29u in the valleys of the uneven structure at least at the end of the first metal electrode layer 29 on the boundary side between the first region 7 and the second region 8. More specifically, at least at the end of the first metal electrode layer 29, a base layer 29l may exist below the plating layer 29u in the valleys of the uneven structure, and a space may exist between the base layer 29l and the plating layer 29u in the valleys of the uneven structure without a resin film 41 interposed therebetween.

同様に、太陽電池1では、第2金属電極層39における、少なくとも第1領域7と第2領域8との境界側の端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層39uの下には、空間が存在していてもよい。より詳説すれば、第2金属電極層39の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層39uの下には、下地層39lが存在しており、凹凸構造の谷部における下地層39lとめっき層39uとの間には、樹脂膜41が介在せず、空間が介在していてもよい。Similarly, in solar cell 1, at least at the end of second metal electrode layer 39 on the boundary side between first region 7 and second region 8, a space may exist below plating layer 39u in the valleys of the uneven structure. More specifically, at least at the end of second metal electrode layer 39, a base layer 39l may exist below plating layer 39u in the valleys of the uneven structure, and a space may exist between base layer 39l and plating layer 39u in the valleys of the uneven structure without resin film 41 interposed therebetween.

或いは、図7Cに示すように、太陽電池1では、更に、下地層29l,39lがエッチングされて除去されていてもよく、更に、透明電極層28,38がエッチングされて除去されていてもよい。例えば、上述した透明電極層形成工程および下地層形成工程において、下地層29l,39lおよび透明電極層28,38がエッチングされて除去される。Alternatively, as shown in Figure 7C, in the solar cell 1, the base layers 29l and 39l may be etched and removed, and the transparent electrode layers 28 and 38 may be etched and removed. For example, in the transparent electrode layer forming process and base layer forming process described above, the base layers 29l and 39l and the transparent electrode layers 28 and 38 are etched and removed.

これにより、太陽電池1では、第1金属電極層29の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層29uの下には、樹脂膜41および下地層29lが存在せず、空間が存在してもよい。或いは、太陽電池1では、第1金属電極層29の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層29uの下には、樹脂膜41、下地層29lおよび透明電極層28が存在せず、空間が存在してもよい。As a result, in the solar cell 1, at least at the end of the first metal electrode layer 29, the resin film 41 and the base layer 29l are not present below the plating layer 29u in the valleys of the uneven structure, and spaces may exist. Alternatively, in the solar cell 1, at least at the end of the first metal electrode layer 29, the resin film 41, the base layer 29l, and the transparent electrode layer 28 are not present below the plating layer 29u in the valleys of the uneven structure, and spaces may exist.

同様に、太陽電池1では、第2金属電極層39の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層39uの下には、樹脂膜41および下地層39lが存在せず、空間が存在してもよい。或いは、太陽電池1では、第2金属電極層39の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層39uの下には、樹脂膜41、下地層39lおよび透明電極層38が存在せず、空間が存在してもよい。Similarly, in solar cell 1, at least at the end of second metal electrode layer 39, the resin film 41 and underlayer 39l may not be present below plating layer 39u in the valleys of the uneven structure, and spaces may exist. Alternatively, in solar cell 1, at least at the end of second metal electrode layer 39, the resin film 41, underlayer 39l, and transparent electrode layer 38 may not be present below plating layer 39u in the valleys of the uneven structure, and spaces may exist.

或いは、図7Dに示すように、太陽電池1では、第1金属電極層29における下地層29lとめっき層29uとの間、および、第2金属電極層39における下地層39lとめっき層39uとの間であって、凹凸構造の谷部に偏在していた樹脂膜41はエッチングされずに残り、下地層29l,39lがエッチングされて除去されていてもよく、更に、透明電極層28,38がエッチングされて除去されていてもよい。上述したように、例えば、上述した透明電極層形成工程および下地層形成工程において、下地層29l,39lおよび透明電極層28,38がエッチングされて除去される。7D, in the solar cell 1, the resin film 41 unevenly distributed in the valleys of the uneven structure between the base layer 29l and the plating layer 29u in the first metal electrode layer 29 and between the base layer 39l and the plating layer 39u in the second metal electrode layer 39 may remain unetched, while the base layers 29l and 39l may be etched and removed, and further, the transparent electrode layers 28 and 38 may be etched and removed. As described above, for example, in the transparent electrode layer formation process and base layer formation process, the base layers 29l and 39l and the transparent electrode layers 28 and 38 are etched and removed.

これにより、太陽電池1では、第1金属電極層29の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層29uの下には、樹脂膜41が存在しており、下地層29lが存在せず、凹凸構造の谷部における樹脂層41の下には、空間が存在していてもよい。或いは、太陽電池1では、第1金属電極層29の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層29uの下には、樹脂膜41が存在しており、下地層29lおよび透明電極層28が存在せず、凹凸構造の谷部における樹脂層41の下には、空間が存在していてもよい。As a result, in the solar cell 1, at least at the end of the first metal electrode layer 29, the resin film 41 may be present below the plating layer 29u in the valleys of the uneven structure, the base layer 29l may not be present, and spaces may exist below the resin layer 41 in the valleys of the uneven structure. Alternatively, in the solar cell 1, at least at the end of the first metal electrode layer 29, the resin film 41 may be present below the plating layer 29u in the valleys of the uneven structure, the base layer 29l and the transparent electrode layer 28 may not be present, and spaces may exist below the resin layer 41 in the valleys of the uneven structure.

同様に、太陽電池1では、第2金属電極層39の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層39uの下には、樹脂膜41が存在しており、下地層39lが存在せず、凹凸構造の谷部における樹脂層41の下には、空間が存在していてもよい。或いは、太陽電池1では、第2金属電極層39の少なくとも端部において、凹凸構造の谷部におけるめっき層39uの下には、樹脂膜41が存在しており、下地層39lおよび透明電極層38が存在せず、凹凸構造の谷部における樹脂層41の下には、空間が存在していてもよい。Similarly, in solar cell 1, at least at the end of second metal electrode layer 39, a resin film 41 may be present below plating layer 39u in the valleys of the uneven structure, with no base layer 39l present, and spaces may exist below resin layer 41 in the valleys of the uneven structure. Alternatively, in solar cell 1, at least at the end of second metal electrode layer 39, a resin film 41 may be present below plating layer 39u in the valleys of the uneven structure, with no base layer 39l or transparent electrode layer 38 present, and spaces may exist below resin layer 41 in the valleys of the uneven structure.

また、上述した実施形態では、透明電極層と金属電極層とを含む電極層を備える太陽電池を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、金属電極層のみを含む電極層を備える太陽電池にも適用可能である。 In addition, in the above-described embodiment, a solar cell having an electrode layer including a transparent electrode layer and a metal electrode layer was exemplified. However, the present invention is not limited to this and can also be applied to a solar cell having an electrode layer including only a metal electrode layer.

また、上述した実施形態では、結晶シリコン材料を用いた太陽電池1を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池の材料としては、ガリウムヒ素(GaAs)等の種々の材料が用いられてもよい。 In addition, while the above-described embodiment illustrates a solar cell 1 made of crystalline silicon material, this is not limiting. For example, various materials such as gallium arsenide (GaAs) may be used as the material for the solar cell.

また、上述した実施形態では、図2に示すようにヘテロ接合型の太陽電池1を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池にも適用可能である。 In addition, in the above-described embodiment, a heterojunction solar cell 1 is illustrated as shown in Figure 2. However, the present invention is not limited to this and can also be applied to various solar cells, such as homojunction solar cells.

1 太陽電池
7 第1領域
7f フィンガー部
7b バスバー部
8 第2領域
8f フィンガー部
8b バスバー部
11 半導体基板
13,23,33 パッシベーション層
15 光学調整層
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 透明電極層材料膜
29 第1金属電極層
29l 下地層
29lZ 下地層材料膜
29u めっき層
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 下地層
39u めっき層
40 レジスト
41 樹脂膜
REFERENCE SIGNS LIST 1 solar cell 7 first region 7f finger portion 7b busbar portion 8 second region 8f finger portion 8b busbar portion 11 semiconductor substrate 13, 23, 33 passivation layer 15 optical adjustment layer 25 first conductivity type semiconductor layer 27 first electrode layer 28 first transparent electrode layer 28Z transparent electrode layer material film 29 first metal electrode layer 29l underlayer 29lZ underlayer material film 29u plating layer 35 second conductivity type semiconductor layer 37 second electrode layer 38 second transparent electrode layer 39 second metal electrode layer 39l underlayer 39u plating layer 40 resist 41 resin film

Claims (13)

一方主面側に凹凸構造を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記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導電型半導体層および第1金属電極層と、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導電型半導体層および第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金属電極層および前記第2金属電極層の各々における、少なくとも前記第1領域と前記第2領域との境界側の端部に配置された樹脂膜を備え、
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、下地層とめっき層とを有し、
前記下地層は、前記半導体基板の前記凹凸構造に応じた凹凸構造を有し、
前記下地層における前記凹凸構造の山部は、前記めっき層と接しており、
前記下地層の少なくとも前記端部における前記凹凸構造の谷部と前記めっき層との間には、前記樹脂膜が介在している、
太陽電池。
A back electrode type solar cell including: a semiconductor substrate having an uneven structure on one main surface side; a first conductivity type semiconductor layer and a first metal electrode layer stacked in this order in a first region which is a part of the one main surface side of the semiconductor substrate; and a second conductivity type semiconductor layer and a second metal electrode layer stacked in this order in a second region which is another part of the one main surface side of the semiconductor substrate,
a resin film disposed at least at an end of each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer on a boundary side between the first region and the second region;
each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer has an underlayer and a plating layer;
the underlayer has a concave-convex structure corresponding to the concave-convex structure of the semiconductor substrate,
the peaks of the concave-convex structure of the underlayer are in contact with the plating layer,
the resin film is interposed between the plating layer and a valley of the concave-convex structure at least at the end of the base layer;
Solar cell.
前記端部以外における前記下地層の前記凹凸構造の谷部は、前記めっき層と接している、請求項1に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1 , wherein valleys of the uneven structure of the base layer other than the end portions are in contact with the plating layer. 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、銅を主成分として含む、請求項1または2に記載の太陽電池。 The solar cell described in claim 1 or 2, wherein each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer contains copper as a primary component. 前記第1領域における前記第1導電型半導体層と前記第1金属電極層との間に積層された第1透明電極層と、
前記第2領域における前記第2導電型半導体層と前記第2金属電極層との間に積層された第2透明電極層と、
を更に備える、請求項1~3のいずれか1項に記載の太陽電池。
a first transparent electrode layer laminated between the first conductive type semiconductor layer and the first metal electrode layer in the first region;
a second transparent electrode layer laminated between the second conductive type semiconductor layer and the second metal electrode layer in the second region;
The solar cell according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
一方主面側に凹凸構造を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記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導電型半導体層および第1金属電極層と、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導電型半導体層および第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金属電極層および前記第2金属電極層の各々は、下地層とめっき層とを有し、
前記下地層は、前記半導体基板の前記凹凸構造に応じた凹凸構造を有し、
前記下地層における前記凹凸構造の山部は、前記めっき層と接しており、
前記第1金属電極層および前記第2金属電極層の各々における、少なくとも前記第1領域と前記第2領域との境界側の端部において、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記めっき層の下には、空間が存在している、
太陽電池。
A back electrode type solar cell including: a semiconductor substrate having an uneven structure on one main surface side; a first conductivity type semiconductor layer and a first metal electrode layer stacked in this order in a first region which is a part of the one main surface side of the semiconductor substrate; and a second conductivity type semiconductor layer and a second metal electrode layer stacked in this order in a second region which is another part of the one main surface side of the semiconductor substrate,
each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer has an underlayer and a plating layer;
the underlayer has a concave-convex structure corresponding to the concave-convex structure of the semiconductor substrate,
the peaks of the concave-convex structure of the underlayer are in contact with the plating layer,
a space exists below the plating layer in a valley portion of the uneven structure of the semiconductor substrate at least at an end portion of each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer on a boundary side between the first region and the second region;
Solar cell.
少なくとも前記端部において、
前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記めっき層の下には、前記下地層が存在しており、
前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記下地層と前記めっき層との間には、樹脂膜が介在せず、前記空間が介在している、
請求項5に記載の太陽電池。
At least at the end,
the underlayer is present under the plating layer in the valleys of the uneven structure of the semiconductor substrate ,
a resin film is not interposed between the base layer and the plating layer in the valley portion of the concave-convex structure of the semiconductor substrate , but the space is interposed between the base layer and the plating layer.
The solar cell according to claim 5 .
少なくとも前記端部において、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記めっき層の下には、樹脂膜および前記下地層が存在せず、前記空間が存在している、
請求項5に記載の太陽電池。
At least at the end, the resin film and the underlayer are not present under the plating layer in the valleys of the concave-convex structure of the semiconductor substrate , and the space is present.
The solar cell according to claim 5 .
少なくとも前記端部において、
前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記めっき層の下には、樹脂膜が存在しており、
前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記樹脂の下には、前記空間が存在している、
請求項5に記載の太陽電池。
At least at the end,
a resin film is present under the plating layer in the valleys of the uneven structure of the semiconductor substrate ,
the space exists under the resin film in the valley portion of the concave-convex structure of the semiconductor substrate ;
The solar cell according to claim 5 .
少なくとも前記端部において、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記めっき層の下には、前記下地層が存在していない、
請求項8に記載の太陽電池。
At least at the end, the underlayer is not present under the plating layer in the valleys of the concave-convex structure of the semiconductor substrate .
The solar cell according to claim 8 .
前記第1領域における前記第1導電型半導体層と前記第1金属電極層との間、および、前記第2領域における前記第2導電型半導体層と前記第2金属電極層との間に積層された透明電極層を更に備え、
少なくとも前記端部において、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記めっき層の下には、前記透明電極層が存在していない、
請求項7または9に記載の太陽電池。
a transparent electrode layer laminated between the first conductive type semiconductor layer and the first metal electrode layer in the first region and between the second conductive type semiconductor layer and the second metal electrode layer in the second region;
At least at the end, the transparent electrode layer is not present under the plating layer in the valleys of the concave-convex structure of the semiconductor substrate .
The solar cell according to claim 7 or 9.
前記端部以外における前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部では、前記下地層と前記めっき層とが接している、請求項5~10のいずれか1項に記載の太陽電池。 11. The solar cell according to claim 5, wherein the underlayer and the plating layer are in contact with each other in valleys of the uneven structure of the semiconductor substrate other than the end portion. 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、銅を主成分として含む、請求項5~11のいずれか1項に記載の太陽電池。 The solar cell described in any one of claims 5 to 11, wherein each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer contains copper as a primary component. 一方主面側に凹凸構造を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記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導電型半導体層および第1金属電極層と、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導電型半導体層および第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、
前記太陽電池は、前記第1金属電極層および前記第2金属電極層の各々における、少なくとも前記第1領域と前記第2領域との境界側の端部に配置された樹脂膜を備え、
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、下地層とめっき層とを有し、
前記太陽電池の製造方法は、
前記半導体基板の前記一方主面側の前記第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、前記第1領域および前記第2領域に跨って一連の前記下地層の材料膜を形成する下地層材料膜形成工程と、
前記第1領域と前記第2領域との境界における前記下地層の材料膜の上に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利用するめっき法を用いて、前記第1領域および前記第2領域の各々における前記下地層の材料膜の上に、パターン化された前記めっき層を形成するめっき層形成工程と、
前記レジストを除去するレジスト除去工程と、
前記めっき層をマスクとして利用するエッチング法を用いて、前記下地層の材料膜をエッチングすることにより、前記第1領域および前記第2領域の各々に、パターン化された前記下地層を形成する下地層形成工程と、
を含み、
前記下地層材料膜形成工程では、前記半導体基板の前記凹凸構造に応じた凹凸構造を有する前記下地層の材料膜が形成され、
前記レジスト形成工程では、パターン印刷法を用いて、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させて、パターン化された前記レジストを形成することにより、前記下地層の少なくとも前記端部における前記凹凸構造の谷部に、前記樹脂材料が染み出してなる前記樹脂膜が配置され、
前記めっき層形成工程では、前記めっき層が、前記下地層の少なくとも前記端部における前記凹凸構造の谷部における前記樹脂膜の上、および、前記下地層における前記凹凸構造の山部の上、に形成される、
太陽電池の製造方法。
A method for manufacturing a back electrode type solar cell including: a semiconductor substrate having an uneven structure on one main surface side; a first conductivity type semiconductor layer and a first metal electrode layer stacked in this order in a first region that is a part of the one main surface side of the semiconductor substrate; and a second conductivity type semiconductor layer and a second metal electrode layer stacked in this order in a second region that is another part of the one main surface side of the semiconductor substrate,
the solar cell includes a resin film disposed at least at an end portion of each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer on a boundary side between the first region and the second region,
each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer has an underlayer and a plating layer;
The method for manufacturing a solar cell includes:
an underlayer material film forming step of forming a series of underlayer material films on the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer on the one main surface side of the semiconductor substrate, spanning the first region and the second region;
a resist forming step of forming a resist on the material film of the underlayer at the boundary between the first region and the second region;
a plating layer forming step of forming a patterned plating layer on the material film of the base layer in each of the first region and the second region by using a plating method using the resist as a mask;
a resist removal step of removing the resist;
an underlayer forming step of etching a material film of the underlayer using an etching method that uses the plating layer as a mask, thereby forming a patterned underlayer in each of the first region and the second region;
Including,
In the underlayer material film forming step, a material film of the underlayer having a concavo-convex structure corresponding to the concavo-convex structure of the semiconductor substrate is formed,
In the resist forming step, a printing material containing a resin material and a solvent is printed and cured using a pattern printing method to form a patterned resist, whereby the resin film formed by the resin material seeping out is disposed in valleys of the uneven structure at least at the end of the base layer;
In the plating layer forming step, the plating layer is formed on the resin film in the valleys of the concave-convex structure at least at the end of the base layer and on the peaks of the concave-convex structure of the base layer.
How solar cells are manufactured.
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