JPWO2018055847A1 - 太陽電池及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール Download PDF

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Abstract

太陽電池１００は、光電変換部１０と、第１電極２０と、第２電極３０とを備えた半導体基板を備え、前記半導体基板の厚さが、７０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記半導体基板の少なくとも一方の主面の端部にチッピング痕を有し、前記チッピング痕の前記半導体基板の側辺に沿った最大長さが、４５μｍ以下であり、前記半導体基板は、レーザーの照射によるスクライブ痕を有さない。太陽電池１００は、曲線因子の低下を抑制できる。

Description

本発明は、太陽電池及びその製造方法、並びにその太陽電池を備えた太陽電池モジュールに関するものである。
太陽電池を用いた発電システムの場合、いくつかの太陽電池を接続してモジュール化した太陽電池モジュールが使用される。その太陽電池モジュールは、半導体基板の上に光電変換部を形成した後に、種々の大きさに分割して太陽電池単セルを作製し、その太陽電池単セルを複数接続して作製されるものもある。従って、太陽電池モジュールの作製工程として、太陽電池の分割は重要な工程となる。
従来、太陽電池の分割は、レーザーを用いたレーザーダイシング法やダイシングソーを用いたメカニカルダイシング法により行われていた（例えば、特許文献１、２）。
特開２００６−２８６６７３号公報 特開２０１２−１１４３８８号公報
しかし、レーザーダイシング法では、レーザーの熱により半導体基板が損傷することが避けられず、また、特許文献１には、メカニカルダイシング法では、ｐｎ接合部の短絡等を要因として太陽電池の曲線因子が低下することが指摘されている。
また、特許文献２では、両面電極型太陽電池用基板をメカニカルダイシング法で切断することが記載されているが、太陽電池の曲線因子については全く検討されておらず、曲線因子の低下の抑制の可否については不明である。
このようにメカニカルダイシング法は、従来から太陽電池の曲線因子の低下を抑制し難い虞があり、太陽電池の分割方法として、実用化されてこなかった。
本発明は、上記問題を解決したもので、曲線因子を改善した太陽電池及びその製造方法、並びにその太陽電池を備えた太陽電池モジュールを提供するものである。
本発明の太陽電池は、半導体基板を含む太陽電池であって、前記半導体基板の厚さが、７０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記半導体基板の少なくとも一方の主面の端部にチッピング痕を有し、前記チッピング痕の前記半導体基板の側辺に沿った最大長さが、４５μｍ以下であることを特徴とする。
本発明の太陽電池モジュールは、上記本発明の太陽電池を複数含むことを特徴とする。
本発明の太陽電池の製造方法は、半導体基板を、ブレードを備えたダイシングソーにより分割するダイシングを含む太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の厚さが、７０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記ダイシングソーのダイシング速度が、１０ｍｍ／ｓｅｃ以上１００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、前記ブレードは、ダイヤモンド砥粒を備え、前記ダイヤモンド砥粒の粒度が、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ６００１（１９９８）に規定する♯１０００以下であることを特徴とする。
本発明によれば、曲線因子を改善した太陽電池及び太陽電池モジュールを提供することができる。
図１は、本発明の実施形態の太陽電池の一例を示す模式断面図である。 図２は、本発明の実施形態の太陽電池の製造工程の一例を示す模式図である。 図３は、ダイシングスピードと開放電圧との関係を示す図である。 図４は、ダイシングスピードと曲線因子との関係を示す図である。 図５は、ブレードの砥粒の粒度と開放電圧との関係を示す図である。 図６は、ブレードの砥粒の粒度と曲線因子との関係を示す図である。 図７は、チッピング痕の最大長さと開放電圧との関係を示す図である。 図８は、チッピング痕の最大長さと曲線因子との関係を示す図である。
本発明の発明者らは、メカニカルダイシング法により太陽電池を分割した際に、太陽電池の曲線因子が低下する要因を種々検討した結果、ダイシング時に半導体基板の端部に生じるチッピング痕の大きさが、太陽電池の曲線因子に影響していることを見出し、本発明を完成するに至った。ここで、チッピング痕とは、メカニカルダイシングにより生じる半導体基板の表面の欠損部をいう。以下、本発明の実施形態について説明する。
（太陽電池）
先ず、太陽電池の実施形態について説明する。本実施形態の太陽電池は、半導体基板を備え、上記半導体基板の厚さは、７０μｍ以上２００μｍ以下であり、上記半導体基板の少なくとも一方の主面の端部にチッピング痕を有し、上記チッピング痕の上記半導体基板の側辺に沿った最大長さが、４５μｍ以下である。
このようにチッピング痕の大きさを上記範囲内にすることにより、チッピング痕に起因するリーク電流の発生を抑制でき、その結果太陽電池の曲線因子の低下を抑制できるものと考えられる。
上記チッピング痕は、上記半導体基板をメカニカルダイシング法により分割することにより発生し、そのメカニカルダイシング法の条件を最適化することにより、上記チッピング痕の大きさを上記範囲内に設定できる。また、上記半導体基板は、レーザーダイシング法により分割されていないため、レーザー照射によるスクライブ痕を有さない。
上記チッピング痕は、１つの欠損のみで形成されている場合だけでなく、複数の欠損が集まって形成されている場合がある。従って、チッピング痕の半導体基板の側辺に沿った最大長さは、１つの欠損のみで形成されている場合はその１つの欠損の最大長さとなり、複数の欠損が集まって形成されている場合は連なった欠損による最大長さとなる。また、上記チッピング痕の最大長さの下限値は特に限定されないが、通常のメカニカルダイシング法では、上記最大長さの下限値は０．１μｍ程度となる。
上記チッピング痕の最大長さは、走査型電子顕微鏡等で半導体基板を観察することにより測定することができる。
上記半導体基板の厚さは、７０μｍ以上２００μｍ以下に設定されており、この点で集積回路等に用いる厚さが５００μｍを超える半導体チップの基板とは異なる。
また、上記太陽電池は、上記半導体基板に対して、光電変換部、第１電極、及び第２電極が形成されており、上記第１電極が上記半導体基板の第１主面に配置され、上記第２電極が上記半導体基板の第２主面に配置されている両面電極型太陽電池であってもよく、また、上記第１電極及び上記第２電極が、上記半導体基板の同一の主面に配置されている裏面電極型太陽電池であってもよい。
上記半導体基板は、単結晶シリコン基板又は多結晶シリコン基板を用いることができ、単結晶シリコン基板を用いると高い光電変換効率を実現でき、多結晶シリコン基板を用いると、より安価に太陽電池を製造できる。
次に、本実施形態の太陽電池を図面に基づき説明する。本実施形態の太陽電池は、光電変換効率が高いヘテロ接合型太陽電池が好ましく、以下の実施形態ではヘテロ接合型太陽電池について説明するが、本発明の太陽電池は、ヘテロ接合型太陽電池に限定されず、例えばホモ接合型太陽電池であってもよい。
図１は、本実施形態の太陽電池の一例を示す模式断面図である。図１において、太陽電池１００は、光電変換部１０と、光電変換部１０の両側に第１電極２０及び第２電極３０とを備えている。
＜光電変換部＞
光電変換部１０は、半導体基板１１（以下、単に基板１１ともいう。）の光入射面側となる第１主面（以下、表面ともいう。）の上に、真性シリコン系薄膜１２ａ、導電型シリコン系薄膜１３ａがこの順に積層されて配置されている。また、基板１１の光入射面側とは反対側となる第２主面（以下、裏面ともいう。）の上に、真性シリコン系薄膜１２ｂ、導電型シリコン系薄膜１３ｂがこの順に積層されて配置されている。
基板１１は、一導電型単結晶シリコン基板によって形成されている。ここで、一般的に単結晶シリコン基板には、シリコン原子に電子を導入するための原子（例えばリン）を含有させたｎ型と、シリコン原子に正孔を導入する原子（例えばホウ素）を含有させたｐ型とがある。ここでいう「一導電型」とは、ｎ型又はｐ型のどちらか一方であることをいう。即ち、基板１１は、ｎ型又はｐ型のどちらか一方の単結晶シリコン基板である。基板１１は、ｎ型単結晶シリコン基板であることが好ましい。
基板１１は、表面及び裏面にテクスチャ構造（凹凸構造）を有していることが好ましい。このようになっていると、基板１１を基体として形成される光電変換部１０もテクスチャ構造を備えることになる。これにより、太陽電池１００は、入射した光を光電変換部１０の内部に閉じ込めることができ、発電効率を向上できる。
基板１１には、チッピング痕がないことが好ましいが、基板１１をメカニカルダイシング法により分割したことによりチッピング痕が生じた場合でも、上記チッピング痕の基板１１の側辺に沿った最大長さは４５μｍ以下、好ましくは２５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下とする。このように比較的小さなチッピング痕にすることで、チッピング痕に起因する、基板１１の表面と裏面との間でのリーク電流の発生を抑制でき、その結果太陽電池の曲線因子の低下を抑制できる。
シリコン系薄膜１２ａ、１３ａ、１２ｂ、１３ｂの製膜方法としては、プラズマＣＶＤ法が好ましい。導電型シリコン系薄膜１３ａ、１３ｂは、一導電型又は逆導電型のシリコン系薄膜である。ここでいう「逆導電型」とは、「一導電型」と異なる導電型であることをいう。例えば、「一導電型」がｎ型である場合には、「逆導電型」はｐ型である。本実施形態では、導電型シリコン系薄膜１３ａは、逆導電型シリコン系薄膜であり、導電型シリコン系薄膜１３ｂは、一導電型シリコン系薄膜である。シリコン系薄膜１２ａ、１３ａ、１２ｂ、１３ｂは、通常、非晶質シリコン系薄膜として形成することが好ましい。
本実施形態では、導電型シリコン系薄膜１３ａは、ｐ型非晶質シリコン系薄膜とし、導電型シリコン系薄膜１３ｂは、ｎ型非晶質シリコン系薄膜としている。真性シリコン系薄膜１２ａ、１２ｂとしては、シリコンと水素で構成されるｉ型水素化非晶質シリコンが好ましい。
＜第１電極及び第２電極＞
第１電極２０は、第１透明電極層２１及び第１集電極２２からなり、光電変換部１０の導電型シリコン系薄膜１３ａの上に、第１透明電極層２１及び第１集電極２２がこの順に配置されて形成されている。第２電極３０は、第２透明電極層３１及び第２集電極３２からなり、光電変換部１０の導電型シリコン系薄膜１３ｂの上に、第２透明電極層３１及び第２集電極３２がこの順に配置されて形成されている。
［透明電極層］
第１透明電極層２１、第２透明電極層３１は、導電性酸化物を主成分として形成されることが好ましい。上記導電性酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫等を単独又は混合して用いることができる。導電性、光学特性、及び長期信頼性の観点から、酸化インジウムを主成分として含んだインジウム系酸化物が好ましい。ここで「主成分」とは、その含有割合が５０質量％より多いことを意味し、７０質量％以上が好ましく、８５質量％以上がより好ましい。また、透明電極層２１、３１の主成分として用いられる上記導電性酸化物は、利用状況に応じて、Ｓｎ、Ｗ、Ａｓ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｃ等の少なくとも一種の元素をドーパントとして含むことが好ましい。中でもドーパントとしてＳｎを用いた酸化インジウム錫（ＩＴＯ）が特に好ましく用いられる。
第１透明電極層２１、第２透明電極層３１は、単層構造でもよく、複数の層からなる積層構造でもよい。光入射面側の第１透明電極層２１の厚さは、透明性、導電性、及び光反射低減の観点から、１０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下であることが好ましい。第１透明電極層２１の役割は、第１集電極２２へのキャリアの輸送であるから、その厚さを１０ｎｍ以上にすることによって、必要な導電性を付与できる。また、第１透明電極層２１の厚さを１４０ｎｍ以下にすることにより、第１透明電極層２１での光吸収ロスを小さくでき、光透過率の低下に伴う光電変換効率の低下を抑制することができる。更に、第１透明電極層２１の厚さが上記範囲内であれば、第１透明電極層２１内のキャリア濃度上昇も防ぐことができる。そのため、赤外域の光透過率低下に伴う光電変換効率の低下も抑制される。一方、裏面側の第２透明電極層３１の厚さは特に限定されないが、第１透明電極層２１の厚さと同等とすることができる。
第１透明電極層２１、第２透明電極層３１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等により形成することができる。
［集電極］
光入射面側の第１集電極２２は、櫛形状等の透光部を有するパターンに形成されていることが好ましい。光入射面側の第１集電極２２が透光部を有さないと、遮光損が大きくなり、光取りこみ量が低減するため、短絡電流が低下するからである。第１集電極２２は、インクジェット法、スクリーン印刷法、導線接着法、スプレー法、真空蒸着法、スパッタリング法、めっき法等の公知技術によって作製できる。中でも、より細線化が可能であることからめっき法により形成することが好ましい。
裏面側の第２集電極３２は、第２透明電極層３１の全面を覆って形成されていることが好ましい。光反射効率を高めるためである。第２集電極３２としては、近赤外から赤外域の反射率が高く、且つ導電性や化学的安定性が高い材料を用いることが望ましい。このような特性を満たす材料としては、銀やアルミニウム等が挙げられる。第２集電極３２の形成方法は特に限定されないが、スパッタリング法や真空蒸着法等の物理気相堆積法、スクリーン印刷等の印刷法、めっき法等が適用可能である。第２集電極３２は、裏面側の電極として用いられるため、グリッド電極として形成してもよい。
（太陽電池モジュール）
次に、太陽電池モジュールの実施形態について説明する。本実施形態の太陽電池モジュールは、前述の実施形態の太陽電池を複数備えている。本実施形態の太陽電池モジュールは、上記太陽電池を複数備えているため、太陽電池の曲線因子の低下を抑制できる。即ち、本実施形態の太陽電池モジュールを構成する各太陽電池は、半導体基板の側辺に沿ったチッピング痕の最大長さが４５μｍ以下と比較的小さな大きさであるため、チッピング痕に起因するリーク電流の発生を抑制でき、その結果太陽電池の曲線因子の低下を抑制できる。
（太陽電池の製造方法）
次に、太陽電池の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態の太陽電池の製造方法は、半導体基板を、ブレードを備えたダイシングソーにより分割するダイシングを含み、上記半導体基板の厚さが、７０μｍ以上２００μｍ以下であり、上記ダイシングソーのダイシング速度が、１０ｍｍ／ｓｅｃ以上１００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、上記ブレードは、ダイヤモンド砥粒を備え、上記ダイヤモンド砥粒の粒度が、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ６００１（１９９８）に規定する♯１０００以下である。
上記太陽電池の製造方法では、メカニカルダイシング法により上記半導体基板を分割しても、半導体基板の側辺に沿ったチッピング痕の最大長さを４５μｍ以下にできるため、チッピング痕に起因するリーク電流の発生を抑制でき、その結果曲線因子の低下を抑制した太陽電池を提供できる。
上記ダイシングソーのダイシング速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以上１００ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定し、上記ダイヤモンド砥粒の粒度をＪＩＳ Ｒ６００１（１９９８）に規定する♯１０００以下に設定することにより、上記半導体基板の端部のチッピング痕を小さくできる。上記ダイシングソーのダイシング速度は、１０ｍｍ／ｓｅｃ以上５０ｍｍ／ｓｅｃ以下がより好ましい。また、上記ダイヤモンド砥粒の粒度は、ＪＩＳ Ｒ６００１（１９９８）に規定する♯２０００がより好ましく、♯４０００が更に好ましい。ここで、ＪＩＳ Ｒ６００１（１９９８）に規定する粒度は、その番号が大きくなるに従って、粒子の平均粒子径は小さくなるものである。即ち、♯４０００の平均粒子径＜♯２０００の平均粒子径＜♯１０００の平均粒子径の関係がある。
また、本実施形態において、ＪＩＳ Ｒ６００１（１９９８）に規定する粒度の測定方法は、ＪＩＳ Ｒ ６００２（１９９８）に規定する電気抵抗試験方法に従うものである。
また、上記半導体基板の厚さを７０μｍ以上２００μｍ以下に設定することにより、上記ダイシング工程においてダイシングソーにより上記半導体基板を分割する際に、上記半導体基板が適度にたわみ、上記半導体基板にクラックや割れが発生することを抑制でき、上記半導体基板のダメージを低減できる。
上記ブレードとしては、ハブブレードを用いることが好ましい。ここで、ハブブレードとは、ブレードとブレード取り付け冶具とが一体化したものをいう。上記半導体基板を、ハブブレードを備えたダイシングソーを用いて分割することにより、ブレード回転時の振動を抑制できるため、上記半導体基板の振動も小さくでき、上記半導体基板への微細なクラックの発生も抑制でき、太陽電池の光変換効率の低下を防止できる。
上記ダイシングソーによる分割は、フルカットにより行われてもよいし、ハーフカット及び折割により行われてもよい。また、上記半導体基板に対するダイシングの切り込み面は、上記半導体基板の表面又は裏面のどちらであってもよい。
続いて、本実施形態の太陽電池の製造方法の一例を図面に基づき説明する。図２は、本実施形態の太陽電池の製造工程の一例を示す模式図である。
先ず、図２Ａに示すように、光電変換部と、第１電極と、第２電極とを備えた半導体基板１１０、粘着シート１２０及び半導体基板１１０を収容するフレーム（枠）１３０を準備し、次に、半導体基板１１０を粘着シート１２０に貼り付けた後、粘着シート１２０をフレーム１３０に貼り付けて固定する。図２Ｂは、半導体基板１１０を貼り付けた粘着シート１２０をフレーム１３０に貼り付けて固定した状態を示す斜視図である。
次に、図２Ｃに示すように、ハブブレード１４１を備えたダイシングブレード１４０により、フレーム１３０の外側から半導体基板１１０を分割する。ここで、半導体基板１１０に対するダイシングブレード１４０の切り込み面は、表面及び裏面のどちらであってもよい。その後、半導体基板１１０を固定したままフレーム１３０全体を洗浄した後、フレーム１３０から半導体基板を取り出す。図２Ｄは、分割された半導体基板１１１をフレーム１３０から取り出した状態を示す図である。半導体基板１１１の側辺１１１ａには、チッピング痕１１１ｂが形成されている。また、半導体基板１１１の側辺に沿ったチッピング痕１１１ｂの最大長さＷは、４５μｍ以下となっている。
分割された半導体基板１１１は、太陽電池として用いることができ、半導体基板１１１を複数接続することで、太陽電池モジュールとすることができる。
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。但し、下記実施例は、本発明を制限するものではない。また、本明細書においてテクスチャ構造を有する半導体基板及びその上に形成された薄膜の厚さは、テクスチャ構造における凹部最底部又は凸部最頂部から半導体基板の厚さ方向に沿って測定される厚さを意味する。
（実施例１）
一導電型単結晶シリコン基板として、入射面の面方位が（１００）で、厚みが２００μｍのｎ型単結晶シリコンウェハを用い、このシリコンウェハを２質量％のＨＦ水溶液に３分間浸漬し、表面の酸化シリコン膜を除去した後、超純水によるリンスを２回行った。このシリコンウェハを、７０℃に保持された５質量％ＫＯＨ／１５質量％イソプロピルアルコールの混合水溶液に１５分間浸漬し、ウェハの表面をエッチングすることでテクスチャを形成した。その後、超純水によるリンスを２回行った。ここで、原子間力顕微鏡（パシフィックナノテクノロジー社製）により、ウェハの表面観察を行ったところ、ウェハの表面はエッチングが最も進行しており、（１１１）面が露出したピラミッド型のテクスチャが形成されていた。
次に、エッチング後のウェハをＣＶＤ装置へ導入し、その光入射面側に、真性シリコン系薄膜として第１のｉ型非晶質シリコン層を５ｎｍの膜厚で製膜した。第１のｉ型非晶質シリコン層の製膜条件は、基板温度：１５０℃、圧力：１２０Ｐａ、ＳｉＨ4／Ｈ2流量比：３／１０、投入パワー密度：０．０１１Ｗ／ｃｍ2とした。
次に、第１のｉ型非晶質シリコン層の上に、逆導電型シリコン系薄膜としてｐ型非晶質シリコン層を７ｎｍの膜厚で製膜した。上記ｐ型非晶質シリコン層の製膜条件は、基板温度：１５０℃、圧力：６０Ｐａ、ＳｉＨ4／Ｂ2Ｈ6流量比：１／３、投入パワー密度：０．０１Ｗ／ｃｍ2とした。上記でいうＢ2Ｈ6ガス流量は、Ｈ2によりＢ2Ｈ6濃度が５０００ｐｐｍまで希釈された希釈ガスの流量である。
次に、ウェハの裏面側に、真性シリコン系薄膜として第２のｉ型非晶質シリコン層を６ｎｍの膜厚で製膜した。第２のｉ型非晶質シリコン層の製膜条件は、前述の第１のｉ型非晶質シリコン層の製膜条件と同様とした。次に、第２のｉ型非晶質シリコン層の上に、一導電型シリコン系薄膜としてｎ型非晶質シリコン層を４ｎｍの膜厚で製膜した。上記ｎ型非晶質シリコン層の製膜条件は、基板温度：１５０℃、圧力：６０Ｐａ、ＳｉＨ4／ＰＨ3流量比：１／２、投入パワー密度：０．０１Ｗ／ｃｍ2とした。上記でいうＰＨ3ガス流量は、Ｈ2によりＰＨ3濃度が５０００ｐｐｍまで希釈された希釈ガスの流量である。
次に、スパッタリング装置を用いて、上記ｐ型非晶質シリコン層の上に、第１透明電極層としてＩＴＯを８０ｎｍの膜厚で製膜した。上記ＩＴＯは、ターゲットとして酸化インジウム錫を用い、基板温度：室温、圧力：０．２Ｐａのアルゴン雰囲気中で、０．５Ｗ／ｃｍ2のパワー密度を印加して製膜した。続いて、上記ｎ型非晶質シリコン層の上に、第２透明電極層としてＩＴＯを上記と同様の条件で８０ｎｍの膜厚で製膜した。
次に、第１透明電極層の上に、スクリーン印刷法を用いて銀ペーストにて櫛形状の第１集電極を形成した。続いて、第２透明電極層の上に、スパッタリング法を用いて銀を５００ｎｍの膜厚で製膜し、第２透明電極層の全面を覆う第２集電極を形成した。
次に、上記のように作製した積層体を１９０℃で１時間アニール処理を行い、分割前の太陽電池を作製した。
続いて、上記分割前の太陽電池を、ＤＩＳＣＯ社製のダイシング装置"ＤＡＤ３３５０"を用いて、半導体基板の表面からフルカットによりダイシングし、実施例１の太陽電池を得た。ダイシングブレードとしてはハブブレードを用い、ダイシングブレードのダイヤモンド砥粒の粒度はＪＩＳ Ｒ６００１（１９９８）に基づく♯４０００とし、ダイシングスピードは１０ｍｍ／ｓｅｃとした。
（実施例２）
ダイシングスピードを５０ｍｍ／ｓｅｃに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例２の太陽電池を作製した。
（実施例３）
ダイシングスピードを１００ｍｍ／ｓｅｃに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例３の太陽電池を作製した。
（比較例１）
実施例１と同様にして分割前の太陽電池を作製した後、ＹＡＧレーザーの第三高調波（波長３５５ｎｍ）を用いて、上記分割前の太陽電池を裏面側からレーザースクライブ加工を行った後、折割により分割し、比較例１の太陽電池を作製した。
（実施例４）
ダイヤモンド砥粒の粒度をＪＩＳ Ｒ６００１（１９９８）に基づく♯２０００に変更し、ダイシングスピードを１００ｍｍ／ｓｅｃに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例４の太陽電池を作製した。
（実施例５）
ダイヤモンド砥粒の粒度をＪＩＳ Ｒ６００１（１９９８）に基づく♯１０００に変更し、ダイシングスピードを１００ｍｍ／ｓｅｃに変更した以外は、実施例１と同様にして実施例５の太陽電池を作製した。
以上のように作製した実施例１〜５及び比較例１の太陽電池の光電変換特性として、開放電圧（Ｖｏｃ）及び曲線因子（ＦＦ）を測定した。その結果を図３〜図６に示す。
図３は、ダイシングスピードと開放電圧との関係を示す図である。また、図３では、レーザーダイシング法を用いた比較例１の開放電圧も示した。図３から、ダイシングスピードが開放電圧に与える影響は小さいことが分かる。また、メカニカルダイシング法を用いた実施例１〜３と、レーザーダイシング法を用いた比較例１とを比較すると、メカニカルダイシング法であっても、レーザーダイシング法と同等以上の開放電圧を示すことが分かる。
図４は、ダイシングスピードと曲線因子との関係を示す図である。また、図４では、レーザーダイシング法を用いた比較例１の曲線因子も示した。図４から、ダイシングスピードが曲線因子に大きく影響しており、ダイシングスピードが遅くなると曲線因子が向上することが分かる。また、メカニカルダイシング法を用いた実施例１〜３と、レーザーダイシング法を用いた比較例１とを比較すると、メカニカルダイシング法は、レーザーダイシング法に比べて大きく曲線因子を向上できることが分かる。以上の結果は、従来のメカニカルダイシング法ではリーク電流が発生して曲線因子が低下するとされていた技術常識を覆すものであり、従来の技術常識からは予測できない結果である。
図５は、ブレードの砥粒の粒度と開放電圧との関係を示す図である。図５では、レーザーダイシング法を用いた比較例１の開放電圧も示した。図５から、ブレードの砥粒の粒度が開放電圧に与える影響は小さいことが分かる。
図６は、ブレードの砥粒の粒度と曲線因子との関係を示す図である。図６では、レーザーダイシング法を用いた比較例１の開放電圧も示した。図６から、ブレードの砥粒の粒度が小さくなるほど曲線因子が向上することが分かる。
次に、実施例１〜５及び比較例１の太陽電池の端部を走査型電子顕微鏡により観察し、チッピング痕の半導体基板の側辺に沿った最大長さを測定した。チッピング痕が複数存在する場合は、その中での最大長さを測定結果とした。その結果、実施例１〜５ではチッピング痕は確認されたが、比較例１ではチッピング痕は確認されなかった。その測定結果を表１に示す。また、表１には、ダイシングスピード及びダイヤモンド砥粒の粒度を合わせて示した。
Figure 2018055847
表１から、ダイシングスピードを１０ｍｍ／ｓｅｃ以上１００ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、且つ、ダイヤモンド砥粒の粒度を♯１０００以下とすることで、チッピング痕の最大長さを４５μｍ以下に制御できることが分かる。
上記結果に基づき、チッピング痕の最大長さと開放電圧との関係を図７に示し、チッピング痕の最大長さと曲線因子との関係を図８に示す。図７及び図８では、比較のため、レーザーダイシング法を用いた比較例１の開放電圧及び曲線因子もそれぞれ示した。
図７から、チッピング痕の大きさが開放電圧に与える影響は小さいことが分かる。また、図８から、チッピング痕の大きさが曲線因子に大きく影響しており、チッピング痕の大きさが小さくなると曲線因子が向上することが分かる。また、図８から、チッピング痕の最大長さを４５μｍ以下とした実施例１〜５では、比較例１に比べて、曲線因子を大きく向上できることが分かる。
以上の実施例では、半導体基板に対して、光電変換部、第１電極、及び第２電極を形成させた後に分割させているが、これに限定されるものではない。例えば、半導体基板に対して光電変換部を形成させた後に分割させ、分割後の半導体基板に第１電極、第２電極を形成させてもよい。また、半導体基板を分割させ、分割後の半導体基板に光電変換部、第１電極、第２電極を形成させてもよい。これらのような分割順であっても、上記太陽電池の製造方法であれば、半導体基板におけるチッピング痕に起因するリーク電流の発生を抑制でき、その結果曲線因子の低下を抑制した太陽電池を提供できる。
１０ 光電変換部
１１ 半導体基板
１２ａ、１２ｂ 真性シリコン系薄膜
１３ａ、１３ｂ 導電型シリコン系薄膜
２０ 第１電極
２１ 第１透明電極層
２２ 第１集電極
３０ 第２電極
３１ 第２透明電極層
３２ 第２集電極
１００ 太陽電池
１１０ 半導体基板
１２０ 粘着シート
１３０ フレーム
１４０ ダイシングブレード
１４１ ハブブレード
１１１ 半導体基板
１１１ａ 側辺
１１１ｂ チッピング痕

Claims (10)

  1. 半導体基板を含む太陽電池であって、
    前記半導体基板の厚さが、７０μｍ以上２００μｍ以下であり、
    前記半導体基板の少なくとも一方の主面の端部にチッピング痕を有し、
    前記チッピング痕の前記半導体基板の側辺に沿った最大長さが、４５μｍ以下であることを特徴とする太陽電池。
  2. 前記半導体基板は、レーザーの照射によるスクライブ痕を有さない請求項１に記載の太陽電池。
  3. 前記半導体基板には、光電変換部、第１電極、及び第２電極が形成されており、
    前記第１電極が前記半導体基板の第１主面に配置され、前記第２電極が前記半導体基板の第２主面に配置されている請求項１又は２に記載の太陽電池。
  4. 前記半導体基板には、光電変換部、第１電極、及び第２電極が形成されており、
    前記第１電極及び前記第２電極が、前記半導体基板の同一の主面に配置されている請求項１又は２に記載の太陽電池。
  5. 前記半導体基板は、単結晶シリコン基板又は多結晶シリコン基板である請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池を複数含むことを特徴とする太陽電池モジュール。
  7. 半導体基板を、ブレードを備えたダイシングソーにより分割するダイシングを含む太陽電池の製造方法であって、
    前記半導体基板の厚さが、７０μｍ以上２００μｍ以下であり、
    前記ダイシングソーのダイシング速度が、１０ｍｍ／ｓｅｃ以上１００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、
    前記ブレードは、ダイヤモンド砥粒を備え、
    前記ダイヤモンド砥粒の粒度が、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ６００１（１９９８）に規定する♯１０００以下であることを特徴とする太陽電池の製造方法。
  8. 前記ブレードとして、ハブブレードを用いる請求項７に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 前記ダイシングソーによる分割が、フルカットにより行われる請求項７又は８に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 前記ダイシングソーによる分割が、ハーフカット及び折割により行われる請求項７又は８に記載の太陽電池の製造方法。
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