WO2012002271A1 - 太陽電池セル、配線付き太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび配線付き太陽電池セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

　基板（１）と、基板（１）の一方の面側に設けられた第１の電極（６，７）と、第１の電極（６，７）の表面を覆う第１の被覆層（６６，６７）と、を備え、第１の被覆層（６６，６７）は第１の電極（６，７）を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなる太陽電池セル（８）、配線付き太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび配線付き太陽電池セルの製造方法である。

Description

太陽電池セル、配線付き太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび配線付き太陽電池セルの製造方法

　本発明は、太陽電池セル、配線付き太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび配線付き太陽電池セルの製造方法に関する。

　近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ₂の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池セルを用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。

　太陽電池セルは、従来から、たとえば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面にシリコン基板の導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってｐｎ接合を形成し、シリコン基板の受光面と受光面の反対側の裏面にそれぞれ電極を形成して製造された両面電極型太陽電池セルが主流となっている。また、両面電極型太陽電池セルにおいては、シリコン基板の裏面にシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的となっている。

　また、シリコン基板の受光面に電極を形成せず、シリコン基板の裏面のみにｎ電極およびｐ電極を形成した裏面電極型太陽電池セル（たとえば特許文献１（特開２００６－３３２２７３号公報）参照）についても研究開発が進められている。このような裏面電極型太陽電池セルにおいては、シリコン基板の受光面に入射光を遮る電極の形成が不要になることから、太陽電池セルの変換効率の向上が期待されている。また、上記の裏面電極型太陽電池セルの電極を配線シートの配線に接続してなる配線シート付き太陽電池セルの技術開発も進められている。

特開２００６－３３２２７３号公報

　裏面電極型太陽電池セルの電極や配線シートの配線には、通常、金属材料が使用されるが、金属材料は電界によってイオン化した金属材料が電界方向に沿って析出するというイオンマイグレーションの性質を有している。このイオンマイグレーションの発生のしやすさは、周囲の温度および湿度が同一の場合には、金属材料の種類と、電界の電界強度とに依存している。

　また、ｐ電極とｎ電極との間の電極間ピッチと、変換効率との間には密接な関係があることもわかってきており、電極間ピッチが狭いほど変換効率が高くなる傾向にある。一方、電極間ピッチを狭くした場合には、電極間に発生する電界の電界強度が大きくなるため、イオンマイグレーションが促進されて、イオンマイグレーションにより析出した金属イオンから形成された針状物質で電極間が短絡すること等によって、変換効率が低下するおそれがある。

　上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、イオンマイグレーションに起因する特性の低下を安定して抑制することができる太陽電池セル、配線付き太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび配線付き太陽電池セルの製造方法を提供することにある。

　本発明は、基板と、基板の一方の面側に設けられた第１の電極と、第１の電極の表面を覆う第１の被覆層と、を備え、第１の被覆層は第１の電極を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなる太陽電池セルである。

　ここで、本発明の太陽電池セルにおいては、第１の被覆層が導電性材料からなることが好ましい。

　また、本発明の太陽電池セルにおいて、太陽電池セルは裏面電極型太陽電池セルであることが好ましい。

　また、本発明の太陽電池セルにおいては、基板の一方の面側に設けられた第２の電極と第２の電極の表面を覆う第２の被覆層とをさらに備え、第２の電極は第１の電極とは異なる極性の電極であり、第２の被覆層は第２の電極を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなることが好ましい。

　また、本発明の太陽電池セルにおいては、第２の被覆層が導電性材料からなることが好ましい。

　また、本発明は、基板と、基板の一方の面側に設けられた第１の電極とを備えた太陽電池セルと、第１の電極に電気的に接続されている第１の配線部材と、第１の電極の表面の少なくとも一部を覆う第１の被覆層と、を備え、第１の被覆層は、第１の電極を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなり、第１の配線部材の幅が第１の電極の幅よりも広い配線付き太陽電池セルである。

　また、本発明は、基板と、基板の一方の面側に設けられた第１の電極と、基板の一方の面側に設けられた、第１の電極とは異なる極性の第２の電極と、を備えた太陽電池セルと、第１の電極に電気的に接続されている第１の配線部材と、第２の電極に電気的に接続されている第２の配線部材と、第１の電極の表面の少なくとも一部を覆う第１の被覆層と、第２の電極の表面の少なくとも一部を覆う第２の被覆層と、を備え、第１の被覆層は、第１の電極を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなり、第２の被覆層は、第２の電極を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなり、第１の配線部材の幅は第１の電極の幅よりも広く、第２の配線部材の幅は第２の電極の幅よりも広い配線付き太陽電池セルである。ここで、第１の電極と第２の電極とが隣り合って配置されており、第１の被覆層が、第１の電極の第２の電極と隣り合う側の表面の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。また、第１の配線部材と第２の配線部材とが隣り合って配置されており、第１の被覆層は、第１の電極に接続している第１の配線部材の表面の第２の配線部材と隣り合う側の端部における角部の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。

　また、本発明は、上記のいずれかに記載の配線付き太陽電池セルを含む太陽電池モジュールである。

　さらに、本発明は、基板の一方の面側に電極が配置されている太陽電池セルと配線部材とを備えた配線付き太陽電池セルを製造する方法であって、電極および配線部材の少なくとも一方に電極を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなる被覆部材を設置する工程と、被覆部材を加熱して溶融させた後に固化することによって形成された被覆層で電極の表面を覆うとともに電極と配線部材とを電気的に接続する工程と、を含む、配線付き太陽電池セルの製造方法である。

　また、本発明の配線付き太陽電池セルの製造方法において、被覆部材は、電極を構成する金属材料および配線部材の融点よりも低い融点を有するろう材または導電性接着材からなることが好ましい。

　また、本発明の配線付き太陽電池セルの製造方法において、配線部材の幅は電極の幅よりも広いことが好ましい。

　本発明によれば、イオンマイグレーションに起因する特性の低下を安定して抑制することができる太陽電池セル、配線付き太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび配線付き太陽電池セルの製造方法を提供することができる。

実施の形態１の太陽電池セルの模式的な断面図である。 様々な種類の材料のイオンマイグレーション感受性の相対値を示す図である。 （ａ）～（ｅ）は、実施の形態１の太陽電池セルの製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施の形態２の配線付き太陽電池セルの製造方法の一例を図解する模式的な断面図である。 実施の形態２の太陽電池モジュールの模式的な断面図である。 実施の形態２の配線付き太陽電池セルの変形例の模式的な断面図である。 実施の形態２の太陽電池モジュールの変形例の模式的な断面図である。 （ａ）～（ｄ）は、配線シートの製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。 実施の形態２の配線付き太陽電池セルのさらに他の変形例の模式的な断面図である。 実施の形態２の太陽電池モジュールのさらに他の変形例の模式的な断面図である。 実施の形態３の配線付き太陽電池セルの模式的な断面図である。 実施の形態３の太陽電池モジュールの模式的な断面図である。 実施の形態３の配線付き太陽電池セルの変形例の模式的な断面図である。 実施の形態３の太陽電池モジュールの変形例の模式的な断面図である。

　以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

　＜実施の形態１＞
　図１に、本発明の太陽電池セルの一例である実施の形態１の太陽電池セルの模式的な断面図を示す。ここで、実施の形態１の太陽電池セルは、図１に示すように、基板１の一方の面側に互いに異なる極性（負極、正極）となるｎ型用電極６およびｐ型用電極７がそれぞれ設けられた裏面電極型太陽電池セルである。

　図１に示す太陽電池セル８は、基板１と、基板１の一方の面（裏面）側に形成されたｎ型不純物拡散領域２およびｐ型不純物拡散領域３と、ｎ型不純物拡散領域２に接するようにして形成されたｎ型用電極６と、ｐ型不純物拡散領域３に接するようにして形成されたｐ型用電極７とを有している。

　ｎ型不純物拡散領域２およびｐ型不純物拡散領域３はそれぞれ図１の紙面の表面側および／または裏面側に伸びる帯状に形成されており、ｎ型不純物拡散領域２とｐ型不純物拡散領域３とは基板１の裏面において所定の間隔をあけて配置されている。

　ｎ型用電極６およびｐ型用電極７もそれぞれ図１の紙面の表面側および／または裏面側に伸びる帯状に形成されており、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７はそれぞれｎ型不純物拡散領域２およびｐ型不純物拡散領域３に沿って形成されている。

　ｎ型用電極６の表面は被覆層６６によって覆われており、ｐ型用電極７の表面は被覆層６７によって覆われている。ここで、被覆層６６がｎ型用電極６を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料から構成されるとともに、被覆層６７がｐ型用電極７を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料から構成されている。

　基板１の受光面にはテクスチャ構造などの凹凸構造が形成されており、その凹凸構造を覆うようにして反射防止膜５が形成されている。基板１の裏面には、たとえば、パッシベーション膜などが形成されていてもよい。

　実施の形態１の太陽電池セルにおいては、ｎ型用電極６の表面がｎ型用電極６を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料から構成された被覆層６６によって覆われており、ｐ型用電極７の表面がｐ型用電極７を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料から構成された被覆層６７によって覆われている。これにより、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれの表面からイオンマイグレーションに起因して生成される針状物質によるｎ型用電極６とｐ型用電極７との間の電気的な短絡の発生等による太陽電池セルの特性の低下を抑制することができる。

　なお、被覆層６６はｎ型用電極６の表面の少なくとも一部を覆っていればよく、被覆層６７はｐ型用電極７の表面の少なくとも一部を覆っていればよいが、イオンマイグレーションに起因する太陽電池セルの特性の低下を安定して抑制する観点からは、被覆層６６がｎ型用電極６の表面全面を覆っているとともに被覆層６７がｐ型用電極７の表面全面を覆っていることが好ましい。

　被覆層６６および被覆層６７はそれぞれ導電性材料からなることが好ましい。被覆層６６および被覆層６７が導電性材料からなる場合には、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれの表面が同電位の導電性材料からなる被覆層６６および被覆層６７で覆われることによって、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれの表面に電界が発生するのを抑制することができる。これにより、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれからイオンマイグレーションによって金属イオンが析出するのを抑制することができるため、イオンマイグレーションに起因する太陽電池セルの特性の低下を安定して抑制することができる。

　被覆層６６および被覆層６７はそれぞれ絶縁性材料からなっていてもよい。ただし、被覆層６６および被覆層６７が絶縁性材料からなる場合には、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれからイオンマイグレーションによって析出される金属イオンが被覆層６６および被覆層６７に侵入するのを抑制することができる材料であることが好ましい。これにより、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれからイオンマイグレーションによって析出した金属イオンの被覆層６６および被覆層６７への侵入を被覆層６６および被覆層６７で止めることができるため、イオンマイグレーションに起因する太陽電池セルの特性の低下を安定して抑制することができる。なお、イオンマイグレーションによって析出される金属イオンの侵入を抑制することができる材料としては、たとえばハロゲンイオンの含有率が低い材料などを挙げることができる。

　図２に、様々な種類の材料のイオンマイグレーション感受性の相対値を示す。図２は銀（Solid　Ag(foil)）のイオンマイグレーション感受性を１００としたときの様々な種類の金属材料のイオンマイグレーション感受性の相対値を示す図である。図２の縦軸に様々な種類の材料を示し、図２の横軸が縦軸のそれぞれの材料のイオンマイグレーション感受性の相対値を示している。なお、図２は、（社）腐食防食協会編「腐食センターニュース　Ｎｏ．０１７」（１９９８年９月１日）の第３頁の記載に基づくものである。また、図２の横軸は対数軸となっている。

　たとえば、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７がそれぞれ銀からなる場合には、図２に示すように、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７を構成する金属材料のイオンマイグレーション感受性の相対値は１００となる。この場合には、被覆層６６および被覆層６７を構成する材料としては、たとえば、イオンマイグレーション感受性の相対値が１００よりも低い材料（図２参照）を用いることができる。

　以下、図３（ａ）～図３（ｅ）の模式的断面図を参照して、実施の形態１の太陽電池セルの製造方法の一例について説明する。

　まず、図３（ａ）に示すように、たとえばインゴットからスライスすることなどによって、基板１の表面にスライスダメージ１ａが形成された基板１を用意する。ここで、基板１としては、たとえば、ｎ型またはｐ型のいずれかの導電型を有する多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどのシリコン基板を用いることができる。

　次に、図３（ｂ）に示すように、基板１の表面のスライスダメージ１ａを除去する。ここで、スライスダメージ１ａの除去は、たとえば基板１が上記のシリコン基板からなる場合には、上記のスライス後のシリコン基板の表面をフッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングすることなどによって行なうことができる。スライスダメージ１ａの除去後の基板１の大きさおよび形状も特に限定されないが、たとえば厚さが１００μｍ以上５００μｍ以下の基板１を用いることができる。

　次に、図３（ｃ）に示すように、基板１の裏面に、ｎ型不純物拡散領域２およびｐ型不純物拡散領域３をそれぞれ形成する。ここで、ｎ型不純物拡散領域２は、たとえば、ｎ型不純物を含むガスを用いた気相拡散またはｎ型不純物を含むペーストを塗布した後に熱処理する塗布拡散などの方法により形成することができる。また、ｐ型不純物拡散領域３は、たとえば、ｐ型不純物を含むガスを用いた気相拡散またはｐ型不純物を含むペーストを塗布した後に熱処理する塗布拡散などの方法により形成することができる。

　ｎ型不純物を含むガスとしては、たとえばＰＯＣｌ₃のようなリンなどのｎ型不純物を含むガスを用いることができ、ｐ型不純物を含むガスとしては、たとえばＢＢｒ₃のようなボロンなどのｐ型不純物を含むガスを用いることができる。

　ｎ型不純物拡散領域２は、ｎ型不純物を含み、ｎ型の導電型を示す領域であれば特に限定されない。ｎ型不純物としては、たとえばリンなどを用いることができる。

　ｐ型不純物拡散領域３は、ｐ型不純物を含み、ｐ型の導電型を示す領域であれば特に限定されない。ｐ型不純物としては、たとえばボロンおよび／またはアルミニウムなどを用いることができる。

　ｎ型不純物拡散領域２およびｐ型不純物拡散領域３をそれぞれ形成した後の基板１の裏面にパッシベーション膜を形成してもよい。パッシベーション膜は、たとえば、熱酸化法またはプラズマＣＶＤ（Chemical　Vapor　Deposition）法などの方法により、たとえば、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、または窒化シリコン膜と酸化シリコン膜との積層体を形成することによって作製することができる。パッシベーション膜の厚みは、たとえば０．０５μｍ以上１μｍ以下とすることができる。

　次に、図３（ｄ）に示すように、基板１の受光面の全面にテクスチャ構造などの凹凸構造を形成した後に、その凹凸構造上に反射防止膜５を形成する。

　ここで、テクスチャ構造は、たとえば、基板１の受光面をエッチングすることにより形成することができる。たとえば、基板１がシリコン基板である場合には、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したエッチング液を用いて基板１の受光面をエッチングすることによって形成することができる。

　反射防止膜５は、たとえばプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。反射防止膜５としては、たとえば、窒化シリコン膜などを用いることができるが、これに限定されるものではない。

　基板１の裏面にパッシベーション膜を形成した場合には、基板１の裏面のパッシベーション膜の一部を除去することによってｎ型不純物拡散領域２の表面の少なくとも一部およびｐ型不純物拡散領域３の表面の少なくとも一部をそれぞれ露出させるコンタクトホールを形成してもよい。

　コンタクトホールは、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホールの形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンをパッシベーション膜上に形成した後にレジストパターンの開口からパッシベーション膜をエッチングなどにより除去する方法、またはコンタクトホールの形成箇所に対応するパッシベーション膜の部分にエッチングペーストを塗布した後に加熱することによってパッシベーション膜をエッチングして除去する方法などにより形成することができる。

　次に、図３（ｅ）に示すように、半導体基板１の裏面のｎ型不純物拡散領域２に接するｎ型用電極６を形成するとともに、ｐ型不純物拡散領域３に接するｐ型用電極７を形成する。

　ｎ型用電極６およびｐ型用電極７はそれぞれ、たとえば、銀ペーストをｎ型不純物拡散領域２およびｐ型不純物拡散領域３のそれぞれに接するように塗布した後に銀ペーストを焼成することによって形成することができる。これにより、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７をそれぞれ、少なくともその表面に銀を含む電極とすることができる。なお、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７はそれぞれ少なくともその表面に銀を含む電極でなくてもよいことは言うまでもない。

　その後、ｎ型用電極６の表面に被覆層６６を形成するとともに、ｐ型用電極７の表面に被覆層６７を形成する。被覆層６６および被覆層６７の形成方法は特に限定されず、ｎ型用電極６の表面の少なくとも一部およびｐ型用電極７の表面の少なくとも一部を覆うことができる方法であれば特に限定されない。以上により、実施の形態１の太陽電池セルを製造することができる。

　なお、本発明における裏面電極型太陽電池セルの概念には、上述した基板の一方の面側（裏面側）のみにｎ型用電極およびｐ型用電極の双方が形成された構成のものだけでなく、ＭＷＴ（Metal　Wrap　Through）セル（基板に設けられた貫通孔に電極の一部を配置した構成の太陽電池セル）などのいわゆるバックコンタクト型太陽電池セル（太陽電池セルの受光面側と反対側の裏面側から電流を取り出す構造の太陽電池セル）のすべてが含まれる。

　＜実施の形態２＞
　実施の形態２の配線付き太陽電池セルは、実施の形態１の太陽電池セル８の複数が配線部材によって電気的に接続されていることを特徴としている。

　以下、図４（ａ）および図４（ｂ）の模式的断面図を参照して、実施の形態２の配線付き太陽電池セルの製造方法の一例について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３のそれぞれの表面上方に、実施の形態１の太陽電池セル８を配置する。ここで、実施の形態１の太陽電池セル８は、ｎ型用配線部材１２の表面上方にｎ型用電極６が位置し、ｐ型用配線部材１３の表面上方にｐ型用電極７が位置するように配置される。

　ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３はそれぞれ導電性材料からなる配線部材であれば特に限定されないが、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３を構成する導電性材料はそれぞれｎ型用電極６およびｐ型用電極７を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料であることが好ましい。たとえば、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７を構成する金属材料が銀である場合には、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３としてはそれぞれ銀よりもイオンマイグレーション感受性が低い銅などを好適に用いることができる（図２参照）。

　また、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３の形状は、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３がそれぞれｎ型用電極６およびｐ型用電極７と電気的に接続できる形状であれば特に限定されないが、たとえば後述のようにｎ型用配線部材１２の幅Ｄ１がｎ型用電極６の幅ｄ１よりも広く、かつｐ型用配線部材１３の幅Ｄ２がｐ型用電極７の幅ｄ２よりも広い形状となっていることが好ましい。

　ｎ型用電極６およびｐ型用電極７がそれぞれ複数存在する場合には、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３もこれらの電極に対応する形状でそれぞれ複数存在していてもよい。また、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３は、複数のｎ型用配線部材１２同士を電気的に接続する配線部材および複数のｐ型用配線部材１３同士を電気的に接続する配線部材などを備えていてもよい。さらに、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３は、複数の太陽電池セル８を電気的に接続するための配線部材などを備えていてもよい。

　本実施の形態においては、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３はそれぞれ図４の紙面の表面側および／または裏面側に伸びる帯状に形成されている。したがって、図４の紙面の法線方向に沿って、ｎ型用配線部材１２の表面がｎ型用電極６の表面を覆う導電性材料からなる被覆層６６の表面と向かい合っているとともに、ｐ型用配線部材１３の表面がｐ型用電極７の表面を覆う導電性材料からなる被覆層６７の表面と向かい合っている。

　ｎ型用配線部材１２の幅Ｄ１はｎ型用電極６の幅ｄ１よりも広くなっているとともに、ｐ型用配線部材１３の幅Ｄ２はｐ型用電極７の幅ｄ２よりも広くなっている。なお、ｎ型用電極６の幅ｄ１、ｐ型用電極７の幅ｄ２、ｎ型用配線部材１２の幅Ｄ１およびｐ型用配線部材１３の幅Ｄ２は、それぞれ、伸長方向（図４の紙面の法線方向）に直交する方向（図４の紙面の左右方向）の長さに相当する。

　ｎ型用電極６の幅ｄ１およびｐ型用電極７の幅ｄ２は、それぞれ、たとえば１００μｍ以上３００μｍ以下とすることができる。また、ｎ型用電極６の厚さおよびｐ型用電極７の厚さは、それぞれ、たとえば５μｍ以上１５μｍ以下とすることができる。なお、ｎ型用電極６の幅ｄ１およびｐ型用電極７の幅ｄ２はそれぞれ必ずしも同一の値である必要はなく、ｎ型用電極６の厚さおよびｐ型用電極７の厚さもそれぞれ必ずしも同一の値である必要はない。

　ｎ型用配線部材１２の幅Ｄ１およびｐ型用配線部材１３の幅Ｄ２は、それぞれ、たとえば３００μｍ以上６００μｍ以下とすることができる。また、ｎ型用配線部材１２の厚さおよびｐ型用配線部材１３の厚さは、たとえば１０μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。なお、ｎ型用配線部材１２の幅Ｄ１およびｐ型用配線部材１３の幅Ｄ２はそれぞれ必ずしも同一の値である必要はなく、ｎ型用配線部材１２の厚さおよびｐ型用配線部材１３の厚さもそれぞれ必ずしも同一の値である必要はない。

　次に、ｎ型用配線部材１２の表面に接するようにｎ型用電極６の表面を覆う被覆層６６を設置し、ｐ型用配線部材１３の表面に接するようにｐ型用電極７の表面を覆う被覆層６７を設置する。その後、被覆層６６，６７をそれぞれ加熱して溶融させた後に固化させる。これにより、被覆層６６，６７が一旦溶融状態となって、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３のそれぞれの表面へ濡れ広がり、その後、たとえば冷却等によって濡れ広がった形状で固まる。そして、図４（ｂ）に示すように、濡れ広がった形状で固化した被覆層６６，６７によって、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７がそれぞれｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３と接合して電気的な接続が形成される。以上により、実施の形態２の配線付き太陽電池セルを製造することができる。

　上述したように、ｎ型用配線部材１２の幅Ｄ１はｎ型用電極６の幅ｄ１よりも広くなっているとともに、ｐ型用配線部材１３の幅Ｄ２はｐ型用電極７の幅ｄ２よりも広くなっている。そのため、溶融状態の被覆層６６，６７がｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３のそれぞれの表面で十分に濡れ広がるため、固化後の被覆層６６，６７がｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれの表面を覆うことができる。

　すなわち、被覆層６６，６７は加熱によって溶融するろう材または導電性接着剤からなることが好ましい。特に、ｎ型用電極６とｎ型用配線部材１２との電気的な接続およびｐ型用電極７とｐ型用配線部材１３との電気的な接続を図る観点からは、被覆層６６，６７が導電性材料からなることが好ましい。また、ろう材または導電性接着材からなる被覆層６６，６７の融点は、電極（ｎ型用電極６、ｐ型用電極７）の融点および配線部材（ｎ型用配線部材１２、ｐ型用配線部材１３）の融点よりも低いことが好ましい。この場合には、電極や配線部材の形状を変化させることなく、被覆層６６，６７を溶融させることができるため、被覆層６６，６７が電極や配線部材の表面を容易に覆うことができる傾向にある。

　また、電極（ｎ型用電極６、ｐ型用電極７）を構成する金属材料が銀である場合には、被覆層６６，６７としては、錫合金である半田を用いることが好ましい。この場合には、被覆層６６，６７が導電性材料からなることによる上記の効果に加えて、電極と配線部材との接続部分における電圧降下を低減することができるため、配線付き太陽電池セルの出力電力を向上することができる。

　なお、上記においては、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれの表面上に被覆層６６および被覆層６７が設置された実施の形態１の太陽電池セル８を用いた場合について説明したが、被覆層６６および被覆層６７は、配線部材（ｎ型用配線部材１２、ｐ型用配線部材１３）の表面のみに設置してもよく、電極（ｎ型用電極６、ｐ型用電極７）および配線部材（ｎ型用配線部材１２、ｐ型用配線部材１３）のそれぞれの表面に設置してもよい。また、被覆層６６および被覆層６７は、電極（ｎ型用電極６、ｐ型用電極７）の表面に限らず、電極の側面や電極近傍の半導体基板１の裏面上に設置されてもよい。

　また、上記においては、実施の形態１の太陽電池セル８を用いた場合について説明したが、実施の形態２の配線付き太陽電池セルは、電極および配線部材の少なくとも一方に電極を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなる被覆部材を設置する工程と、被覆部材を加熱して溶融させた後に固化することによって形成された被覆層で電極の表面を覆うとともに電極と配線部材とを電気的に接続する工程と、を含む方法によっても作製することができる。なお、被覆部材は、加熱による溶融によって、配線部材の表面に濡れ広がった後に固化することで電極表面を覆う被覆層となる。

　被覆部材が加熱による溶融によって配線部材表面に濡れ広がることで電極表面を覆う被覆層を形成することができれば、電極表面に被覆部材を設置することなく、たとえば電極の側部にのみ被覆部材を設置することができる。これにより、被覆部材が絶縁性材料からなる、若しくは電気抵抗が高いなどの理由で、電極を配線部材に直接接触させる必要がある場合でも、被覆層を設置することが可能となる。

　ここで、被覆部材は、電極を構成する金属材料および配線部材の融点よりも低い融点を有するろう材または導電性接着材からなることが好ましい。また、ろう材または導電性接着材からなる被覆部材の融点は、電極（ｎ型用電極６、ｐ型用電極７）の融点および配線部材（ｎ型用配線部材１２、ｐ型用配線部材１３）の融点よりも低いことが好ましい。この場合には、電極や配線部材の形状を変化させることなく、被覆部材を溶融させることができるため、被覆部材が電極や配線部材の表面を容易に覆うことができる傾向にある。

　また、当該方法においても、配線部材の幅は電極の幅よりも広いことが好ましい。この場合には、被覆部材の加熱による溶融によって被覆部材が配線部材の表面からはみ出すことなく電極の表面を覆うようにすることができる傾向が大きくなる。

　その後、たとえば図５の模式的断面図に示すように、透明基板１７と裏面保護材１９との間の封止材１８中に実施の形態２の配線付き太陽電池セルを封止することによって、実施の形態２の太陽電池モジュールを作製することができる。

　ここで、透明基板１７としては、たとえばガラス基板などの太陽電池モジュールに入射する光を透過させることが可能な基板を用いることができる。封止材１８としては、たとえばエチレンビニルアセテートなどの太陽電池モジュールに入射する光を透過させることが可能な樹脂などを用いることができる。裏面保護材１９としては、たとえばポリエステルフィルムなどの配線付き太陽電池セルの保護が可能な部材などを用いることができる。

　図６に実施の形態２の配線付き太陽電池セルの変形例の模式的な断面図を示し、図７に実施の形態２の太陽電池モジュールの変形例の模式的な断面図を示す。図６に示される配線付き太陽電池セルおよび図７に示される太陽電池モジュールにおいては、絶縁性基材１１の表面上にｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３が設置されている配線シート１０を用いて複数の太陽電池セル８が電気的に直列に接続されている点に特徴がある。このような配線シート１０を用いた場合には、多数の電極と配線部材との電気的な接続を容易かつ確実に行なうことができる点で好適である。

　以下、図８（ａ）～図８（ｄ）の模式的断面図を参照して、配線シート１０の製造方法の一例について説明する。

　まず、図８（ａ）に示すように、絶縁性基材１１の表面上に導電性材料からなる導電層４１を形成する。

　ここで、絶縁性基材１１としては、たとえば、ポリエステル、ポリエチレンナフタレートまたはポリイミドなどの樹脂からなる基板を用いることができるが、これに限定されるものではない。絶縁性基材１１の厚さは、たとえば１０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。

　次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁性基材１１の表面の導電層４１上にレジスト４２を形成する。

　ここで、レジスト４２は、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３などの配線シート１０の配線部材を残す箇所以外の箇所に開口部を有する形状に形成される。レジスト４２としてはたとえば従来から公知のものを用いることができ、たとえば、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布またはインクジェット塗布などの方法によって所定の位置に塗布された樹脂を硬化したものなどを用いることができる。

　次に、図８（ｃ）に示すように、レジスト４２から露出している箇所の導電層４１を矢印４３の方向に除去することによって導電層４１のパターンニングを行ない、導電層４１の残部からｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３などの配線シート１０の配線部材を形成する。

　ここで、導電層４１の除去は、たとえば、酸やアルカリの溶液を用いたウエットエッチングなどによって行なうことができる。

　次に、図８（ｄ）に示すように、ｎ型用配線部材１２の表面およびｐ型用配線部材１３の表面からレジスト４２をすべて除去する。これにより、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３が絶縁性基材１１上に形成された配線シート１０が作製される。絶縁性基材１１上に形成される配線部材としては、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３以外にも、たとえば、複数のｎ型用配線部材１２同士を電気的に接続する配線部材、複数のｐ型用配線部材１３同士を電気的に接続する配線部材、および複数の太陽電池セル８を電気的に接続するための配線部材などが形成されてもよい。

　図９に実施の形態２の配線付き太陽電池セルのさらに他の変形例の模式的な断面図を示し、図１０に実施の形態２の太陽電池モジュールのさらに他の変形例の模式的な断面図を示す。図９に示される配線付き太陽電池セルおよび図１０に示される太陽電池モジュールにおいては、基板１と絶縁性基材１１との間に絶縁性材料１６が配置されており、太陽電池セル８と配線シート１０とが絶縁性材料１６によって接合されている点に特徴がある。

　ここで、絶縁性材料１６としては絶縁性の材料であれば特に限定されず、たとえば樹脂成分として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂とアクリル樹脂との混合樹脂のいずれかを含む電気的に絶縁性の熱硬化性および／または光硬化性の樹脂組成物などを用いることができる。また、絶縁性材料１６は、樹脂成分以外の成分として、たとえば硬化剤などの従来から公知の添加剤を１種類以上含んでいてもよい。

　絶縁性材料１６としてはイオンマイグレーションを促進するハロゲンイオンの含有量が低い絶縁性材料などのイオンマイグレーションにより析出した金属イオンの侵入を妨げる材料を用いることが好ましい。この場合には、イオンマイグレーションに起因する配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの特性の低下を安定して抑制することができる。

　また、絶縁性材料１６としては絶縁性の接着材を用いることが好ましい。この場合には、太陽電池セル８と配線シート１０とを絶縁性材料１６によってより強固に接着することができるため、配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの機械的強度を向上させることができるとともに、ｎ型用電極６とｐ型用電極７との間の領域への水分の浸入も抑制することができるため、イオンマイグレーションの発生をさらに抑制することができる傾向が大きくなる。

　なお、図９に示される配線付き太陽電池セルおよび図１０に示される太陽電池モジュールは、それぞれ、太陽電池セル８および配線シート１０の少なくとも一方に絶縁性材料１６を塗布した後に太陽電池セル８と配線シート１０とを貼り合わせることによって作製可能である。

　以上のように、図４～図７および図９～図１０に示される実施の形態２の配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールにおいても、ｎ型用電極６の表面がｎ型用電極６を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料から構成された被覆層６６によって覆われており、ｐ型用電極７の表面がｐ型用電極７を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料から構成された被覆層６７によって覆われている。そのため、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれの表面からイオンマイグレーションに起因して生成される針状物質によるｎ型用電極６とｐ型用電極７との間の電気的な短絡の発生等による特性の低下を抑制することができる。

　また、図４～図７および図９～図１０に示される実施の形態２の配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールにおいては、ｎ型用電極６とｐ型用電極７とが隣り合って配置されており、被覆層６６がｎ型用電極６のｐ型用電極７と隣り合う表面の少なくとも一部を覆っており、被覆層６７がｐ型用電極７のｎ型用電極６と隣り合う表面の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。この場合には、ｎ型用電極６およびｐ型用電極７のそれぞれの表面のうち、ｎ型用電極６とｐ型用電極７との間の距離が短くなる部分に対応する表面の少なくとも一部がそれぞれ被覆層６６，６７で覆われる傾向にある。そのため、イオンマイグレーションに起因して生成される針状物質によるｎ型用電極６とｐ型用電極７との間の電気的な短絡の発生等による特性の低下を抑制することができる傾向が大きくなる。

　本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態１と同様であるため、その説明についてはここでは省略する。

　＜実施の形態３＞
　図１１に本発明の配線付き太陽電池セルのさらに他の一例である実施の形態３の配線付き太陽電池セルの模式的な断面図を示し、図１２に本発明の太陽電池モジュールのさらに他の一例である実施の形態３の太陽電池モジュールの模式的な断面図を示す。

　実施の形態３の配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールにおいては、ｎ型用電極６とｎ型用配線部材１２とが向かい合って配置されるとともに、ｐ型用電極７とｐ型用配線部材１３とが向かい合って配置されている。そして、ｎ型用配線部材１２とｐ型用配線部材１３とが隣り合って配置されており、被覆層６６は、ｎ型用電極６に接続しているｎ型用配線部材１２の表面のｐ型用配線部材１３と隣り合う側の端部における角部１２ｂの一部を覆っており、被覆層６７は、ｐ型用電極７に接続しているｐ型用配線部材１３の表面のｎ型用配線部材１２と隣り合う側の端部における角部１３ｂの一部を覆っている。

　ここで、角部とは、いわゆる頂角だけでなく、面を折り曲げてできるいわゆる辺の部分も含まれる。図１１に示す例においては、ｎ型用配線部材１２の角部１２ｂは、ｎ型用電極６と対向するｎ型用配線部材１２の表面と、ｐ型用配線部材１３と対向するｎ型用配線部材１２の側面１２ａと、の交線に相当する。また、ｐ型用配線部材１３の角部１３ｂは、ｐ型用電極７と対向するｐ型用配線部材１３の表面と、ｎ型用配線部材１２と対向するｐ型用配線部材１３の側面１３ａと、の交線に相当する。

　図１３に本発明の配線付き太陽電池セルのさらに他の一例である実施の形態３の配線付き太陽電池セルの変形例の模式的な断面図を示し、図１４に本発明の太陽電池モジュールのさらに他の一例である実施の形態３の太陽電池モジュールの変形例の模式的な断面図を示す。

　実施の形態３の配線付き太陽電池セルの変形例および太陽電池モジュールの変形例においても、ｎ型用配線部材１２とｐ型用配線部材１３とが隣り合って配置されており、被覆層６６は、ｎ型用電極６に接続しているｎ型用配線部材１２の表面のｐ型用配線部材１３と隣り合う側の端部における角部１２ｂの全部を覆っており、被覆層６７は、ｐ型用電極７に接続しているｐ型用配線部材１３の表面のｎ型用配線部材１２と隣り合う側の端部における角部１３ｂの全部を覆っている。

　一般的に、２つの平面の間に発生している電界においては、角部に電界が集中して電界強度が大きくなることが知られているが、本実施の形態のように、導電性材料からなる被覆層６６，６７でｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３の角部１２ｂ，１３ｂの電界への露出を抑えることによってｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３のそれぞれの角部１２ｂ，１３ｂにおいてイオンマイグレーションが促進されるのを抑制することができる。

　そのため、図１１～図１４に示す配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールにおいては、ｎ型用配線部材１２およびｐ型用配線部材１３のそれぞれにおけるイオンマイグレーションの発生を抑制することができるため、イオンマイグレーションに起因する配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの特性の低下を抑制することができる。

　被覆層６６は、ｎ型用配線部材１２を構成する材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料から構成されていることが好ましい。この場合には、ｎ型用配線部材１２の被覆層６６との接触部分におけるイオンマイグレーションの発生をさらに抑制することができることから、イオンマイグレーションに起因する配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの特性の低下を安定して抑制することができる傾向が大きくなる。

　被覆層６７は、ｐ型用配線部材１３を構成する材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料から構成されていることが好ましい。この場合には、ｐ型用配線部材１３の被覆層６７との接触部分におけるイオンマイグレーションの発生を抑制することができることから、イオンマイグレーションに起因する配線付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの特性の低下を安定して抑制することができる傾向が大きくなる。

　本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態１および実施の形態２と同様であるため、ここではその説明については省略する。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　本発明は、太陽電池セル、配線付き太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび配線付き太陽電池セルの製造方法に利用することができる。

　１　基板、１ａ　スライスダメージ、２　ｎ型不純物拡散領域、３　ｐ型不純物拡散領域、５　反射防止膜、６　ｎ型用電極、７　ｐ型用電極、８　太陽電池セル、１０　配線シート、１１　絶縁性基材、１２　ｎ型用配線部材、１３　ｐ型用配線部材、１２ａ，１３ａ　側面、１２ｂ，１３ｂ　角部、１６　絶縁性材料、１７　透明基板、１８　封止材、１９　裏面保護材、４１　導電層、４２　レジスト、４３　矢印、６６，６７　被覆層。

Claims (13)

1. 　基板（１）と、
   　前記基板（１）の一方の面側に設けられた第１の電極（６，７）と、
   　前記第１の電極（６，７）の表面を覆う第１の被覆層（６６，６７）と、を備え、
   　前記第１の被覆層（６６，６７）は、前記第１の電極（６，７）を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなる、太陽電池セル（８）。
2. 　前記第１の被覆層（６６，６７）が導電性材料からなる、請求項１に記載の太陽電池セル（８）。
3. 　前記太陽電池セル（８）は裏面電極型太陽電池セルである、請求項１または２に記載の太陽電池セル（８）。
4. 　前記基板（１）の一方の面側に設けられた第２の電極（６，７）と、
   　前記第２の電極（６，７）の表面を覆う第２の被覆層（６６，６７）と、をさらに備え、
   　前記第２の電極（６，７）は前記第１の電極（６，７）とは異なる極性の電極であり、
   　前記第２の被覆層（６６，６７）は、前記第２の電極（６，７）を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなる、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池セル（８）。
5. 　前記第２の被覆層（６６，６７）が導電性材料からなる、請求項４に記載の太陽電池セル（８）。
6. 　基板（１）と、
   　前記基板（１）の一方の面側に設けられた第１の電極（６，７）とを備えた太陽電池セル（８）と、
   　前記第１の電極（６，７）に電気的に接続されている第１の配線部材（１２，１３）と、
   　前記第１の電極（６，７）の表面の少なくとも一部を覆う第１の被覆層（６６，６７）と、を備え、
   　前記第１の被覆層（６６，６７）は、前記第１の電極（６，７）を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなり、
   　前記第１の配線部材（１２，１３）の幅が前記第１の電極（６，７）の幅よりも広い、配線付き太陽電池セル。
7. 　基板（１）と、
   　前記基板（１）の一方の面側に設けられた第１の電極（６，７）と、
   　前記基板（１）の一方の面側に設けられた、前記第１の電極（６，７）とは異なる極性の第２の電極（６，７）と、を備えた太陽電池セル（８）と、
   　前記第１の電極（６，７）に電気的に接続されている第１の配線部材（１２，１３）と、
   　前記第２の電極（６，７）に電気的に接続されている第２の配線部材（１２，１３）と、
   　前記第１の電極（６，７）の表面の少なくとも一部を覆う第１の被覆層（６６，６７）と、
   　前記第２の電極（６，７）の表面の少なくとも一部を覆う第２の被覆層（６６，６７）と、を備え、
   　前記第１の被覆層（６６，６７）は、前記第１の電極（６，７）を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなり、
   　前記第２の被覆層（６６，６７）は、前記第２の電極（６，７）を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなり、
   　前記第１の配線部材（１２，１３）の幅は前記第１の電極（６，７）の幅よりも広く、
   　前記第２の配線部材（１２，１３）の幅は前記第２の電極（６，７）の幅よりも広い、配線付き太陽電池セル。
8. 　前記第１の電極（６，７）と前記第２の電極（６，７）とが隣り合って配置されており、
   　前記第１の被覆層（６６，６７）は、前記第１の電極（６，７）の前記第２の電極（６，７）と隣り合う側の表面の少なくとも一部を覆っている、請求項７に記載の配線付き太陽電池セル。
9. 　前記第１の配線部材（１２，１３）と前記第２の配線部材（１２，１３）とが隣り合って配置されており、
   　前記第１の被覆層（６６，６７）は、前記第１の電極（６，７）に接続している前記第１の配線部材（１２，１３）の表面の前記第２の配線部材（１２，１３）と隣り合う側の端部（１２ａ，１３ａ）における角部（１２ｂ，１３ｂ）の少なくとも一部を覆っている、請求項８に記載の配線付き太陽電池セル。
10. 　請求項６から９のいずれかに記載の配線付き太陽電池セルを含む、太陽電池モジュール。
11. 　基板（１）の一方の面側に電極（６，７）が配置されている太陽電池セル（８）と、配線部材（１２，１３）とを備えた配線付き太陽電池セルを製造する方法であって、
    　前記電極（６，７）および前記配線部材（１２，１３）の少なくとも一方に前記電極（６，７）を構成する金属材料よりもイオンマイグレーションが起こり難い材料からなる被覆部材を設置する工程と、
    　前記被覆部材を加熱して溶融させた後に固化することによって形成された被覆層（６６，６７）で前記電極（６，７）の表面を覆うとともに前記電極（６，７）と前記配線部材（１２，１３）とを電気的に接続する工程と、を含む、配線付き太陽電池セルの製造方法。
12. 　前記被覆部材は、前記電極（６，７）を構成する金属材料および前記配線部材（１２，１３）の融点よりも低い融点を有するろう材または導電性接着材からなる、請求項１１に記載の配線付き太陽電池セルの製造方法。
13. 　前記配線部材（１２，１３）の幅は前記電極（６，７）の幅よりも広い、請求項１１または１２に記載の配線付き太陽電池セルの製造方法。

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