TWI642199B - 太陽電池元件及太陽電池元件之製造方法 - Google Patents

太陽電池元件及太陽電池元件之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明之太陽電池元件具備半導體基板、鈍化層、保護層及背面電極。半導體基板具有第1表面、及朝向與該第1表面相反之方向之第2表面。鈍化層位於第2表面上。保護層位於鈍化層上。背面電極位於保護層上。背面電極係經由貫通保護層及鈍化層之1個以上之孔部而與半導體基板進行電性連接。保護層具有:第1區域,其顯示出隨著遠離孔部之內緣部而厚度增加之傾向;及第2區域,其設置成位於包圍該第1區域之位置。第1區域之最遠離內緣部之位置與內緣部之距離大於第2區域之厚度。背面電極顯示出於第1區域上隨著遠離內緣部而厚度減小之傾向。

Description

太陽電池元件及太陽電池元件之製造方法
本發明係關於一種太陽電池元件及太陽電池元件之製造方法。
太陽電池元件有PERC(Passivated Emitter and Rear Cell,射極及背部鈍化電池)型之太陽電池元件(例如參照日本專利特開2011-97005號公報、日本專利特開2011-100973號公報、日本專利特表2010-527146號公報、日本專利特開2004-64028號公報及日本專利特開2013-4831號公報之記載)。PERC型之太陽電池元件具有於結晶矽基板之背面上依序積層鈍化層、保護層、及背面電極而成之構造。此處,背面電極係經由貫通鈍化層與保護層之接觸孔而與結晶矽基板之背面進行電性連接。
本發明揭示一種太陽電池元件及太陽電池元件之製造方法。 太陽電池元件之一態樣具備半導體基板、鈍化層、保護層、及背面電極。上述半導體基板具有第1表面、及朝向與該第1表面相反之方向之第2表面。上述鈍化層位於上述第2表面上。上述保護層位於上述鈍化層上。上述背面電極位於上述保護層上。上述背面電極係經由貫通上述保護層及上述鈍化層之1個以上之孔部而與上述半導體基板進行電性連接。上述保護層具有:第1區域,其顯示出隨著遠離上述孔部之內緣部而厚度增加之傾向;及第2區域,其設置成位於包圍該第1區域之位置。上述第1區域中之最遠離上述內緣部之位置與上述內緣部之距離大於上述第2區域之厚度。上述背面電極顯示出於上述第1區域上,隨著遠離上述內緣部而厚度減小之傾向。 太陽電池元件之製造方法之一態樣具有如下步驟:準備半導體基板、形成鈍化層、形成保護層及形成背面電極。上述半導體基板具有第1表面、及朝向與該第1表面相反之方向之第2表面。上述形成鈍化層之步驟中包括於上述第2表面上形成上述鈍化層之步驟。上述形成保護層之步驟中包括藉由在上述鈍化層上以形成包含孔部之圖案之方式塗佈溶液並使該溶液乾燥,而形成上述保護層之步驟。上述保護層具有顯示出隨著遠離上述孔部之內緣部而厚度增加之傾向之厚度變化區域。上述形成背面電極之步驟中包括藉由在上述保護層上及上述孔部內配置電極形成用之材料並對該電極形成用之材料進行加熱,而形成上述背面電極之步驟。上述背面電極具有:電極層,其位於上述保護層上;及連接部,其設置成位於自上述保護層之上述孔部內貫通上述鈍化層之位置且與上述半導體基板進行電性連接。
於製作PERC型之太陽電池元件時,例如,鈍化層、保護層及背面電極係以該記載順序形成於結晶矽基板之背面上。保護層例如係由包含氧化矽等之氧化膜、包含氮化矽等之氮化膜、或積層有氧化膜與氮化膜之膜所構成。此處,首先,保護層例如係以化學氣相沈積(CVD,Chemical Vapor Deposition)、電漿化學氣相沈積(PECVD,plasma-enhanced chemical vapor deposition)或濺鍍等乾式製程而形成。其次,例如於鈍化層及保護層上,藉由雷射之照射等而形成成為接觸孔之孔部。然後,例如於保護層上塗佈以鋁作為主成分之金屬膏等,並進行焙燒,藉此形成背面電極之至少一部分。此處,所謂主成分係指含有成分中含有比率(亦稱為含有率)最大(最高)之成分。此時,鈍化層中之由保護層所覆蓋之部分被保護層保護。又,背面電極與結晶矽基板之背面係經由孔部而電性連接。 然而,此處,例如於保護層上塗佈金屬膏時,有如下情形:於貫通鈍化層與保護層之孔部之內緣部之附近,產生金屬膏之厚度驟變之區域。於該情形時,若焙燒金屬膏,則根據金屬膏之厚度之驟變,厚度方向之金屬膏之熱收縮之量容易產生顯著之差。此時,例如於焙燒中之背面電極中自孔部之內緣部沿著厚度方向之區域中,厚度方向之應力產生急劇變化而有發生龜裂之產生及擴展之虞。又,於形成背面電極後,亦有於構成保護層之氧化膜或氮化膜與構成背面電極之金屬元素之間,熱膨脹率有一位數程度之差異。因此,根據太陽電池元件之使用溫度之變化等,於背面電極中自孔部之內緣部沿著厚度方向之區域中容易發生龜裂之產生及擴展。並且,因該龜裂之存在,有背面電極之電阻上升,太陽電池元件之發電效率降低之虞。 因此,本案發明者等人針對PERC型之太陽電池元件而創造出能夠提高發電效率之技術。 關於該技術,以下基於圖式對各種實施形態進行說明。圖式中,對具有相同之構成及功能之部分標註相同符號,且於下述說明中省略重複說明。圖式係模式性地進行表示者。圖1至圖13、圖16(a)至圖16(f)及圖17中標註有右手系之XYZ座標系。於該XYZ座標系中,孔部CH1之寬度方向係設為+X方向,孔部CH1之長度方向係設為+Y方向,與+X方向及+Y方向之兩者正交之方向係設為+Z方向。於圖2及圖4中,孔部CH1之內緣部IE1係以虛線描繪。 <1.第1實施形態> <1-1.太陽電池元件之概略性構成> 基於圖1至圖3,對第1實施形態之太陽電池元件10之概略性構成進行說明。第1實施形態之太陽電池元件10為PERC型之太陽電池元件。 如圖1至圖3所示,太陽電池元件10具有:第1表面(亦稱為第1元件表面)10a,其位於正面(front)側;及第2表面(亦稱為第2元件表面)10b,其位於該第1元件表面10a之相反側。於第1實施形態中,第1元件表面10a朝向+Z方向,第2元件表面10b朝向-Z方向。 太陽電池元件10例如具有半導體基板1、鈍化層4、抗反射層5、保護層6、正面電極7及背面電極8。 半導體基板1具有:第1表面1a、及朝向與該第1表面1a相反之方向之第2表面1b。第1表面1a位於太陽電池元件10之第1元件表面10a側。於第1實施形態中,第1表面1a朝向+Z方向。第2表面1b位於太陽電池元件10之第2元件表面10b側。於第1實施形態中,第2表面1b朝向-Z方向。第1表面1a及第2表面1b分別構成沿著XY平面之半導體基板1之板面。半導體基板1具有沿著+Z方向之厚度。 又,半導體基板1具有第1半導體層2與第2半導體層3。第1半導體層2係由具有第1導電型之半導體所構成。第2半導體層3係由具有與第1導電型相反之第2導電型之半導體所構成。第1半導體層2位於半導體基板1中之第2表面1b側之部分。第2半導體層3位於半導體基板1中之第1表面1a側之表層部。於圖3之例中,第2半導體層3位於第1半導體層2上。 此處,例如假定半導體基板1為矽基板之情形。於該情形時,採用多晶或單晶之矽基板作為矽基板。矽基板例如係具有250 μm以下或150 μm以下之厚度之較薄之基板。又,矽基板例如具有俯視而大致矩形狀之板面。若採用具有此種形狀之半導體基板1,則於排列複數個太陽電池元件10而製造太陽電池模組時,可減小太陽電池元件10彼此間之間隙。 又,例如於第1導電型為p型且第2導電型為n型之情形時,p型之矽基板例如可藉由使多晶或單晶之矽之結晶中含有硼或鎵等雜質作為摻雜元素而製作。於該情形時,藉由在p型之矽基板之第1表面1a側之表層部使作為摻雜劑之磷等雜質擴散,可產生n型之第2半導體層3。此時,可形成積層有p型之第1半導體層2與n型之第2半導體層3之半導體基板1。藉此,半導體基板1具有位於第1半導體層2與第2半導體層3之界面處之pn接合部。 如圖3所示,半導體基板1之第1表面1a例如可具有用以減少所照射之光之反射之微細之凹凸構造(紋理)。此時,紋理之凸部之高度例如係設為0.1 μm至10 μm左右。相鄰之凸部之頂點之間之距離例如係設為0.1 μm至20 μm左右。關於紋理,例如凹部可為大致球面狀,凸部可為稜錐形狀。上述所謂「凸部之高度」,例如於圖3中係將通過凹部之底面之直線設為基準線,於垂直於該基準線之方向(此處為+Z方向)上自該基準線至凸部之頂點為止之距離。 進而,半導體基板1具有第3半導體層2bs。第3半導體層2bs位於半導體基板1中之第2表面1b側之表層部。第3半導體層2bs之導電型係設為與第1半導體層2之導電型(於本實施形態中為p型)相同。並且,第3半導體層2bs所含之摻雜劑之濃度高於第1半導體層2所含之摻雜劑之濃度。第3半導體層2bs於半導體基板1之第2表面1b側形成內部電場。藉此,於半導體基板1之第2表面1b之附近,可抑制於半導體基板1中因與光照射相應之光電轉換而產生之少數載子之再結合。其結果為,不易發生光電轉換效率之降低。第3半導體層2bs例如可藉由使鋁等摻雜元素於半導體基板1中之第2表面1b側之表層部進行擴散而形成。此時,可將第1半導體層2所含之摻雜元素之濃度設為5×1015 atoms/cm3 至1×1017 atoms/cm3 左右,且將第3半導體層2bs所含之摻雜元素之濃度設為1×1018 atoms/cm3 至5×1021 atoms/cm3 左右。第3半導體層2bs只要存在於下述第2集電電極8b與半導體基板1之接觸部分即可。 鈍化層4位於半導體基板1之至少第2表面1b上。鈍化層4可減少於半導體基板1中因與光之照射相應之光電轉換而產生之少數載子之再結合。作為鈍化層4之素材,例如只要採用選自氧化鋁、氧化鋯、氧化鉿、氧化矽、氮化矽及氮氧化矽等中之1種以上即可。於該情形時,鈍化層4例如可藉由原子層沈積(ALD,Atomic Layer Deposition)法而形成。此處,假定鈍化層4包含氧化鋁之情形。於該情形時,該氧化鋁具有負固定電荷。因此,於半導體基板1之第2表面1b側產生之少數載子(於該情形時為電子)因場效而遠離p型之第1半導體層2與鈍化層4之界面(第2表面1b)。藉此,可減少半導體基板1中之第2表面1b之附近之少數載子之再結合。因此,可提高太陽電池元件10之光電轉換效率。鈍化層4之厚度例如係設為10 nm以上至200 nm左右。鈍化層4例如可位於半導體基板1之第1表面1a上。又,鈍化層4例如亦可位於連接半導體基板1之第1表面1a與第2表面1b之端面1c上。 鈍化層4例如可含有氯。例如,若鈍化層4含有氯,則不易發生因PID(Potential Induced Degradation,電位誘導衰減)現象而使太陽電池元件10之輸出特性降低之不良情況。其原因可說明如下。作為PID現象之原因之一,考慮有鈉離子。於鈉離子向鈍化層4中擴散之情形時,電場鈍化效果降低,故而少數載子之界面再結合增加。又,於鈉離子向半導體基板1中擴散之情形時,少數載子之再結合進一步增加。因此,太陽電池元件10之輸出特性降低。然而,於在鈍化層4之中含有氯之情形時,氯容易與鈉離子發生反應。藉此,推測鈉離子有可能不易向鈍化層4及半導體基板1擴散。含有氯之鈍化層4例如可藉由在利用ALD法進行之鈍化層4之形成步驟中,導入包含氯之氣體而形成。鈍化層4中所含之氯之濃度例如可設為1 ppm至5000 ppm。 鈍化層4中所含之氯之存在及濃度例如可藉由二次離子質譜分析(SIMS,Secondary Ion Mass Spectrometry)法或電感耦合電漿發光分光分析(ICP-AES,Inductive Coupling Plasma-Atomic Emission Spectrometry)法等進行測定。 抗反射層5可降低照射至太陽電池元件10之第1元件表面10a之光之反射率。作為抗反射層5之素材,例如可採用氧化矽、氧化鋁或氮化矽等。抗反射層5之折射率及厚度可適當設定為能夠實現如下條件之值,即針對太陽光中能夠被半導體基板1吸收而有助於發電之波長範圍之光,反射率較低之條件(亦稱為低反射條件)。例如,考慮將抗反射層5之折射率設為1.8至2.5左右,且將該抗反射層5之厚度設為20 nm至120 nm左右。 保護層6位於鈍化層4上,該鈍化層4位於半導體基板1之第2表面1b上。保護層6可保護鈍化層4。作為保護層6之素材,例如採用選自氧化矽、氮化矽及氮氧化矽等中之1種以上。保護層6係於具有所需之圖案之狀態下位於鈍化層4上。保護層6具有於厚度方向(此處為+Z方向)貫通保護層6之間隙。該間隙例如可為形成沿著第2表面1b之周圍封閉之貫通孔之孔部,亦可為沿著第2表面1b之周圍之至少一部分開口之狹縫狀之孔部。例如,假定對保護層6進行俯視,保護層6具有複數個孔部CH1之情形。此處,對保護層6進行俯視,各孔部CH1可為點(dot)狀,亦可為帶(線)狀。孔部CH1之直徑或寬度例如係設為10 μm至500 μm左右。孔部CH1之間距例如係設為0.3 mm至3 mm左右。孔部CH1之間距例如係設為對保護層6進行俯視時彼此相鄰之孔部CH1之中心彼此之距離。 然,於保護層6之上形成下述第2集電電極8b時,例如將鋁作為主成分之金屬膏(亦稱為Al膏)係以具有所需形狀之方式進行塗佈並焙燒。此時,經由保護層6之孔部CH1而直接塗佈於鈍化層4上之Al膏藉由鈍化層4之燒透(亦稱為燒通),而使第2集電電極8b直接連接於半導體基板1之第2表面1b。又,此時,例如藉由Al膏內之鋁向半導體基板1之第2表面1b之表層部內擴散,而形成第3半導體層2bs。 又,例如若保護層6之厚度充分大於鈍化層4之厚度,則於由鈍化層4中之保護層6所覆蓋之部分,Al膏不會產生鈍化層4之燒透。藉此,於太陽電池元件10中,於半導體基板1之第2表面1b上,能夠以與保護層6之所需圖案相對應之圖案存在鈍化層4。 保護層6之厚度例如係設為0.5 μm至10 μm左右。保護層6之厚度可根據用以形成保護層6之下述絕緣性膏之組成、半導體基板1之第2表面1b之形狀、及第2集電電極8b之形成時之焙燒條件等而適當加以變更。 保護層6例如係藉由如下方法而形成:於形成於半導體基板1之第2表面1b上之鈍化層4上,以具有所需之圖案之方式藉由網版印刷法等塗佈法而塗佈絕緣性膏後進行乾燥。保護層6例如可於半導體基板1之端面1c上直接形成,或亦可於形成於鈍化層4上之抗反射層5上形成。此時,藉由存在保護層6,可實現太陽電池元件10中之漏電流之減少。 此處,例如保護層6可含有氯。例如,保護層6可以鹽酸(HCl)或氯化物等形態含有氯。作為氯化物,例如考慮氯化鋅(ZnCl2 )、氯化鎂(MgCl2 )及氯化錫(SnCl2 )等。例如,若保護層6含有氯,則會於包含殘留於保護層6中之矽氧烷樹脂之低分子成分之區域產生水解及縮聚合反應,而容易使矽氧烷樹脂成為高分子成分。 此處,例如於保護層6中含有鹽酸之情形時,假定產生如下所述之反應。於該情形時,例如保護層6中有矽氧烷樹脂之末端部以甲氧基 (-OCH3 )為末端之部分,若存在水分及鹽酸,則產生氫離子之濃度較高之狀態。此時,例如藉由使矽氧烷樹脂中之經甲氧基末端之末端部之氧與氫離子鍵結,而呈現末端部之甲基自氧脫離,存在於矽氧烷樹脂之末端部之矽以羥基(-OH)為末端之狀態。又,此時,例如藉由自矽氧烷樹脂之末端部脫離之甲基與氫氧化物離子之鍵結而生成甲醇。如此,促進矽氧烷樹脂之水解。 進而,例如第1矽氧烷樹脂之末端部之矽烷醇鍵(Si-OH鍵)之氧(O)與源自鹽酸(HCl)之氫離子(H+ )鍵結。此時,呈現存在源自鹽酸(HCl)之氯離子(Cl- )之狀態。又,此時,於第1矽氧烷樹脂之末端部之矽烷醇鍵之部分,氫離子所鍵結之氧會奪取矽之電子,使矽與氧之間之鍵斷開,而生成水(H2 O)。此處,被奪取1個電子之矽(Si+ )不穩定,而趨於與周圍之分子鍵結。另一方面,於第2矽氧烷樹脂之末端部,矽烷醇鍵之氫(H)成為氫離子(H+ )而自第2矽氧烷樹脂之末端部脫離,從而生成矽與氧鍵結之Si-O- 。此時,藉由自矽烷醇鍵脫離之氫離子(H+ )與氯離子(Cl- )鍵結,而生成鹽酸(HCl)。並且,第1矽氧烷樹脂之末端部之矽(Si+ )與第2矽氧烷樹脂之末端部之Si-O- 鍵結而生成矽氧烷鍵(Si-O-Si鍵)。藉由此種反應促進矽氧烷樹脂之縮聚合。因此,例如於保護層6中,矽氧烷樹脂之低分子成分容易成為矽氧烷樹脂之高分子。其結果為,不易殘留矽氧烷樹脂之低分子成分,不易發生保護層6中之低分子成分之揮發。因此,減少因殘留於保護層6中之低分子成分之揮發而引起之空隙之產生,保護層6之透濕性容易降低。 又,此處,例如保護層6中有矽氧烷樹脂之末端部以矽烷醇鍵為末端之部分,於保護層6中含有作為氯化物之氯化鋅(ZnCl2 )之情形時,假定產生如下所述之反應。於該情形時,例如氯化鋅(ZnCl2 )中之2個氯元素之部分成為2個氯離子(2Cl- ),鋅元素(Zn)之部分成為鋅離子(Zn2+ )。此時,鋅離子(Zn2+ )不穩定。因此,鋅離子(Zn2+ )與第1矽氧烷樹脂中之矽烷醇鍵之羥基鍵結。此時,產生作為第1矽氧烷樹脂之末端部之矽(Si+ )、一價氫氧化鋅(ZnOH+ )及2個氯離子(2Cl- )。其次,氫離子(H+ )自不穩定之一價氫氧化鋅(ZnOH+ )脫離,而生成氧化鋅(ZnO)。此時,氫離子(H+ )及2個氯離子(Cl- )係作為觸媒而發揮功能,第2矽氧烷樹脂中之矽烷醇鍵與作為第1矽氧烷樹脂之末端部之矽(Si+ )進行反應。藉此,生成矽氧烷鍵(Si-O-Si鍵)、氧化鋅(ZnO)、2個氫離子(2H+ )及2個氯離子(2Cl- )。此時,若過量存在氫離子(H+ ),則2個氫離子(2H+ )及2個氯離子(2Cl- )之一部分適當反應而生成鹽酸(HCl)。藉由此種反應促進矽氧烷樹脂之縮聚合。因此,例如,於保護層6中,矽氧烷樹脂之低分子成分容易成為矽氧烷樹脂之高分子成分。其結果為,不易殘留矽氧烷樹脂之低分子成分,不易發生保護層6中之低分子成分之揮發。因此,減少因殘留於保護層6中之低分子成分之揮發而引起之空隙之產生,保護層6之透濕性容易降低。 又,此處,例如藉由促進矽氧烷樹脂之縮聚合,以相互隔開間隔之方式設置位置之矽氧烷樹脂之高分子成分與矽氧烷樹脂之低分子成分藉由矽氧烷鍵之生成,而容易成為連續之矽氧烷樹脂之高分子成分。此時,保護層6成為緻密之層,保護層6之透濕性容易降低。又,保護層6不易被燒透。藉此,可利用保護層6而充分地保護鈍化層4,鈍化層4之鈍化效果不易降低。又,於保護層6含有氯之情形時,該氯容易與鈉離子發生反應。因此,可導致PID現象之鈉離子不易向鈍化層4及半導體基板1擴散。藉此,亦不易發生PID現象。因此,例如藉由使保護層6含有氯,可維持太陽電池元件10之輸出特性。 此處,保護層6中之氯之含有濃度例如可設為1 ppm至10000 ppm。於該情形時,可獲得上述效果。保護層6中所含之氯之存在及濃度例如可藉由SIMS法或ICP-AES法等進行測定。 於保護層6中,例如位於背面電極8側之部位之氯之含量可多於位於鈍化層4側之部位之氯之含量。如此,例如關於保護層6中之氯之濃度,若背面電極8側之部位高於鈍化層4側之部位,則於保護層6中之背面電極8側之部位,矽氧烷樹脂之高分子成分容易增加。此時,於保護層6中之背面電極8側之部位不易產生空隙。藉此,可維持太陽電池元件10之輸出特性。 正面電極7位於半導體基板1之第1表面1a側。如圖1及圖3所示,正面電極7具有第1提取電極7a與複數個線狀之第1集電電極7b。 第1提取電極7a係用於將半導體基板1中之藉由與光之照射相應之光電轉換而獲得之載子提取至太陽電池元件10之外部者。作為第1提取電極7a,對第1元件表面10a進行俯視,例如採用具有細長之長方形狀之形狀之母線電極。第1提取電極7a之短邊方向之長度(亦稱為寬度)例如係設為1.3 mm至2.5 mm左右。第1提取電極7a之至少一部分處於與第1集電電極7b交叉而電性連接之狀態。 第1集電電極7b可收集在半導體基板1中藉由與光之照射相應之光電轉換而獲得之載子。各第1集電電極7b例如係具有50 μm至200 μm左右之寬度的線狀之電極。換言之,各第1集電電極7b之寬度小於第1提取電極7a之寬度。複數個第1集電電極7b例如係以相互隔開1 mm至3 mm左右之間隔而排列之方式設置位置。 正面電極7之厚度例如為10 μm至40 μm左右。正面電極7例如可藉由如下方法形成:於藉由網版印刷等將含有銀作為主成分之金屬膏塗佈為所需形狀後,對該金屬膏進行焙燒。又,例如可藉由將與第1集電電極7b相同之形狀之輔助電極7c沿著半導體基板1之周緣部設置位置,而將第1集電電極7b彼此電性連接。 背面電極8位於半導體基板1之第2表面1b側。如圖2及圖3所示,背面電極8具有第2提取電極8a與第2集電電極8b。 第2提取電極8a位於半導體基板1之第2表面1b側。第2提取電極8a係用以將於太陽電池元件10中藉由光電轉換而獲得之載子提取至太陽電池元件10之外部之電極。第2提取電極8a之厚度例如係設為10 μm至30 μm左右。第2提取電極8a之寬度例如係設為1.3 mm至7 mm左右。於第2提取電極8a包含銀作為主成分之情形時,第2提取電極8a例如可藉由如下方法形成:於藉由網版印刷等將以銀作為主成分之金屬膏(亦稱為銀膏)塗佈為所需形狀後進行焙燒。 第2集電電極8b係於半導體基板1之第2表面1b側而位於保護層6上。又,第2集電電極8b處於經由貫通保護層6及鈍化層4之孔部CH1而與半導體基板1進行電性連接之狀態。於圖2之例中,有64個孔部CH1。其中,各孔部CH1之大小、形狀、數量之組合可適當加以調整。因此,孔部CH1之數量例如設為1個以上。 第2集電電極8b於半導體基板1之第2表面1b側,可收集於半導體基板1中因與光之照射相應之光電轉換而獲得之載子。第2集電電極8b係於相對於第2提取電極8a之至少一部分電性連接之狀態下設置位置。第2集電電極8b之厚度例如係設為15 μm至50 μm左右。於第2集電電極8b包含鋁作為主成分之情形時,第2集電電極8b例如可藉由如下方法形成:於將Al膏塗佈為所需形狀後進行焙燒。 進而,第2集電電極8b例如於太陽電池元件10之第2表面1b上可具有與第1集電電極7b相同之形狀且於與第2提取電極8a連接之狀態下設置位置。若採用此種結構,則入射至太陽電池元件10之第2元件表面10b之光亦可用於太陽電池元件10中之光電轉換。藉此,例如可提高太陽電池元件10之輸出。入射至第2元件表面10b之光例如可藉由太陽光自地面等之反射而產生。 <1-2.太陽電池元件之孔部附近之構成> 基於圖4至圖9,對第1實施形態之太陽電池元件10之孔部CH1附近之概略性構成進行說明。此處,貫通保護層6之孔部CH1之平面形狀例如可於藉由使用鹽酸等之蝕刻而去除太陽電池元件10之背面電極8後,利用光學顯微鏡或掃描式電子顯微鏡(SEM,Scanning Electron Microscope)進行觀察。太陽電池元件10之剖面例如可於太陽電池元件10之切割後,藉由使用鹽酸等之蝕刻而去除具有因切割引起之變形及傷痕之部分後,利用SEM等進行觀察。 如圖4及圖5所示,保護層6具有第1區域6a與第2區域6b。 第1區域6a係顯示出隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度增加之傾向的區域(亦稱為厚度變化區域)。換言之,保護層6之厚度於第1區域6a中自孔部CH1之內緣部IE1至孔部CH1之周圍之部分緩慢地增加。此時,例如第1區域6a位於第2集電電極8b側之表面之形狀例如可成為角部較少且向第2集電電極8b側突出之彎曲狀之形狀。此處,隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度增加之傾向例如不僅包括隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度單調遞增,亦包括雖然厚度局部地略微發生增減,但於某程度之範圍內厚度增加。換言之,第1區域6a例如可具有隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度單調遞增之傾向,亦可具有雖然隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度略微發生增減,但作為整體而言厚度增加之傾向。於圖5之例中,顯示出隨著自孔部CH1之內緣部IE1於+X方向或-X方向上遠離而保護層6之厚度增加之傾向。 第2區域6b係以包圍第1區域6a之方式設置位置。第2區域6b之-Z側之表面可沿著半導體基板1之第2表面1b設置位置。於該情形時,例如第2表面1b只要為沿著XY平面之實質上平坦之面,則第2區域6b之-Z側之表面成為沿著XY平面之面。此時,第2區域6b實質上具有一定之厚度T1。又,第2區域6b之-Z側之表面可不沿著半導體基板1之第2表面1b而設置位置。例如於第2表面1b具有凹凸之情形時,第2區域6b之-Z側之表面可為沿著XY平面之實質上平坦之面。於此種形態中,例如第2區域6b可相對於半導體基板1之第2表面1b之形狀而厚度發生變化。因此,厚度T1例如只要為第2區域6b之厚度之平均值即可,設為第1區域6a之厚度以上。厚度T1例如設為0.5 μm至10 μm左右。厚度T1只要具有雖然局部地略微發生增減,但作為整體而言為大致固定之傾向即可。此處,例如第1區域6a中之最遠離內緣部IE1之位置與內緣部IE1之距離(亦稱為第1距離)Wc1大於第2區域6b之厚度T1。 如圖4及圖5所示,第2集電電極8b顯示出於第1區域6a上,隨著遠離內緣部IE1而厚度減小之傾向。換言之,第2集電電極8b之厚度係自孔部CH1之內緣部IE1至孔部CH1之周圍之部分緩慢地減少。此處,隨著遠離內緣部IE1而厚度減小之傾向例如不僅包括隨著遠離內緣部IE1而厚度單調遞減,亦包括雖然局部地厚度略微發生增減,但於某程度之範圍內厚度減小。換言之,第2集電電極8b例如可具有隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度單調遞減之傾向,亦可具有雖然隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度略微發生增減,但作為整體而言厚度減小之傾向。 於圖5之例中,第2集電電極8b之-Z側之表面係沿著半導體基板1之第2表面1b設置位置。換言之,第2集電電極8b之-Z側之表面係沿著XY平面。並且,第2集電電極8b具有電極層8b1與連接部8b2。電極層8b1係位於保護層6上之部分。連接部8b2係處於如下狀態之部分:以自保護層6之孔部CH1內貫通鈍化層4之方式設置位置,且與半導體基板1進行電性連接。 然,假定如圖6所示般例如藉由CVD、電漿CVD或濺鍍等乾式製程,而形成厚度大致固定之保護層106之情形。於該情形時,例如若於保護層106上藉由網版印刷等塗佈Al膏,則呈現於貫通鈍化層4與保護層106之孔部CH100之內緣部IE100之附近,Al膏之厚度驟變之狀態。於該狀態下,若焙燒Al膏,則根據Al膏之厚度之驟變,厚度方向(此處為+Z方向)之Al膏之熱收縮之量可產生顯著之差。此時,例如於焙燒中之第2集電電極108b中產生之厚度方向之應力會於孔部CH100之內緣部IE100之附近大幅度發生變化。於圖6中,於焙燒中之第2集電電極108b中產生之厚度方向之應力之大小係以雙點虛線之箭頭之長度表示。此處,焙燒中之第2集電電極108b之中,於自孔部CH100之內緣部IE100沿著厚度方向之區域BD100中,厚度方向之應力可產生急劇之變化。藉此,如圖7所示,於區域BD100中容易發生龜裂CK100之產生及擴展。又,於形成第2集電電極108b後亦有如下情形:於構成保護層106之氧化膜等與構成第2集電電極108b之金屬元素之間,熱膨脹率有一位數程度之差異。因此,根據太陽電池元件之使用溫度之變化等,於區域BD100中,容易發生龜裂CK100之產生及擴展。因此,由於存在此種龜裂CK100,而有因第2集電電極108b之電阻增大而使太陽電池元件之發電效率降低之虞。 相對於此,於第1實施形態之太陽電池元件10中,如圖5所示,例如保護層6之厚度自孔部CH1之內緣部IE1至孔部CH1之周圍之部分緩慢地增加。並且,第2集電電極8b之厚度自孔部CH1之內緣部IE1至孔部CH1之周圍之部分緩慢地減少。藉此,例如於藉由Al膏之焙燒而形成第2集電電極8b時,焙燒中之第2集電電極8b之中,於自孔部CH1內至孔部CH1上之區域與孔部CH1之附近之保護層6上之區域之間,熱收縮之量可緩慢地發生變化。其結果為,於孔部CH1之內緣部IE1之附近於第2集電電極8b中產生之應變減小,於第2集電電極8b中不易產生龜裂。又,於形成第2集電電極8b後,即便於保護層6與第2集電電極8b之間熱膨脹率有一位數程度之差異,亦於孔部CH1之內緣部IE1之附近,根據太陽電池元件10之使用溫度之變化,於第2集電電極8b中產生之應變可變小。其結果為,不易發生第2集電電極8b中之龜裂之產生及擴展。因此,藉由使包含第2集電電極8b之背面電極8之電阻降低,可提高太陽電池元件10之發電效率。 又,例如孔部CH1顯示出保護層6之內徑越遠離半導體基板1越增大之傾向。於圖5之例中,於第2集電電極8b中之孔部CH1內之部分,剖面P1a具有大於剖面P1b之截面積,該剖面P1b與剖面P1a相比更接近半導體基板1。該等剖面P1a及剖面P1b分別為大致平行於半導體基板1之第2表面1b之剖面。藉此,例如第2集電電極8b中之孔部CH1內之部分顯示出隨著遠離半導體基板1而電阻降低之傾向。其結果為,例如可提高利用第2集電電極8b所進行之載子之收集及傳遞之功能。 然,於圖2之例中,複數個孔部CH1含有相鄰之第1孔部CH11與第2孔部CH12。此處,例如於+X方向上,第1孔部CH11與第2孔部CH12相鄰。此處,例如考慮作為位於第1孔部CH11之周圍之厚度變化區域之第1區域6a中之最遠離內緣部IE1之位置與內緣部IE1的第1距離Wc1未達第1孔部CH11與第2孔部CH12之間之距離(亦稱為第2距離)Wp1之一半之情形。於該情形時,例如保護層6之厚度可某程度地增大。因此,例如可確保對鈍化層4加以保護之保護層6之功能。此處,於第2距離Wp1例如設定為0.3 mm至2.5 mm左右之情形時,第1距離Wc1例如可設定為未達0.15 mm至1.25 mm左右。 又,如圖4所示,例如於對保護層6進行平面透視之情形時,內緣部IE1可具有凹凸部。於該情形時,例如保護層6之厚度自孔部CH1之內緣部IE1朝向各方向緩慢地增大。並且,如圖9所示,例如保護層6之第1區域6a之第2集電電極8b側之表面於垂直於遠離孔部CH1之內緣部IE1之方向(例如為+X方向)之剖面上具有凹凸部。此時,第2集電電極8b之厚度自孔部CH1之內緣部IE1朝向各方向緩慢地減少。藉此,例如於藉由Al膏之焙燒而形成第2集電電極8b時,焙燒中之第2集電電極8b之中,於自孔部CH1內至孔部CH1上之區域與孔部CH1之附近之保護層6上之區域之間,熱收縮之量可緩慢地發生變化。其結果為,於孔部CH1之內緣部IE1之附近於第2集電電極8b中產生之應變減小,於第2集電電極8b中不易產生龜裂。又,於形成第2集電電極8b後,即便於保護層6與第2集電電極8b之間熱膨脹率有一位數程度之差異,亦於孔部CH1之內緣部IE1之附近,根據太陽電池元件10之使用溫度之變化,於第2集電電極8b中產生之應變可變小。其結果為,不易發生第2集電電極8b中之龜裂之產生及擴展。因此,藉由使包含第2集電電極8b之背面電極8之電阻降低,可提高太陽電池元件10之發電效率。 此處,例如於對保護層6進行平面透視之情形時,內緣部IE1可具有波狀之形狀。此時,例如保護層6之第1區域6a之第2集電電極8b側之表面於垂直於遠離孔部CH1之內緣部IE1之方向(例如為+X方向)之剖面上可具有波狀之形狀。 <1-3.太陽電池元件之外周緣部附近之構成> 基於圖10至圖12,對第1實施形態之太陽電池元件10之外周緣部OP1附近之概略性構成進行說明。 於外周緣部OP1附近,例如,如圖10所示保護層6可具有朝向外周緣部OP1厚度單純衰減之第3區域6c。又,如圖11所示,保護層6可具有朝向外周緣部OP1厚度暫時增大後衰減之第4區域6d。又,於外周緣部OP1附近,例如,如圖12所示進行俯視,保護層6可具有外緣部(亦稱為凹凸外緣部)OE1,其具有凹凸。此處,第3區域6c例如可藉由絕緣性膏之2次印刷而形成。具體而言,例如首先於半導體基板1之第2表面1b側,將中央側設為始點至距端面1c之距離相對較短之位置為止而塗佈絕緣性膏。其後,藉由至距端面1c之距離相對較長之位置為止塗佈絕緣性膏,可形成第3區域6c。又,第4區域6d例如可藉由2次印刷而形成。具體而言,例如於半導體基板1之第2表面1b側,首先自形成第4區域6d之對象區域(亦稱為形成對象區域)至較該形成對象區域更外側之區域塗佈絕緣性膏。其後,藉由自該形成對象區域至較該形成對象區域更內側之區域塗佈絕緣性膏之方法等,可形成第4區域6d。又,凹凸外緣部OE1例如只要適當利用遮罩等而塗佈絕緣性膏則可形成。 然,例如假定藉由CVD、電漿CVD或濺鍍等乾式製程,而形成厚度大致固定之保護層106之情形。於該情形時,例如,如圖13所示於保護層106中,不易發生朝向外周緣部OP1厚度單純衰減之第3區域6c及朝向外周緣部OP1厚度暫時增大後衰減之第4區域6d。又,於該情形時,例如於保護層106中亦不易產生凹凸外緣部OE1。 <1-4.絕緣性膏> 絕緣性膏例如包含矽氧烷樹脂、有機溶劑、及複數種填料。矽氧烷樹脂係具有Si-O-Si鍵(矽氧烷鍵)之矽氧烷化合物。具體而言,作為矽氧烷樹脂,例如採用藉由使烷氧基矽烷或矽氮烷等水解並進行縮聚合而生成之分子量為1萬以下之低分子量之樹脂。又,絕緣性膏可含有氯。 <1-5.絕緣性膏之製作> 使用圖14對絕緣性膏之製造方法進行說明。此處,例如藉由按照如下所記載之順序實施圖14所示之步驟SP1、步驟SP2、步驟SP3、步驟SP4、步驟SP5及步驟SP6之步驟,可製作絕緣性膏。 首先,於步驟SP1中,實施於容器內混合矽氧烷樹脂之前驅物、水、有機溶劑及觸媒而製作混合溶液之步驟(亦稱為混合步驟)。 作為矽氧烷樹脂之前驅物,例如可採用具有Si-O鍵之矽烷化合物或具有Si-N鍵之矽氮烷化合物等。該等化合物具有產生水解之性質(亦稱為水解性)。又,矽氧烷樹脂之前驅物進行水解並產生縮聚合,藉此成為矽氧烷樹脂。 矽烷化合物係由以下之通式1表示。 (R1)n Si(OR2)(4-n) (通式1)。 通式1之n例如為0、1、2及3中之任一個整數。又,通式1之R1及R2表示甲基(-CH3 )及乙基(-C2 H5 )等烷基(-Cm H2m+1 )或苯基(-C6 H5 )等碳氫基。此處,m為自然數。 此處,於矽烷化合物中例如包含至少R1含有烷基之矽烷化合物(亦稱為烷基系之矽烷化合物)。具體而言,作為烷基系之矽烷化合物,例如可列舉:甲基三甲氧基甲矽烷(CH3 -Si-(OCH3 )3 )、二甲基二甲氧基甲矽烷((CH3 )2 -Si-(OCH3 )2 )、三乙氧基甲基甲矽烷(CH3 -Si-(OC2 H5 )3 )、二乙氧基二甲基甲矽烷((CH3 )2 -Si-(OC2 H5 )2 )、三甲氧基丙基甲矽烷((CH3 O)3 -Si-(CH2 )2 CH3 )、三乙氧基丙基甲矽烷((C2 H5 O)3 -Si-(CH2 )2 CH3 )、己基三甲氧基甲矽烷((CH3 O)3 -Si-(CH2 )5 CH3 )、三乙氧基己基甲矽烷((C2 H5 O)3 -Si-(CH2 )5 CH3 )、三乙氧基辛基甲矽烷((C2 H5 O)3 -Si-(CH2 )7 CH3 )及癸基三甲氧基甲矽烷((CH3 O)3 -Si-(CH2 )9 CH3 )等。 此處,例如若烷基為甲基、乙基或丙基,則於矽氧烷樹脂之前驅物進行水解時可生成碳數較少且容易揮發之作為副生成物之醇。藉此,於下述副生成物去除步驟中容易去除副生成物。其結果為,例如於形成保護層6時,不易發生因副生成物之蒸發引起之空孔之產生,藉此保護層6變得緻密,而可提高保護層6之阻隔性。 此處,例如於矽氧烷樹脂之前驅物具有苯基之情形時,矽氧烷樹脂之前驅物進行水解並縮聚合,亦可於製成去除了於苯基之水解及縮聚合中所生成之副生成物之矽氧烷樹脂之狀態下,用於混合步驟。藉此,例如因矽氧烷樹脂之水解之反應引起之絕緣性膏之黏度之變動減少,絕緣性膏之黏度容易變得穩定。又,例如若於去除了副生成物之狀態下,混合矽氧烷樹脂、有機溶劑及填料而生成絕緣性膏,則絕緣性膏中所含之副生成物之量減少。因此,若生成此種絕緣性膏,則例如於藉由網版印刷法進行絕緣性膏之塗佈之情形時,網版製版之乳劑因副生成物而溶解之情況減少。其結果為,網版製版之圖案之尺寸變得不易發生變動。 又,於矽烷化合物中例如包含R1及R2含有苯基與烷基兩者之矽烷化合物。作為此種矽烷化合物,例如可列舉:三甲氧基苯基甲矽烷(C6 H5 -Si-(OCH3 )3 )、二甲氧基二苯基甲矽烷((C6 H5 )2 -Si-(OCH3 )2 )、甲氧基三苯基甲矽烷((C6 H5 )3 -Si-OCH3 )、三乙氧基苯基甲矽烷(C6 H5 -Si-(OC2 H5 )3 )、二乙氧基二苯基甲矽烷((C6 H5 )2 -Si-(OC2 H5 )2 )、乙氧基三苯基甲矽烷((C6 H5 )3 -Si-OC2 H5 )、三異丙氧基苯基甲矽烷(C6 H5 -Si-(OC3 H7 )3 )、二異丙氧基二苯基甲矽烷((C6 H5 )2 -Si-(OC3 H7 )2 )及異丙氧基三苯基甲矽烷((C6 H5 )3 -Si-OC3 H7 )等。 該等矽烷化合物之中,例如若採用包含2個以上之OR鍵之矽烷化合物,則於矽烷化合物水解後產生縮聚合,藉此生成之矽氧烷鍵(Si-O-Si鍵)之數量可增加。藉此,形成保護層6之氧化矽中之矽氧烷鍵之網狀結構可增加。其結果為,可提高保護層6之阻隔性。 又,矽氮烷化合物可為無機矽氮烷化合物及有機矽氮烷化合物中之任一種。此處,作為無機矽氮烷化合物,例如可列舉聚矽氮烷(-(H2 SiNH)-)。作為有機矽氮烷化合物,例如可列舉:六甲基二矽氮烷((CH3 )3 -Si-NH-Si-(CH3 )3 )、四甲基環二矽氮烷((CH3 )2 -Si-(NH)2 -Si-(CH3 )2 )及四苯基環二矽氮烷((C6 H5 )2 -Si-(NH)2 -Si-(C6 H5 )2 )等。 水係用以使矽氧烷樹脂之前驅物進行水解之液體。例如使用純水作為水。例如藉由使水與矽烷化合物之Si-OCH3 之鍵進行反應,而生成Si-OH鍵與HO-CH3 (甲醇)。 有機溶劑係用以利用矽氧烷樹脂之前驅物生成包含矽氧烷樹脂之膏之溶劑。又,有機溶劑可使矽氧烷樹脂之前驅物與水混合。作為有機溶劑,例如可使用二乙二醇單丁醚、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、乙醇、2-(4-甲基環-3-己烯基)丙烷-2-醇或2-丙醇等。此處,可使用混合有該等有機溶劑中之1種有機溶劑及2種以上之有機溶劑之有機溶劑中之任一種。 觸媒於矽氧烷樹脂之前驅物產生水解及縮聚合時,可控制反應之速度。例如可使矽氧烷樹脂之前驅物中所含之Si-OR鍵(例如R烷基)產生水解及縮聚合,調整由2個以上之Si-OH產生Si-O-Si鍵與H2 O(水)之反應之速度。作為觸媒,例如可使用鹽酸、硝酸、硫酸、硼酸、磷酸、氫氟酸及乙酸等中之1種以上之無機酸或1種以上之有機酸。又,作為觸媒,例如亦可使用氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣及吡啶等中之1種以上之無機鹼或1種以上之有機鹼。進而,觸媒例如可為將無機酸與有機酸組合而成者,亦可為將無機鹼與有機鹼組合而成者。 關於在混合步驟中所混合之各材料之混合比率,例如係以於將所有材料加以混合後之混合溶液中,矽氧烷樹脂之前驅物之濃度成為10質量%至90質量%,水之濃度成為5質量%至40質量%(可為10質量%至20質量%),觸媒之濃度成為1 ppm至1000 ppm,有機溶劑之濃度成為5質量%至50質量%之方式加以調整。若為此種混合比率,則例如可使藉由矽氧烷樹脂之前驅物之水解及縮聚合所產生之矽氧烷樹脂以適當之濃度含有於絕緣性膏中。又,例如於絕緣性膏中不易發生因凝膠化引起之過度之黏度之增大。 於此種混合步驟中,矽氧烷樹脂之前驅物與水進行反應,而開始矽氧烷樹脂之前驅物之水解。又,水解後之矽氧烷樹脂之前驅物產生縮聚合,開始生成矽氧烷樹脂。 又,可向混合溶液中混合氯化合物。該氯化合物例如係由下述通式2表示。於在混合步驟中未向混合溶液中混合上述氯化合物之情形時,可於混合步驟之後之步驟中將上述氯化合物添加至混合溶液中。 (R3)4-e-f Si(OR4)e (Cl)f (通式2)。 此處,通式2中之R3及R4例如表示甲基或乙基等烷基或苯基等碳氫基。又,通式2之中之e為1、2及3中之任一個整數。f為1及2中之任一個整數。e+f為2、3及4中之任一個整數。e+f例如係設為3或4。R3及R4可為相同之烷基或苯基,亦可不為相同之烷基或苯基。於混合溶液之中,例如氯化合物可以具有Si-Cl鍵且未產生水解之反應之狀態含有。 又,可向混合溶液中混合氯化物等。作為氯化物,例如採用氯化鋅(ZnCl2 )、氯化鎂(MgCl2 )或氯化錫(SnCl2 )等。 其次,於步驟SP2中,實施對在步驟SP1中所製作之混合溶液進行攪拌之步驟(亦稱為第1攪拌步驟)。此處,混合溶液例如使用旋轉混合器或攪拌器等進行攪拌。若攪拌混合溶液,則矽氧烷樹脂之前驅物之水解進一步進行。又,水解後之矽氧烷樹脂之前驅物產生縮聚合,持續生成矽氧烷樹脂。例如,於利用旋轉混合器進行攪拌之情形時,採用旋轉混合器之旋轉輥之轉數設為400 rpm至600 rpm左右,且攪拌時間設為30分鐘至90分鐘左右之攪拌條件。若採用此種攪拌條件,則可將矽氧烷樹脂之前驅物、水、觸媒及有機溶劑均一地混合。又,於第1攪拌步驟中,例如若加熱混合溶液,則矽氧烷樹脂之前驅物之水解及縮聚合容易進行。藉此,例如可實現因攪拌時間之縮短引起之生產性提高,並且於第1攪拌步驟以後之步驟中混合溶液之黏度容易變得穩定。 其次,於步驟SP3中,實施自於步驟SP2中進行攪拌而成之混合溶液中去除副生成物之步驟(亦稱為副生成物去除步驟)。於該步驟中,例如使包含藉由矽氧烷樹脂之前驅物與水之反應而產生之醇等的有機成分之副生成物、水及觸媒揮發。藉由去除該副生成物,於保管絕緣性膏時,或於連續塗佈絕緣性膏時,可減少因作為副生成物之有機成分之揮發引起之絕緣性膏之黏度變動。又,於使用網版印刷法而塗佈絕緣性膏時,網版製版之乳劑不易被作為副生成物之有機成分所溶解。藉此,可減少網版製版之圖案之尺寸變動。又,於副生成物去除步驟中亦產生水解後之矽氧烷樹脂之前驅物之縮聚合,而持續生成矽氧烷樹脂。又,於副生成物去除步驟中,由於使水及觸媒揮發,故而可減少矽氧烷樹脂之前驅物之縮聚合。藉此,可減少混合溶液之黏度之變動。 於第1實施形態中,於副生成物去除步驟中,混合步驟中所添加之觸媒發生揮發。因此,例如於使用鹽酸作為觸媒之情形時,氯於副生成物去除步驟中被去除。因此,例如於副生成物去除步驟後,藉由將鹽酸或上述通式1所表示之烷氧基矽烷之一部分中含有氯之化合物等添加至混合溶液中,可使混合溶液中含有氯。又,可向混合溶液中混合與鋅、鎂或錫等之氯化物。 於副生成物去除步驟中,例如使用加熱板或乾燥爐等,於處理溫度為室溫至90℃左右(可為50℃至90℃左右)且處理時間為10分鐘至600分鐘左右之條件下,對攪拌後之混合溶液實施處理。若處理溫度為上述溫度範圍域內,則可去除副生成物。又,於上述溫度範圍域內,作為副生成物之有機成分容易揮發,故而可實現因縮短處理時間引起之生產性提高。此處,例如若於減壓下實施副生成物去除步驟,則作為副生成物之有機成分容易揮發。其結果為,可實現因縮短處理時間引起之生產性提高。又,例如於副生成物去除步驟中,可進而使於第1攪拌步驟中未水解而殘留之矽氧烷樹脂之前驅物進行水解。 其次,於步驟SP4中,實施向於步驟SP3中去除了副生成物之混合溶液中添加填料之步驟(亦稱為填料添加步驟)。此處,例如作為填料,可採用包含氧化矽、氧化鋁或氧化鈦等之無機填料。例如以添加填料後之混合溶液中之填料之濃度成為3質量%至30質量%(可為5質量%至25質量%)之方式向混合溶液中添加填料即可。此處,藉由在第1攪拌步驟之後實施填料添加步驟,可容易地調整混合溶液之黏度。 其次,於步驟SP5中,實施對在步驟SP4中添加有填料之混合溶液進行攪拌之步驟(亦稱為第2攪拌步驟)。此處,對於混合溶液,例如使用自轉、公轉攪拌機等而實施攪拌。例如於利用自轉、公轉攪拌機而實施攪拌之情形時係於自轉部與公轉部之轉數為800 rpm至1000 rpm左右,攪拌時間為1分鐘至10分鐘左右之條件下實施攪拌。若採用此種條件,則可使填料均一地分散至混合溶液中。 其次,於步驟SP6中,實施使於步驟SP5中進行過攪拌之混合溶液之黏度穩定化之步驟(亦稱為黏度穩定化步驟)。此處,例如若將混合溶液於室溫下保管2小時至24小時左右,則混合溶液之黏度穩定。藉此製作絕緣性膏。此處,若將絕緣性膏之黏度例如於剪切速率為1/秒時調整為5 Pa・sec至400 Pa・sec,則可減少藉由網版印刷法而塗佈絕緣性膏時之滲出。此時,例如可容易地以具有孔部之圖案而塗佈絕緣性膏,該孔部具有數十μm至數百μm左右之寬度。其結果為,藉由使用網版印刷法以所需之圖案而塗佈絕緣性膏並使之乾燥,可形成保護層6。絕緣性膏之黏度例如可使用黏度、黏彈性測定裝置(viscosity-viscoelasticity measuring instrument)等而加以測定。 於上述步驟SP1至步驟SP6之一系列步驟中,例如,於第2攪拌步驟中混合溶液之黏度穩定之情形時,可省略黏度穩定化步驟。又,例如可於混合步驟中進行填料之添加。於該情形時,無需填料添加步驟及第2攪拌步驟。其結果為,生產性提高。又,例如,於形成保護層6時,於藉由使用遮罩之噴霧法等塗佈絕緣性膏之情形時,可不實施副生成物去除步驟。又,例如亦可於混合步驟中,生成包含具有烷基之矽氧烷樹脂之前驅物的混合溶液,其後於填料添加步驟中,將具有苯基之矽氧烷樹脂添加至混合溶液中。 <1-6.太陽電池元件之製造方法> 基於圖15及圖16(a)至圖16(f),對太陽電池元件10之製造方法之一例進行說明。此處,藉由依序實施圖15所表示之步驟ST1、步驟ST2、步驟ST3及步驟ST4之步驟,可製造太陽電池元件10。 首先,於步驟ST1中,實施準備半導體基板1之步驟(亦稱為第1步驟)。半導體基板1具有第1表面1a、及朝向與該第1表面1a相反之方向的第2表面1b。 此處,例如首先如圖16(a)所示準備半導體基板1。半導體基板1例如可使用現有之CZ法(Czochralski method,丘克拉斯基法)或鑄造法等而形成。此處,對使用藉由鑄造法所製作之p型之多晶矽之錠之例進行說明。將該錠切割成例如250 μm以下之厚度而製作半導體基板1。此處,例如若利用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氟酸或氟硝酸等之水溶液對半導體基板1之表面實施極微量之蝕刻,則可去除半導體基板1之受到切割面之機械損傷之層及被污染之層。 其次,如圖16(b)所示,於半導體基板1之第1表面1a形成紋理。紋理可藉由使用氫氧化鈉等鹼性之水溶液或氟硝酸等酸性之水溶液之濕式蝕刻、或使用反應性離子蝕刻(RIE,Reactive Ion Etching)法等之乾式蝕刻而形成。 其次,如圖16(c)所示,於具有紋理之半導體基板1之第1表面1a形成作為n型之半導體區域之第2半導體層3。具體而言,於具有紋理之半導體基板1中之第1表面1a側之表層部形成n型之第2半導體層3。第2半導體層3例如可使用將成為糊狀之五氧化二磷(P2 O5 )塗佈於半導體基板1之表面而使磷熱擴散之塗佈熱擴散法、將成為氣體狀之氧氯化磷(POCl3 )作為擴散源之氣相熱擴散法等而形成。第2半導體層3例如係以具有0.1 μm至2 μm左右之深度與40 Ω/□至200 Ω/□左右之薄片電阻值之方式形成。 例如於氣相熱擴散法中,首先於具有主要含有POCl3 等之擴散氣體之氣氛中,於600℃至800℃左右之溫度下對半導體基板1實施5分鐘至30分鐘左右之熱處理,而於半導體基板1之表面形成磷玻璃。其後,於氬或氮等惰性氣體之氣氛中,於800℃至900℃左右之相對高溫下,對半導體基板1實施10分鐘至40分鐘左右之熱處理。藉此,磷自磷玻璃向半導體基板1擴散,而於半導體基板1之第1表面1a側之表層部形成第2半導體層3。 此處,於形成第2半導體層3時,有於第2表面1b側亦形成第2半導體層之情形。於該情形時,藉由蝕刻而去除形成於第2表面1b側之第2半導體層。例如可藉由將半導體基板1之第2表面1b側之部分浸漬於氟硝酸之水溶液中,而去除形成於第2表面1b側之第2半導體層。藉此,可於半導體基板1之第2表面1b露出具有p型之導電型之區域。其後,藉由蝕刻而去除在形成第2半導體層3時附著於半導體基板1之第1表面1a側之磷玻璃。如此,若於使磷玻璃殘留於第1表面1a側之狀態下,藉由蝕刻而去除形成於第2表面1b側之第2半導體層,則可減少第1表面1a側之第2半導體層3之去除及損傷。此時,亦可一併去除形成於半導體基板1之端面1c之第2半導體層。 又,例如可預先於半導體基板1之第2表面1b側形成擴散遮罩,藉由氣相熱擴散法等而形成第2半導體層3,繼而去除擴散遮罩。於該情形時,於第2表面1b側未形成第2半導體層,故而無需去除第2表面1b側之第2半導體層之步驟。 藉由以上之處理,可準備作為n型之半導體層之第2半導體層3位於第1表面1a側且於第1表面1a具有紋理之包含第1半導體層2之半導體基板1。 其次,於步驟ST2中,實施形成鈍化層4之步驟(亦稱為第2步驟)。於第1實施形態中,於至少半導體基板1之第2表面1b上形成鈍化層4。 此處,例如圖16(d)所示,於第1半導體層2之第2表面1b之上及第2半導體層3之第1表面1a之上,形成主要含有氧化鋁之鈍化層4。又,於鈍化層4之上形成抗反射層5。抗反射層5例如係由氮化矽膜等所構成。 鈍化層4例如可藉由ALD法等而形成。根據ALD法,例如可於包含半導體基板1之端面1c之整個周圍形成鈍化層4。於藉由ALD法所進行之鈍化層4之形成步驟中,首先,於成膜裝置之腔室內載置形成至第2半導體層3之半導體基板1。然後,於將半導體基板1加熱至100℃至250℃左右之溫度範圍之狀態下,反覆實施以下之步驟A至步驟D複數次,而形成主要含有氧化鋁之鈍化層4。藉此,形成具有所需厚度之鈍化層4。 [步驟A]用以形成氧化鋁之三甲基鋁(TMA)等鋁原料係與Ar氣或氮氣等載氣一併供於半導體基板1上。藉此,鋁原料吸附於半導體基板1之整個周圍。供給TMA之時間例如設為15毫秒至3000毫秒左右。此處,於步驟A開始時,半導體基板1之表面可經OH基封端。換言之,半導體基板1之表面可為Si-O-H之結構。該結構例如可藉由在利用稀氫氟酸對半導體基板1進行處理後利用純水洗淨而進行。 [步驟B]藉由利用氮氣進行成膜裝置之腔室內之淨化,而去除腔室內之鋁原料。進而,於物理吸附及化學吸附於半導體基板1之鋁原料之中,去除以原子層級進行化學吸附之成分以外之鋁原料。利用氮氣而淨化腔室內之時間例如設為1秒鐘至數十秒鐘左右。 [步驟C]藉由將水或臭氧氣體等氧化劑供於成膜裝置之腔室內,去除TMA中所含之烷基而取代為OH基。藉此,於半導體基板1之上形成氧化鋁之原子層。將氧化劑供於腔室內之時間例如係設為750毫秒至1100毫秒左右。又,例如若向腔室內一併供給氧化劑與氫氣,則變得更容易使氧化鋁中含有氫原子。 [步驟D]藉由利用氮氣進行成膜裝置之腔室內之淨化,而去除腔室內之氧化劑。此時,例如去除於半導體基板1上形成原子層級之氧化鋁時無助於反應之氧化劑等。此處,利用氮氣而淨化腔室內之時間例如設為1秒鐘以上至數十秒鐘左右。 以下,藉由反覆進行複數次依序進行步驟A、步驟B、步驟C及步驟D之一系列步驟,而形成所需膜厚之氧化鋁之層。 抗反射層5例如係使用PECVD法或濺鍍法而形成。於使用PECVD法之情形時,預先將半導體基板1加熱至高於抗反射層5之成膜中之溫度之溫度。其後,利用氮氣(N2 )稀釋矽烷(SiH4 )與氨(NH3 )之混合氣體,將反應壓力設為50 Pa至200 Pa左右,並使藉由輝光放電分解進行電漿化而成者沈積於經加熱之半導體基板1上。藉此,於半導體基板1上形成抗反射層5。此時,將成膜溫度設為350℃至650℃左右,使半導體基板1之預先加熱溫度較成膜溫度提高50℃左右。又,採用10 kHz至500 kHz左右之頻率作為輝光放電所需之高頻電源之頻率。又,氣體之流量係根據反應室之大小等而適當決定。例如氣體之流量設為150 ml/min(sccm)至6000 ml/min(sccm)左右之範圍。此時,用氨氣之流量B除以矽烷氣體之流量A所得之值(B/A)設為0.5至15之範圍。 其次,於步驟ST3中,實施形成保護層6之步驟(亦稱為第3步驟)。於第1實施形態中,於至少半導體基板1之第2表面1b側,於鈍化層4上,以形成包含孔部CH1之圖案之方式塗佈溶液並使該溶液乾燥,藉此形成保護層6。此時,作為溶液,例如可使用絕緣性膏。又,保護層6具有作為顯示出隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度增加之傾向之厚度變化區域之第1區域6a。隨著遠離孔部CH1之內緣部IE1而厚度增加之保護層6例如可藉由2次印刷而形成。具體而言,例如可藉由如下方法等形成:於以形成具有孔部CH1之圖案之方式塗佈絕緣性膏後,以形成距孔部CH1中心之距離遍及該孔部CH1之整周於該孔部H1之徑方向上大於該孔部CH1之孔部的圖案之方式塗佈絕緣性膏。 此處,例如圖16(e)所示,於鈍化層4上之至少一部分中形成保護層6。例如,首先使用網版印刷法等而於鈍化層4上之至少一部分中以所需圖案塗佈上述絕緣性膏。其次,使用加熱板或乾燥爐等,於最高溫度設為150℃至350℃左右,且加熱時間設為1分鐘至10分鐘左右之條件下將塗佈後之絕緣性膏加以乾燥。藉此,於鈍化層4上形成具有所需圖案之保護層6。此時,根據絕緣性膏對於鈍化層4之潤濕性、表面張力、黏度及自重等,可形成顯示出朝向上述內緣部IE1厚度衰減之傾向之第1區域6a、及厚度大致均一之第2區域6b。 又,於該第3步驟中,於藉由絕緣性膏之塗佈而形成保護層6時,可於太陽電池元件10之外周緣部OP1附近適當形成上述第3區域6c(圖10等)、第4區域6d(圖11等)及凹凸外緣部OE1(圖12等)。此時,凹凸外緣部OE1之產生頻度、尺寸及形狀等例如可根據用以形成保護層6之絕緣性膏之黏度等特性及絕緣性膏之液量等塗佈條件等而發生變化。 此處,例如若絕緣性膏含有氯,則於藉由絕緣性膏之塗佈而形成保護層6之情形時,可形成含有氯之保護層6。絕緣性膏中之氯之含量例如可設定為1 ppm至10000 ppm左右。 此處,例如假設於保護層6中殘留矽氧烷樹脂之低分子成分之情形時,於下述用以形成背面電極8之金屬膏之焙燒步驟中,矽氧烷樹脂之低分子成分容易揮發。此時,揮發之矽氧烷樹脂之低分子成分會附著於用以形成背面電極8之金屬粉末之間而抑制金屬粉末之燒結。因此,有藉由焙燒而形成之背面電極8之電阻上升之情形。又,於矽氧烷樹脂之低分子成分揮發之情形時,有於保護層6中產生空隙之情形。相對於此,若使用含有氯之絕緣性膏製作保護層6,則於用以形成保護層6之絕緣性膏之乾燥步驟、及用以形成背面電極8之金屬膏之焙燒步驟中,殘留於保護層6中之矽氧烷樹脂之低分子成分容易產生縮聚合之反應。藉此,殘留於保護層6中之矽氧烷樹脂之低分子成分減少。其結果為,於第1實施形態之太陽電池元件10中,背面電極8之電阻不易上升,於保護層6中不易產生空隙。 又,於塗佈含有氯之第1絕緣性膏後,可塗佈氯之含量多於第1絕緣性膏之第2絕緣性膏。藉此,於保護層6中,於位於背面電極8側之部位,氯之含量可較位於鈍化層4側之部位增多。 如此,於保護層6中之背面電極8側之部位,由於氯之含量較多,故而不易產生因矽氧烷樹脂之低分子成分之揮發引起之空隙。藉此,例如於焙燒Al膏時,保護層6及鈍化層4不易被燒透。其結果為,太陽電池元件10之輸出特性不易降低。 其次,於步驟ST4中,實施形成包含正面電極7及背面電極8之電極之步驟(亦稱為第4步驟)。此處,例如藉由向保護層6及孔部CH1內配置電極形成用之材料並對該電極形成用之材料進行加熱,而形成背面電極8。此時所形成之背面電極8中包含第2提取電極8a與第2集電電極8b。並且,第2集電電極8b具有:電極層8b1,其位於保護層6上;及連接部8b2,其係以自保護層6之孔部CH1內貫通鈍化層4之方式設置位置且與半導體基板1進行電性連接。 此處,例如圖16(f)所示,形成正面電極7及背面電極8。 正面電極7例如係使用含有包含銀作為主成分之金屬粉末、有機媒劑及玻璃料之第1金屬膏(亦稱為銀膏)而製作。首先,將第1金屬膏塗佈於半導體基板1之第1表面1a側。於第1實施形態中,於形成於第1表面1a上之鈍化層4上之抗反射層5上塗佈第1金屬膏。此處,第1金屬膏之塗佈例如可藉由網版印刷等而實現。然後,於塗佈第1金屬膏後,可於特定之溫度下使第1金屬膏中之溶劑蒸發而進行乾燥。若藉由網版印刷塗佈第1金屬膏,則例如可於1個步驟中形成正面電極7中所含之第1提取電極7a、第1集電電極7b及輔助電極7c。其後,例如於焙燒爐內最高溫度設為600℃至850℃,且加熱時間設為數十秒鐘至數十分鐘左右之條件下,對第1金屬膏進行焙燒,藉此形成正面電極7。 背面電極8中所含之第2提取電極8a例如係使用含有包含銀作為主成分之金屬粉末、有機媒劑及玻璃料等之第2金屬膏(亦稱為銀膏)而製作。作為向半導體基板1塗佈第2金屬膏之方法,例如可使用網版印刷法等。於塗佈第2金屬膏後,可於特定溫度下使第2金屬膏中之溶劑蒸發而進行乾燥。其後,於焙燒爐內最高溫度設為600℃至850℃,且加熱時間設為數十秒鐘至數十分鐘左右之條件下,對第2金屬膏進行焙燒,藉此將第2提取電極8a形成於半導體基板1之第2表面1b側。 背面電極8中所含之第2集電電極8b例如係使用含有包含鋁作為主成分之金屬粉末、有機媒劑及玻璃料之第3金屬膏(Al膏)而製作。首先,將第3金屬膏以與預先塗佈之第2金屬膏之一部分接觸之方式塗佈於半導體基板1之第2表面1b側。於第1實施形態中,於形成於第2表面1b上之鈍化層4上之保護層6上及孔部CH1內塗佈第3金屬膏。此時,除形成第2提取電極8a之部位之一部分以外,亦可於半導體基板1之第2表面1b側之大致整個面塗佈第3金屬膏。此處,第3金屬膏之塗佈例如可藉由網版印刷等而實現。此處,於塗佈第3金屬膏後,可於特定溫度下使第3金屬膏內之溶劑蒸發而進行乾燥。其後,例如於焙燒爐內最高溫度設為600℃至850℃,且加熱時間設為數十秒鐘至數十分鐘左右之條件下對第3金屬膏進行焙燒,藉此將第2集電電極8b形成於半導體基板1之第2表面1b側。此時,第3金屬膏於進行焙燒時將鈍化層4燒透,而與第1半導體層2進行電性連接。藉此,形成第2集電電極8b。又,此時,隨著第2集電電極8b之形成,亦形成第3半導體層2bs。但此時,位於保護層6上之第3金屬膏被保護層6所阻擋。因此,於對第3金屬膏進行焙燒時,幾乎不會對被保護層6所阻擋之鈍化層4產生因焙燒引起之不良影響。 如此可形成背面電極8。因此,於第1實施形態中,採用第2金屬膏及第3金屬膏作為用以形成背面電極8之電極形成用之材料。此處,例如可於形成第2集電電極8b後,形成第2提取電極8a。第2提取電極8a例如可與半導體基板1直接接觸,亦可於第2提取電極8a與半導體基板1之間存在鈍化層4等而不與半導體基板1直接接觸。又,第2提取電極8a可以位於保護層6之上之方式形成。又,正面電極7及背面電極8可藉由在塗佈各金屬膏後,同時實施焙燒而形成。藉此,可提高太陽電池元件10之生產性。又,於該情形時,對半導體基板1施加之熱歷程減少,故而可提高太陽電池元件10之輸出特性。 藉由以上之步驟,可於位於半導體基板1上之鈍化層4上,形成厚度自孔部CH1之內緣部IE1至其周圍之部分緩慢地增加之保護層6。又,可於位於鈍化層4上之保護層6上,形成厚度自孔部CH1之內緣部IE1至其周圍之部分緩慢地減少之第2集電電極8b。藉此,例如於藉由第3金屬膏之焙燒而形成第2集電電極8b時,焙燒中之第2集電電極8b之中,於自孔部CH1內至孔部CH1上之區域與孔部CH1之附近之保護層6上之區域之間,熱收縮之量可緩慢地發生變化。其結果為,於孔部CH1之內緣部IE1之附近於第2集電電極8b中產生之應變減小,於第2集電電極8b上變得不易產生龜裂。因此,藉由包含第2集電電極8b之背面電極8之電阻之降低,可提高太陽電池元件10之發電效率。 <1-7.第1實施形態之彙總> 於第1實施形態之太陽電池元件10中,例如於PERC構造中,保護層6之厚度自孔部CH1之內緣部IE1至其周圍之部分緩慢地增加。並且,第2集電電極8b之厚度自孔部CH1之內緣部IE1至其周圍之部分緩慢地減少。藉此,例如於藉由第3金屬膏之焙燒而形成第2集電電極8b時,焙燒中之第2集電電極8b之中,於自孔部CH1內至孔部CH1上之區域與孔部CH1之附近之保護層6上之區域之間,熱收縮之量可緩慢地發生變化。其結果為,於孔部CH1之內緣部IE1之附近於第2集電電極8b中產生之應變減小,於第2集電電極8b中變得不易產生龜裂。又,於形成第2集電電極8b後,即便於保護層6與第2集電電極8b之間熱膨脹率有一位數程度之差異,亦於孔部CH1之內緣部IE1之附近,根據太陽電池元件10之使用溫度之變化,於第2集電電極8b中產生之應變可變小。其結果為,變得不易發生第2集電電極8b中之龜裂之產生及擴展。因此,藉由包含第2集電電極8b之背面電極8之電阻之降低,可提高太陽電池元件10之發電效率。 又,例如孔部CH1顯示出保護層6之內徑越遠離半導體基板1越增大之傾向。因此,第2集電電極8b中之孔部CH1內之部分顯示出越遠離半導體基板1則第2集電電極8b中之沿著第2表面1b之剖面之面積越增大之傾向。藉此,例如第2集電電極8b中之孔部CH1內之部分顯示出隨著遠離半導體基板1而電阻降低之傾向。其結果為,例如可提高利用第2集電電極8b所進行之載子之收集及傳遞之功能。 又,例如,保護層6係藉由絕緣性膏之塗佈形成。因此,與藉由PECVD法及濺鍍法等形成保護層6之情形相比,可無需處理用之腔室、真空泵及雷射等。藉此,例如可實現太陽電池元件10之製造所需之裝置之小型化以及構成之簡易化等。又,例如,藉由省略用以形成孔部CH1之雷射之照射,亦可實現太陽電池元件1之製造中之能量消耗量之降低。 又,例如,如上所述,藉由依序實施步驟ST1、步驟ST2、步驟ST3及步驟ST4之步驟,可製造太陽電池元件10。並且,根據第1實施形態之絕緣性膏及太陽電池元件10之製造方法,保護層6不易被燒透。其結果為,可提供可靠性較高之太陽電池元件10。 <2.其他實施形態> 本發明並不限定於上述第1實施形態,可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變更、改良等。 <2-1.第2實施形態> 於上述第1實施形態中,例如圖17所示,可採用如下太陽電池元件10A,其具有包含第1鈍化層4a與第2鈍化層4b之鈍化層4A而代替鈍化層4。於圖17之例中,第1鈍化層4a存在於與半導體基板1相接之位置,且第2鈍化層4b存在於與保護層6相接之位置。此處,例如於第1鈍化層4a與第2鈍化層4b之間可存在其他層。換言之,鈍化層4A可為積層有2層以上之鈍化層者。又,此處,例如與保護層6相接之第2鈍化層4b若含有與保護層6相同之主成分,則可提高鈍化層4A與保護層6之密接性。此處,例如於保護層6之主成分為氧化矽之情形時,可假定第2鈍化層4b之主成分亦為氧化矽(SiO2 等)之情形等。於該情形時,第1鈍化層4a及第2鈍化層4b之各者例如可藉由ALD法、PECVD法或濺鍍法等,以具有數nm至百nm左右之厚度之方式形成。 <2-2.其他> 於上述各實施形態中,於對保護層6進行平面透視之情形時,孔部CH1之內緣部IE1之至少一部分可具有凹凸形狀。此處,例如於形成保護層6時,只要適當利用遮罩等而塗佈絕緣性膏,則可於孔部CH1之內緣部IE1之一部分選擇性地形成凹凸形狀。 又,於各實施形態中,保護層6可藉由濺鍍法或CVD法等成膜法而形成。此時,例如於腔室內進行保護層6之成膜時,可將含有氯之氣體導入至腔室內。藉此,可成為於保護層6中包含氯之狀態。 當然亦可將分別構成上述各實施形態及各種變化例之全部或一部分適當地在不產生矛盾之範圍內加以組合。
1‧‧‧半導體基板
1a‧‧‧第1表面
1b‧‧‧第2表面
1c‧‧‧端面
2‧‧‧第1半導體層
2bs‧‧‧第3半導體層
3‧‧‧第2半導體層
4‧‧‧鈍化層
4A‧‧‧鈍化層
4a‧‧‧第1鈍化層
4b‧‧‧第2鈍化層
5‧‧‧抗反射層
6‧‧‧保護層
6a‧‧‧第1區域
6b‧‧‧第2區域
6c‧‧‧第3區域
6d‧‧‧第4區域
7‧‧‧正面電極
7a‧‧‧第1提取電極
7b‧‧‧第1集電電極
7c‧‧‧輔助電極
8‧‧‧背面電極
8a‧‧‧第2提取電極
8b‧‧‧第2集電電極
8b1‧‧‧電極層
8b2‧‧‧連接部
10‧‧‧太陽電池元件
10A‧‧‧太陽電池元件
10a‧‧‧第1元件表面
10b‧‧‧第2元件表面
106‧‧‧保護層
108b‧‧‧第2集電電極
BD100‧‧‧自孔部CH100之內緣部IE100起沿厚度方向之區域
CH1‧‧‧孔部
CH11‧‧‧第1孔部
CH12‧‧‧第2孔部
CH100‧‧‧孔部
CK100‧‧‧龜裂
IE1‧‧‧內緣部
IE100‧‧‧內緣部
OE1‧‧‧外緣部
OP1‧‧‧外周緣部
P1a‧‧‧剖面
P1b‧‧‧剖面
T1‧‧‧厚度
Wc1‧‧‧第1距離
Wp1‧‧‧第2距離
圖1係表示第1實施形態之太陽電池元件之一例之第1元件正面側之外觀的俯視圖。 圖2係表示第1實施形態之太陽電池元件之一例之第2元件正面側之外觀的俯視圖。 圖3係表示沿著圖1及圖2之III-III線之太陽電池元件之切割面之一例的剖面圖。 圖4係表示圖2之區域IV之一例的外觀之放大俯視圖。 圖5係表示沿著圖4之V-V線之太陽電池元件之切割面之一部分之一例的剖視圖。 圖6係表示參考例之背面電極所產生之應力分佈的剖視圖。 圖7係表示參考例之背面電極中之龜裂之產生之一例的剖視圖。 圖8係表示孔部周邊之背面電極所產生之應力分佈的剖視圖。 圖9係表示沿著圖4之IX-IX線之太陽電池元件之切割面之一部分之一例的剖視圖。 圖10係表示沿著圖2之X-X線之太陽電池元件之切割面之一部分之一例的剖視圖。 圖11係表示沿著圖2之XI-XI線之太陽電池元件之切割面之一部分之一例的剖視圖。 圖12係表示圖2之區域XII之一例之外觀的放大俯視圖。 圖13係表示與參考例之太陽電池元件中之圖10及圖11之切割面相對應之切割面之一部分之一例的剖視圖。 圖14係表示絕緣性膏之生成流程之一例的流程圖。 圖15係表示太陽電池元件之製造流程之一例的流程圖。 圖16(a)至圖16(e)分別係表示與製造太陽電池元件之中途狀態下之圖3之切割面相對應的切割面之一例的剖面圖。圖16(f)係表示已製造出太陽電池元件之狀態下之切割面之一例的剖面圖。 圖17係表示與第2實施形態之太陽電池元件之圖5之切割面相對應的切割面之一部分之一例的剖面圖。

Claims (8)

  1. 一種太陽電池元件,其具備:半導體基板,其具有第1表面、及朝向與該第1表面相反之方向之第2表面;鈍化層,其位於上述第2表面上;保護層,其位於該鈍化層上;及背面電極,其位於該保護層上;並且該背面電極係經由貫通上述保護層及上述鈍化層之1個以上之孔部而與上述半導體基板進行電性連接,上述保護層具有顯示出隨著遠離上述孔部之內緣部而厚度增加之傾向的第1區域、及設置成位於包圍該第1區域之位置之第2區域,上述第1區域中之最遠離上述內緣部之位置與上述內緣部之距離大於上述第2區域之厚度,上述背面電極顯示出於上述第1區域上,隨著遠離上述內緣部而厚度減小之傾向。
  2. 如請求項1之太陽電池元件,其中於對上述保護層進行平面透視之情形時,上述內緣部具有凹凸部。
  3. 如請求項1或2之太陽電池元件,其中上述1個以上之孔部包含相鄰之第1孔部及第2孔部,位於上述第1孔部之周圍之上述第1區域中之最遠離上述內緣部之位 置與上述內緣部的距離未達上述第1孔部與上述第2孔部之間之距離之一半。
  4. 如請求項1或2之太陽電池元件,其中上述鈍化層包含存在於與上述半導體基板相接之位置的第1鈍化層、及存在於與上述保護層相接之位置的第2鈍化層,上述第2鈍化層與上述保護層含有相同之主成分。
  5. 如請求項1或2之太陽電池元件,其中上述保護層含有氯。
  6. 如請求項5之太陽電池元件,其中於上述保護層中位於上述背面電極側之部位之氯濃度高於位於上述鈍化層側之部位之氯濃度。
  7. 如請求項5之太陽電池元件,其中上述鈍化層含有氯。
  8. 一種太陽電池元件之製造方法,其具有如下步驟:準備半導體基板,該半導體基板具有第1表面、及朝向與該第1表面相反之方向之第2表面;於上述第2表面上形成鈍化層;藉由在上述鈍化層上以形成包含孔部之圖案之方式塗佈溶液並使該 溶液乾燥,而形成具有顯示出隨著遠離上述孔部之內緣部而厚度增加之傾向之厚度變化區域的保護層;及藉由在上述保護層上及上述孔部內配置電極形成用之材料並對該電極形成用之材料進行加熱,而形成背面電極,該背面電極具有位於上述保護層上之電極層、及設置成位於自上述保護層之上述孔部內貫通上述鈍化層之位置且與上述半導體基板進行電性連接之連接部。
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