JPWO2017056370A1 - 太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法 - Google Patents

太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法 Download PDF

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Abstract

半導体基板５０は、第１領域および第２領域を有する。シード層５８は、第１領域および第２領域を含む半導体基板５０の主面上に配置される。絶縁層６０は、第１領域のシード層５８の上において離散的に配置され、第２領域のシード層５８の上において配置されない。めっき層６２は、第１領域において離散的に配置される絶縁層６０の間においてシード層５８に接続され、第２領域のシード層５８に接続される。

Description

本発明は、太陽電池セルに関し、特に裏面接合型の太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法に関する。
発電効率の高い太陽電池として、光が入射する受光面に対向する裏面にｎ型半導体層およびｐ型半導体層の双方が形成された裏面接合型の太陽電池がある。裏面接合型の太陽電池では、発電した電力を取り出すためのｎ側電極とｐ側電極の双方が裏面側に設けられる。ｎ側電極およびｐ側電極は、めっき法により成膜されるめっき層を含む（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２−１３８５４５号公報
電極としてめっき層が用いられた太陽電池セルでは、めっき層の内部応力によって、太陽電池セルに反りが生じる場合がある。電極をめっき法にて生成する場合、太陽電池セルの外周部では中央部よりも電流密度が高くなることによって、太陽電池セルの外周部のめっき層は、中央部のめっき層よりも厚くなりやすい。そのため、外周部に加わる応力は、中央部に加わる応力よりも大きくなり、太陽電池セルの中央部に比べ太陽電池セルの外周部に反りが発生しやすい。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池セルの反りを低減する技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池セルは、第１領域および第２領域を有する半導体基板と、第１領域および第２領域を含む半導体基板の主面上に配置されるシード層と、第１領域のシード層の上において離散的に配置され、第２領域のシード層の上において配置されない絶縁層と、第１領域において離散的に配置される絶縁層の間においてシード層に接続され、第２領域のシード層に接続されるめっき層と、を備える。
本発明の別の態様もまた、太陽電池セルである。この太陽電池セルは、半導体基板と、半導体基板の主面上において、第１方向に延びる複数のフィンガー電極と、複数のフィンガー電極のそれぞれの一端側に接続され、第１方向に対して垂直な第２方向に延びるバスバー電極とを備える。バスバー電極は、第１方向に延びる複数の空洞部を備える。
本発明のさらに別の態様は、太陽電池セルの製造方法である。この方法は、第１領域および第２領域を有する半導体基板の主面上にシード層を積層するとともに、前記第１領域のシード層上に絶縁層を積層するステップと、第１領域の絶縁層を離散的に除去するステップと、第１領域の絶縁層を離散的に除去することによって、シード層が露出した部分にめっき層を形成するとともに、第２領域のシード層上にめっき層を形成するステップと、を備える。
本発明によれば、太陽電池セルの反りを低減できる。
本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。 図１の太陽電池セルの構造を示す平面図である。 図２の太陽電池セルの構造を示す断面図である。 図４（ａ）−（ｃ）は、図２の太陽電池セルの製造工程を示す断面図である。 本発明の実施例２に係る太陽電池セルの構造を示す断面図である。 図６（ａ）−（ｄ）は、図５の太陽電池セルの製造工程を示す断面図である。 本発明の実施例３に係る太陽電池セルの構造を示す断面図である。 図８（ａ）−（ｅ）は、図７の太陽電池セルの製造工程を示す断面図である。
（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、光が入射する受光面に対向する裏面に、互いに間挿し合っている一対の櫛歯状の電極が配置される裏面接合型の太陽電池セルに関する。前述のごとく、これらの電極をめっき法にて生成する場合、外周部において中央部よりも電流が集中するので、外周部のめっき層が中央部のめっき層よりも厚くなる。このような太陽電池セルの面内におけるめっき層の厚さの違いは、応力の面内分布をもたらし、太陽電池セルに反りが発生する。これに対応するために、本実施例において、外周部のバスバー電極が、連続的なシード層上に離散的なめっき層を配置することによって形成され、中央部のフィンガー電極が、連続的なシード層上に連続的なめっき層を配置することによって形成される。以下、図面を参照しながら、本実施例を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
図１は、本発明の実施例１に係る太陽電池モジュール１００の構造を示す断面図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０と総称される第１太陽電池セル１０ａ、第２太陽電池セル１０ｂ、第３太陽電池セル１０ｃ、第１保護部材１２、第２保護部材１４、封止部材１６、配線材１８と総称される第１配線材１８ａ、第２配線材１８ｂを含む。
図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直角座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池モジュール１００の平面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、太陽電池モジュール１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール１００を形成する２つの主平面、あるいは主面であって、かつｘ−ｙ平面に平行な２つの主平面のうち、ｚ軸の正方向側に配置される主平面が受光面であり、ｚ軸の負方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、ｚ軸の正方向側を「受光面側」とよび、ｚ軸の負方向側を「裏面側」とよぶ。
複数の太陽電池セル１０は、ｙ軸に沿って並べられることによって、太陽電池ストリングを形成する。隣接した太陽電池セル１０は、配線材１８によって電気的に接続される。ここで、配線材１８と太陽電池セル１０は、接着剤によって接着される。接着剤には、例えば、ハンダあるいは樹脂接着剤が使用される。樹脂接着剤を使用する場合、樹脂接着剤は、絶縁性を有するものであってもよいし、導電性を有する粒子を含むものであってもよい。
複数の太陽電池セル１０の受光面側には、第１保護部材１２が配置される。第１保護部材１２は、例えば、ガラスや透光性樹脂からなる基板またはシートにより構成される。一方、複数の太陽電池セル１０の裏面側には、第２保護部材１４が配置される。第２保護部材１４は、例えば、樹脂フィルムにより構成される。第１保護部材１２と第２保護部材１４との間には、封止部材１６が配置される。封止部材１６は、複数の太陽電池セル１０を封止する。封止部材１６は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等の透光性を有する樹脂により形成される。
また、第１保護部材１２、封止部材１６、太陽電池セル１０、第２保護部材１４の積層体の外周に、Ａｌ等の金属製の枠体（図示しない）が取り付けられてもよい。さらに、第２保護部材１４の裏面側に、太陽電池セル１０の出力を外部に取り出すための配線材および端子ボックスが取り付けられてもよい。
図２は、太陽電池セル１０の構造を示す平面図であり、太陽電池セル１０の裏面の構造を示す。太陽電池セル１０は、第１電極２０、第２電極２２、半導体基板５０を含む。第１電極２０は、複数の第１電極用フィンガー電極３０、第１電極用バスバー電極３２を含み、第２電極２２は、複数の第２電極用フィンガー電極３４、第２電極用バスバー電極３６を含む。第１電極２０と第２電極２２は、半導体基板５０の裏面側に形成されており、互いに異なった導電性を有する。具体的に説明すると、第１電極２０は電子を収集し、第２電極２２は正孔を収集する。太陽電池セル１０は、裏面接合型の光起電力素子であって、受光面側には電極が設けられない。
複数の第１電極用フィンガー電極３０は、ｙ軸方向に延びる矩形状に形成される。ここでは、第１電極用フィンガー電極３０の数を「５」としているが、これに限定されない。太陽電池セル１０の発電効率の向上の観点では、第１電極用フィンガー電極３０の数は多く、そのｘ軸方向の幅は小さくすることが好ましい。また、複数の第１電極用フィンガー電極３０のｙ軸の負方向端側に、第１電極用バスバー電極３２が接続される。第１電極用バスバー電極３２は、ｘ軸方向に延びる台形状に形成される。なお、太陽電池セル１０の裏面が矩形状に形成される場合、第１電極用バスバー電極３２も、矩形状に形成されてもよい。このような複数の第１電極用フィンガー電極３０と第１電極用バスバー電極３２との組合せによって、第１電極２０は櫛歯状に形成される。ここで、ｙ軸を第１方向とした場合、ｘ軸は、第１方向に対して垂直な第２方向といえる。
複数の第２電極用フィンガー電極３４は、ｙ軸方向に延びる矩形状に形成される。ここでは、第２電極用フィンガー電極３４の数を「６」としているが、これに限定されない。太陽電池セル１０の発電効率の向上の観点では、第２電極用フィンガー電極３４の数は多く、そのｘ軸方向の幅は小さくすることが好ましい。また、複数の第２電極用フィンガー電極３４のｙ軸の正方向端側に、第２電極用バスバー電極３６が接続される。第２電極用バスバー電極３６は、ｘ軸方向に延びる台形状に形成される。なお、第２電極用バスバー電極３６は、第１電極用バスバー電極３２と同様に、矩形状に形成されてもよい。このような複数の第２電極用フィンガー電極３４と第２電極用バスバー電極３６との組合せによって、第２電極２２も櫛歯状に形成される。
第１電極２０および第２電極２２は、複数の第１電極用フィンガー電極３０と複数の第２電極用フィンガー電極３４が噛み合って互いに間挿し合うように形成される。ここで、第１電極２０と第２電極２２との間には、分離領域３８が設けられる。分離領域３８は、第１電極２０と第２電極２２との間の絶縁を確保するために設けられており、第１電極２０および第２電極２２の櫛歯状に沿って、蛇行形状に形成される。なお、分離領域３８には、第１電極２０および第２電極２２を構成する後述の透明導電層および金属電極層が配置されない。そのため、透明導電層および金属電極層は、第１電極２０、第２電極２２のそれぞれに対応するように別々に設けられている。なお、第１電極用バスバー電極３２、第２電極用バスバー電極３６が形成される領域を「第１領域」といい、第１電極用フィンガー電極３０、第２電極用フィンガー電極３４が形成される領域を「第２領域」といってもよい。
図３は、太陽電池セル１０の構造を示すＡ−Ａ’方向の断面図である。つまり、図３は、図２において第１電極用バスバー電極３２が配置された部分の断面図である。太陽電池セル１０は、半導体基板５０、保護層５２、半導体層５４、透明導電層５６、シード層５８、絶縁層６０、めっき層６２を含む。また、太陽電池セル１０には、接着剤６４により配線材１８が接着される。半導体基板５０は、ｚ軸の正方向側、つまり受光面側から入射する光を吸収し、キャリアとして電子および正孔を生成する。半導体基板５０は、ｎ型またはｐ型の導電型を有する結晶性の半導体ウェーハにより構成される。ここでの半導体基板５０は、ｎ型の単結晶シリコンウェーハであるとする。
保護層５２は、半導体基板５０のｚ軸の正方向側に設けられる。保護層５２は、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどにより形成される。保護層５２は、半導体基板５０の受光面のパッシベーション層としての機能や、反射防止膜および保護膜としての機能を有する。保護層５２は、半導体基板５０の受光面の上にｉ型の非晶質シリコン層、酸化シリコンや窒化シリコンなどの絶縁層が順に積層された構造を有する。保護層５２は、ｉ型の非晶質シリコン層と絶縁層との間にｎ型の非晶質シリコン層が設けられた構造を有してもよい。ｉ型の非晶質シリコン層およびｎ型の非晶質シリコン層は、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚さを有する。酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの絶縁層は、例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の厚さを有する。
半導体層５４は、半導体基板５０のｚ軸の負方向側に形成される。半導体層５４は、半導体基板５０と同じｎ型の導電型を有する非晶質半導体層で構成される。半導体層５４は、例えば、半導体基板５０の裏面上に形成される実質的な真性なｉ型の非晶質半導体層と、ｉ型の非晶質半導体層の上に形成されるｎ型の非晶質半導体層の二層構造により構成される。なお、本実施例において、「非晶質半導体」には、微結晶半導体を含むものであってもよい。微結晶半導体とは、非晶質半導体中に半導体結晶が析出している半導体をいう。
ｉ型の非晶質半導体層は、水素（Ｈ）を含むｉ型の非晶質シリコンで構成され、例えば、２ｎｍ〜２５ｎｍ程度の厚さを有する。ｎ型の非晶質半導体層は、ｎ型のドーパントが添加された水素を含むｎ型非晶質シリコンで構成され、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚さを有する。半導体層５４を構成する各層の形成方法は、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤ法等の化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成することができる。
透明導電層５６は、半導体層５４のｚ軸の負方向側に形成される。透明導電層５６は、例えば、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）により形成される。ここでの透明導電層５６は、インジウム錫酸化物により形成され、例えば、５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の厚さを有する。透明導電層５６は、スパッタリングや化学気相成長（ＣＶＤ）などの薄膜形成方法により形成することができる。
シード層５８は、透明導電層５６のｚ軸の負方向側に形成される。シード層５８は、図２の半導体基板５０の裏面上において、ｘ軸方向、ｙ軸方向に延びる。シード層５８は、後述のめっき層６２との二層により、金属電極層を構成し、金属電極層は、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）などの金属材料で構成される。ここで、金属電極層は、銅により形成される。シード層５８は、例えば、５０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の厚さを有する。また、シード層５８は、例えば、スパッタリングや化学気相成長（ＣＶＤ）などの薄膜形成方法により形成される。
絶縁層６０は、シード層５８のｚ軸の負方向側において、ｘ軸方向に離散的に配置される。ここで、離散的な配置は、一定間隔でなされる。また、ｘ軸方向における１つの絶縁層６０の幅は、隣接した絶縁層６０間の幅以上である。絶縁層６０は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などにより形成される。絶縁層６０は、窒化シリコンにより形成されることが望ましい。
めっき層６２は、離散的に配置される絶縁層６０の間において、シード層５８に接続されながら、絶縁層６０よりもｚ軸の負方向側に突出するように形成される。つまり、めっき層６２は、第１電極用バスバー電極３２においてｘ軸方向に離散的に形成される。めっき層６２は、めっき法により形成され、めっき層６２は、１０μｍ〜５０μｍ程度の厚さを有する。本実施例では、金属電極層であるシード層５８の上にめっき層６２を形成するが、シード層５８を形成せず透明導電層５６の上に直接めっき層６２を形成してもよい。
ここで、ｘ軸方向に配置されるめっき層６２の数は、ｘ軸方向に並べられる第１電極用フィンガー電極３０の数よりも多い。そのため、ｘ軸方向における１つの絶縁層６０の幅と、隣接した絶縁層６０間の幅との和は、ｘ軸方向における１つの第１電極用フィンガー電極３０の幅と、ｘ軸方向における分離領域３８の幅との和よりも小さくされる。また、めっき層６２は、第１電極用フィンガー電極３０のシード層５８に接続される。なお、めっき層６２の表面には、錫などで構成される保護めっき層がさらに設けられてもよい。
めっき層６２とシード層５８は、前述のごとく、金属電極層を形成するが、金属電極層と透明導電層５６との二層構造は、第１電極用バスバー電極３２を形成する。一方、第１電極用フィンガー電極３０も、同様に、金属電極層と透明導電層５６の積層体により構成される。しかしながら、第１電極用バスバー電極３２において、めっき層６２は、ｘ軸方向に離散的に配置されるが、第１電極用フィンガー電極３０において、めっき層６２は、ｙ軸方向に連続的に配置される。また、第１電極用バスバー電極３２において、シード層５８は、ｘ軸方向に連続的に配置されるが、第１電極用フィンガー電極３０において、めっき層６２は、ｙ軸方向に連続的に配置され、ｘ軸方向に離散的に配置される。なお、第１電極用フィンガー電極３０におけるシード層５８のｚ軸の負方向側には、絶縁層６０が配置されず、めっき層６２が配置される。
第１電極用フィンガー電極３０は、太陽電池セル１０の中央部に配置されているので、めっき層６２のｚ軸方向の厚さが、太陽電池モジュール１００の外周部に配置された第１電極用バスバー電極３２での厚さよりも薄くなる。第１電極用バスバー電極３２での応力と、第１電極用フィンガー電極３０での応力とを近くするために、第１電極用バスバー電極３２でのめっき層６２は離散的に配置され、第１電極用フィンガー電極３０でのめっき層６２は連続的に配置される。さらに、第１電極用フィンガー電極３０と第１電極用バスバー電極３２とを含む第１電極２０は、半導体層５４に対応するように配置される。
一方、第２電極２２に対応するように、半導体層５４とは別の半導体層が、半導体基板５０のｚ軸の負方向側に形成される。別の半導体層は、半導体基板５０と異なるｐ型の導電型を有する非晶質半導体層で構成される。別の半導体層は、例えば、半導体基板５０の裏面上に形成される実質的な真性なｉ型の非晶質半導体層と、ｉ型の非晶質半導体層の上に形成されるｐ型の非晶質半導体層の二層構造により構成される。
ｉ型の非晶質半導体層は、水素（Ｈ）を含むｉ型の非晶質シリコンで構成され、例えば、２ｎｍ〜２５ｎｍ程度の厚さを有する。ｐ型の非晶質半導体層は、ｐ型のドーパントが添加された水素を含むｎ型非晶質シリコンで構成され、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚さを有する。別の半導体層を構成する各層の形成方法は、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤ法等の化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成することができる。
さらに、第２電極２２における第２電極用フィンガー電極３４は、第１電極用フィンガー電極３０と同様に形成され、第２電極用バスバー電極３６は、第１電極用バスバー電極３２と同様に形成される。
接着剤６４は、配線材１８と、第１電極用バスバー電極３２におけるめっき層６２とを接着させる。接着剤６４による配線材１８の接着により、第１電極用バスバー電極３２は、図示しない隣接した太陽電池セル１０における第２電極用バスバー電極３６に電気的に接続される。さらに、本太陽電池セル１０における第２電極用バスバー電極３６（図示せず）におけるめっき層６２にも、別の接着剤６４により、別の配線材１８が接着される。ここで、接着剤６４は、樹脂接着剤であるとする。
以下では、図４（ａ）−（ｃ）を参照しながら、太陽電池セル１０の製造方法について説明する。図４（ａ）−（ｃ）は、太陽電池セル１０、特に、第１電極用バスバー電極３２が配置された部分（第１領域）の製造工程を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、半導体基板５０の受光面側に保護層５２を積層する。また、半導体基板５０の裏面側に半導体層５４を積層し、半導体層５４の裏面側に透明導電層５６を積層する。さらに、透明導電層５６の裏面側にシード層５８を積層し、シード層５８の裏面側に絶縁層６０を積層する。保護層５２、半導体層５４、絶縁層６０の形成方法は特に限定されないが、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等の薄膜形成法などにより形成することができる。
つづいて、図４（ｂ）に示すように、ｘ軸に沿って離散的に絶縁層６０を除去する。ここで、絶縁層６０の除去は、一定間隔でなされる。また、ｘ軸方向に除去される幅は、残った絶縁層６０のｘ軸方向の幅以下であるとする。絶縁層６０の除去は、例えば、レーザーを使用したパターニングよりなされるが、これに限定されない。絶縁層６０を除去することによって、裏面側の一部において、シード層５８が露出する。
さらに、図４（ｃ）に示すように、絶縁層６０を離散的に除去することによって露出したシード層５８の上に、めっき法によりめっき層６２を形成する。例えば、めっき法として電気めっきが使用される。なお、第１電極用フィンガー電極３０が配置された部分（第２領域）においては、シード層５８の裏面側に、めっき法によりめっき層６２を形成する。以上の工程により、図３に示す太陽電池セル１０が生成される。
本実施例によれば、バスバー電極におけるめっき層を離散的に配置させるので、めっき層の体積を減少できる。また、めっき層の体積が減少されるので、バスバー電極近傍における応力を低減できる。また、バスバー電極近傍における応力が低減されるので、太陽電池セルの反りを低減できる。
本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の太陽電池セル１０は、第１領域および第２領域を有する半導体基板５０と、第１領域および第２領域を含む半導体基板５０の主面上に配置されるシード層５８と、第１領域のシード層５８の上において離散的に配置され、第２領域のシード層５８の上において配置されない絶縁層６０と、第１領域において離散的に配置される絶縁層６０の間においてシード層５８に接続され、第２領域のシード層５８に接続されるめっき層６２と、を備える。
第２領域の半導体基板５０の主面上において、第１方向に延びる複数の第１電極用フィンガー電極３０、第２電極用フィンガー電極３４と、第１領域の半導体基板５０の主面上において、複数の第１電極用フィンガー電極３０、第２電極用フィンガー電極３４のそれぞれの一端側に接続され、第１方向に対して垂直な第２方向に延びる第１電極用バスバー電極３２、第２電極用バスバー電極３６と、をさらに備える。
本発明のさらに別の態様は、太陽電池セル１０の製造方法である。この方法は、第１領域および第２領域を有する半導体基板５０の主面上にシード層５８を積層するとともに、第１領域のシード層５８上に絶縁層６０を積層するステップと、第１領域の絶縁層６０を離散的に除去するステップと、第１領域の絶縁層６０を離散的に除去することによって、シード層５８が露出した部分にめっき層６２を形成するとともに、第２領域のシード層５８上にめっき層６２を形成するステップと、を備える。
（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、裏面接合型の太陽電池セルであり、その反りを低減するために応力の面内分布を低減することを目的とする。実施例１において、中央部のフィンガー電極におけるめっき層を長尺方向に連続的に形成し、外周部のバスバー電極におけるめっき層を長尺方向に離散的に形成している。一方、実施例２では、外周部のバスバー電極におけるめっき層の構成がこれまでとは異なる。実施例２に係る太陽電池モジュール１００の構成は、図１と同様であり、太陽電池セル１０の裏面側の構成は、図２と同様である。ここでは、実施例１との際を中心に説明する。
図５は、本発明の実施例２に係る太陽電池セル１０の構造を示すＡ−Ａ’方向の断面図である。図５は、図３と同様に、図２において第１電極用バスバー電極３２が配置された部分の断面図である。太陽電池セル１０は、図３の構成に加えて、空洞部７０を含む。図５における半導体基板５０からシード層５８は、図３と同様であるので、ここでは説明を省略する。
絶縁層６０は、図３と同様に、シード層５８のｚ軸の負方向側において、ｘ軸方向に離散的にかつ一定間隔で配置される。しかしながら、ｘ軸方向における１つの絶縁層６０の幅は、図３でのｘ軸方向における１つの絶縁層６０の幅よりも狭くされる。絶縁層６０は、例えば、窒化シリコンにより形成される。
めっき層６２は、図３と同様に、離散的に配置される絶縁層６０の間において、シード層５８に接続される。また、めっき層６２は、シード層５８に接続された部分から、絶縁層６０よりもｚ軸の負方向側に突出する。さらに、めっき層６２は、絶縁層６０からｚ軸の負方向に絶縁層から離間した位置においてｘ軸方向に接続される。そのため、めっき層６２は、一体的に形成される。前述のごとく、図３と比較して、ｘ軸方向における１つの絶縁層６０の幅が狭くなっているので、めっき層６２の一体化がなされやすくなっている。
空洞部７０は、各絶縁層６０の裏面側に形成され、絶縁層６０とめっき層６２によって囲まれる。空洞部７０は、ｙ軸方向に延びる。また、空洞部７０は、絶縁層６０の数に応じて複数設けられる。空洞部７０が存在することによって、めっき層６２が一体的に形成される場合であっても、めっき層６２の体積が低減される。これにより、第１電極用バスバー電極３２における応力の増加が抑制される。一方、第１電極用フィンガー電極３０において、めっき層６２は、ｙ軸方向に連続的に配置されるが、空洞部７０を有さないので、めっき層６２の体積の低減が抑制される。
また、第２電極２２における第２電極用バスバー電極３６は、第１電極用バスバー電極３２と同様に形成されており、そのめっき層６２にも複数の空洞部７０が形成される。
以下では、図６（ａ）−（ｄ）を参照しながら、太陽電池セル１０の製造方法について説明する。図６（ａ）−（ｄ）は、太陽電池セル１０、特に、第１電極用バスバー電極３２が配置された部分の製造工程を示す断面図である。図６（ａ）−（ｃ）は、図４（ａ）−（ｃ）と同様であるので、ここでは説明を省略する。図６（ｄ）は、図６（ｃ）においてなされている電気めっきをさらに継続した場合を示す。図６（ｃ）から電気めっきを継続することによって、めっき層６２は、ｚ軸の負方向にさらに成長し、絶縁層６０の裏面を超えた場合にｘ軸方向にも成長する。その結果、前記絶縁層の主面上において隣接するめっき層が接触してから、めっき層の形成を停止するｚ軸の負方向の絶縁層６０上部において、隣接するめっき層６２が接触し、空洞部７０が形成される。隣接しためっき層６２がｘ軸方向において接触してから、めっき層６２の形成を停止する。
本実施例によれば、絶縁層から離間した位置においてめっき層を接続するので、めっき層を一体的に形成しながらも、めっき層の体積を低減できる。また、めっき層の体積が減少されるので、バスバー電極近傍における応力を低減できる。また、バスバー電極近傍における応力が低減されるので、太陽電池セルの反りを低減できる。また、めっき層を一体的に形成するので、抵抗の増加を抑制できる。
本発明の一態様の概要は、次の通りである。めっき層６２は、絶縁層６０から離間した位置において接続されることによって一体的に形成されてもよい。
めっき層６２を形成するステップは、半導体基板５０の主面上から離れる方向にめっき層６２を形成し、絶縁層６０の主面上において隣接するめっき層６２が接触してから、めっき層６２の形成を停止してもよい。
（実施例３）
次に、実施例３を説明する。実施例３は、これまでと同様に、裏面接合型の太陽電池セルであり、その反りを低減するために応力の面内分布を低減することを目的とする。これまでは、バスバー電極におけるめっき層の量を減少させるための絶縁層として、例えば、窒化シリコンを使用している。一方、実施例３では、絶縁層としてレジストを使用し、最終的に溶剤などでレジストを除去する。実施例３に係る太陽電池モジュール１００の構成は、図１と同様であり、太陽電池セル１０の裏面側の構成は、図２と同様である。ここでは、実施例１との際を中心に説明する。
図７は、本発明の実施例３に係る太陽電池セル１０の構造を示すＡ−Ａ’方向の断面図である。図７は、図５と同様に、図２において第１電極用バスバー電極３２が配置された部分の断面図である。太陽電池セル１０は、図５の構成から絶縁層６０が除外される。図７における半導体基板５０からシード層５８は、図５と同様であるので、ここでは説明を省略する。
めっき層６２は、シード層５８の裏面側に形成される。ここで、めっき層６２におけるシード層５８側には、複数の空洞部７０がｘ軸方向に離散的に形成される。そのため、めっき層６２は、ｘ軸方向において離散的にシード層５８に接続される。ここで、空洞部７０の間隔は、例えば、図５における絶縁層６０の間隔と同等にされる。ここでも、めっき層６２は、一体的に形成される。
空洞部７０は、シード層５８の裏面側に形成され、シード層５８とめっき層６２によって囲まれる。空洞部７０は、ｙ軸方向に延びる。また、空洞部７０は、複数設けられる。実施例２と同様に、空洞部７０が存在することによって、めっき層６２が一体的に形成される場合であっても、めっき層６２の体積が低減される。これにより、第１電極用バスバー電極３２における応力の増加が抑制される。一方、第１電極用フィンガー電極３０において、めっき層６２は、ｙ軸方向に連続的に配置されるが、空洞部７０を有さないので、めっき層６２の体積の低減が抑制される。
また、第２電極２２における第２電極用バスバー電極３６は、第１電極用バスバー電極３２と同様に形成されており、そのめっき層６２にも複数の空洞部７０が形成される。
図８（ａ）−（ｅ）は、太陽電池セル１０、特に、第１電極用バスバー電極３２が配置された部分の製造工程を示す断面図である。図８（ａ）に示すように、半導体基板５０の受光面側に保護層５２を積層する。また、半導体基板５０の裏面側に半導体層５４を積層し、半導体層５４の裏面側に透明導電層５６を積層する。さらに、透明導電層５６の裏面側にシード層５８を積層し、シード層５８の裏面側に絶縁層８０を積層する。絶縁層８０は、レジストである。
つづいて、図８（ｂ）に示すように、ｘ軸に沿って離散的に絶縁層８０を除去する。ここで、絶縁層８０の除去は、一定間隔でなされる。絶縁層８０の除去は、例えば、フォトリソグラフィにおけるパターン成形としてなされる。絶縁層８０を除去することによって、裏面側の一部において、シード層５８が露出する。次に、図８（ｃ）に示すように、絶縁層８０を離散的に除去することによって、シード層５８が露出した部分に、めっき法によりめっき層６２を形成する。例えば、めっき法として電気めっきが使用される。
さらに、図８（ｄ）に示すように、図８（ｃ）においてなされている電気めっきがさらに継続される。めっき層６２は、ｚ軸の負方向にさらに成長し、絶縁層８０の裏面を超えた場合にｘ軸方向にも成長する。その結果、ｚ軸の負方向に、絶縁層８０から離間した位置において、めっき層６２が一体化される。めっき層６２の一体化において、めっき層６２と絶縁層８０との間には、空洞部７０が形成される。最終的に、図８（ｅ）に示すように、絶縁層８０が溶剤などにより除去される。以上の工程により、図７に示す太陽電池セル１０が生成される。
本実施例によれば、めっき層が複数の空洞部を設けるので、めっき層の体積を低減できる。また、めっき層の体積が減少されるので、バスバー電極近傍における応力を低減できる。また、バスバー電極近傍における応力が低減されるので、太陽電池セルの反りを低減できる。
本発明の一態様の概要は、次の通りである。この太陽電池セル１０は、半導体基板５０と、半導体基板５０の主面上において、第１方向に延びる複数の第１電極用フィンガー電極３０、第２電極用フィンガー電極３４と、複数の第１電極用フィンガー電極３０、第２電極用フィンガー電極３４のそれぞれの一端側に接続され、第１方向に対して垂直な第２方向に延びる第１電極用バスバー電極３２、第２電極用バスバー電極３６とを備える。第１電極用バスバー電極３２、第２電極用バスバー電極３６は、第１方向に延びる複数の空洞部７０を備える。
めっき層６２の接触によって一体化してから、絶縁層６０を除去するステップをさらに備えてもよい。
以上、本発明について、実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本実施例では、めっき層が厚くなり、反りが生じやすい部分を第１電極用バスバー電極３２、第２電極用バスバー電極３６としていた。しかし、太陽電池セルの中央部に比べ太陽電池セルの外周部に反りが発生しやすいとの理由に基づくと、半導体基板５０の端部に最も近い第１電極用フィンガー電極３０は、それより中央部側に設けられた第１電極用フィンガー電極３０に比べめっき層が厚くなる。第２電極用フィンガー電極３４についても同様である。このような場合には、半導体基板５０の端部に近い第１電極用フィンガー電極３０、第２電極用フィンガー電極３４に複数の空洞部７０を設けることができる。また、めっき層が厚くなるのは、半導体基板５０の端部に近いか否かの理由だけでなく、例えば、めっき法によるめっき層形成時の給電用端子に近いか否かにも関係する場合がある。したがって、本願発明は、めっき膜が厚くなる第１領域のめっき層に、断続的に空洞部７０を設ける、めっき膜が相対的に薄くなる第２領域のめっき層には空洞部７０を設けないことで、半導体基板５０の反りを低減することができる。
本実施例２、３において、複数の第２電極用フィンガー電極３４のめっき層６２は、ｙ軸方向に連続的に形成されている。しかしながらこれに限らず例えば、複数の第２電極用フィンガー電極３４のうち、ｘ軸の最も正方向側と、ｘ軸の最も負方向側とのそれぞれに配置される第２電極用フィンガー電極３４が、第１電極用バスバー電極３２、第２電極用バスバー電極３６と同様に形成されてもよい。つまり、これらのめっき層６２において複数の空洞部７０が形成されてもよい。これらの第２電極用フィンガー電極３４は、図２に示すように、太陽電池セル１０の外周部に配置されているからである。本変形例によれば、太陽電池セル１０の反りを低減できる。
１０ 太陽電池セル、 １２ 第１保護部材、 １４ 第２保護部材、 １６ 封止部材、 １８ 配線材、 ２０ 第１電極、 ２２ 第２電極、 ３０ 第１電極用フィンガー電極（第２領域）（フィンガー電極）、 ３２ 第１電極用バスバー電極（第１領域）（バスバー電極）、 ３４ 第２電極用フィンガー電極（第２領域）（フィンガー電極）、 ３６ 第２電極用バスバー電極（第１領域）（バスバー電極）、 ５０ 半導体基板、 ５２ 保護層、 ５４ 半導体層、 ５６ 透明導電層、 ５８ シード層、 ６０ 絶縁層、 ６２ めっき層、 ６４ 接着剤、 １００ 太陽電池モジュール。
本発明によれば、太陽電池セルの反りを低減できる。

Claims (7)

  1. 第１領域および第２領域を有する半導体基板と、
    前記第１領域および前記第２領域を含む前記半導体基板の主面上に配置されるシード層と、
    前記第１領域の前記シード層の上において離散的に配置され、前記第２領域の前記シード層の上において配置されない絶縁層と、
    前記第１領域において離散的に配置される前記絶縁層の間において前記シード層に接続され、前記第２領域の前記シード層に接続されるめっき層と、
    を備えることを特徴とする太陽電池セル。
  2. 前記第２領域の前記半導体基板の主面上において、第１方向に延びる複数のフィンガー電極と、
    前記第１領域の前記半導体基板の主面上において、前記複数のフィンガー電極のそれぞれの一端側に接続され、前記第１方向に対して垂直な第２方向に延びるバスバー電極と、をさらに備える、請求項１に記載の太陽電池セル。
  3. 前記めっき層は、前記絶縁層から離間した位置において接続されることによって一体的に形成されることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池セル。
  4. 半導体基板と、
    前記半導体基板の主面上において、第１方向に延びる複数のフィンガー電極と、
    前記複数のフィンガー電極のそれぞれの一端側に接続され、前記第１方向に対して垂直な第２方向に延びるバスバー電極とを備え、
    前記バスバー電極は、前記第１方向に延びる複数の空洞部を備えることを特徴とする太陽電池セル。
  5. 第１領域および第２領域を有する半導体基板の主面上にシード層を積層するとともに、前記第１領域の前記シード層上に絶縁層を積層するステップと、
    前記第１領域の前記絶縁層を離散的に除去するステップと、
    前記第１領域の前記絶縁層を離散的に除去することによって、前記シード層が露出した部分にめっき層を形成するとともに、前記第２領域の前記シード層上にめっき層を形成するステップと、
    を備えることを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  6. 前記めっき層を形成するステップは、前記半導体基板の主面上から離れる方向に前記めっき層を形成し、前記絶縁層の主面上において隣接するめっき層が接触してから、めっき層の形成を停止することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池セルの製造方法。
  7. 前記めっき層の接触によって一体化してから、前記絶縁層を除去するステップをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池セルの製造方法。
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