TW201424029A - 結晶矽太陽能電池之製造方法、太陽能電池模組之製造方法、結晶矽太陽能電池及太陽能電池模組 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種轉換效率較高且光入射面經精密地加工之結晶矽太陽能電池之製造方法。該結晶矽太陽能電池之製造方法包括：第一透明電極層形成步驟，其形成第一透明電極層6；及背面電極層形成步驟，其於第二主面側之面之大致整個面，形成以銅為主成分之背面電極層11；且於上述第一透明電極層形成步驟及背面電極層形成步驟後，進行絕緣處理步驟，該絕緣處理步驟係以去除第一主面側之至少第一透明電極層6與第二主面側之至少第二透明電極層10及背面電極層11的短路之方式形成絕緣區域30；絕緣處理步驟包括於自一導電型單晶矽基板2之外周部側面起3 mm以內之位置自第一主面側遍及第一主面外周部之全周而照射雷射光之步驟。

Description

結晶矽太陽能電池之製造方法、太陽能電池模組之製造方法、結晶矽太陽能電池及太陽能電池模組
本發明係關於一種結晶矽系太陽能電池及其製造方法、以及太陽能電池模組及其製造方法。
使用有結晶矽基板之結晶矽太陽能電池之光電轉換效率較高，已作為太陽光發電系統而廣泛且普遍實用化。於結晶矽太陽能電池中，於單晶表面製膜帶隙不同於單晶矽之非晶質矽系薄膜而形成擴散電位之結晶矽太陽能電池被稱為異質接合太陽能電池(例如參照專利文獻1)。
進而，於用以形成擴散電位之導電型非晶質矽系薄膜與結晶矽表面之間介置有較薄之本徵非晶質矽層的太陽能電池係作為轉換效率最高之結晶矽太陽能電池之形態之一而廣為人知。
可藉由於結晶矽表面與導電型非晶質矽系薄膜之間製膜較薄之本徵非晶質矽層，而使存在於結晶矽之表面之缺陷鈍化(Passivation)。又，亦可防止製膜導電型非晶質矽系薄膜時之載體導入雜質向結晶矽表面之擴散。
另外，於專利文獻2中揭示有異質接合太陽能電池之製造方法之一例。
即，於專利文獻2中，於結晶系半導體基板之兩面，設置相互具有逆導電型之包含非晶質或微晶之半導體層，並將正面側之上述半導 體層形成於上述基板之大致整個面。進而，揭示有一種藉由掩膜而將背面側之上述半導體層製膜為較上述基板更小面積的光電元件之製造方法。
若使用該光電元件之製造方法，則可減少因正面及背面中之矽薄膜之折入導致之特性降低，並且可減少無效部。
然而，通常於考慮工業生產之情形時，較佳為使用掩膜之步驟較少。即，上述光電元件之製造方法較多地使用掩膜，此種較多地使用掩膜之製造方法存在量產性不足之問題。換言之，專利文獻2中記載之光電元件之製造方法不適合於工業化。
又，上述光電元件之製造方法就防止洩漏之觀點而言，必須確保掩膜之餘白部。即，光電元件之製造方法必須於某種程度確保不製膜矽薄膜層之區域，而使藉由該製造方法製造之光電元件存在電流之增益(Gain)與因洩漏(Leak)引起之損耗(Loss)取捨(Trade off)之問題。
對此，於專利文獻3及專利文獻4中，提出有一種使用雷射光而形成槽之方法。
於專利文獻3中記載，藉由形成自正面或背面起到達至本徵非晶質半導體層之槽，並實施絕緣處理，而防止因折入而引起之短路。
一直以來，於異質接合太陽能電池中，通常使用有於n型單晶矽基板之光入射面側具有p型非晶質半導體層，且於背面側具有n型非晶質半導體層者。
該異質接合太陽能電池存在如下問題：若自光入射面側照射雷射光，則pn接合界面受到損傷，而產生漏電流。
因此，就防止漏電流之觀點而言，如專利文獻4中記載般，較佳為於背面側照射雷射光而形成隔離槽，進而藉由折斷而實施絕緣處理。
再者，於專利文獻4中記載，於背面側形成梳形背面電極，於除 背面電極以外之位置藉由照射雷射光而形成隔離槽。
除上述以外，作為記載有與本發明相關之先前技術之文獻，有專利文獻5~7。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第4152197號公報
專利文獻2：日本專利第3825585號公報
專利文獻3：日本專利第3349308號公報
專利文獻4：日本專利特開2008-235604號公報
專利文獻5：日本專利特開2012-142452號公報
專利文獻6：國際公開第2008/62685號
專利文獻7：日本專利特開2009-246031號公報
非專利文獻
非專利文獻1：C. M. Liu等人Journal of The Electrochemical Society, 153 (3) G234-G239 (2005)
另外，對於異質接合太陽能電池，自先前使用有於光入射面及背面形成有集電極者。作為集電極，通常使用使用有銀(Ag)之銀漿(Ag paste)。
然而，由於銀漿係材料成本較高，因此正在著力研究使用價格低廉之銅(Cu)代替銀。
另一方面，已知銅係與銀相比相對於矽之熱擴散速度非常快。若銅不斷擴散至矽內，則因形成雜質能階，形成載體之再結合中心等，而導致太陽能電池特性之降低。
作為該太陽能電池特性之降低之對策，於非專利文獻1中，報告 有氧化銦錫(ITO)防止銅之向矽內之擴散。
鑒於該報告，認為於異質接合太陽能電池中，通常於矽基板與背面電極之間具有包含ITO等之透明電極層，故而可藉由調整透明電極層之膜厚而防止銅之擴散。
然而，即便細緻地調整透明電極層之膜厚，亦存在產生如下問題之虞。
即，如圖17所示，若於形成包含銅之背面電極層11後，自背面側(背面電極層11側)照射雷射光，形成隔離槽，則背面電極層11之銅成分因雷射光而被吹飛。如此，存在如下可能性：如圖17之影線般，產生銅(Cu)之自槽之表面部分向矽基板之擴散。
即，因雷射光，而導致構成背面電極層之銅朝向矽基板飛散，而與矽基板接觸。
於專利文獻3中，記載有使用整個面製膜之背面電極層，並於光入射面側或背面側形成槽。然而，關於背面電極層之材料，未進行任何研究。即，對於關於將銅用作背面電極層之情形時之問題，未進行研究。
又，專利文獻3中記載之光電元件係形成有到達至本徵非晶質半導體層之槽。因此，推測存在如下等問題：若於將銅(Cu)用作背面電極層之情形時，實施環境試驗，則銅沿槽不斷向結晶矽基板擴散，而導致太陽能電池特性降低。即，認為因環境試驗時之銅之擴散而經由槽之表面太陽能電池特性降低。
如上所述，以往關於形成銅(Cu)作為背面電極層之情形時之絕緣處理，未進行詳細之研究。
因此，本發明之目的在於提供一種結晶矽太陽能電池之製造方法，其係即便於使用以銅為主成分之背面電極層之情形時，亦可防止銅之向矽基板之擴散，而抑制經過長時間後之太陽能電池特性之降 低。又，目的在於提供一種使用有該結晶矽太陽能電池之製造方法之太陽能電池模組之製造方法。進而，目的在於提供一種結晶矽系太陽能電池，其係即便於使用以銅為主成分之背面電極之情形時，亦保持太陽能電池特性。又，目的在於提供一種使用有該結晶矽系太陽能電池之太陽能電池模組。
本發明者試製複數個使用有以銅為主成分之背面電極層之結晶矽系太陽能電池，而進行研究。
其結果，本發明者發現：可藉由於背面之大致整個面形成以銅(Cu)為主成分之背面電極層，並自正面(光入射面)側照射雷射光，而防止因雷射照射而引起之銅之向矽基板內之擴散。其結果，發現可抑制經過長時間後之太陽能電池特性之降低(維持保持率)。
本發明之其中一態樣係一種結晶矽太陽能電池之製造方法，該結晶矽太陽能電池係於一導電型單晶矽基板之第一主面側，依序具有第一本徵矽系薄膜層、逆導電型矽系薄膜層、及第一透明電極層，於上述一導電型單晶矽基板之第二主面側，依序具有第二本徵矽系薄膜層、一導電型矽系薄膜層、第二透明電極層、及背面電極層；且該結晶矽太陽能電池之製造方法包括：第一透明電極層形成步驟，其於逆導電型矽系薄膜層上形成第一透明電極層；及背面電極層形成步驟，其於上述第二主面側之面之大致整個面，形成以銅為主成分之背面電極層；且於上述第一透明電極層形成步驟及上述背面電極層形成步驟後，進行絕緣處理步驟，該絕緣處理步驟係以去除上述第一主面側之至少第一透明電極層與上述第二主面側之至少第二透明電極層及背面電極層的短路之方式形成絕緣區域；上述絕緣處理步驟包括雷射照射步驟，該雷射照射步驟係於自上述一導電型單晶矽基板之外周部側面起3nm以內之位置，自上述第一主面側遍及第一主面外周部之全周 照射雷射光。
此處所謂之「主成分」係指含有該材料多於50%(百分比)。較佳為70%以上，更佳為90%以上。又，不一定必需為單層內之成分，亦可為複數層內之相對之成分量。
此處所謂之「一導電型」係指n型或p型之任一者。即，一導電型單晶矽基板2係指n型單晶矽基板或p型單晶矽基板。
根據本態樣，於一導電型單晶矽基板之第一主面側，依序具有第一本徵矽系薄膜層、逆導電型矽系薄膜層、及第一透明電極層，於上述一導電型單晶矽基板之第二主面側，依序具有第二本徵矽系薄膜層、一導電型矽系薄膜層、第二透明電極層、及背面電極層。
即，根據本態樣，採取如下積層構造：自第一主面側朝向第二主面側依序積層有第一透明電極層、逆導電型矽系薄膜層、第一本徵矽系薄膜層、一導電型單晶矽基板、第二本徵矽系薄膜層、一導電型矽系薄膜層、第二透明電極層及背面電極層。
換言之，於具有第一透明電極層之第一主面側電極層與具有第二透明電極層及背面電極層之第二主面側電極層之間，介置有包括逆導電型矽系薄膜層、第一本徵矽系薄膜層、一導電型單晶矽基板及第二本徵矽系薄膜層之矽系薄膜層。
又，根據本態樣，進行絕緣處理步驟，該絕緣處理步驟係以去除上述第一主面側之至少第一透明電極層與上述第二主面側之至少第二透明電極層及背面電極層的短路之方式形成絕緣區域。
即，於驅動結晶矽太陽能電池時，以去除形成結晶矽太陽能電池之電極之第一透明電極層與作為相對電極之第二透明電極層及背面電極層通電而引起的短路之方式形成絕緣區域，故而於發電時不會短路。
進而，根據本態樣，絕緣處理步驟包括於自一導電型單晶矽基 板之外周部側面起3mm以內之位置，自上述第一主面側遍及第一主面外周部之全周照射雷射光之步驟。即，自與以銅為主成分之背面電極層所位於之第二主面側相反之側的第一主面側照射雷射光。因此，不會引起因雷射光而引起之背面電極層內之銅之飛散，或者即便引起，亦會向與一導電型單晶矽基板相反之側飛散。因此，銅不會附著於一導電型單晶矽基板上，而可抑制經過長時間後之太陽能電池特性之降低。
較佳態樣係依序包括上述第一透明電極層形成步驟、上述背面電極層形成步驟、及上述絕緣處理步驟。
較佳態樣係依序進行如下步驟：第一主面配置步驟，其以上述第一主面露出之方式將上述一導電型單晶矽基板設置於基板平台；第一本徵矽系薄膜層形成步驟，其係於上述第一主面側形成第一本徵矽系薄膜層；第一矽系薄膜層形成步驟，其係形成逆導電型矽系薄膜層；及上述第一透明電極層形成步驟。
此處所謂之「基板平台」係表示CVD(chemical vapor deposition，化學氣相沈積)裝置及濺鍍裝置等製膜裝置的基板平台。即，為將基板固定為特定之姿勢之固定構件。
根據本態樣，可順利地進行各層之製膜。
較佳態樣係以上述一導電型單晶矽基板之至少一部分露出之方式形成上述絕緣區域。
根據本態樣，於絕緣處理步驟中，於自一導電型單晶矽基板之外周部側面起3mm以內之位置，遍及第一主面外周部之全周照射雷射光，以一導電型單晶矽基板之一部分露出之方式形成絕緣區域。即，由於以一導電型單晶矽基板之面方向(第一主面方向)之端部露出之方式形成絕緣區域，因此於一導電型單晶矽基板之面方向之外側，電極層未被覆。換言之，於一導電型單晶矽基板之面方向之外側，第 一透明電極層、第二透明電極層及背面電極層未被覆。因此，可更確實地防止短路。
較佳態樣係上述雷射照射步驟藉由照射雷射光，而遍及上述第一主面之外周部之全周形成有底槽，上述絕緣處理步驟包括折斷步驟，該折斷步驟係於上述雷射照射步驟後，沿上述有底槽將不需要部折斷並去除。
此處所謂之「有底槽」係指於至少一部分具有與槽之內側壁部連續之底部的槽，不一定必須於整個槽具有底部。即，只要槽之面對面之內側壁部間藉由底部而得以連接即可。換言之，底部係於有底槽之延伸方向可連續地相連，亦可間斷地相連。
又，此處所謂之「不需要部」係指作為所製造之太陽能電池實質上無助於發電之部位。具體而言，於驅動太陽能電池時使其短路之可能性較高之部位。
根據本態樣，雷射照射步驟係藉由照射雷射光，而遍及上述第一主面之外周部之全周形成有底槽。即，未完全地將構成結晶矽太陽能電池之積層體切斷。
此處，於進行自背面側之雷射照射而形成有底槽之情形時，若超過一導電型單晶矽基板且有底槽未到達至逆導電型矽系薄膜層，則有產生短路之虞。因此，形成有底槽之後，必須進行折斷。
另一方面，如本發明般，於藉由自光入射面側之雷射照射而形成有底槽之情形時，只要有底槽到達至一導電型單晶矽基板則得以絕緣。因此，本來關於絕緣處理之含義，如本發明般，只要藉由自光入射面側之雷射照射而形成有底槽，即可絕緣。即，於進行自光入射面側之雷射照射之情形時，不一定需要折斷步驟。
然而，若不需要部一直殘留，則存在如下可能性：因於進行例如模組化之情形時之接頭線之接觸等，而導致產生漏電流。
因此，根據本態樣，絕緣處理步驟係進行折斷步驟，該折斷步驟係於雷射照射步驟後，沿有底槽進行折斷並去除。即，於上述雷射照射步驟中，藉由雷射照射而形成有底槽，於折斷步驟中，藉由對有底槽之底部施加外力並進行折斷，藉此形成絕緣區域。因此，以銅為主成分之背面電極層係藉由折斷而得以分割，故而背面電極層不會因雷射光之能量而熔解。因此，可更確實地防止銅之擴散。
較佳之另一態樣係上述雷射照射步驟藉由以自第一主面側到達至第二主面側之方式照射雷射光，而切斷不需要部，從而形成上述絕緣區域。
根據本態樣，雷射照射步驟係藉由以自第一主面側到達至第二主面側之方式照射雷射光而形成絕緣區域。即，僅藉由雷射光而分割構成結晶矽太陽能電池之整個積層體。因此，無需進行折斷步驟，從而可簡化步驟。
又，於絕緣處理步驟包括折斷步驟之情形時，自動地進行折斷，故而必須於某種程度上使不需要部具有寬度。另一方面，如本態樣般，於僅藉由雷射照射而進行分割之情形時，可省略折斷步驟，故而可將不需要部限制於最小限度，從而可使所製造之太陽能電池之有效面積增大。
又，例如於異質接合型太陽能電池中，通常使用大致四角形之矽基板(矽晶圓)而形成太陽能電池。
於製造該異質接合型太陽能電池時，根據本態樣，由於雷射照射步驟係藉由以自第一主面側到達至第二主面側之方式照射雷射光而形成絕緣區域，因此可藉由遍及矽基板之周緣部(外周部)之全周連續地進行雷射照射，而防止矽基板之自角部之破損，從而可進一步提高生產性。
較佳態樣係於上述絕緣處理步驟後，進行將上述絕緣區域退火 之熱處理步驟。
根據本態樣，即，將形成於構成結晶矽太陽能電池之積層體之端面的絕緣區域加熱為特定之溫度，而進行退火(annealing)。因此，絕緣區域之表面之結晶構造發生變化，結晶度變高。因此，提高尺寸穩定性、物理穩定性、及化學穩定性。
較佳態樣係藉由濺鍍法而形成上述背面電極層。
根據本態樣，由於藉由濺鍍法而形成背面電極層，因此可形成粒子密度較高之背面電極層，從而可使背面電極層之薄片電阻降低。
進而，就生產性之觀點而言，除了背面電極層以外，對於第一透明電極層及第二透明電極層，亦較佳為藉由濺鍍法而形成。其中，作為製膜順序，較佳為按照光入射側之第一透明電極層、背面側之第二透明電極層、背面電極層之順序，或者按照背面側之第二透明電極層、背面電極層、光入射側之第一透明電極層之順序進行製膜。可藉由依序進行製膜，而利用共用之濺鍍裝置將第一透明電極層、第二透明電極層及背面電極層製膜，從而可提高生產性。
較佳態樣係將選自上述第一透明電極層、第二透明電極層及背面電極層之至少一個電極層以其一部分折入至另一主面側之方式形成。
根據本態樣，將選自上述第一透明電極層、第二透明電極層及背面電極層之至少一個電極層以其一部分折入至另一主面側之方式形成。即，於第一透明電極層之情形時，自第一主面側折入至第二透明電極層及背面電極層所位於之第二主面側，於第二透明電極層及/或背面電極層之情形時，自第二主面側折入至第一透明電極層所位於之第一主面側。總之，第一主面側之第一透明電極層與第二主面側之第二透明電極層及背面電極層得以直接地或間接地電性連接，而成為於通電時電極層間短路之狀況。
另一方面，由於將電極層之製膜面積設定為較大，因此可最大限度進行製膜直至邊緣，從而可形成面內分佈良好之電極層。
又，根據本態樣，由於此種短路部位藉由絕緣處理步驟而得以去除，因此實際上不會短路。
更佳態樣係於上述背面電極層形成步驟中，以上述背面電極層之至少一部分折入至第一主面側之方式形成上述背面電極層。
較佳態樣係上述背面電極層為自第二透明電極層側依序形成第一導電層、及以銅為主成分之第二導電層者，以稠密之導電材料形成上述第一導電層，且使其形成於上述第二透明電極層之第二主面側之面之大致整個面，使上述第二導電層形成於上述第一導電層之第二主面側之面之大致整個面。
此處所謂之「稠密之導電材料」係指於形成有第一導電層之部位，於構成第一導電層之導電材料中空間間隙大概不存在。
即，「稠密之導電材料」係指實質上得以平面填充者。此處所謂之「實質上得以填充」係指被填充為可防止構成第二導電層之金屬向矽基板側之電子遷移的程度，包括形成有針孔等情況。
此處所謂之「某主面側(第一主面側或第二主面側)之面之大致整個面」係指對象構件之基準面(第一主面或第二主面)之大致整個面。
根據本態樣，以稠密之導電材料形成第一導電層，且使其形成於第二透明電極層之第二主面側之面之大致整個面，第二導電層之主成分為銅。即，於第二透明導電層與第二導電層之間介置有第一導電層。
又，根據本態樣，由於使用稠密之導電材料作為第一導電層，因此與使用非稠密之導電材料之情形相比，不含有樹脂等雜質，故而成為低電阻，從而可使膜厚更薄。因此，即便於例如使用以銀等為主成分者作為第一導電層之情形時，亦能以更低成本進行製作。又，認 為由於不含微粒子等，因此可進一步期待銅之防擴散效果，且亦進一步提高反射率。
如此，可藉由包含稠密之導電材料之第一導電層，而防止第二導電層之主成分之銅之向一導電型單晶矽基板側的擴散，從而可進一步抑制經過長時間後之太陽能電池特性之降低。
較佳態樣係上述背面電極層為自第二透明電極層側依序形成第一導電層及第二導電層者，上述第一導電層及第二導電層藉由相同之製膜法而形成，且該結晶矽太陽能電池之製造方法依序連續地進行如下步驟：第一導電層形成步驟，其於上述一導電型單晶矽基板之第二主面側且第二透明電極層之外側形成第一導電層；及第二導電層形成步驟，其於第一導電層之外側形成第二導電層。
此處所謂之「相同製膜法」係表示藉由相同之製膜方法而形成，例如乾式法與乾式法、濕式法與濕式法等。更具體而言，CVD法彼此或濺鍍法彼此等。當然，製膜材料及所形成之膜亦可不同。
根據本態樣，由於依序連續地進行第一導電層形成步驟及第二導電層形成步驟，因此可於相同之製膜裝置內進行製膜。
較佳態樣係藉由濺鍍法而形成上述第一導電層。
根據本態樣，由於藉由濺鍍法而形成第一導電層，因此藉由稠密之導電材料而形成，從而容易成為緻密之層。
較佳態樣係一種藉由上述結晶矽太陽能電池之製造方法而形成結晶矽太陽能電池之太陽能電池模組之製造方法，且將複數個結晶矽太陽能電池電性地串聯連接或並聯連接而形成。
根據本態樣，即便於使用有以銅為主成分之背面電極層之情形時，亦可防止銅之向一導電型單晶矽基板之擴散，從而可製造經過長時間後之太陽能電池特性之降低得以抑制的太陽能電池模組。
本發明之其中一態樣係一種結晶矽太陽能電池之製造方法，該 結晶矽太陽能電池係於一導電型單晶矽基板之第一主面側，依序具有逆導電型矽系薄膜層及第一透明電極層，於一導電型單晶矽基板之第二主面側，依序具有一導電型矽系薄膜層、第二透明電極層及背面電極層；且該結晶矽太陽能電池之製造方法包括：第一透明電極層形成步驟，其將一導電型單晶矽基板作為基準，於逆導電型矽系薄膜層之外側形成第一透明電極層；背面電極層形成步驟，其於一導電型單晶矽基板之第二主面側且第二透明電極層之外側，形成以銅為主成分之背面電極層；於背面電極層形成步驟中，於第二透明電極層之第二主面側之面之大致整個面形成上述背面電極層；於第一透明電極層形成步驟及背面電極層形成步驟後，進行絕緣處理步驟，該絕緣處理步驟係形成將至少第一透明電極層與至少第二透明電極層及背面電極層之電性連接予以物理性地切斷之絕緣區域；上述絕緣處理步驟包括雷射照射步驟，該雷射照射步驟係於自上述一導電型單晶矽基板之外周部之端面起3mm以內之區域，遍及第一主面之外周部之全周，自上述第一主面側照射雷射光。
根據本態樣，進行絕緣處理步驟，該絕緣處理步驟係形成將至少第一透明電極層與至少第二透明電極層及背面電極層之電性連接予以物理性地切斷之絕緣區域。即，由於形成結晶矽太陽能電池之電極之第一透明電極層與作為相對電極之第二透明電極層及背面電極層的電性連接予以物理性地切斷，因此於發電時不會短路。
又，根據本態樣，上述絕緣處理步驟包括雷射照射步驟，該雷射照射步驟係於自上述一導電型單晶矽基板之外周部之端面起3mm以內之區域，遍及第一主面之外周部之全周，自上述第一主面側照射雷射光。即，由於自與以銅為主成分之背面電極層所位於之第二主面側相反之側的第一主面側照射雷射光，因此不會引起因雷射光而引起之背面電極層內之銅之飛散，或者即便引起了，亦向與一導電型單晶 矽基板相反之側飛散。因此，銅不會附著於一導電型單晶矽基板，而可抑制經過長時間後之太陽能電池特性之降低。
本發明之其中一態樣係一種結晶矽太陽能電池，其於一導電型單晶矽基板之第一主面側，依序具有第一本徵矽系薄膜層、逆導電型矽系薄膜層及第一透明電極層，於上述一導電型單晶矽基板之第二主面側，依序具有第二本徵矽系薄膜層、一導電型矽系薄膜層、第二透明電極層及背面電極層；且上述背面電極層係自上述第二透明電極層側依序具有第一導電層、及以銅為主成分之第二導電層，上述第二導電層係形成於上述第二主面側之面之大致整個面，上述第一導電層及上述第二導電層係於將膜厚分別設為d1及d2時，滿足d1<d2；且該結晶矽太陽能電池具有絕緣區域，該絕緣區域係遍及上述一導電型單晶矽基板之外周部之全周，使至少第一透明電極層與至少第二透明電極層及背面電極層之電性連接得以物理性地切斷；上述絕緣區域包括第一區域，該第一區域係自第一主面側朝向上述第二主面側傾斜地延伸；該第一區域係自第一主面側到達至至少一導電型單晶矽基板，且上述第一區域係於表面形成有雷射痕。
根據本態樣，至少上述第二導電層係形成於上述第二主面側之大致整個面，第一導電層及第二導電層係於將膜厚分別設為d1及d2時，滿足d1<d2。
即，即便使用例如銀等之比銅價格高昂之材料作為第一導電層，背面電極層之大部分亦由構成第二導電層之銅形成，而可減少用作第一導電層之材料之使用量。即，可實現低成本化。
根據本態樣，具有絕緣區域，其遍及一導電型單晶矽基板之外周部之全周，使至少第一透明電極層與至少第二透明電極層及背面電極層之電性連接得以物理性地切斷。
即，以去除形成結晶矽太陽能電池之電極之第一透明電極層與 作為相對電極之第二透明電極層及背面電極層的於通電時之短路之方式，形成使第一透明電極層與第二透明電極層及背面電極層之電性連接得以物理性地切斷的絕緣區域，故而於發電時不會短路。
又，根據本態樣，絕緣區域包括第一區域，其自第一主面側朝向上述第二主面側傾斜地延伸；且該第一區域係至少自第一主面側到達至至少一導電型單晶矽基板，上述第一區域係於表面形成有雷射痕。
即，由於第一區域自第一主面側朝向上述第二主面側傾斜地延伸，因此關於形成雷射痕之雷射光，例如只要雷射光為高斯光束(Gaussian Beam)，則自與以銅為主成分之背面電極層所位於之第二主面側相反之側的第一主面側照射雷射光。
因此，不會引起因雷射光而引起之背面電極層內之銅之飛散，即便引起了，亦會向與一導電型單晶矽基板相反之側飛散，故而銅不會附著於一導電型單晶矽基板，而可抑制經過長時間後之太陽能電池特性之降低。
再者，此處所謂之「高斯光束」係指直徑方向之光強度具有高斯分佈(常態分佈)之光束。
較佳態樣係上述第一區域自第一主面側到達至第二主面側。
根據本態樣，由於絕緣區域自第一主面側貫通至第二主面側，因此即便不進行其他步驟，亦可分割為複數個。
較佳態樣係上述絕緣區域具有上述第一區域、及與該第一區域連續並延伸至結晶矽太陽能電池之第二主面側的第二區域，且該第二區域係自上述結晶矽太陽能電池之第二主面側到達至至少第一導電層，且第二區域之表面粗糙度與第一區域之表面粗糙度不同。
根據本態樣，絕緣區域係由第一區域及第二區域形成，以銅為主成分之第二導電層未位於形成有雷射痕之第一區域，第二導電層之 端部位於與第一區域之表面粗糙度不同之表面粗糙度的第二區域。
即，由於第二區域係藉由與第一區域不同之形成方法而形成，因此可藉由雷射光而防止第二導電層熔解、飛散。
較佳態樣係上述第一導電層由稠密之導電材料形成。
根據本態樣，可藉由包含稠密之導電材料之第一導電層，而進一步防止第二導電層之主成分之銅之向一導電型單晶矽基板側之擴散，從而可進一步抑制經過長時間後之太陽能電池特性之降低。
較佳態樣係結晶矽太陽能電池之第一主面之面積小於上述結晶矽太陽能電池之第二主面之面積。
較佳態樣係上述第一導電層之熱擴散速度較上述第二導電層慢。
根據本態樣，由於第一導電層之熱擴散速度較第二導電層慢，因此可防止銅之向一導電型單晶矽基板之擴散。
較佳態樣係上述第一導電層以銀為主成分。
根據本態樣，可防止銅之向一導電型單晶矽基板之擴散，並且可實現低電阻化。
本發明之其中一態樣係一種使用有上述結晶矽太陽能電池之太陽能電池模組，且藉由密封構件而密封。
根據本態樣，由於藉由密封構件而密封，因此成為密封性較高之太陽能電池模組。
根據本發明之結晶矽系太陽能電池之製造方法，由於使用銅(Cu)作為背面電極層，且自正面側(第一主面側)進行雷射照射，因此可防止因雷射照射而引起之銅(Cu)之向矽基板內之擴散，從而能以低成本製作保持率較高之結晶矽系太陽能電池。
又，根據本發明之結晶矽系太陽能電池及太陽能電池模組，即 便於使用以銅為主成分之背面電極之情形時，亦成為太陽能電池特性良好之結晶矽系太陽能電池及太陽能電池模組。
1‧‧‧結晶矽系太陽能電池
2‧‧‧一導電型單晶矽基板(矽基板)
3‧‧‧第一本徵矽系薄膜層
5‧‧‧逆導電型矽系薄膜層(光入射側矽系薄膜層)
6‧‧‧第一透明電極層(光入射側透明電極層)
7‧‧‧第二本徵矽系薄膜層
8‧‧‧一導電型矽系薄膜層(背面側矽系薄膜層)
10‧‧‧第二透明電極層(背面側透明電極層)
11‧‧‧背面電極層(背面電極)
12‧‧‧第一導電層
13‧‧‧第二導電層
15‧‧‧集電極
20‧‧‧折斷槽
21‧‧‧折斷面
25‧‧‧第一主面側電極層
26‧‧‧第二主面側電極層
27‧‧‧光電轉換部
30‧‧‧絕緣區域
31‧‧‧第一區域
32‧‧‧第二區域
40‧‧‧太陽能電池模組
41‧‧‧配線構件
42‧‧‧玻璃基板(密封構件)
43‧‧‧底層片材(密封構件)
50‧‧‧結晶矽系太陽能電池
51‧‧‧絕緣區域
52‧‧‧第一區域
53‧‧‧槽
x‧‧‧距離
S‧‧‧距離
圖1係示意性表示本發明之第一實施形態之結晶矽系太陽能電池的剖面圖。
圖2係示意性表示圖1之結晶矽系太陽能電池之平面圖，且於外周部添加有影線。
圖3係表示圖2之A區域之剖面立體圖。
圖4係圖1之結晶矽系太陽能電池之製造方法的說明圖，(a)~(e)係各步驟之剖面圖，為了易於理解而省略了影線。
圖5係圖1之結晶矽系太陽能電池之製造方法的說明圖，(f)~(i)係各步驟之剖面圖，為了易於理解而省略了影線。
圖6係表示圖5(i)之狀態之說明圖，且為示意性表示端部附近之剖面圖。
圖7係示意性表示雷射照射步驟之立體圖。
圖8係表示雷射照射步驟後之基板之平面圖。
圖9係表示絕緣處理步驟之說明圖，(a)係雷射照射步驟後之剖面圖，(b)係折斷步驟後之剖面圖，為了易於理解而省略了影線。
圖10係本發明之第1實施形態之太陽能電池模組之分解立體圖，且為省略了密封材之圖。
圖11係表示本發明之第2實施形態之太陽能電池模組之端部的剖面立體圖。
圖12係表示第2實施形態之絕緣處理步驟之說明圖，且為雷射照射步驟後之剖面圖，為了易於理解而省略了影線。
圖13係實施例1之結晶矽系太陽能電池之說明圖，(a)係掃描式電子顯微鏡照片，(b)係映描(a)而成圖。
圖14係比較例1之結晶矽系太陽能電池之說明圖，(a)係掃描式電子顯微鏡照片，(b)係映描(a)而成之圖。
圖15係實施例1之結晶矽系太陽能電池之說明圖，(a)係掃描式電子顯微鏡照片，(b)係映描(a)而成之圖。
圖16係比較例1之結晶矽系太陽能電池之說明圖，(a)係掃描式電子顯微鏡照片，(b)係映描(a)而成之圖。
圖17係表示本發明之比較例之雷射照射部中之Cu之擴散之情況的示意性剖面圖。
以下，參照圖式對本發明之較佳實施形態進行說明。再者，於本發明之各圖中，關於厚度及長度等之尺寸關係，為了圖式之明確化及簡化，已適當進行了變更，不表示實際之尺寸關係。
以下，對本發明之第1實施形態之結晶矽系太陽能電池1進行說明。
又，第一實施形態之結晶矽系太陽能電池1係如圖1所示，形成紋理構造(凹凸構造)，故而於以下之說明中，只要未特別說明，膜厚係指一導電型單晶矽基板2(以下，亦簡稱為「矽基板2」)上之相對於紋理斜面垂直方向之膜厚。當然，於矽基板2平滑之情形時，為相對於主面正交之方向之厚度。於以下說明中，亦將第一主面稱為光入射面，且亦將第二主面稱為背面。
本發明之第1實施形態之結晶矽系太陽能電池1係如圖1所示，於第一主面側(光入射側)，於一導電型單晶矽基板2上，依序積層有第一本徵矽系薄膜層3、逆導電型矽系薄膜層5(光入射側矽系薄膜層)、第一透明電極層6(光入射側透明電極層)。又，結晶矽系太陽能電池1係於第一透明電極層6之第一主面側(光入射側)進而具有集電極15。
另一方面，結晶矽系太陽能電池1係於第二主面側(背面側)，於 矽基板2上依序積層有第二本徵矽系薄膜層7、一導電型矽系薄膜層8(背面側矽系薄膜層)、第二透明電極層10(背面側透明電極層)、及背面電極層11(背面電極)。又，背面電極層11係自第二透明電極層10側依序積層第一導電層12及第二導電層13。進而，於背面電極層11之第二主面側(背面側)具有未圖示之保護層。
即，本實施形態之結晶矽系太陽能電池1係如圖1所示，包括：包含第一透明電極層6與集電極15之第一主面側電極層25、及包含第二透明電極層10與背面電極層11之第二主面側電極層26。又，於第一主面側電極層25與第二主面側電極層26之間，介置有光電轉換部27，該光電轉換部27包括：逆導電型矽系薄膜層5、第一本徵矽系薄膜層3、矽基板2、第二本徵矽系薄膜層7、及一導電型矽系薄膜層8。
又，若換種表達方式，則結晶矽系太陽能電池1係如圖1所示，於矽基板2之光入射側(第一主面側)，於矽基板2與逆導電型矽系薄膜層5之間介置有第一本徵矽系薄膜層3。結晶矽系太陽能電池1係於矽基板2之光反射側(第二主面側)，於矽基板2與一導電型矽系薄膜層8之間介置有第二本徵矽系薄膜層7。
結晶矽系太陽能電池1係於光入射側，於逆導電型矽系薄膜層5上具備第一透明電極層6，於背面側，於一導電型矽系薄膜層8上具備第二透明電極層10。
以下，對結晶矽系太陽能電池1之各層之構成進行說明。
首先，對形成結晶矽系太陽能電池1之骨架之一導電型單晶矽基板2進行說明。
一導電型單晶矽基板2係對單晶矽基板附加導電性而成者。
即，一導電型單晶矽基板2係為了使單晶矽基板具有導電性，而使其含有對構成單晶矽基板之矽供給電荷之雜質而形成。
附加有導電性之單晶矽基板有對Si原子(矽原子)供給導入電子之 磷原子之n型、及供給導入電洞(亦稱為hole)之硼原子之p型。
於將該附加有導電性之單晶矽基板用於太陽能電池之情形時，可藉由將被最多地吸收入射至單晶矽基板之光之入射側的異質接合設為逆接合並設置較強之電場，而有效率地分離回收電子電洞對。
因此，就該觀點而言，光入射側之異質接合較佳為逆接合。
另一方面，於將電洞與電子進行比較之情形時，有效質量及散射截面積較小之電子通常遷移率變大。
矽基板2基本上既可為n型單晶矽基板，亦可為p型單晶矽基板，但就上述觀點而言，本實施形態之矽基板2採用n型單晶矽基板。
矽基板2係就光束縛之觀點而言，較佳為於表面具有紋理構造。
再者，本實施形態之矽基板2係如圖1所示，於光入射面(第一主面側之面)及背面(第二主面側之面)形成有紋理構造(凹凸構造)。
逆導電型矽系薄膜層5係承擔導電之載體與矽基板2不同之導電型矽系薄膜層。
此處所謂之「導電型矽系薄膜層」係指一導電型或逆導電型矽系薄膜層。
例如，於使用n型作為矽基板2之情形時，一導電型矽系薄膜層8為n型，逆導電型矽系薄膜層5為p型。
即，於一導電型單晶矽基板2為n型之情形時，逆導電型矽系薄膜層5為p型，於一導電型單晶矽基板2為p型之情形時，逆導電型矽系薄膜層5為n型。
於本實施形態中，如上所述，矽基板2為n型，因此，逆導電型矽系薄膜層5為p型導電型矽系薄膜層。
作為用以形成構成逆導電型矽系薄膜層5之p型或n型矽系薄膜之摻雜氣體，可較佳地使用B2H6或PH3等。
又，由於P(磷)或B(硼)等雜質之添加量可為微量，因此較佳為使 用預先以SiH4或H2稀釋而成之混合氣體。又，亦可藉由於製膜氣體中添加CH4、CO2、NH3、GeH4等含有異種元素之氣體，而進行合金化並變更能隙。
作為構成逆導電型矽系薄膜層5之矽系薄膜，可列舉非晶質矽薄膜、微晶矽(包含非晶質矽及結晶質矽之薄膜)等，其中較佳為使用非晶質矽系薄膜。又，作為矽系薄膜，可使用導電型矽系薄膜。
此時，於本實施形態中，逆導電型矽系薄膜層5係如圖1所示，位於矽基板2之光入射側(第一主面側)。
其原因在於：於矽基板2之光入射面側，於一導電型單晶矽基板2之光入射面側，由入射光引起之電子之激發進行得最激烈，故而可藉由於光入射面側具有較強之電場梯度，而抑制再結合損耗。
又，於本實施形態中，為了抑制背面側(第二主面側)中之再結合，如圖1所示，於隔著矽基板2與逆導電型矽系薄膜層5相反之側使用一導電型矽系薄膜層8。
例如，作為使用n型單晶矽基板作為一導電型單晶矽基板2之情形時本發明之較佳構成，有透明電極層/p型非晶質矽系薄膜/i型非晶質矽系薄膜/n型單晶矽基板/i型非晶質矽系薄膜/n型非晶質矽系薄膜/透明電極層等。於該情形時，就上述理由而言較佳為將背面側之導電型矽系薄膜層設為n層。
構成本實施形態之逆導電型矽系薄膜層5之p型矽系薄膜層較佳為選自p型氫化非晶質矽層、p型非晶質碳化矽層、p型氧化非晶質矽層之至少一種。
逆導電型矽系薄膜層5係就雜質擴散或串聯電阻之觀點而言，較佳為p型氫化非晶質矽層。
另一方面，作為逆導電型矽系薄膜層5之p型非晶質碳化矽層或p型氧化非晶質矽層係於作為寬能隙之低折射率層而可降低光學損耗之 方面較佳。
作為位於矽基板2之厚度方向兩外側之本徵矽系薄膜層3、7(本徵矽系薄膜)，實質上使用本徵i型矽系薄膜。
作為該情形時之本徵矽系薄膜層3、7，較佳為使用由矽與氫構成之i型氫化非晶質矽。
於使用i型氫化非晶質矽作為本徵矽系薄膜層3、7，並藉由CVD法而進行製膜之情形時，可抑制雜質向矽基板2之擴散且可有效地進行表面鈍化。
其原因在於：藉由使膜中之氫量變化，而可使能隙具有於進行載體回收方面有效之分佈。
位於本徵矽系薄膜層7之外側(第二主面側)之一導電型矽系薄膜層8(背面側矽系薄膜)係承擔導電之載體(電洞或電子)與矽基板2相同之導電型矽系薄膜層。
即，於一導電型單晶矽基板2為n型之情形時，一導電型矽系薄膜層8為n型，一導電型單晶矽基板2為p型之情形時，一導電型矽系薄膜層8為p型。
於本實施形態中，如上所述，矽基板2為n型，因此，一導電型矽系薄膜層8為n型導電型矽系薄膜層。
即，一導電型矽系薄膜層8之承擔導電之載體(電洞或電子)與逆導電型矽系薄膜層5不同。
一導電型矽系薄膜層8(背面側矽系薄膜)係承擔導電之載體與矽基板2相同，故而具有如下效果：主要藉由BSF(Back Surface Field，背面電場)效果而抑制背面側之電洞與電子之再結合。
一導電型矽系薄膜層8較佳為至少包括非晶質矽系薄膜。
進而，為了使與背面側之第二透明電極層10之電性接觸變得良好，亦可於非晶質矽系薄膜與背面側之第二透明電極層10之間具有結 晶質矽系薄膜。
即，亦可採取如下積層構造：將一導電型矽系薄膜層8設為多層構造，自光入射側(矽基板2側)朝向第二透明電極層10側，依序積層非晶質矽系薄膜、結晶質矽系薄膜。
再者，「結晶質」這一用語係如於薄膜光電轉換裝置之技術領域中通常所使用般，不僅包括完全之結晶狀態，亦包括部份非晶質狀態。
此處，一導電型矽系薄膜層8係為了獲得充分之BSF效果，而必須具有某種程度之厚度。
藉此，可防止少數載體(使用n型單晶矽基板作為矽基板2之情形時為電洞)不斷擴散至背面電極層11側，而可抑制背面側之電洞與電子之再結合。
又，同時，背面側之一導電型矽系薄膜層8亦承擔如下作用：防止用作背面電極層11之一部分或全部之金屬擴散至一導電型單晶矽基板2內。
即，本實施形態之結晶矽系太陽能電池1係可藉由第二透明電極層10而防止用作背面電極層11之金屬向矽基板2擴散。進而，結晶矽系太陽能電池1係即便於存在第二透明電極層10較薄之區域或一部分不存在第二透明電極層10之區域之情形等時，亦可藉由上述一導電型矽系薄膜層8，而期待進一步之防擴散之效果。
如上所述，就進一步抑制用作背面電極層11之一部分之金屬向結晶矽基板之擴散的觀點而言，較佳為使一導電型矽系薄膜層8之厚度加厚某種程度。
於該情形時，綜合獲得上述BSF效果之情況而言，一導電型矽系薄膜層8之厚度較佳為5nm以上，更佳為10nm以上，尤佳為30nm以上。
另一方面，一導電型矽系薄膜層8之厚度之上限無特別限制，但就降低製造成本之觀點而言，較佳為100nm以下，更佳為70nm以下，尤佳為50nm以下。
一導電型矽系薄膜層8之厚度之範圍亦可為上述範圍，但就下述觀點而言，本徵矽系薄膜層3、7(實質上為本徵i型矽系薄膜層)、逆導電型矽系薄膜層5(p型矽系薄膜層)、及一導電型矽系薄膜層8(n型矽系薄膜層)之厚度分別較佳為3nm以上且20nm以下之範圍。
若於該範圍內，則遠遠小於矽基板2之紋理構造(凹凸構造)之尺寸(μm級)。因此，位於積層方向外側之逆導電型矽系薄膜層5(p型矽系薄膜層)、及一導電型矽系薄膜層8(n型矽系薄膜層)之表面形狀係如圖1所示，成為與矽基板2之表面形狀大概相同之形狀。即，該等積層體之表面可追隨矽基板2之表面形狀而採取紋理構造(凹凸構造)。
又，作為矽系薄膜層3、5、7、8之製膜方法，較佳為電漿CVD法。
第一透明電極層6及第二透明電極層10分別為以導電性氧化物為主成分之層。
作為導電性氧化物，例如可將氧化鋅、氧化銦、氧化錫單獨或混合使用，但就導電性、光學特性及長期可靠性之觀點而言，較佳為包含氧化銦之銦系氧化物，其中可更佳地使用以氧化銦錫(ITO)為主成分者。
此處，於本發明中，「作為主成分」係指含有該材料多於50%(百分比)，較佳為70%以上，更佳為90%以上。
透明電極層6、10係能以單層之形式使用，亦可為包括複數層之積層構造。進而，於透明電極層6、10中，可分別添加摻雜劑。
例如，對於在使用氧化鋅作為透明電極層6、10之情形時之摻雜劑，可列舉：鋁、鎵、硼、矽、碳等。
對於在使用氧化銦作為透明電極層6、10之情形時之摻雜劑，可列舉鋅、錫、鈦、鎢、鉬、矽等。
對於在使用氧化錫作為透明電極層6、10之情形時之摻雜劑，可列舉氟等。
如上所述，可於圖1所示之第一透明電極層6及第二透明電極層10之一者或兩者之透明電極層6、10中添加摻雜劑，但較佳為於第一透明電極層6(光入射側透明電極層)中添加。
其原因在於：由於形成於光入射側之集電極15通常為梳形，因此可抑制於第一透明電極層6中可能會產生之電阻損耗。
位於光入射側之第一透明電極層6之膜厚係就透明性、導電性及單元之光反射降低之觀點而言，較佳為10nm以上且140nm以下。
第一透明電極層6之作用之其中之一為向集電極15輸送載體，因此只要有必需之導電性即可。
另一方面，就透明性之觀點而言，藉由為140nm以下，而第一透明電極層6本身之吸收損耗較少，因此可抑制伴隨穿透率之降低之光電轉換效率之降低。
又，若使第一透明電極層6中之載體濃度較低，則亦可抑制伴隨紅外區之光吸收之增加之光電轉換效率之降低。
進而，第一透明電極層6係亦發揮抗反射膜之作用，因此可藉由使其為適當之膜厚，而亦期待光束縛效果。
另一方面，位於背面側之第二透明電極層10不僅具有增加背面反射之效果，並且尤其是於預防用作作為背面電極層11之一部分之第二導電層13之金屬(於本實施形態中銅)之向矽基板2的擴散之方面，較為重要。尤其是於本實施形態之結晶矽系太陽能電池1中，如下所述，由於使用與銅相比熱擴散速度緩慢者作為第一導電層12，因此雖與銅相比不易產生擴散，但有產生向矽基板2之擴散之虞。
就防止上述金屬之擴散之觀點而言，第二透明電極層10之厚度較佳為5nm以上，更佳為10nm以上，進而較佳為30nm以上。
就光吸收之抑制，即抑制因長波長光之吸收而引起之電流(Jsc)之降低之觀點而言，第二透明電極層10之厚度較佳為180nm以下，更佳為150nm以下，進而較佳為110nm以下，最佳為90nm以下。
可藉由使第二透明電極層10之膜厚為上述範圍，而防止用作「背面電極層」之金屬之擴散。如本實施形態般，於具有第一導電層12作為背面電極層11之情形時，可能會產生用於第一導電層12之金屬之擴散，但可藉由第二透明電極層10而防止該金屬之擴散。
又，關於在第一導電層12一部分較薄之情形或不存在第一導電層12之情形等時產生之令人擔憂之構成第二導電層13(第二電極層)之銅之擴散，亦可藉由將第二透明電極層10之膜厚調整為上述範圍而防止。即，可藉由將第二透明電極層10之膜厚調整為上述範圍，而進一步期待防止擴散效果。
作為透明電極層6、10之製膜方法，無特別限定，但較佳為濺鍍法等物理氣相沈積法、或利用有機金屬化合物與氧氣或水之反應之化學氣相沈積(metal organic chemical vapor deposition，MOCVD)法等。於任一製膜方法中，可利用因熱或電漿放電而產生之能量。
製作透明電極層6、10時之基板溫度係可適當設定，但於使用非晶質矽系薄膜作為矽系薄膜層3、5、7、8之任一者之情形時，較佳為200℃以下。
其原因在於：可藉由於200℃(攝氏200度)以下進行製作，而抑制氫之自非晶質矽層之脫離、及伴隨該情況之矽原子中之懸鍵(Dangling Bond)之產生，結果可提高轉換效率。
如上所述，於第二透明電極層10上形成有背面電極層11。即，背面電極層11係如圖1所示，自第二透明電極層10側依序由第一導電層 12及第二導電層13形成。
於本實施形態中，第二導電層13係以銅為主成分，第一導電層12具有進一步防止該金屬(銅)之向矽基板2之擴散之功能。
即，即便於不存在第一導電層12之情形時，如上所述，亦可藉由調整第二透明電極層10之膜厚，而防止第二導電層13之銅之擴散，但可藉由導入第一導電層12，進一步防止銅之擴散。又，即便第二透明電極層10未處於上述之膜厚之範圍，而為較薄之情形時，亦可藉由第一導電層12而防止第二導電層13之銅之擴散。
具體而言，第一導電層12較佳為包含稠密之導電材料，且形成於第二透明電極層10之第二主面側之面之大致整個面。
此處所謂之「稠密之導電材料」係指於形成第一導電層12之部位，於構成第一導電層12之導電材料中大概不存在空間間隙。即，「稠密之導電材料」係指平面上實質上得以填充者。
此處所謂之「實質上得以填充」係指填充為可防止構成第二導電層13之金屬向矽基板2側之電子遷移之程度，亦包括形成有針孔之情況。
例如，於如漿料材料般之具有金屬微粒子之材料之情形時，於微粒子間存在樹脂等，於金屬微粒子之間存在空間間隙，故而此種材料不符合「稠密之導電材料」。
另一方面，藉由濺鍍法等而形成之膜係由於在第一導電層12中之導電材料中大概不存在空間間隙，因此符合「稠密之導電材料」。
又，金屬單質或合金亦符合「稠密之導電材料」。
此處，「形成於大致整個面」係指覆蓋基準面之90百分比以上。
即，「第一導電層12係形成於第二透明電極層10之第二主面側之面之大致整個面」係表示第二透明電極層10之第二主面側之面之90百分比以上由第一導電層12覆蓋。
此時，較佳為於形成有第二導電層13之區域形成有第一導電層12。
其中，較佳為覆蓋90百分比以上，更佳為覆蓋95百分比以上，尤佳為100百分比，即覆蓋整個面。
於該情形時，可進一步期待第二導電層13中所含之金屬(具體而言為銅)之防擴散效果。又，就可易於製膜之觀點而言，亦較佳。
此處，對使用樹脂漿料等非稠密之導電材料作為第一導電層12之情形進行說明。於使用樹脂漿料等非稠密之導電材料作為第一導電層12之情形時，與純粹之金屬等相比，第一導電層之電阻變高，故而必須於某種程度使膜厚較厚。
於本實施形態中，如上所述，使用稠密之導電材料作為第一導電層12，藉此與包含樹脂漿料者相比，未含有樹脂等雜質，故而成為低電阻，而可進一步使膜厚較薄。
因此，例如即便於使用以銀等為主成分者作為第一導電層12之情形時，亦可進一步以低成本進行製作。又，認為由於不含有微粒子等，因此可進一步期待銅之防擴散效果，且反射率亦可進一步變高。
就以上觀點而言，第一導電層12亦可由樹脂漿料等形成，但較佳為由稠密之導電材料形成。
又，本實施形態中之第一導電層12及第二導電層13係於將膜厚分別設為d1及d2是，較佳為滿足d1<d2。
第一導電層之膜厚d1較佳為8nm以上。可藉由使d1為8nm以上，而期待利用背面反射之電流之增加。
其中，就進一步完全被覆第二透明電極層10之第二主面側之表面，而提高反射率及可靠性之觀點而言，第一導電層12之膜厚d1較佳為20nm以上，更佳為30nm以上，進而較佳為40nm以上。
又，就降低成本之觀點而言，較佳為100nm以下，更佳為80nm 以下，進而較佳為70nm以下，尤佳為60nm以下。
可藉由使第二導電層13之膜厚大於第一導電層12之膜厚(即d1<d2)，而減少用作第一導電層12之材料之使用量。
第一導電層12係自近紅外起紅外區域之反射率較高，且較理想的是使用導電性或化學穩定性較高之材料。
又，由於第二導電層13以銅為主成分，因此第一導電層12必須為與銅相比向結晶矽之熱擴散速度較慢之材料。
作為滿足此種特性之材料，可列舉銀、金、鋁等。於該等中，就反射率及導電率之觀點而言，較佳為使用以銀或金為主成分者，更佳為使用以銀為主成分者，尤佳為使用銀。
於本實施形態中，使用銀作為第一導電層12之材料。
作為參考，表1係表示於玻璃基板上藉由濺鍍法而將銀製膜而成之樣本之穿透率。於表1中表示有使波長變化為900~1200nm，且使銀之膜厚變化為10~250nm之情形時之穿透率之值。
根據表1，可知伴隨銀之膜厚變厚，穿透率降低。
此處，認為由於伴隨穿透率降低，反射率變高，因此伴隨銀之膜厚變厚，反射率變高。
認為尤其是若銀之膜厚為25nm左右以上，則顯示充分高之反射率，於膜厚為50nm左右以上之情形時，穿透率之值為與0.02左右大致相同之程度，而反射率成為相同程度。
因此，尤其是於使用以銀為主成分者作為第一導電層12之情形時，就材料費之觀點而言，較佳為第一導電層12之膜厚儘量較薄，但就反射率之觀點而言，更佳為25nm左右以上。
第二導電層13之膜厚(d2)係可根據背面電極層11之膜厚(合計膜厚)及第一導電層12之膜厚(d1)而適當設定。
第二導電層13係使用於第一導電層12之第二主面側形成於大致整個面者。
此處，如上所述，「形成於大致整個面」係指覆蓋基準面之90百分比以上。
即，「第二導電層13係於第一導電層12之第二主面側形成於大致整個面」係表示第一導電層12之第二主面側之面之90百分比以上由第二導電層13覆蓋。
第二導電層13可使用包含稠密之導電材料之薄膜或漿料等。
就第二導電層13使串聯電阻充分地降低之觀點而言，第二導電層13更佳為形成於整個面。
於該情形時，更佳為第一導電層12形成於整個面。即，較佳為第一導電層12及第二導電層13之任一者亦形成於第二主面側之面之整個面。即，較佳為第一導電層12形成於第二透明電極層10之第二主面側之面之整個面，第二導電層13形成於第一導電層12之第二主面側之面之整個面。
再者，就低電阻化及抑制材料費之觀點而言，更佳為使用使包含稠密之導電材料之薄膜形成於大致整個面而成者作為第三導電層 13。
此處，若將本實施形態之結晶矽系太陽能電池1與薄膜矽系太陽能電池進行比較，則於薄膜矽系太陽能電池中，通常以如下方式進行設計：進行積體化等，而對應於每個單元電池的面積變小，發電之電流密度變小，因此通常使用膜厚為100~300nm左右之整個面製膜之背面電極。此時，就提高反射率，降低串聯電阻之觀點而言，必須選定所使用之材料，由於背面電極(背面電極層)之膜厚較薄，因此通常使用高成本之銀。
另一方面，本實施形態之結晶矽系太陽能電池1係必須於某種程度上使背面電極層11之膜厚較厚，通常使用250nm以上者。其原因在於：用作結晶矽系太陽能電池1(亦稱為電池)之矽基板2(結晶矽基板)之尺寸通常為5英吋~6英吋見方，伴隨該情況而使發電之電流密度變大，為平均每個電池5A~9A左右。
因此，就進一步使因串聯電阻而引起之損耗降低之觀點而言，形成於結晶矽系太陽能電池1之背面整個面之背面電極層11之膜厚係通常比薄膜矽系太陽能電池厚。
因此，關於本實施形態之結晶矽系太陽能電池1，用作背面電極層11之金屬材料之量與薄膜矽系太陽能電池相比更多。
因此，就抑制成本之觀點而言，使用於一部分或全部具有與銀相同程度之導電率且材料費價格低廉之銅作為背面電極層11，即便於膜厚較厚之情形時，與使用銀單質之情形相比，能以低成本形成背面電極層11。然而，如上所述，由於銅之向結晶矽之熱擴散速度非常快，因此於使用銅代替銀作為背面電極層11之情形時，產生銅之擴散而太陽能電池特性降低。又，存在如下等課題：由於銅與銀相比長波長側之反射率較低，因此光反射量減少，電流降低。
因此，於本實施形態之結晶矽系太陽能電池1中，如上所述，自 第二透明電極層10側，依序形成有特定之第一導電層12及以銅為主成分之第二導電層13作為背面電極層11。使用此種背面電極層11，且使上述第二透明電極層10及第一導電層12之厚度為特定之範圍。
藉此，即便於使用以銅為主成分之第二導電層13之情形時，亦可一直保持與使用銀之情形相同程度之反射率，並可藉由第二透明電極層10及第一導電層12之存在，而抑制銅之向矽基板2(結晶矽基板)之擴散。又，較先前更能以低成本製作結晶矽系太陽能電池1。
即，如上所述，於本實施形態中，使用以材料費價格低廉之銅為主成分者作為第二導電層13，其中，就低成本化之觀點而言，更佳為使用銅作為第二導電層13。
根據上述內容，背面電極層11之厚度(第一導電層12與第二導電層13之合計厚度)較佳為250nm以上，更佳為300nm以上，尤佳為500nm以上。又，背面電極層11之厚度較佳為800nm以下，更佳為700nm以下，尤佳為600nm以下。
作為第一導電層12之製造方法，可應用濺鍍法或真空蒸鍍法等物理氣相沈積法、網版印刷法、電鍍法等方法，但較佳為濺鍍法或真空蒸鍍法等。
藉此，可使包含稠密之導電材料之第一導電層12形成於第二主面側之大致整個面。
其中，於使用銀或金等作為第一導電層12之情形時，就降低製造成本之觀點及良好之被覆之方面而言，較佳為藉由濺鍍法而形成。於該情形時，即便膜厚較薄，亦可進行充分之被覆(於大致整個面可精度良好地進行製膜)，從而可獲得充分高之背面光反射特性及相對於銅之防擴散特性。
作為第二導電層13之製膜方法，無特別限定，可應用濺鍍法或真空蒸鍍法等物理氣相沈積法、網版印刷法、電鍍法等方法。尤其是 於本實施形態中，由於形成於第一導電層12之大致整個面，因此較佳為藉由濺鍍法而形成。
又，於藉由濺鍍法而形成第一導電層12及第二導電層13之情形時，可實現同一裝置中之背面電極層11之連續製膜。又，可期待背面電極層11之抗氧化、及膜界面(第二透明電極層10與背面電極層11之界面)中之密接性之提高等。進而，就生產性之觀點而言，亦較佳為濺鍍法，第一導電層12及第二導電層13之任一者亦更佳為藉由濺鍍法而製膜。
又，關於第二導電層13，可期待膜厚於某種程度上較厚，因此就低成本化之觀點而言，電鍍法等亦為有效之方法之一。
又，如上所述，由於本實施形態之透明電極層6、10藉由濺鍍法而形成，因此較佳為於形成透明電極層6、10之後連續地進行製膜。
尤其更佳為於形成光入射面側之第一透明電極層6之後，依序形成背面側之第二透明電極層10及背面電極層11。
又，為了防止矽基板2之外周部中之電短路，於本實施形態中，如下所述，於形成第一主面側電極層25、第二主面側電極層26及光電轉換部27之後，進行絕緣處理步驟。
背面電極層11係只要不損及本實施形態之功能(例如防止銅之向矽基板2之擴散之功能)，亦可除第一導電層12及第二導電層13以外包括其他導電層。其中，較佳為於背面電極層11上，以覆蓋背面電極層11之表面(即相對於背面電極層11之第二透明電極層10相反側之面)之方式形成有導電層(保護層)。
藉由形成保護層，即便於進行下述熱處理步驟之情形時，亦可降低背面電極層11之變質。
作為保護層，可為導電性材料，亦可為絕緣性材料。若使用導電性材料，則存在如下情形：由於可降低集電極15之電阻，因此可進 一步降低集電極15中之電阻損耗，而提高填充因數(FF，fill factor)。
作為可應用於保護層之導電性材料，就抑制背面電極層11之擴散之觀點而言，較佳為矽基板2中之熱擴散速度比背面電極層11之熱擴散速度緩慢之材料。例如可列舉：鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、錫(Sn)、銀(Ag)。其中，就抑制背面電極層11之第二導電層13之硫化及氧化之觀點而言，更佳為Ti、Sn、Ni。
關於上限，就抑制背面電極層11之擴散之觀點而言，保護層較佳為緻密之膜。
關於膜厚，無特別限制，但膜厚較佳為500nm以下，更佳為100nm以下。
又，就進一步抑制背面電極層11之擴散之觀點而言，較佳為5nm以上，更佳為10nm以上。就形成緻密之膜之觀點而言，保護層較佳為藉由濺鍍法或電鍍法而形成。
於光入射側之第一透明電極層6上，如上所述形成有集電極15。
作為集電極15，可藉由噴墨法、網版印刷法、導線接合法、噴霧法、真空蒸鍍法、濺鍍法等公知技術而製作，但就生產性之觀點而言，較佳為使用有Ag漿料之網版印刷法、或使用有銅之電鍍法等。
繼而，對結晶矽系太陽能電池1之外形形狀進行說明。
結晶矽系太陽能電池1係如圖2所示為俯視大致為方形狀之板狀。
於結晶矽系太陽能電池1之面方向之端部附近，如圖3所示，形成有絕緣區域30。
絕緣區域30為如下區域：於驅動結晶矽系太陽能電池1時，去除可能產生之第一主面側之至少第一透明電極層6與第二主面側之至少第二透明電極層10及背面電極層11的短路。
即，絕緣區域30為如下區域：去除構成矽基板2之第一主面側之 至少第一透明電極層6及/或第二主面側之至少第二透明電極層10及背面電極層11之成分，而使該成分未附著。
此處，「未附著之區域」係並不限定於完全未檢測出構成該層之材料元素之區域，材料之附著量顯著少於周邊之「形成部」，且未顯現該層本身所具有之特性(電性地特性、光學特性、機械特性等)之區域亦包含於「未附著之區域」中。即，亦包括材料之附著量過少而包含作為層未發揮功能者之情形。
本實施形態之結晶矽系太陽能電池1係由於為異質接合型太陽能電池，因此絕緣區域30較佳為未附著第一主面側之至少第一透明電極層6、第二主面側之至少第二透明電極層10及背面電極層11，除此以外，亦未附著第一主面側之逆導電型矽系薄膜層5及第二主面側之一導電型矽系薄膜層8，尤佳為以一導電型單晶矽基板2露出之方式形成絕緣區域30。可藉由以上述方式形成而進一步提高短路防止效果。
絕緣區域30係如圖3所示，自端部側(端面側)依序由第二區域32及第一區域31(傾斜區域)形成。
第一區域31為形成有藉由雷射光為形成之壁面之壁面形成部。第一區域31係相對於第一主面之正交方向沿略微傾斜之方向延伸。即，自第一主面朝向第二主面，沿外側向下傾斜。
第一區域31係表面相對較光滑，且形成有藉由雷射光熔化而成之雷射痕。
第二區域32(側面)為形成結晶矽系太陽能電池1之端面之端面形成部。即，形成結晶矽系太陽能電池1之外側側面之部位。
第二區域32係相對於第二主面沿大致正交方向延伸，自第二主面(結晶矽系太陽能電池1之第二主面側)至少到達至第一導電層12。即，只要自結晶矽太陽能電池1之第二主面側到達至第一導電層12即可，例如亦可到達至第二透明電極層10。
又，第二區域32之表面粗糙度(算術平均表面粗糙度)與第一區域31之表面粗糙度(算術平均表面粗糙度)不同。
如上所述，第一主面側之第一區域31係形成傾斜面，與第一區域31連續地到達至第二主面之第二區域32係沿大致正交方向延伸。因此，結晶矽系太陽能電池1之第一主面之面積小於第二主面之面積。
繼而，對結晶矽系太陽能電池1之製造方法進行說明。
結晶矽系太陽能電池1係藉由未圖示之電漿CVD裝置或濺鍍裝置等製膜裝置而製膜，使用未圖示之雷射劃線裝置等而進行形狀加工，而得以製造。
首先，進行結晶矽系太陽能電池1之形成光電轉換部27之光電轉換部形成步驟。
預先於矽基板2上實施加工，而形成紋理構造(紋理形成步驟)。
此時，矽基板2之表背面係形成有凹凸。
其後，於電漿CVD裝置等製膜裝置上設置具有該紋理構造之矽基板2。即，以矽基板2之第一主面側之面(光入射側之主面)露出之方式將矽基板2設置於製膜裝置之基板平台上(第一主面配置步驟)。
其後，如圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)所示，於基板平台上所設置之矽基板2之第一主面上，將矽系薄膜層3、5製膜(表面矽系薄膜層形成步驟)。
更詳細而言，於該表面矽系薄膜層形成步驟中，如圖4(b)所示，於形成第一本徵矽系薄膜層3之後(第一本徵矽系薄膜層形成步驟)，如圖4(c)所示，形成逆導電型矽系薄膜層5(第一矽系薄膜層形成步驟)。
此時，作為矽系薄膜層3、5之形成條件，可較佳地使用如下條件：基板溫度為100℃~300℃，壓力為20Pa~2600Pa，高頻功率密度為0.004W/cm2~0.8W/cm2。
作為用於矽系薄膜層3、5之形成之原料氣體，可使用SiH4、Si2H6等含有矽之氣體、或混合該等氣體及H2(氫氣)而成者。
又，藉由其他步驟，而以矽基板2之第二主面側之面(背面側之主面)露出之方式將矽基板2設置於製膜裝置之基板平台上(第二主面配置步驟)。其後，如圖4(d)、圖4(e)所示，於基板平台上所設置之矽基板2之第二主面側之表面上，將矽系薄膜層7、8製膜(背面矽系薄膜層形成步驟)。
更詳細而言，於該背面矽系薄膜層形成步驟中，如圖4(d)所示，於形成第二本徵矽系薄膜層7之後(第二本徵矽系薄膜層形成步驟)，如圖4(e)所示，形成一導電型矽系薄膜層8(第二矽系薄膜層形成步驟)。
此時，作為矽系薄膜層7、8之形成條件，可較佳地使用如下條件：基板溫度為100℃~300℃，壓力為20Pa~2600Pa，高頻功率密度為0.004W/cm2~0.8W/cm2。作為用於矽系薄膜層7、8之形成之原料氣體，可使用SiH4、Si2H6等含有矽之氣體、或混合該等氣體及H2(氫氣)而成者。
完成表面矽系薄膜層形成步驟及背面矽系薄膜層形成步驟，形成光電轉換部27之後，將得以製膜之基板移動至濺鍍裝置，進行透明電極層形成步驟。
即，如圖5(f)所示，於光入射面側之逆導電型矽系薄膜層5上形成第一透明電極層6(第一透明電極層形成步驟)，繼而，如圖5(g)所示，於背面側之一導電型矽系薄膜層8上形成第二透明電極層10(第二透明電極層形成步驟)。
此時，濺鍍裝置之製膜面積係與基板面積相比，設定為相同，或者設定為略微較大。
於透明電極層形成步驟之後，連續地於第二主面側之表面之第 二透明電極層10之大致整個面形成以Cu為主成分之背面電極層11(背面電極層形成步驟)。
具體而言，如圖5(h)所示，於第二主面側之表面之第二透明電極層10之大致整個面形成第一導電層12(第一導電層形成步驟)。其後，如圖5(i)所示，連續地於第一導電層12上形成第二導電層13(第二導電層形成步驟)。以上述之方式於第二透明電極層10上形成包括第一導電層12及第二導電層13之背面電極層11。
此處，「第二透明電極層10之大致整個面」係指於第二透明電極層10之表面上之90百分比以上形成有背面電極層11。
其中，就降低薄片電阻之觀點而言，更佳為第二透明電極層10之表面上之95百分比以上，尤佳為100百分比，即，形成於第二透明電極層10之整個面。
若對該方面進行說明，則於未形成背面電極層11之區域，即，銅非形成區域，僅形成有第二透明電極層10，通常該部分中之薄片電阻大於銅形成區域(形成背面電極層11之區域)中之薄片電阻。
因此，於在整個面形成背面電極層11之情形時，可期待利用薄片電阻之降低之曲率因子之提高。
另外，於製造本實施形態之結晶矽系太陽能電池1之情形時，如上所述，於形成光入射面側之第一透明電極層6後，連續地形成背面側之第二透明電極層10。
並且，如本實施形態般，於第一透明電極層6之製膜面積或第二透明電極層10之製膜面積大於矽基板2之面積之情形時，圖6所示之正面(光入射面)或背面之矽系薄膜層5、8及透明電極層6、10折入至另一面。
於本實施形態中，第一透明電極層6係如圖6所示，自第一主面側橫跨第二主面側而形成。第二透明電極層10係自第二主面側橫跨第 一主面側而形成。即，於第一主面側及第二主面側，存在第一透明電極層6與第二透明電極層10重疊之部位。
如此，為了防止因正面(光入射面)或背面之矽系薄膜層5、8及透明電極層6、10折入至另一面而產生之將來之電短路，必須進行絕緣處理步驟。
即，根據本實施形態，如圖6所示，由於光入射面側之第一透明電極層6折入至背面側之一導電型矽系薄膜層8上，或者背面側之第二透明電極層10折入至光入射面側之第一透明電極層6，因此必須使透明電極層6、10間之電性連接實質上絕緣。
因此，於本發明之結晶矽系太陽能電池1之製造方法中，於形成背面電極層11後，進行絕緣處理步驟。即，於背面電極層形成步驟後，進行絕緣處理步驟。
具體而言，相對於形成有背面電極層11之基板，於自一導電型單晶矽基板2之外周部側面起特定之範圍之位置，自第一主面側遍及第一主面外周部之全周照射雷射光。即，如圖7、圖9所示，自第一主面側(第一透明電極層6側)照射雷射光，遍及第一主面外周部之全周形成折斷槽20(雷射照射步驟)。
此時，折斷槽20係如圖8所示，於俯視矽基板2時，於自矽基板2之外周部側面(矽基板2之端面)起距離S為3mm以內之範圍內，以沿矽基板2之外周部之方式形成為環狀。
即，如圖2之斜線部所示之部分般，折斷槽20係於矽基板2之端面附近遍及全周而形成，未覆蓋矽基板2之側面。
換言之，折斷槽20亦存在於較矽基板2之側面更內側，於折斷槽20之外側殘留有矽基板2等。
又，此時，折斷槽20之深度係至少貫通第一透明電極層6及第一本徵矽系薄膜層3並到達至矽基板2之一部分或全部。就易於進行下述 折斷步驟之觀點而言，折斷槽20之深度較佳為矽基板2之厚度之1/4以上，更佳為1/3以上，進而較佳為1/2以上。
若為該範圍，則可於下述折斷步驟中將施加於矽基板2上力設為較小。
又，雷射光之照射之位置係如圖8所示，若將自矽基板2之端部之距離設為x，則較佳為0<x<3mm，進而較佳為0<x<2mm，進而較佳為0<x<1mm，尤其較佳為0<x<0.5mm。
雷射光之光束形狀無特別限定。例如亦可為所謂之高斯光束或平頂光束(Top-Hat Beam)。
於本實施形態中，雷射光為高斯光束。
此處，對自光入射面側照射雷射光之優勢進行說明。
如上所述，於本實施形態中，於背面電極層11之最表面，以銅(Cu)為主成分之第二導電層13形成於大致整個面。
因此，於自背面側照射雷射光之情形時，如圖17所示，藉由雷射光而熔解或蒸發之銅(Cu)被吹飛，而附著於經加工之結晶矽系太陽能電池1之端部(圖17中之斜線部)。繼而，認為伴隨時間之經過，Cu自端部不斷擴散至矽基板2內。即，存在如下之虞：熔解或蒸發之銅(Cu)附著於藉由雷射光而形成之折斷槽20之內側壁面，而伴隨時間之經過及發電等Cu自內側壁面不斷擴散至矽基板2內。
如此，於構成形成背面電極層11之最表面之第二導電層之銅(Cu)因雷射光而擴散至矽基板2內之情形時，作為再結合中心起作用，因此尤其是會導致解放電壓或短路電流之降低。
這對於將任一種金屬用於背面電極層11之情形來說很普遍，通常對於用作背面電極層之銀(Ag)或鋁(Al)等而言，亦可能產生擴散。
然而，由於銅(Cu)之向矽之熱擴散速度非常快，因此尤其明顯。
因此，認為若位於背面電極層11之最表面之第二導電層13之銅 (Cu)向矽基板2擴散，則太陽能電池特性降低。
另一方面，如本實施形態般，於自結晶矽系太陽能電池1之光入射面側照射雷射光之情形時，如圖9(a)所示，本來雷射光不會到達至背面電極層11，即便到達，藉由雷射光而被吹飛之銅(Cu)亦幾乎不會附著於位於較背面電極層11更靠雷射照射側(光入射側)之結晶矽系太陽能電池1端部(折斷槽20之內側壁面)。因此，可防止銅之自端部(折斷槽20之內側壁面)向矽基板2內之擴散。
又，可藉由自結晶矽系太陽能電池1之光入射面照射雷射光，而相對於受光面側之集電極15利用雷射加工對稱之位置。藉此，於自背面照射雷射之情形相比，可將集電極15配置於自端部起之距離大概均等之位置，而可將因集電極15之位置偏差而引起之電阻損耗抑制為最小，從而於量產時可使曲率因子穩定地保持為較高值。
就如上所述之觀點而言，於本實施形態中，自光入射面側照射雷射光。
又，於雷射照射步驟中形成之折斷槽20係如圖9(a)所示，為有底槽，伴隨沿槽之深度方向(自第一主面側向第二主面側)前進，槽寬度逐漸變窄。換言之，伴隨沿槽之深度方向(自第一主面側向第二主面側)前進，內側壁面之距離不斷接近。即，折斷槽20之剖面形狀為錐狀。
返回製造方法之說明，沿折斷槽20施加外力，將藉由圖9(b)雷射照射步驟而形成有折斷槽20之基板彎折並分割(折斷步驟)。
此時，沿折斷槽20之槽寬度變寬之方向分割，形成與折斷槽20之內側壁面不同之方向之面(折斷面21)，而成為形成結晶矽系太陽能電池1之端面之絕緣區域30。該折斷面21係相對於折斷槽20之內側壁面以不同之傾斜角度傾斜，將基板置於水平面時之相對於水平面之傾斜角度變大。具體而言，折斷面21係相對於水平面沿大致正交方向延 伸。
此時，上述之折斷槽20之內側壁面形成第一區域31，折斷面21形成第二區域32。
此時，施加外力之方法無特別限定。可藉由人力而施加外力進行折斷，亦可使用機械進行折斷。又，於使用機械之情形時，能以手動之方式進行，亦可以自動之方式進行。
於形成絕緣區域30後(絕緣處理步驟後)，進行熱處理(熱處理步驟)。
即，將已進行了折斷之基板放入熱處理裝置中，加熱為特定之溫度，並退火。
此時，加熱絕緣區域30之溫度(退火溫度)係就抑制漏電流(Leakage Current)之觀點而言，較佳為150℃以上，更佳為170℃以上。
另一方面，結晶矽系太陽能電池1包括導電型矽系薄膜層5、8及透明電極層6、10。因此，就可進一步抑制伴隨該等層之變質而引起之開路電壓(Voc)及填充因數(FF)之降低之觀點而言，熱處理溫度較佳為250℃以下，更佳為230℃以下。
熱處理步驟中之氛圍及處理壓力係亦可於大氣壓、減壓氛圍、真空中、加壓氛圍之任一者中實施。
其中，於在如上所述之背面電極層11上未形成保護層之情形時，就可進一步抑制背面電極層11之變質(例如氧化)等之觀點而言，較佳為於減壓氛圍、真空中、或使氧化性氣體降低之氛圍中實施。
此處所謂之「大氣中」係指不會特別控制大氣氛圍之組成、壓力地實施熱處理步驟。
再者，於熱處理步驟中，於使用機密性較高之設備之情形時，因加熱而被密封於設備內之大氣熱膨脹，而可能導致裝置內之壓力會 高於大氣壓，但此時亦視為大氣壓中。
又，如上所述，於使用含有樹脂漿料之導電性漿料等作為光入射面側之集電極15之情形時，通常首先於150℃左右下使其乾燥後，另外於170℃~210℃左右下將樹脂漿料硬化。此時，於上述熱處理步驟中，較佳為進行上述集電極15之硬化。
再者，集電極15係可於絕緣處理步驟前形成，亦可於絕緣處理步驟後形成。
較好於形成集電極15前進行絕緣處理步驟。
如此，可藉由進行熱處理步驟而抑制絕緣區域30中之漏電流。
例如，可進一步抑制於藉由自第一主面側雷射照射而於跨及一導電型單晶矽基板2及逆導電型矽系薄膜層5之pn接合部上形成槽時可能產生之對pn接合部之損傷。
以上為本實施形態之結晶矽系太陽能電池1之製造方法之主要順序。
於上述說明中，對結晶矽系太陽能電池1之單獨體進行了說明，但於供實際使用時，可適當組合複數個結晶矽系太陽能電池1，並進行模組化。
因此，根據圖10，對使用有本實施形態之結晶矽系太陽能電池1之太陽能電池模組40之製造方法進行說明。
首先，將配線構件41連接於藉由上述製造方法而形成之結晶矽系太陽能電池1之集電極15。繼而，將配線構件41之其他部位連接於其他結晶矽系太陽能電池(包括本實施形態之結晶矽系太陽能電池1)。藉此，複數個結晶矽系太陽能電池得以電性地串聯連接或並聯連接。
再者，配線構件為接合線等公知之互連線路。
其後，藉由玻璃基板42及底層片材43而夾持該等結晶矽系太陽 能電池，並藉由未圖示之液體狀或固體狀密封材等而填充玻璃基板42(第一密封構件)與底層片材43(第二密封構件)之間，而進行密封。
以上述之方式密封複數個結晶矽系太陽能電池，從而形成本實施形態之太陽能電池模組40。
另外，如先前般，於在第二透明電極層10上形成銅作為背面電極層11之情形時，銅之熱擴散速度非常快，就防止擴散之觀點而言，較佳為使第二透明電極層10之膜厚較厚(例如為100nm左右)。
然而，越厚透明電極層中之光吸收越多，而可能產生短路電流密度(Jsc)降低等問題，因此如上所述，較佳為180nm以下。
根據本實施形態之結晶矽系太陽能電池1，如上所述，於第二透明電極層10與以銅為主成分之第二導電層13(第二電極層)之間形成特定之第一導電層12，藉此可藉由第一導電層12抑制銅之擴散。因此，如上述範圍般即便於第二透明電極層10之厚度較薄之情形時，亦可抑制構成第二導電層13(第二電極層)之銅之擴散。
根據本實施形態之結晶矽系太陽能電池1之製造方法，於絕緣處理步驟中，由於形成去除第一主面側之至少第一透明電極層6與第二主面側之至少第二透明電極層10及背面電極層11之短路的絕緣區域30，因此可解決因電極層6、10，11折入而引起之光入射面側之第一透明電極層6與背面側之第二透明電極層10及背面電極層11之短路之問題。
如上所述，根據本實施形態之結晶矽系太陽能電池1之製造方法，能以高效率製作可靠性較高之結晶矽系太陽能電池。又，能以低成本製作生產性優異之結晶矽系太陽能電池。
繼而，對第2實施形態中之結晶矽系太陽能電池50進行說明。再者，對於與第1實施形態相同者附加相同之元件符號並省略說明。
第2實施形態之結晶矽系太陽能電池50係與第1實施形態之結晶 矽系太陽能電池1相比製造方法不同。具體而言，第2實施形態之結晶矽系太陽能電池50係與第1實施形態之結晶矽系太陽能電池1相比絕緣處理步驟不同，僅藉由照射雷射光之步驟而進行絕緣處理。
結晶矽系太陽能電池50之絕緣區域51係如圖11所示由第一區域52(傾斜區域)形成。
第一區域52係與第1實施形態之第一區域31相同地，為藉由雷射光為形成之部位。第一區域52係由雷射痕形成表面，且相對於第一主面之正交方向沿略微傾斜之方向延伸。即，自第一主面朝向第二主面沿外側向下傾斜。因此，結晶矽系太陽能電池50之第一主面之面積小於第二主面之面積。
再者，此處所謂之「傾斜」係表示作為這個面傾斜。即，傾斜面無需一定為平滑，亦可存在少許凹凸。
於本實施形態之情形時，於第一區域之第一主面側之端部與第二主面側之端部之間，於面方向上只要存在偏差即可。
繼而，對結晶矽系太陽能電池50之製造方法進行說明。
第2實施形態之結晶矽系太陽能電池50之製造方法係與第1實施形態之結晶矽系太陽能電池1之製造方法相比絕緣處理步驟不同。
具體而言，於第2實施形態中之絕緣處理步驟中，如圖12所示，於雷射照射中，自第一主面側照射雷射光，而超過矽基板2沿其厚度方向貫通至背面電極層11而形成。即，與第1實施形態之雷射照射步驟相比，利用雷射光之去除區域不同，於雷射照射步驟中，完全切斷為複數個。
即，於絕緣處理步驟中，以自第一主面側到達至第二主面側之方式照射雷射光(雷射照射步驟)。
此時，所形成之槽53為貫通槽，藉由槽53之內側側面而形成第一區域52。換言之，於雷射光所照射之基板上形成自第一主面到達至 第二主面之雷射痕。
再者，槽53之形成位置等係與第一實施形態相比，與折斷槽20相同。
根據第2實施形態之結晶矽系太陽能電池50之製造方法，由於在絕緣處理步驟之雷射照射步驟中去除基板之不需要部，因此可省略折斷步驟。因此，可簡化步驟。
根據第2實施形態之結晶矽系太陽能電池50之製造方法，由於無需其他折斷步驟，因此可於更臨近結晶矽系太陽能電池50之端部之區域進行雷射照射。
於上述實施形態中，對使用結晶矽系太陽能電池1而形成太陽能電池模組40之方法之一例進行了說明，但於供實際使用時，亦可藉由其他方法而適當組合複數個結晶矽系太陽能電池1，並藉由適當之方法而模組化。
例如，亦可藉由經由接合線等聯絡線路使匯流條連接於集電極15，而複數個結晶矽系太陽能電池1得以串聯或並聯地連接，並藉由密封劑及玻璃板而得以密封，藉此進行模組化。
於上述實施形態中，對於背面電極層11採用利用第一導電層及第二導電層之多層構造，但本發明並不限定於此，亦可使背面電極層11為單層構造。
例如，於背面電極層11為單層之情形時，亦可僅藉由以銅為主成分之第二導電層13而形成。於該情形時，可藉由調整第二透明電極層10等之膜厚而防止擴散。又，即便背面電極層11為複數層，亦可自第二透明電極層10側為第二導電層13/其他層(第二導電層13以外之層)之順序。
作為使背面電極層11為單層時之形成方法，例如可列舉：濺鍍法、蒸鍍法、電鍍法等，但其中，就可較容易地形成於背面側之大致 整個面之觀點而言，較佳為藉由濺鍍法而形成。
於藉由濺鍍法而將背面電極層11製膜之情形時，可精度良好地進行被覆，故而較佳。
尤其是於使用附有凹凸構造之基板作為矽基板2之情形時，為了於該凹凸部分亦可精度良好地進行被覆，更佳為藉由濺鍍法而製膜。
可藉由具有以上構成，而提高太陽能電池之轉換效率。
於上述實施形態中，一導電型單晶矽基板2之第二主面側之第二本徵矽系薄膜層7、一導電型矽系薄膜層8、第二透明電極層10之形成順序無特別限制。
例如，於依序形成第二主面側之第二本徵矽系薄膜層7、一導電型矽系薄膜層8之後，能以第一主面側之第一本徵矽系薄膜層3、逆導電型矽系薄膜層5之順序形成，於形成第一主面側之第一本徵矽系薄膜層3、第二主面側之第二本徵矽系薄膜層7之後，亦可依序形成第二主面側之一導電型矽系薄膜層8、第一主面側之逆導電型矽系薄膜層5。
又，於形成第一透明電極層6後，可形成第二透明電極層10，亦可按其相反之順序形成。
進而，於在第一主面側依序形成第一本徵矽系薄膜層3、逆導電型矽系薄膜層5、及第一透明電極層6後，可於第二主面側依序形成第二本徵矽系薄膜層7、一導電型矽系薄膜層8、第二透明電極層10，亦可按其相反之順序。
於上述實施形態中，於第二主面配置步驟前進行第一主面配置步驟，但本發明並不限定於此。例如，亦可於第一主面配置步驟前，依序進行如下步驟：第二主面配置步驟，其係以一導電型單晶矽基板2之第二主面側之面露出之方式設置於基板平台上；第二本徵矽系薄膜層形成步驟，其係於該第二主面側之面形成第二本徵矽系薄膜層； 及第二矽系薄膜層形成步驟，其係形成一導電型矽系薄膜層。
於上述實施形態中，於形成第一透明電極層6後，將第二透明電極層10製膜，但本發明並不限定於此，第一透明電極層6及第二透明電極層10之製膜之順序無特別限制。
於上述實施形態中，於第一透明電極層形成步驟後進行背面電極層形成步驟，其後進行絕緣處理步驟，但本發明並不限定於此，亦可於背面電極層形成步驟後進行第一透明電極層形成步驟，其後進行絕緣處理步驟。
於上述實施形態中，將配線構件41連接於結晶矽系太陽能電池1之集電極15，並將配線構件41之其他部位連接於其他結晶矽系太陽能電池，但本發明並不限定於此，配線構件41之其他連接點亦可為外部迴路。
實施例
以下，根據實施例更具體地對本發明進行說明，但本發明並不限定於以下實施例。
在本發明之實施例之說明之前，先對使用銀(第一導電層12)與銅(第二導電層13)之雙層構造作為背面電極層11之情形時之銀(第一導電層12)之膜厚之影響進行研究。
(實驗例1)
使用入射面之面方位為(100)且厚度為200μm之n型單晶矽基板作為一導電型單晶矽基板2，將該n型單晶矽基板浸漬於2重量%之HF水溶液中3分鐘，去除表面之氧化矽膜，並進行2次利用超純水之沖洗。
繼而，浸漬於保持為70℃之5/15重量%之KOH/異丙醇水溶液中15分鐘，而將基板表面蝕刻，藉此可形成紋理。
其後，進行2次利用超純水之沖洗。藉由原子力顯微鏡(AFM(atomic force microscope)，Pacific Nanotechnology公司製造)而 進行單晶矽基板(一導電型單晶矽基板2)之表面觀察，結果基板表面之蝕刻之進行最激烈，而形成有(111)面露出之稜錐型紋理構造。
將完成蝕刻之單晶矽基板(矽基板2)導入至CVD裝置中，於光入射側將i型非晶質矽層製膜為5nm作為第1本徵矽系薄膜(第一本徵矽系薄膜層3)。
於本實驗例中，所製膜之薄膜之膜厚係利用分光式橢圓偏光儀(商品名為M2000，J.A.Woollam公司製造)測定於玻璃基板上於相同之條件下進行製膜之情形時之膜厚，並求出製膜速度，假定以相同之製膜速度進行製膜而算出。
i型非晶質矽層(第一本徵矽系薄膜層3)之製膜條件係基板溫度為170℃，壓力為120Pa，SiH4/H2流量比為3/10，輸入功率密度為0.011W/cm2。
於該i型非晶質矽層(第一本徵矽系薄膜層3)上，將p型非晶質矽層製膜為7nm作為逆導電型矽系薄膜層5。該p型非晶質矽層之製膜條件係基板溫度為150℃，壓力為60Pa，SiH4/B2H6流量比為1/3，輸入功率密度為0.01W/cm2。再者，上述所指之B2H6氣體係使用利用H2將B2H6濃度稀釋至5000ppm而成之氣體。
繼而，於背面側將i型非晶質矽層製膜為6nm作為第2本徵矽系薄膜(第二本徵矽系薄膜層7)。該i型非晶質矽層之製膜條件係基板溫度為150℃，壓力為120Pa，SiH4/H2流量比為3/10，輸入功率密度為0.011W/cm2。
於i型非晶質矽層(第二本徵矽系薄膜層7)上將n型非晶質矽層製膜為8nm作為一導電型矽系薄膜層8。該n型非晶質矽層之製膜條件係基板溫度為150℃，壓力為60Pa，SiH4/PH3流量比為1/2，輸入功率密度為0.01W/cm2。再者，上述所指之PH3氣體係使用利用H2將PH3濃度稀釋至5000ppm而成之氣體。
再者，該等矽系薄膜皆不使用掩膜而進行製膜，於矽基板2之製膜面側(暴露於電漿之面側)之整個面進行製膜。
此外，分別將氧化銦錫(ITO，折射率為1.9)製膜為70nm作為光入射側透明電極層(第一透明電極層6)。
製膜條件係使基板溫度為室溫，於0.2Pa之氬氣氛圍中，施加0.5W/cm2之功率密度，而將氧化銦及氧化錫之燒結體製膜作為靶。
其後，於與光入射側透明電極層(第一透明電極層6)相同之製膜條件下，將背面側透明電極層(第二透明電極層10)製膜為50nm。
於形成第二透明電極層10後，藉由濺鍍法而形成銀25nm作為背面電極層11之第一導電層12，其後使用蒸鍍法形成銅500nm作為第二導電層13。
再者，第二透明電極層10及第一導電層12、第二導電層13均不使用掩膜而進行製膜，以形成於矽基板2之整個面之方式進行製膜。
於上述光入射側透明電極層(第一透明電極層6)上，使用網版印刷法並藉由銀漿而形成集電極15。
其後，使其移動至雷射加工裝置中，藉由雷射光而遍及結晶矽基板之光入射側之外周部之全周形成槽。
槽之位置係自結晶矽基板端起為0.5mm。作為雷射光，係使用YAG(yttrium aluminum garnet，釔鋁石榴石)雷射之三次諧波(波長為355nm)，槽之深度為結晶矽基板之厚度之三分之一左右。
繼而，藉由沿槽進行彎折使其斷裂，並去除結晶矽基板外周部，而進行絕緣處理步驟。其後，於190度下進行1小時退火處理。
以上述之方式，製作結晶矽系太陽能電池。使用具有AM1.5之光譜分佈之太陽模擬器，於25℃下以100mW/cm2之能量密度照射模擬太陽光，進行太陽能電池特性之測定。
進而，製作包括1片結晶矽系太陽能電池之微型模組，實施將該 微型模組放置於溫度為攝氏85度、濕度為85%之環境下1000小時之環境試驗。
微型模組之構造為底層片材/密封材/經配線構件連接過之結晶矽系太陽能電池/密封材/玻璃，經由貼附於結晶矽系太陽能電池上之配線構件而與外部之測定器連接，並使用上述太陽模擬器而進行太陽能電池特性之測定。於環境試驗前後，比較太陽能電池輸出，判定保持率=(環境試驗後輸出)÷(環境試驗前輸出)×100。
(實驗例2)
形成銀50nm作為實驗例1中記載之第一導電層12，除了此方面以外，以與實驗例1相同之方式製作結晶矽系太陽能電池，並實施評價。
(實驗例3)
形成銀250nm作為實驗例1中記載之第一導電層12，除了此方面以外，以與實驗例1相同之方式製作結晶矽系太陽能電池，並實施評價。
(實驗例4)
形成銀500nm作為實驗例1中記載之第一導電層12，除了此方面以外，以與實驗例1相同之方式製作結晶矽系太陽能電池，並實施評價。
(實驗例5)
未形成銀作為實驗例1中記載之第一導電層12，除了此方面以外，以與實驗例1相同之方式製作結晶矽系太陽能電池，並實施評價。
(實驗例6)
形成銀5nm作為實驗例1中記載之第一導電層12，除了此方面以外，以與實驗例1相同之方式製作結晶矽系太陽能電池，並實施評 價。
以與上述相同之方式製作結晶矽系太陽能電池。
表2係表示於改變第一導電層之膜厚之情形時之短路電流密度(Jsc)與保持率之關係。
形成銀25nm以上作為第一導電層12之實驗例1~4係與未形成銀之實驗例5及形成銀5nm之實驗例6相比，Jsc及保持率增加。又，根據實驗例1~4之比較，於形成25nm以上之情形時，Jsc與保持率大致飽和，尤其是實驗例2及實驗例3、4係Jsc及保持率均為相同程度。認為其原因在於：伴隨膜厚之增加，銀成為完整之膜，而基板之整個面得以被覆。
認為與包含銀之(僅包含銅)之實驗例5相比，包含銀之實驗例1~4、6中之Jsc之值提高之原因在於，銅與銀相比反射率低。此情況亦可根據將於一部分(呈島狀)包含銀之實驗例6、與認為大致整個面或整個面被覆蓋之實驗例1~4進行比較而得之結果而得知。
關於保持率，若將不包含銀之實驗例5、於一部分(呈島狀)包含銀之實驗例6、及大致完全被覆之實驗例1~4進行比較，則伴隨被覆之比例增多，保持率提高。又，將實驗例6與實驗例1~4進行比較，若為25nm以上，則保持率大致飽和，因此認為於實驗例1中，銀成為大致完整之膜，可進一步抑制形成於其上之銅之擴散。
此處，認為於上述實驗例中，由於將第二透明電極層10之厚度作為背面電極層，並以使用熱擴散速度低於銅之銀單層時之最佳值50nm進行製作，因此保持率降低，但可考察出：藉由使第二透明電極層10之厚度再稍微較厚，即便不存在第一導電層12，即便於使用熱擴散速度更快之銅之情形時，亦可防止銅之擴散，提高保持率。
根據上述情況，若亦將成本之觀點考慮進去，則較佳為使第一導電層12之厚度為20~250nm左右，更佳為20~100nm。
繼而，對未使用第一導電層12之情形時之透明電極層10之厚度與銅之擴散之影響進行研究。
(實驗例7)
不使用第一導電層12，而以斜面垂直膜厚計以成為55nm之方式形成透明電極層10之厚度，除了此方面以外，以與實驗例1相同之方式，製作結晶矽系太陽能電池，並實施評價。
(實驗例8)
以斜面垂直膜厚計以成為80nm之方式形成透明電極層10之厚度，除了此方面以外，以與實驗例7相同之方式，製作結晶矽系太陽能電池，並實施評價。
將上述實驗例7、8之太陽能電池單元之光電轉換特性、及環境試驗後之特性之保持率示於表3。
如表3所示，於透明電極層10之斜面垂直厚度為55nm時為 93.4%，於透明電極層10之斜面垂直厚度為80nm時為95.4%。即，可知：即便為80nm左右之厚度，即便不存在第一導電層12，亦可防止銅之擴散。
當然，推測很可能為：可藉由設置第一導電層12，而進一步抑制銅之擴散。
繼而，為了利用背面側透明電極層(第二透明電極層10)，調查用作背面電極(背面電極層11)之金屬，尤其是用作第一導電層12之金屬之防擴散效果，而將第一導電層12之厚度設定為90nm，並變更背面側透明電極層(第二透明電極層10)之厚度而進行研究。
(實驗例9~16)
形成銀90nm作為第一導電層12，將透明電極層10之厚度分別變更為0nm(實驗例9)、10nm(實驗例10)、30nm(實驗例11)、50nm(實驗例12)、80nm(實驗例13)、100nm(實驗例14)、150nm(實驗例15)、200nm(實驗例16)，除了上述方面以外，以與實驗例1相同之方式製作結晶矽系太陽能電池。
表4係表示於使ITO之膜厚變化之情形時之太陽能電池特性。
若將實驗例9~16進行比較，則不包含ITO之實驗例9與包含ITO之實驗例10~16相比，Jsc或Voc降低。認為其原因在於：用作第一導電層12之銀向矽基板內擴散，而成為再結合中心。又，若將實驗例10~15進行比較，則伴隨ITO之厚度變厚，保持率提高。認為其原因在於：伴隨ITO之厚度變厚，可抑制第一導電層12(銀)向結晶矽基板擴散。
另一方面，ITO之厚度厚達200nm之實驗例16與ITO之厚度為150nm以下之實驗例10~15相比，轉換效率(Eff)降低。認為其原因在於：若ITO較厚，則光吸收變多，而Jsc降低。
又，若將實驗例10~15進行比較，則伴隨ITO之厚度自10nm增加至50nm，轉換效率變高。然而，伴隨自50nm增加至200nm，轉換效率降低。認為其原因在於：伴隨使ITO之厚度自10nm增加至50nm，ITO進一步完全地被覆於第二主面上，而可進一步防止用作背面電極之金屬向結晶矽基板之擴散。又，認為其原因在於：可獲得利用ITO承擔之全反射之反射增加之效果。
另一方面，認為：於ITO之厚度厚於某種程度(80nm左右以上)之情形時，產生因ITO而引起之吸收，由此而導致伴隨使厚度自80nm增加至200nm，Jsc減少。因此，認為：於為80nm左右以上之情形時，藉由使厚度進一步較薄，而Jsc進一步變高，轉換效率進一步提高。根據上述情況，膜厚較佳為10~150nm。
繼而，對本發明之實施例進行說明。
(實施例1)
本實施例之結晶矽太陽能電池係異質接合太陽能電池，於作為一導電型單晶矽基板2之n型結晶矽基板之兩面分別具有凹凸構造。
於n型結晶矽基板之光入射面，製膜有i型非晶質矽層(第一本徵矽系薄膜層3)/p型非晶質矽層(逆導電型矽系薄膜層5)/氧化銦層(第一 透明電極層6)。於氧化銦層上形成有集電極15。
另一方面，於n型結晶矽基板之背面側，製膜有i型非晶質矽層(第二本徵矽系薄瞑層7)/n型非晶質矽層(一導電型矽系薄膜層8)/n型微晶矽層(一導電型矽系薄膜層8)/氧化銦層(第二透明電極層10)/銅層(背面電極層11)。於銅層上形成有集電極。即，使一導電型矽系薄膜層8為n型非晶質矽層與n型微晶矽層之兩層構造。
以下述之方式製造具有該構造之實施例1之結晶矽太陽能電池。
將入射面之面方位為(100)、厚度為200μm且5英吋尺寸見方之n型結晶矽基板(一導電型單晶矽基板2)浸漬於2重量%之HF水溶液中3分鐘，去除表面之氧化矽膜，並進行2次利用超純水之沖洗。繼而，浸漬於保持為70℃之5/15重量%之KOH(氫氧化鉀水溶液)/異丙醇水溶液中15分鐘，而將n型結晶矽基板之表面蝕刻，藉此形成凹凸構造。進行2次利用超純水之沖洗，並藉由熱風而使其乾燥。
將已完成了蝕刻之n型結晶矽基板導入至CVD裝置中，於入射面將i型非晶質矽層(第一本徵矽系薄膜層3)製膜為3nm。
所製膜之薄膜之膜厚係藉由分光式橢圓偏光儀而測定於在玻璃基板上於相同之條件下進行製膜之情形時之膜厚，求出製膜速度，假定以相同之製膜速度進行製膜而算出。
i型非晶質矽層之製膜條件係基板溫度為170℃，壓力為120Pa，SiH4/H2流量比為3/10，輸入功率密度為0.011W/cm2。於i型非晶質矽層上將p型非晶質矽層製膜為4nm。
p型非晶質矽層之製膜條件係基板溫度為170℃，壓力為60Pa，SiH4/B2H6流量比為1/3，輸入功率密度為0.01W/cm2。此處，B2H6氣體係使用利用H2將B2H6濃度稀釋至5000ppm而成之氣體。
繼而，於背面側將i型非晶質矽層(第二本徵矽系薄膜層7)製膜為6nm。i型非晶質矽層之製膜條件係基板溫度為170℃，壓力為120 Pa，SiH4/H2流量比為3/10，輸入功率密度為0.011W/cm2。
於i型非晶質矽層上將n型非晶質矽層(一導電型矽系薄膜層8)製膜為4nm。n型非晶質矽層之製膜條件係基板溫度為170℃，壓力為60Pa，SiH4/PH3流量比為1/2，輸入功率密度為0.01W/cm2。此處，PH3氣體係使用利用H2將PH3濃度稀釋至5000ppm而成之氣體。
於n型非晶質矽層上將n型微晶矽層(一導電型矽系薄膜層8)製膜為6nm。n型微晶矽層之製膜條件係基板溫度為170℃，壓力為800Pa，SiH4/PH3/H2流量比為1/5/180，輸入功率密度為0.08W/cm2。
將形成有n型微晶矽層之n型結晶矽基板導入至濺鍍裝置中，並於光入射側將ITO(第一透明電極層6)製膜為130nm。
繼而，於背面之n型微晶矽層上，使用濺鍍裝置而將ITO(第二透明電極層10)及Cu(背面電極層11)分別製膜為100nm、250nm。
ITO之表面形狀平坦，於ITO之濺鍍靶上使用有氧化銦及氧化錫之燒結體。氧化錫之混合比為5wt%。
進而，於第一透明電極層6上將銀漿(第二導電層13)網版印刷，而形成梳形電極作為集電極15。
繼而，使雷射光自光入射面側(集電極15側)入射而形成隔離槽(折斷槽20)，其後，藉由折斷而將外周部切除0.5mm。
使用三次諧波(波長為355nm)作為雷射光，切入至晶圓之三分之一左右後，用手沿槽進行折斷。
此時，雷射光係如上所述自太陽能電池之光入射面進行，相對於梳形集電極15切割(Dicing)無偏差之位置。
最後，於190度下進行1小時退火處理(熱處理步驟)。
以上述之方式製作了結晶矽系太陽能電池。
使用具有AM1.5之光譜分佈之太陽模擬器，於25℃下以100mW/cm2之能量密度照射模擬太陽光，進行太陽能電池特性之測定。
進而，製作包括一片該結晶矽系太陽能電池之微型模組，並實施將該微型模組放置於溫度為85度、濕度為85%之環境下1000小時之環境試驗。
微型模組之構造為底層片材/密封材/經配線構件連接過之結晶矽系太陽能電池/密封材/玻璃，經由貼附於結晶矽系太陽能電池上之配線構件而與外部之測定器連接，並使用上述太陽模擬器而進行太陽能電池特性之測定。
於環境試驗前後，比較太陽能電池輸出，若滿足保持率=(環境試驗後輸出)÷(環境試驗前輸出)×100≧94.0(%)，則判定為合格。
(比較例1)
自背面側(背面電極層11側)進行雷射之照射方向，除此以外，以與實施例1相同之方式製作太陽能電池單元。
(參考例1)
自背面側(背面電極層11側)進行雷射之照射方向，藉由濺鍍而將Ag製膜為250nm代替Cu作為背面電極層11，除了上述方面以外，以與實施例1相同之方式製作太陽能電池單元。
(參考例2)
藉由濺鍍而將Ag製膜為250nm代替Cu作為背面電極層11，除此以外，以與實施例1相同之方式製作太陽能電池單元。
(實施例2)
於實施例1之製作步驟中，使雷射光自光入射面側(集電極15側)入射而將外周部切除0.5mm。即，於實施例1之製作方法中，不進行折斷步驟，而僅藉由雷射照射步驟而將外周部切除0.5mm。此時，雷射光係如上所述自太陽能電池之光入射面進行，並相對於梳形集電極15切割無偏差之位置。其後，與實施例1相同地，於190度下進行1小時退火處理(熱處理步驟)。
(比較例2)
自背面側(背面電極層11側)進行雷射之照射方向，除此以外，以與實施例2相同之方式製作太陽能電池單元。
(實施例3)
於實施例2之製作步驟中，以成為80nm之方式將ITO(第二透明電極層10)之厚度製膜。進而，並非銅單層而使用銀與銅之積層構造作為背面電極層11。即，於實施例2之製作步驟中，於背面之ITO(第二透明電極層10)上，使用濺鍍裝置而將銀(第一導電層12)及銅(第二導電層13)分別製膜為150nm、300nm。除此以外之步驟係與實施例2之製作步驟相同。
(比較例3)
自背面側(背面電極層11側)進行雷射之照射方向，除此以外，以與實施例3相同之方式製作太陽能電池單元。
將上述實施例及比較例、參考例之太陽能電池單元之光電轉換特性、及環境試驗後之特性之保持率分別示於表5~表8中。
首先，對於進行了折斷步驟之實施例1、比較例1、參考例1、2，根據表5、表6進行考察。
如表5所示，若對於全部之例子將環境試驗前之初期之資料進行比較，則可知：於自光入射面側(集電極15側)進行了雷射照射之實施例1及參考例2，相對於自背面側(背面電極層11側)進行之比較例1及參考例1，FF之值降低少許。
認為其原因在於因雷射照射而對存在於光入射面側之pn接合造成損傷，因漏電流而導致FF降低。
繼而，根據表6，將環境試驗後之資料進行比較，可知：於使用銅(Cu)作為背面電極層11且自背面側照射雷射之比較例1中，Voc明顯降低。
認為其原因在於：於雷射照射時，附著於矽基板2之端部之銅(Cu)因環境試驗而慢慢地不斷擴散至矽基板2內，而形成再結合中心，而引起Voc之降低。
根據上述，關於環境試驗後之轉換效率之保持率，僅比較例1低於94%，為不合格。另一方面，根據環境試驗後之實施例1之結果可知，顯示出與使用Ag作為背面電極層11之情形大致同等之轉換效率。
根據以上結果，可知：於使用Cu作為背面電極層11之主成分之情形時，可藉由使雷射切割之照射方向為自光入射面側，而抑制環境試驗後之太陽能電池特性之降低，從而能以低成本製作與使用Ag作為背面電極層之情形大致同等之太陽能電池。
繼而，對不進行折斷步驟而僅藉由雷射照射步驟而切除外周部之實施例2、3、比較例2、3進行考察。
如表7所示，對於全部之例子，將環境試驗前之初期之資料進行比較，可知：自光入射面側(集電極15側)進行雷射照射之實施例2、 3，相對於自背面側(背面電極層11側)進行之比較例2、3，FF之值降低少許。
認為其原因在於：因雷射照射而對存在於光入射面側之pn接合造成損傷，因漏電流而導致FF降低。
繼而，根據表8，將環境試驗後之資料進行比較，可知：於使用銅(Cu)作為背面電極層11且自背面側照射雷射之比較例3中，Voc顯著降低。
又，相同地可知：即便於使用銅(Cu)及銀(Ag)作為背面電極層11且自背面側照射雷射之比較例2中，Voc亦顯著降低。
認為其原因在於：於雷射照射時，附著於矽基板2之端部之銅(Cu)因環境試驗而慢慢地不斷擴散至矽基板2內，而成為再結合中心，而引起Voc之降低。
根據上述，關於環境試驗後之轉換效率之保持率，比較例2、3低於94%(百分比)，為不合格。另一方面，環境試驗後之實施例2、3之結果高於94%。
繼而，對實施例1、2及比較例1、2之剖面構造進行考察。
於實施例1之結晶矽系太陽能電池中，絕緣區域30係如根據圖13所讀取般，第一區域31自光入射面側朝向背面側向下傾斜，與第一區域31連續之第二區域32沿大致正交方向延伸。
另一方面，於比較例1之結晶矽系太陽能電池中，絕緣區域30係如根據圖14所讀取般，第二區域32自光入射面側朝向背面側沿大致正交方向延伸，與第二區域32連續之第一區域31向下傾斜。
又，於實施例1及比較例1中，於藉由雷射照射而形成之第一區域31及藉由折斷而形成之第二區域32，發現表面構造明顯不同。
於實施例2之結晶矽系太陽能電池中，絕緣區域51係如根據圖15所讀取般，第一區域52自光入射面側朝向背面側向下傾斜。又，於實 施例2之結晶矽系太陽能電池中，自光入射面側之龜裂較多。
另一方面，於比較例2之結晶矽系太陽能電池中，關於絕緣區域51，如根據圖16所讀取般，第一區域52自光入射面側朝向背面側向上傾斜。又，於比較例2之結晶矽系太陽能電池中，自背面側之龜裂較多。
如以上說明般，可藉由使用本發明之結晶矽系太陽能電池，而以低成本提供一種可靠性較高之高輸出之太陽能電池單元。
2‧‧‧一導電型單晶矽基板(矽基板)
3‧‧‧第一本徵矽系薄膜層
5‧‧‧逆導電型矽系薄膜層(光入射側矽系薄膜層)
6‧‧‧第一透明電極層(光入射側透明電極層)
7‧‧‧第二本徵矽系薄膜層
8‧‧‧一導電型矽系薄膜層(背面側矽系薄膜層)
10‧‧‧第二透明電極層(背面側透明電極層)
11‧‧‧背面電極層(背面電極)
12‧‧‧第一導電層
13‧‧‧第二導電層
15‧‧‧集電極
25‧‧‧第一主面側電極層
26‧‧‧第二主面側電極層
27‧‧‧光電轉換部

Claims (23)

  1. 一種結晶矽太陽能電池之製造方法，其特徵在於：該結晶矽太陽能電池係於一導電型單晶矽基板之第一主面側，依序具有第一本徵矽系薄膜層、逆導電型矽系薄膜層、及第一透明電極層，於上述一導電型單晶矽基板之第二主面側，依序具有第二本徵矽系薄膜層、一導電型矽系薄膜層、第二透明電極層、及背面電極層；且該結晶矽太陽能電池之製造方法包括：第一透明電極層形成步驟，其於逆導電型矽系薄膜層上形成第一透明電極層；及背面電極層形成步驟，其於上述第二主面側之面之大致整個面，形成以銅為主成分之背面電極層；且於上述第一透明電極層形成步驟及上述背面電極層形成步驟之後，進行絕緣處理步驟，該絕緣處理步驟係以去除上述第一主面側之至少第一透明電極層與上述第二主面側之至少第二透明電極層及背面電極層的短路之方式形成絕緣區域；上述絕緣處理步驟包括雷射照射步驟，該雷射照射步驟係於自上述一導電型單晶矽基板之外周部側面起3mm以內之位置，自上述第一主面側遍及第一主面外周部之全周照射雷射光。
  2. 如請求項1之結晶矽太陽能電池之製造方法，其依序包括上述第一透明電極層形成步驟、上述背面電極層形成步驟、及上述絕緣處理步驟。
  3. 如請求項1或2之結晶矽太陽能電池之製造方法，其依序進行如下步驟：第一主面配置步驟，其以上述第一主面露出之方式將上述一 導電型單晶矽基板設置於基板平台；第一本徵矽系薄膜層形成步驟，其於上述第一主面側形成第一本徵矽系薄膜層；第一矽系薄膜層形成步驟，其形成逆導電型矽系薄膜層；及上述第一透明電極層形成步驟。
  4. 如請求項1至3中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中以上述一導電型單晶矽基板之至少一部分露出之方式形成上述絕緣區域。
  5. 如請求項1至4中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中上述雷射照射步驟係藉由照射雷射光而遍及上述第一主面之外周部之全周形成有底槽，上述絕緣處理步驟包括折斷步驟，其於上述雷射照射步驟後，沿上述有底槽將不需要部折斷並去除。
  6. 如請求項1至4中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中上述雷射照射步驟係藉由以自第一主面側到達至第二主面側之方式照射雷射光，而切斷不需要部，從而形成上述絕緣區域。
  7. 如請求項1至6中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中於上述絕緣處理步驟後，進行將上述絕緣區域退火之熱處理步驟。
  8. 如請求項1至7中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中藉由濺鍍法而形成上述背面電極層。
  9. 如請求項1至8中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中將選自上述第一透明電極層、第二透明電極層及背面電極層之至少一個電極層以其一部分折入至另一主面側之方式形成。
  10. 如請求項9之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中於上述背面電極層形成步驟中，以上述背面電極層之至少一部分折入至第一 主面側之方式形成上述背面電極層。
  11. 如請求項1至10中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中上述背面電極層係自第二透明電極層側依序形成第一導電層、及以銅為主成分之第二導電層，且以稠密之導電材料形成上述第一導電層，且使其形成於上述第二透明電極層之第二主面側之面之大致整個面，使上述第二導電層形成於上述第一導電層之第二主面側之面之大致整個面。
  12. 如請求項1至11中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法，其中上述背面電極層係自第二透明電極層側積層第一導電層及第二導電層而形成者，上述第一導電層與第二導電層係藉由相同之製膜法而形成者，且該結晶矽太陽能電池之製造方法依序連續地進行如下步驟：第一導電層形成步驟，其於上述一導電型單晶矽基板之第二主面側且第二透明電極層之外側形成第一導電層；及第二導電層形成步驟，其於第一導電層之外側形成第二導電層。
  13. 如請求項11或12之結晶矽太陽能電池之製造方法，其藉由濺鍍法而形成上述第一導電層。
  14. 一種太陽能電池模組之製造方法，其特徵在於包括藉由如請求項1至13中任一項之結晶矽太陽能電池之製造方法而形成結晶矽太陽能電池之步驟；且將複數個結晶矽太陽能電池電性地串聯連接或並聯連接而形成。
  15. 一種結晶矽太陽能電池之製造方法，該結晶矽太陽能電池係於 一導電型單晶矽基板之第一主面側，依序具有逆導電型矽系薄膜層及第一透明電極層，於一導電型單晶矽基板之第二主面側，依序具有一導電型矽系薄膜層、第二透明電極層及背面電極層；且該結晶矽太陽能電池之製造方法之特徵在於包括：第一透明電極層形成步驟，其將一導電型單晶矽基板作為基準，於逆導電型矽系薄膜層之外側形成第一透明電極層；及背面電極層形成步驟，其於一導電型單晶矽基板之第二主面側且第二透明電極層之外側形成以銅為主成分之背面電極層；且於背面電極層形成步驟中，於第二透明電極層之第二主面側之面之大致整個面形成上述背面電極層；於第一透明電極層形成步驟及背面電極層形成步驟後，進行絕緣處理步驟，該絕緣處理步驟係形成將至少第一透明電極層與至少第二透明電極層及背面電極層之電性連接予以物理性地切斷之絕緣區域；上述絕緣處理步驟包括雷射照射步驟，該雷射照射步驟係於自上述一導電型單晶矽基板之外周部之端面起3mm以內之區域，遍及第一主面之外周部之全周，自上述第一主面側照射雷射光。
  16. 一種結晶矽太陽能電池，其係於一導電型單晶矽基板之第一主面側，依序具有第一本徵矽系薄膜層、逆導電型矽系薄膜層及第一透明電極層，於上述一導電型單晶矽基板之第二主面側，依序具有第二本徵矽系薄膜層、一導電型矽系薄膜層、第二透明電極層及背面電極層；且該結晶矽太陽能電池之特徵在於：上述背面電極層係自上述第二透明電極層側依序具有第一導 電層、及以銅為主成分之第二導電層，上述第二導電層係形成於上述第二主面側之面之大致整個面，上述第一導電層及上述第二導電層係於將膜厚分別設為d1及d2時，滿足d1<d2，且該結晶矽太陽能電池包括絕緣區域，該絕緣區域係遍及上述一導電型單晶矽基板之外周部之全周，使至少第一透明電極層與至少第二透明電極層及背面電極層之電性連接予以物理性地切斷，上述絕緣區域包括自第一主面側朝向上述第二主面側傾斜地延伸之第一區域，該第一區域係自第一主面側到達至至少一導電型單晶矽基板，上述第一區域係於表面形成有雷射痕。
  17. 如請求項16之結晶矽太陽能電池，其中上述第一區域係自第一主面側到達至第二主面側。
  18. 如請求項16之結晶矽太陽能電池，其中上述絕緣區域包括上述第一區域、及與該第一區域連續並延伸至結晶矽太陽能電池之第二主面側之第二區域，該第二區域係自上述結晶矽太陽能電池之第二主面側到達至至少第一導電層，第二區域之表面粗糙度與第一區域之表面粗糙度不同。
  19. 如請求項16至18中任一項之結晶矽太陽能電池，其中上述第一導電層係由稠密之導電材料形成。
  20. 如請求項16至19中任一項之結晶矽太陽能電池，其中結晶矽太陽能電池之第一主面之面積小於上述結晶矽太陽能電池之第二 主面之面積。
  21. 如請求項16至20中任一項之結晶矽系太陽能電池，其中上述第一導電層之熱擴散速度較上述第二導電層慢。
  22. 如請求項16至21中任一項之結晶矽系太陽能電池，其中上述第一導電層係以銀為主成分。
  23. 一種太陽能電池模組，其特徵在於使用有如請求項16至22中任一項之結晶矽太陽能電池；且藉由密封構件而密封。
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