WO2014196413A1 - 太陽電池セル - Google Patents

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WO2014196413A1
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solar cell
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弥生 中塚
博信 辻本
亜津美 梅田
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三洋電機株式会社
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    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar battery cell.
  • a collector electrode such as a finger electrode or a bus bar electrode formed on the surface of the solar battery cell is generally formed by printing a conductive paste on the surface of the solar battery cell by a printing method such as screen printing.
  • Patent Document 1 it is proposed that when the collector electrode is formed, the surface printing process is repeated a plurality of times to reduce irregularities on the surface of the collector electrode and to reduce its resistance value.
  • Patent Document 2 it is proposed to form a collector electrode using a conductive paste composition containing a silicone resin.
  • an electrode of a solar battery cell formed from a conductive paste an electrode capable of reducing the loss of the conductive paste at the time of forming the electrode without increasing the resistance value of the electrode is required.
  • An object of the present invention is to provide a solar cell capable of reducing the loss of conductive paste when forming an electrode.
  • the solar battery cell of the present invention is formed by printing a photoelectric conversion layer formed on a substrate made of a semiconductor material and a conductive paste on the main surface side of the photoelectric conversion layer, and is a standard for the height of surface irregularities.
  • a first finger electrode having an average deviation of 5.0 ⁇ m or less.
  • Drawing 1 is a sectional view of the photovoltaic cell of an embodiment.
  • Drawing 2 is a top view showing the back of the photovoltaic cell of an embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the p-side electrode of the embodiment taken along line AA in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the p-side electrode of the reference example.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the standard deviation (measurement sample number 28) of the height of the unevenness on the surface of the p-side electrode of the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the distribution of the unevenness height of one measurement sample on the surface of the p-side electrode according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the distribution of the unevenness height in another measurement sample on the surface of the p-side electrode of the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing the standard deviation (the number of measurement samples: 22) of the unevenness on the surface of the p-side electrode of the reference example.
  • FIG. 9 is a diagram showing the uneven height distribution of one sample on the surface of the p-side electrode of the reference example.
  • the solar battery cell 1 has a substrate 31.
  • the substrate 31 is made of a semiconductor material.
  • the substrate 31 is preferably made of a crystalline semiconductor material.
  • the substrate 31 is more preferably made of a single crystal semiconductor material.
  • the substrate 31 can be formed of, for example, a single crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate.
  • an uneven structure called a texture structure is provided on at least one main surface of the substrate 31.
  • the “texture structure” refers to a concavo-convex structure formed to suppress surface reflection and increase the light absorption amount of the substrate 31.
  • Specific examples of the texture structure include a pyramidal (quadrangular pyramid or quadrangular frustum-shaped) uneven structure obtained by performing anisotropic etching on the surface of a single crystal silicon substrate having a (100) plane. .
  • n-type semiconductor layer 32 is disposed on one main surface of the substrate 31.
  • the n-type semiconductor layer 32 can be composed of, for example, n-type amorphous silicon.
  • a substantially intrinsic i-type semiconductor layer having a thickness that does not substantially contribute to power generation may be provided between the n-type semiconductor layer 32 and the substrate 31.
  • the i-type semiconductor layer can be made of, for example, i-type amorphous silicon.
  • a transparent conductive oxide film 33 is disposed as a translucent film.
  • the transparent conductive oxide film 33 can be composed of, for example, indium tin oxide (ITO).
  • An n-side electrode 34 is disposed on the transparent conductive oxide film 33.
  • a p-type semiconductor layer 35 is disposed on the other main surface of the substrate 31.
  • the p-type semiconductor layer 35 can be composed of, for example, p-type amorphous silicon.
  • a substantially intrinsic i-type semiconductor layer having a thickness that does not substantially contribute to power generation may be provided between the p-type semiconductor layer 35 and the substrate 31.
  • the i-type semiconductor layer can be made of, for example, i-type amorphous silicon.
  • a transparent conductive oxide film 36 is disposed as a translucent film.
  • the transparent conductive oxide film 36 can be composed of, for example, indium tin oxide (ITO) or the like.
  • a p-side electrode 37 is arranged on the transparent conductive oxide film 36. In FIG. 1, the detailed surface shape of the p-side electrode 37 is not shown.
  • the several photovoltaic cell 1 is distribute
  • the first protective member may be constituted by a light-transmitting glass plate or a resin plate
  • the second protective member may be constituted by a resin sheet or the like.
  • the filler layer can be made of, for example, a crosslinkable resin such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), a non-crosslinkable resin such as polyolefin, or the like.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • the light receiving surface indicates a side surface on which a first protective member having translucency with respect to the solar cell 1 is disposed, and the back surface is a second protective member with respect to the solar cell 1. The side where is arranged is shown.
  • FIG. 2 is a plan view showing the back surface of the solar battery cell according to the embodiment. Therefore, the surface of the solar cell opposite to the light incident side is shown.
  • a p-side electrode 37 is formed on the transparent conductive oxide film 36 on the back surface of the solar battery cell 1, and the p-side electrode 37 is a first electrode 2 that is a finger electrode.
  • the second electrode 3 which is a bus bar electrode.
  • a plurality of first electrodes 2 are provided so as to extend in the x direction.
  • the second electrode 3 is provided so as to extend in the y direction substantially orthogonal to the first electrode 2. In the present embodiment, two second electrodes 3 are provided.
  • one end of the wiring tab 4 is electrically connected on the second electrode 3.
  • the other end of the wiring tab 4 is electrically connected to the second electrode (bus bar electrode) 3 on the surface of the adjacent solar battery cell.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the p-side electrode 37 of the embodiment along the line AA in FIG.
  • the first electrode 2 as the p-side electrode 37 is formed on the transparent conductive oxide film 36.
  • the surface 2a of the first electrode 2 is a surface with small unevenness, and the average value of the standard deviation of the height of the unevenness is 5.0 ⁇ m or less.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the p-side electrode 37 of the reference example.
  • the surface 2a of the first electrode 2 is a surface with large unevenness, and the average value of the standard deviation of the unevenness height is larger than 5.0 ⁇ m.
  • the p-side electrode 37 can be formed by printing a conductive paste. As shown in FIG. 3, the p-side electrode 37 having a small unevenness and an average value of the standard deviation of the unevenness being 5.0 ⁇ m or less, for example, increases the amount of solvent in the conductive paste, It can be formed by lowering the viscosity. As the printing of the conductive paste, for example, screen printing can be used. In this case, the p-side electrode 37 having an average value of the standard deviation of the unevenness height of 5.0 ⁇ m or less can also be formed by adjusting the screen plate.
  • the conductive paste is not particularly limited, but a low temperature curing type conductive paste is preferably used.
  • the low temperature curable conductive paste include a conductive paste that is cured by heating at 150 to 250 ° C.
  • a low temperature curing type conductive paste there is a conductive paste containing a silicone resin, a conductive powder, a thermosetting component, a curing agent, and a solvent disclosed in Patent Document 2.
  • the thermosetting component can include, for example, an epoxy resin having an epoxy equivalent of 1000 or less and an epoxy resin having an epoxy equivalent of 1500 or more.
  • silicone resin those commonly used can be used. Examples include straight silicone resins such as methyl and methylphenyl, modified silicone resins modified with epoxy resins, alkyd resins, polyesters, acrylic resins, etc., and these may be used alone or in combination. it can.
  • conductive powder a generally used powder can be used as long as it has conductivity. Examples thereof include powders of silver, copper, nickel, aluminum, silver-coated copper, silver-coated aluminum, carbon and the like.
  • thermosetting component include an epoxy resin and a blocked polyisocyanate compound.
  • the curing agent commonly used imidazoles, tertiary amines, Lewis acids including boron fluoride, and complexes or salts thereof can be used.
  • the p-side electrode 37 of the embodiment and the p-side electrode 37 of the reference example were formed using the above-described low-temperature curable conductive paste.
  • a conductive paste containing silver powder was used as the conductive powder.
  • the conductive paste on which the p-side electrode 37 of the embodiment was formed had a larger amount of solvent and reduced viscosity compared to the conductive paste on which the p-side electrode 37 of the reference example was formed. Specifically, 10 ml of solvent was replenished with respect to 3 kg of the conductive paste to lower the viscosity by 10 pa ⁇ s.
  • the first electrode 2 as the p-side electrode 37 was formed by printing the conductive paste prepared as described above using a screen plate.
  • the width of the first electrode 2 (the width in the y direction shown in FIG. 2) is 0.06 mm.
  • the height of the irregularities on the surface of the first electrode 2 was measured with the length of 500 ⁇ m in the direction in which the first electrode 2 extends (direction x in FIG. 2) being the length of the measurement sample.
  • the surface unevenness height information is obtained by a step search method with a height resolution of 2 ⁇ m in an objective mode 20 times, an optical zoom 13.9 times, and an enhanced mode. I took it in.
  • the obtained unevenness height information was subjected to smoothing correction once in the XY direction with a median mode and a mask size of 5 to remove measurement noise.
  • FIG. 6 is a diagram showing the height distribution of the unevenness in one measurement sample on the surface of the p-side electrode 37 of the embodiment measured as described above.
  • the horizontal axis indicates the measurement location and indicates the distance ( ⁇ m) from the measurement end.
  • the vertical axis represents the height of the unevenness ( ⁇ m).
  • the standard deviation ⁇ of the unevenness height shown in FIG. 6 was 2.9 ⁇ m.
  • FIG. 7 is a diagram showing the height distribution of the irregularities in other measurement samples on the surface of the p-side electrode 37 measured as described above.
  • the standard deviation ⁇ of the height of the unevenness shown in FIG. 7 was 4.9 ⁇ m.
  • the standard deviation ⁇ of each of the 28 measurement samples was obtained, and the standard deviation ⁇ of each measurement sample is shown in FIG.
  • the horizontal axis indicates the Nth measurement sample, and the vertical axis indicates the standard deviation ⁇ of the measurement sample.
  • the minimum value of the standard deviation ⁇ was 2.9 ⁇ m, and the maximum value was 5.8 ⁇ m.
  • the average value of the standard deviation ⁇ of the height of the unevenness on the surface of the p-side electrode 37 of the present embodiment was 4.2 ⁇ m.
  • the average value is an arithmetic average value.
  • the number of samples for calculating the average value of the standard deviation ⁇ is preferably 20 or more.
  • FIG. 9 is a diagram showing the distribution of the unevenness height of one measurement sample on the surface of the p-side electrode 37 of the reference example.
  • the standard deviation ⁇ of the unevenness height shown in FIG. 9 was 5.0 ⁇ m.
  • FIG. 8 is a diagram showing the standard deviation ⁇ of 22 measurement samples.
  • the minimum value of the standard deviation ⁇ was 4.2 ⁇ m, and the maximum value was 6.5 ⁇ m.
  • the average value of the standard deviation ⁇ of the unevenness height on the surface of the p-side electrode 37 of the reference example was 5.4 ⁇ m. Therefore, the p-side electrode 37 of the reference example had an average value of the standard deviation ⁇ outside the range of the present invention.
  • the electrical resistance values of the p-side electrode 37 of the embodiment and the p-side electrode 37 of the reference example were measured, the same values were shown.
  • the amount of silver powder in the conductive paste could be reduced by 8.0% by mass compared to the case of forming the p-side electrode 37 of the reference example. Therefore, according to this invention, the loss of the electrically conductive paste at the time of forming an electrode can be reduced.
  • the surface of the n-side electrode 34 provided on the light receiving surface side has the same structure as the unevenness shown in the reference example. That is, the average value of the standard deviation of the unevenness on the surface of the p-side electrode 37 is smaller than the average value of the standard deviation of the unevenness on the surface of the n-side electrode 34. From the viewpoint of the electrical resistance value of the finger electrode with respect to the amount of the conductive paste used, it is preferable that the n-side electrode 34 also has a small average value of the standard deviation of the surface irregularities, like the p-side electrode 37.
  • the average value of the standard deviation of the unevenness on the surface of the p-side electrode 37 is smaller than the average value of the standard deviation of the unevenness on the surface of the n-side electrode 34.
  • the photovoltaic cell of embodiment formed the pn junction in the back surface side
  • what formed the pn junction in the light-receiving surface side may be used.
  • the n-side electrode provided on the back surface side is formed so that the average value of the standard deviation of the height of the unevenness on the surface is 5.0 ⁇ m or less.

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Abstract

　電極を形成する際の導電性ペーストの損失を低減することができる太陽電池セルを提供する。　半導体材料からなる基板に形成された光電変換層と、前記光電変換層の主面側に導電性ペーストを印刷することにより形成され、表面の凹凸の高さの標準偏差の平均値が、５．０μｍ以下である第１のフィンガー電極２と、を備える。

Description

太陽電池セル
　本発明は、太陽電池セルに関する。
　太陽電池セルの表面に形成されるフィンガー電極やバスバー電極などの集電極は、一般に、太陽電池セルの表面にスクリーン印刷等の印刷法で導電性ペーストを印刷することにより形成されている。
　特許文献１においては、集電極を形成する際に、スクリーン印刷処理を複数回繰り返すことにより、集電極の表面の凹凸を低減してその抵抗値を低減させることが提案されている。特許文献２においては、シリコーン樹脂を含む導電性ペースト組成物を用いて集電極を形成することが提案されている。
特開平１１－１０３０８４号公報 特開２００７－２２４１９１号公報
　導電性ペーストから形成する太陽電池セルの電極においては、電極の抵抗値を増大させることなく、電極を形成する際の導電性ペーストの損失を低減することができる電極が求められている。
　本発明の目的は、電極を形成する際の導電性ペーストの損失を低減することができる太陽電池セルを提供することにある。
　本発明の太陽電池セルは、半導体材料からなる基板に形成された光電変換層と、前記光電変換層の主面側に導電性ペーストを印刷することにより形成され、表面の凹凸の高さの標準偏差の平均値が、５．０μｍ以下である第１のフィンガー電極と、を備える。
　本発明によれば、電極を形成する際の導電性ペーストの損失を低減することができる。
図１は、実施形態の太陽電池セルの断面図である。 図２は、実施形態の太陽電池セルの裏面を示す平面図である。 図３は、図２のＡ－Ａ線に沿う実施形態のｐ側電極の断面図である。 図４は、参考例のｐ側電極の断面図である。 図５は、実施形態のｐ側電極の表面における凹凸の高さの標準偏差（測定サンプル数２８）を示す図である。 図６は、実施形態のｐ側電極の表面における１つの測定サンプルでの凹凸の高さの分布を示す図である。 図７は、実施形態のｐ側電極の表面における他の測定サンプルでの凹凸の高さの分布を示す図である。 図８は、参考例のｐ側電極の表面における凹凸の高さの標準偏差（測定サンプル数２２）を示す図である。 図９は、参考例のｐ側電極の表面における１つのサンプルでの凹凸の高さの分布を示す図である。
　以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
　図１に示されるように、本実施形態では、太陽電池セル１は、基板３１を有する。基板３１は、半導体材料からなる。基板３１は、結晶半導体材料からなることが好ましい。基板３１は、単結晶半導体材料からなることがより好ましい。基板３１は、具体的には、例えば、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板により構成することができる。
　基板３１の少なくとも一方の主面には、テクスチャ構造と呼ばれる凹凸構造が設けられている。ここで、「テクスチャ構造」とは、表面反射を抑制し、基板３１の光吸収量を増大させるために形成されている凹凸構造のことをいう。テクスチャ構造の具体例としては、（１００）面を有する単結晶シリコン基板の表面に異方性エッチングを施すことによって得られるピラミッド状（四角錐状や、四角錐台状）の凹凸構造が挙げられる。
　基板３１の一主面の上には、ｎ型半導体層３２が配されている。ｎ型半導体層３２は、例えば、ｎ型アモルファスシリコンにより構成することができる。ｎ型半導体層３２と基板３１との間に、実質的に発電に寄与しない程度の厚みを有する、実質的に真性なｉ型半導体層が設けられていてもよい。ｉ型半導体層は、例えば、ｉ型アモルファスシリコンにより構成することができる。
　ｎ型半導体層３２の上には、透光性膜としての透明導電性酸化物膜３３が配されている。透明導電性酸化物膜３３は、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等により構成することができる。
　透明導電性酸化物膜３３の上には、ｎ側電極３４が配されている。
　基板３１の他主面の上には、ｐ型半導体層３５が配されている。ｐ型半導体層３５は、例えば、ｐ型アモルファスシリコンにより構成することができる。ｐ型半導体層３５と基板３１との間に、実質的に発電に寄与しない程度の厚みを有する、実質的に真性なｉ型半導体層が設けられていてもよい。ｉ型半導体層は、例えば、ｉ型アモルファスシリコンにより構成することができる。基板３１にｐ型半導体層３５を形成することによりｐｎ接合が形成され、光電変換層として機能する。
　ｐ型半導体層３５の上には、透光性膜としての透明導電性酸化物膜３６が配されている。透明導電性酸化物膜３６は、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等により構成することができる。
　透明導電性酸化物膜３６の上には、ｐ側電極３７が配されている。なお、図１において、ｐ側電極３７の詳細な表面形状は図示を省略している。
　図示は省略するが、複数の太陽電池セル１は、第１の保護部材と第２の保護部材との間に配された充填材層内に配されている。例えば、第１の保護部材を透光性を有するガラス板又は樹脂板等により構成し、第２の保護部材を樹脂シート等により構成してもよい。また、第１の保護部材と第２の保護部材との両方を、ガラス板又は樹脂板により構成してもよい。充填材層は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂等により構成することができる。なお、本明細書において、受光面は太陽電池セル１に対して透光性を有する第１の保護部材が配置される側面を示し、裏面とは太陽電池セル１に対して第２の保護部材が配置される側面を示す。
　図２は、実施形態の太陽電池セルの裏面を示す平面図である。したがって、太陽電池セルの光入射側と反対側の面を示している。図２に示すように、太陽電池セル１の裏面の透明導電性酸化物膜３６の上にはｐ側電極３７が形成されており、ｐ側電極３７はフィンガー電極である第１の電極２と、バスバー電極である第２の電極３を含む。第１の電極２は、ｘ方向に延びるように複数設けられている。第２の電極３は、第１の電極２と略直交するｙ方向に延びるように設けられている。本実施形態では、第２の電極３は２本設けられている。
　第２の電極３の上には、配線タブ４の一方端が電気的に接続されている。配線タブ４の他方端は、隣接する太陽電池セルの表面の上の第２の電極（バスバー電極）３に電気的に接続されている。
　図３は、図２のＡ－Ａ線に沿う実施形態のｐ側電極３７の断面図である。図３に示すように、透明導電性酸化物膜３６の上には、ｐ側電極３７としての第１の電極２が形成されている。第１の電極２の表面２ａは、凹凸が小さい表面であり、凹凸の高さの標準偏差の平均値が、５．０μｍ以下である。
　図４は、参考例のｐ側電極３７の断面図である。図４に示すように、参考例では、第１の電極２の表面２ａは、凹凸が大きい表面であり、凹凸の高さの標準偏差の平均値が、５．０μｍより大きくなっている。
　ｐ側電極３７は、導電性ペーストを印刷することにより形成することができる。図３に示すような凹凸が小さく、凹凸の高さの標準偏差の平均値が５．０μｍ以下であるｐ側電極３７は、例えば、導電性ペーストにおける溶剤の量を多くしたり、導電性ペーストの粘度を低くすることにより形成することができる。導電性ペーストの印刷としては、例えば、スクリーン印刷を用いることができる。この場合、スクリーン版を調整することによっても、凹凸の高さの標準偏差の平均値が５．０μｍ以下であるｐ側電極３７を形成することができる。
　導電性ペーストは、特に限定されるものではないが、低温硬化型の導電性ペーストが好ましく用いられる。低温硬化型の導電性ペーストとしては、１５０～２５０℃で加熱硬化する導電性ペーストが挙げられる。このような低温硬化型の導電性ペーストとしては、特許文献２に開示されている、シリコーン樹脂と、導電性粉末と、熱硬化性成分と、硬化剤と、溶剤とを含有する導電性ペーストが挙げられる。熱硬化性成分は、例えば、エポキシ当量が１０００以下のエポキシ樹脂と、エポキシ当量が１５００以上のエポキシ樹脂とを含むことができる。
　シリコーン樹脂としては、一般に用いられているものが使用可能である。例えば、メチル系やメチルフェニル系のようなストレートシリコーン樹脂や、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂などで変性した変性シリコーン樹脂等を挙げることができ、これらを単独または組み合わせて使用することができる。導電性粉末としては、導電性を有するものであれば、一般に用いられているものを使用することができる。例えば、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、銀被覆銅、銀被覆アルミニウム、カーボン等の粉末を挙げることができる。熱硬化性成分としては、エポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を挙げることができる。硬化剤としては、一般的に用いられているイミダゾール類、三級アミン、フッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩が使用可能である。溶剤としては特に限定はしないが、印刷等で塗布する場合は、高沸点溶媒であるエチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオール等を用いることができる。
　実施形態のｐ側電極３７及び参考例のｐ側電極３７は、上記の低温硬化型導電性ペーストを用いて形成した。導電性粉末として、銀粉末を含む導電性ペーストを用いた。但し、実施形態のｐ側電極３７を形成した導電性ペーストは、参考例のｐ側電極３７を形成した導電ペーストに比べ、溶剤の量を多くし、粘度を低下させた。具体的には、導電性ペースト３ｋｇに対して溶剤量１０ｍｌを補充して粘度を１０ｐａ・ｓ低下させた。
　上記のようにして調製した導電性ペーストを、スクリーン版を用いて印刷することにより、ｐ側電極３７である第１の電極２を形成した。第１の電極２の幅（図２に示すｙ方向の幅）は、０．０６ｍｍである。第１の電極２の延びる方向（図２に示すｘの方向）における５００μｍの長さを測定サンプルの長さとして、第１の電極２の表面の凹凸の高さを測定した。具体的には、キセノンランプを用いた走査型共焦点顕微鏡を用い、対物レンズ２０倍、光学ズーム１３．９倍、エンハンスモードで、高さ分解能２μｍのステップサーチ方式で表面凹凸の高さ情報を取り込んだ。得られた凹凸の高さ情報をメディアンモード、マスクサイズ５でＸＹ方向に平滑化補正を１回行って測定ノイズを除去した。
　図６は、上記のようにして測定した実施形態のｐ側電極３７の表面における１つの測定サンプルでの凹凸の高さの分布を示す図である。横軸は、測定箇所を示しており、測定端部からの距離（μｍ）を示している。縦軸は、凹凸の高さ（μｍ）を示している。図６に示す凹凸の高さの標準偏差σは、２．９μｍであった。図７は、上記のようにして測定したｐ側電極３７の表面における他の測定サンプルでの凹凸の高さの分布を示す図である。図７に示す凹凸の高さの標準偏差σは、４．９μｍであった。
　以上のようにして、２８個の測定サンプルについてそれぞれの標準偏差σを求め、各測定サンプルの標準偏差σを図５に示した。横軸は、Ｎ個目の測定サンプルであることを示しており、縦軸は、測定サンプルの標準偏差σを示している。標準偏差σの最小値は、２．９μｍであり、最大値は、５．８μｍであった。また、本実施形態のｐ側電極３７の表面における凹凸の高さの標準偏差σの平均値は、４．２μｍであった。なお、平均値は、算術平均の値である。標準偏差σの平均値を算出するためのサンプル数は、２０以上であることが好ましい。
　参考例のｐ側電極３７についても、上記と同様にして、電極表面の凹凸の高さの標準偏差σを求めた。図９は、参考例のｐ側電極３７の表面における１つの測定サンプルでの凹凸の高さの分布を示す図である。図９に示す凹凸の高さの標準偏差σは、５．０μｍであった。図８は、２２個の測定サンプルの標準偏差σを示す図である。標準偏差σの最小値は、４．２μｍであり、最大値は、６．５μｍであった。また、参考例のｐ側電極３７の表面における凹凸の高さの標準偏差σの平均値は、５．４μｍであった。したがって、参考例のｐ側電極３７は、本発明の範囲外の標準偏差σの平均値であった。
　実施形態のｐ側電極３７及び参考例のｐ側電極３７について、電気抵抗値を測定したところ、同等の値を示した。実施形態のｐ側電極３７を形成する場合、参考例のｐ側電極３７を形成する場合に比べ、導電性ペースト中における銀粉末の量を８.０質量％削減することができた。したがって、本発明によれば、電極を形成する際の導電ペーストの損失を低減することができる。
　受光面側に設けられたｎ側電極３４の表面は、参考例に示す凹凸と同様の構造を有する。つまり、ｐ側電極３７の表面の凹凸の標準偏差の平均値は、ｎ側電極３４の表面の凹凸の標準偏差の平均値より小さくなる。導電性ペーストの使用量に対するフィンガー電極の電気抵抗値の観点では、ｎ側電極３４もｐ側電極３７と同様に表面の凹凸の標準偏差の平均値を小さくすることが好ましい。しかし、ｎ側電極３４の表面の凹凸を大きくすると、入射光が散乱して反射し、太陽電池セル１の表面に再入射させて発電量を増加させることができる。このような観点から、ｐ側電極３７の表面の凹凸の標準偏差の平均値は、ｎ側電極３４の表面の凹凸の標準偏差の平均値より小さくすることが好ましい。
　なお、実施形態の太陽電池セルは裏面側にｐｎ接合を形成したが、受光面側にｐｎ接合を形成したものでもよい。その場合、裏面側に設けられるｎ側電極を、表面の凹凸の高さの標準偏差の平均値が、５．０μｍ以下となるように形成する。
　　１…太陽電池セル
　　２…第１の電極（フィンガー電極）
　　２ａ…電極表面
　　３…第２の電極（バスバー電極）
　　４…配線タブ
　　３１…基板
　　３２…ｎ型半導体層
　　３３…透明導電性酸化物膜
　　３４…ｎ側電極
　　３５…ｐ型半導体層
　　３６…透明導電性酸化物膜
　　３７…ｐ側電極

Claims (7)

  1. 　半導体材料からなる基板に形成された光電変換層と、
    　前記光電変換層の主面側に導電性ペーストを印刷することにより形成され、表面の凹凸の高さの標準偏差の平均値が、５．０μｍ以下である第１のフィンガー電極と、を備える太陽電池セル。
  2. 　前記第１のフィンガー電極は、前記太陽電池セルの受光面側と反対側の裏面側に形成される、請求項１に記載の太陽電池セル。
  3. 　前記基板は、結晶系シリコン基板であって、
    　前記光電変換層は、
    　前記結晶系シリコン基板と、前記基板に形成された非晶質シリコン層と、
    　前記非晶質シリコン層の上に形成された透明導電性酸化物膜と、
    を備え、前記第１のフィンガー電極は前記透明導電性酸化物膜の上に設けられる、請求項１または２に記載の太陽電池セル。
  4. 　前記非晶質シリコン層は、第１の導電型を有する第１の非晶質シリコン層と、前記第１の非晶質シリコン層と前記結晶系シリコン基板との間に設けられた、実質的に真性な第２の非晶質シリコン層とを有する、請求項３に記載の太陽電池セル。
  5. 　第２のフィンガー電極を更に備え、
    　前記第１のフィンガー電極は前記太陽電池セルの受光面側と反対側の裏面側に形成され、前記第２のフィンガー電極は前記太陽電池セルの前記受光面側に形成され、
    　前記第１のフィンガー電極の表面の凹凸の高さの標準偏差の平均値は、前記第２のフィンガー電極の表面の凹凸の高さの標準偏差の平均値に比べ小さい、請求項１に記載の太陽電池セル。
  6. 　前記基板は、結晶系シリコン基板であって、
    　前記光電変換層は、前記結晶系シリコン基板と、
    　前記基板の裏面側に形成された第１の導電型を有する第１の非晶質シリコン層と、前記第１の非晶質シリコン層と前記結晶系シリコン基板との間に設けられた、実質的に真性な第２の非晶質シリコン層と、
    　前記基板の受光面側に形成された前記第１の導電型と異なる第２の導電型を有する第３の非晶質シリコン層と、前記第３の非晶質シリコン層と前記結晶系シリコン基板との間に設けられた、実質的に真性な第４の非晶質シリコン層と、
    　前記第１の非晶質シリコン層の上に形成された第１の透明導電性酸化物膜と、
    　前記第３の非晶質シリコン層の上に形成された第２の透明導電性酸化物膜と、
    を備え、前記第１のフィンガー電極は前記第１の透明導電性酸化物膜の上に設けられ、前記第２のフィンガー電極は前記第２の透明導電性酸化物膜の上に設けられる、請求項５に記載の太陽電池セル。
  7. 　前記標準偏差の平均値が、測定サンプル数２０以上の平均値である、請求項１～６のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
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