WO2019235219A1 - 太陽電池セル、太陽電池モジュール及び太陽電池セルの製造方法 - Google Patents

太陽電池セル、太陽電池モジュール及び太陽電池セルの製造方法 Download PDF

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Abstract

本開示の太陽電池セルは、第１導電型の結晶性シリコン基板と、結晶性シリコン基板の第１主面側に形成された第２導電型の第１半導体層と、を備える太陽電池セルである。結晶性シリコン基板の厚さ方向に延在する側面は、算術平均粗さが厚さ方向で異なる側面部を含み、側面部の近傍に第１主面側のシート抵抗が高い高抵抗領域を有し、側面部から第１主面の中心までの間の領域に、高抵抗領域を起点として側面部から一方向に離れるにつれて第１主面側のシート抵抗が単調減少する一方向を含む。

Description

太陽電池セル、太陽電池モジュール及び太陽電池セルの製造方法
　本開示は、太陽電池セル、太陽電池モジュール及び太陽電池セルの製造方法に関する。
　太陽電池セルは、特許文献１に例示されるように、製品の様々な要求に従って製造時よりも小面積となるように加工したのちに太陽電池モジュールへと組み込まれる例がある。この太陽電池セルの加工方法では、先ず、大面積の太陽電池セルを形成する。大面積の太陽電池セルは、ｎ型単結晶基板の第１主面側にｐ型非結晶シリコン層及び透明導電性層を順次設けると共に、ｎ型単結晶基板の第２主面側にｎ型非結晶シリコン層及び透明導電性層を順次設けることで形成される。次に、レーザー光をｎ型非結晶シリコン側の透明導電性層に照射することで、上記大面積の太陽電池セルに分割溝を形成する。そして、その分割溝を起点として、上記太陽電池セルを複数の部分に分断する。このようにして、上記大面積よりも小さい小面積の太陽電池セルを形成している。
特開２００８－２３５５２１号公報
　本願発明者らは、第１導電型を有するシリコン基板と、シリコン基板の第１面に設けられた第２導電型を有する第１非晶質シリコンと、シリコン基板の第２面に設けられた第１導電型を有する第２非晶質シリコンを備えるヘテロ接合型太陽電池セルにおいて、シリコン基板上に設けられた第２非晶質シリコン上に更に設けられた透明導電層の外側からレーザー光を照射して太陽電池セルに分断溝を設けたのちに太陽電池セルを分割する際、分割することによって生じた剥き出しの端面によりｐｎ接合間のシャント抵抗が減少し、当該剥き出しの端面に、低抵抗のリーク電流パスが生じることがあることを見出した。当該リーク電流パスを流れるリーク電流は、太陽電池セルの発電特性を低下させることがある。また、ｐｎ接合間のシャント抵抗の減少の程度は、シリコン基板の導電型と異なる第２導電型を有する非晶質シリコン層の側に透明導電層が存在する場合に大きくなる。一方で、この問題を回避するために、第２導電型の非晶質シリコン層側に設ける透明導電層の存在領域を小さくすると、生成したキャリアを取り出す透明導電層の面積が減少し、結果として、第２導電型の非晶質シリコン層側の透明導電層の抵抗が増加し、太陽電池セルの発電特性を低下させる。
　ヘテロ接合型太陽電池セル以外の太陽電池セルに対して、レーザー照射によって分割溝を形成するにおいても、上記と同様の現象が考えられる。一例には、第１導電側の結晶性シリコン基板に熱拡散によって第２導電型領域を設けた太陽電池セルにおける第２導電型領域の形成領域の関しても成立する。レーザーを照射する位置を考慮して第１導電型の結晶性シリコン基板に設ける第２導電型領域の存在領域を小さくすると、キャリア回収性能が低下し、太陽電池セルの発電特性を低下させる。一方で、レーザー照射位置に第２導電型領域を設けると、太陽電池セルを小面積に分割する際のレーザー光照射に起因するダメージによる発電特性の低下が大きくなる。
　本開示の目的は、レーザーを用いて、大面積の太陽電池セルを小面積の太陽電池セルへと加工するための製造方法に関する。すなわち、(1)レーザー光照射に起因するシリコン基板等へのダメージ、及び、加工された小面積セルに生じた保護されていない端面の影響による発電特性の低下と、(2)キャリア回収性能の低下と、を共に抑制し、発電特性を向上できる太陽電池セル、太陽電池モジュール及び太陽電池セルの製造方法を提供することにある。
　上記課題を解決するための本開示の太陽電池セルは、第１主面及び第２主面を備える第１導電型の結晶性シリコン基板と、結晶性シリコン基板の第１主面側に形成された第２導電型の第１半導体層と、を備える太陽電池セルである。太陽電池セルは互いに平行である２つの辺を含む辺縁部を有し、２つの辺の両方に直交する第１方向に沿って、太陽電池セルのシート抵抗が変化する第１のシート抵抗変化部を第１主面側の表面又は第２主面側の表面のうち一方の表面に備え、第１のシート抵抗変化部は、第１方向に進むにつれてシート抵抗が増加する抵抗増加部と、シート抵抗が減少する抵抗減少部と、をこの順に備える。
　また、本開示の太陽電池セルは、第１導電型の結晶性シリコン基板と、結晶性シリコン基板の第１主面側に形成された第２導電型の第１半導体層と、を備える太陽電池セルである。結晶性シリコン基板の厚さ方向に延在する側面は、算術平均粗さが厚さ方向で異なる側面部を含み、側面部の近傍に第１主面側のシート抵抗が高い高抵抗領域を有し、側面部から第１主面の中心までの間の領域に、高抵抗領域を起点として側面部から一方向に離れるにつれて第１主面側のシート抵抗が単調減少する一方向を含む。
　また、本開示の太陽電池セルの製造方法は、次のステップを含む。すなわち、第１主面及び第２主面を有する第１導電型のシリコン基板と、結晶性シリコン基板の第１主面側に位置する第２導電型の第１非晶質シリコン層と、結晶性シリコン基板の第２主面に位置する第１導電型の第２非晶質シリコン層と、を備える異極性接合部を形成する異極性接合部形成ステップ；異極性接合部形成ステップの後、異極性接合部を透明導電層形成用チャンバー内に配置する配置ステップ；配置ステップの後、チャンバー内において第１非晶質シリコン層及び第２非晶質シリコン層のうち少なくとも一方の外側に、１ｍｍ以上の幅を有する線状のマスクを配置するマスク配置ステップ；マスク配置ステップの後、マスクを介して第１非晶質シリコン層及び第２非晶質シリコン層のうち少なくとも一方の上に透明導電層を積層させる透明導電層成膜ステップ；透明導電層成膜ステップの後、マスクを除去するマスク除去ステップ。
　本開示の太陽電池セルによれば、分割溝を形成する際のレーザー光照射に起因するダメージ及び分割溝の形成により、小面積の太陽電池セルに生じた保護されていない端面の影響による発電特性の低下と、キャリア回収性能の低下を共に抑制でき、発電特性を向上できる。また、本開示の太陽電池セルの製造方法によれば、上述のように、太陽電池セルの分割溝の形成による発電特性の低下と、キャリア回収性能の低下を共に抑制できる太陽電池セルを製造できる。
本開示の第１実施形態に係る太陽電池セルの模式断面図である。 上記太陽電池セルの製造方法を説明する模式断面図であり、上記太陽電池セルの製造途中の状態を表す模式断面図である。 上記太陽電池セルの製造方法を説明する模式断面図であり、上記太陽電池セルの製造途中の状態を表す模式断面図である。 上記太陽電池セルの製造方法を説明する模式断面図であり、上記太陽電池セルの製造途中の状態を表す模式断面図である。 上記太陽電池セルの製造方法を説明する模式断面図であり、上記太陽電池セルの製造途中の状態を表す模式断面図である。 上記太陽電池セルの製造方法を説明する模式断面図であり、上記太陽電池セルの製造途中の状態を表す模式断面図である。 一試験例における、上記太陽電池セルの透明導電層の膜厚の変化と、マスクの配置位置との関係を表す模式図である。 変形例の太陽電池セルの模式断面図である。 第２実施形態の太陽電池セルの製造方法を説明する模式断面図であり、該太陽電池セルの製造途中の状態を表す模式断面図である。 第２実施形態の太陽電池セルの製造方法を説明する模式断面図であり、該太陽電池セルの製造途中の状態を表す模式断面図である。 第２実施形態の太陽電池セルの製造方法を説明する模式断面図であり、該太陽電池セルの製造途中の状態を表す模式断面図である。 第２実施形態の太陽電池セルの模式断面図である。 変形例の太陽電池セルでの平面視におけるレーザー光割断部の位置を表す模式平面図である。 小型デバイスで使用する太陽電池セルの製造方法について説明する模式平面図である。
　以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、下記の説明及び図面において、Ｘ方向は、一方向を示し、Ｙ方向は、後で説明する溝１９,２１９の延在方向を示し、Ｚ方向は、太陽電池セル５０,１５０,２５０,３５０の厚さ方向を示す。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。
　（第１の実施形態）
　図１は、本開示の第１実施形態に係る太陽電池セル５０の模式断面図である。また、図２～図６は、太陽電池セル５０の製造方法を説明する模式断面図であり、太陽電池セル５０の製造途中の状態を表す模式断面図である。以下、先ず、図１を用いて、太陽電池セル５０の構造について説明する。
　図１に示すように、太陽電池セル５０では、第１導電型の一例としてのｎ型の結晶性シリコン基板（以下、単にシリコン基板という）１の第１主面上に、第１ｉ型非晶質シリコン層（第１真性非晶質シリコン層）２ａ、第２導電型の一例としてのｐ型の第１非晶質シリコン層３ａ、第１透明導電層４ａ、及び第１主面側集電極５ａが、この順に積層される。また、太陽電池セル５０では、シリコン基板１の第２主面上に、第２ｉ型非晶質シリコン層（第２真性非晶質シリコン層）２ｂ、ｎ型の第２非晶質シリコン層３ｂ、第２透明導電層４ｂ、及び第２主面側集電極５ｂが、この順に積層される。
　シリコン基板１は、単結晶シリコン基板に導電性を付加させたものである。本実施例では、第１導電型がｎ型である場合について説明する。例えば、シリコン基板１は、単結晶シリコン基板にＳｉ原子（珪素原子）に対して電子を導入するリン原子を不純物として含有させることで形成される。本実施例のｎ型単結晶シリコン基板は、例えば、厚みが５０μｍ～３００μｍ、比抵抗は０．５Ω・ｃｍ～３０Ω・ｃｍ、ｎ型不純物濃度は１×１０-１６ｃｍ-３～１×１０－１４ｃｍ-３であるのが好ましく、厚みが１００μｍ～２００μｍ、比抵抗は１Ω・ｃｍ～１０Ω・ｃｍであるのがなお好ましい。なお、このｎ型単結晶シリコン基板は表面および裏面に５０ｎｍ～５００ｎｍ程度の厚みの高濃度不純物層をそれぞれ有してもよく、本実施形態ではｎ型の高濃度不純物層を備えてもよい。
シリコン基板１はその表面および裏面の少なくともいずれか一方にテクスチャー構造を有してもよい。本実施例では、シリコン基板１は、多数のピラミッド形状が不規則に配置され、その高さ（大きさ）が不揃いであるランダムテクスチャー構造を有する。ピラミッド形状の凹凸は、例えば、数μｍから数十μｍの幅と、数μｍから数十μｍの高さとを有する。なお、各ピラミッド形状の頂点および谷部は、丸みを帯びていてもよい。
　第１及び第２ｉ型非晶質シリコン層２ａ,２ｂは、好ましくはシリコンと水素を含むｉ型水素化非晶質シリコンで構成される。なお、第１及び第２ｉ型非晶質シリコン層２ａ,２ｂは、省略されることもできる。また、第１非晶質シリコン層３ａは、好ましくはシリコンと水素とボロンを含むｐ型水素化非晶質シリコンで構成され、第２非晶質シリコン層３ｂは、好ましくはシリコンと水素とリンを含むｎ型水素化非晶質シリコンで構成される。
　第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂは、導電性酸化物を主成分とすることが好ましい。導電性酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等を単独または混合して用いることができる。導電性酸化物としては、導電性、光学特性、及び長期信頼性の観点から、主成分として酸化インジウムを含んだインジウム系酸化物が好ましく、例えば、タングステンをドープした酸化インジウム（ＩＷＯ）や錫をドープした酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等を用いることができる。第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂは単層でもよく、複数の層からなる積層構造でもよい。
　本実施例の第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂは、第１及び第２ｉ型非晶質シリコン層２ａ,２ｂ、第１非晶質シリコン層３ａおよび第２非晶質シリコン層３ｂより抵抗が小さく、高導電性である。例えば、第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂの比抵抗は３×１０－４Ω・ｃｍ～４×１０－３Ω・ｃｍであってよく、厚みは５０ｎｍ～２００ｎｍである。
　第１及び第２主面側集電極５ａ,５ｂは、銀、銅、又はアルミニウム等の導電性材料を含む。金属等の導電性材料のみを含んで構成されてもよく、導電性材料の粉末等と樹脂等の絶縁材料との混合物であってもよい。本実施例の第１及び第２主面側集電極５ａ,５ｂは、銀の微粒子を含む絶縁性樹脂のペースト材を焼結または乾燥等により硬化させて形成された、金属粒子と樹脂の混合物からなる。
　概ねＺ方向に沿って延在する側面８には、算術平均粗さがＺ方向で異なる複数の種類の側面部８ｂ、８ｃを含む側面部８ａが含まれる。より詳しくは、側面部８ａは、第２非晶質シリコン層３ｂの外側の端部からシリコン基板１のＺ方向の第２主面側の一部にかけて材料が溶融した後固化した第１領域８ｂを有する。また、側面部８ａは、第１領域と異なるＺ方向位置（厚さ位置）に存在し、材料が溶融した痕跡が存在しない第２領域８ｃを有する。第１領域８ｂの表面粗さは、第２領域８ｃの表面粗さよりも大きい。なお、以下の説明で、算術平均粗さがＺ方向（厚さ方向で異なる）で異なる側面部と言及した場合、その側面部は、材料が溶融した後固化した痕跡がある第１領域と、第１領域と異なるＺ方向位置（厚さ位置）に存在し、材料が溶融した痕跡が存在しない第２領域を含む。
　図１では、第１領域８ｂをノコギリ歯形状で模式的に示す。第１領域８ｂは、第２非晶質シリコン層３ｂからシリコン基板１の一部までＺ方向に延在する。第１領域８ｂは、シリコン基板１の厚さの２０％以上７０％以下の深さであって、かつ異極性接合部まで達していない範囲であることが好ましい。しかし、第１領域８ｂは、シリコン基板１の厚さの２０％未満の深さまでしか達していなくてもよく、異極性接合部２０に達しない範囲においてシリコン基板１の厚さの７０％よりも深い深さまで達してもよい。
　第１透明導電層４ａは、側面部８ａからＸ方向（図１の紙面の幅方向）に離れる方向に向かって層厚が増加する層厚増加部６ａを有する。層厚増加部６ａは、側面部８ａからＸ方向に離れる方向に向かって第１透明導電層４ａの厚みが単調増加し、これに伴って単位面積当たりの抵抗率が単調減少する抵抗減少部になっている。また、第２透明導電層４ｂも、側面部８ａからＸ方向に離れる方向に向かって層厚が増加する層厚増加部６ｂを有する。層厚増加部６ａ,６ｂの夫々のＸ方向の長さは０.５ｍｍ以上１.５ｍｍ以下であると好ましいが、それ以外の長さであってもよい。また、層厚増加部６ａ,６ｂのうち、側面部８ａに近い側の端部（最も薄い部分）の厚みが最も薄く、この部分の厚みは、第１透明導電層４ａの標準的な厚みに比べて２０％以下であると好ましく、最大値の１５％以下であると更に好ましく、最大値の１０％以下であってもよい。第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂは厚みが増すと単位面積あたりのシート抵抗が低下するので、層厚増加部６ａ,６ｂは抵抗減少部であると言える。反対に、厚みが減少すると単位面積あたりのシート抵抗が増加するので、層厚減少部７ａ,７ｂは抵抗増加部であると言える。また、第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂのうち、層厚増加部６ａ,６ｂ、層厚減少部７ａ,７ｂを除く部分の厚みは面内で略均一である。
　ここで、「単調増加」という言葉について説明する。これは、のちに示す測定方法で第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂの厚みを測定したときに、その厚みが一方向に向かって変化していくことを示すものである。したがって、例えば、光学顕微鏡又は電子顕微鏡観察等を用いた断面観察によって測定されうる、ごく局所的な範囲での厚みの変化については、必ずしも一方向に向かって単調に増加している必要はない。
　図１に示すように、第１主面側集電極５ａの大半は、第１透明導電層４ａにおける厚さが一定の部分上に設けられる。しかし、図１に示すように、Ｚ方向から見たとき、第１主面側集電極５ａが第１透明導電層４ａの層厚増加部６ａに重畳する位置に設けられていてもよく、また、第１透明導電層４ａに重ならない周辺部分１３ａを含んでいてもよい。
　また、同様に、第２主面側集電極５ｂの大半は、第２透明導電層４ｂにおける厚さが一定の部分上に設けられる。しかし、図１に示すように、Ｚ方向から見たとき、第２主面側集電極５ｂが第２透明導電層４ｂの層厚増加部６ｂに重畳する位置に設けられていてもよく、第２主面側集電極５ｂが第２透明導電層４ｂに重ならない周辺部分１３ｂを含んでいてもよい。
　次に、図２～図６を用いて、太陽電池セル５０の製造方法の一例について説明する。なお、以下の説明では、太陽電池セル４０（図５参照）を大面積セルとみなし、これを２つの小面積の太陽電池セル５０（図１参照）に分割する場合について説明する。
　先ず、ｎ型を有する結晶性のシリコン基板１の元基板をＨＦ水溶液に数分間浸漬し、表面の酸化シリコン膜を除去し、超純水によるリンスを行う。次に、所定温度のＫＯＨ（水酸化カリウム水溶液）／イソプロピルアルコール水溶液に、元基板を十分程度浸漬し、基板表面をエッチングすることで、ランダムテクスチャー構造を表面に備える元基板を形成する。その後、元基板を超純水でリンスし、温風により乾燥させ、ｎ型を有する結晶性のシリコン基板１を形成する。基板表面にランダムテクスチャー構造を形成する方法としては、上記以外の化学薬品を用いてもよく、また、エッチングガスを用いるドライエッチングの手法を用いてもよい。テクスチャ構造はシリコン基板１の両面に形成されていてもよく、一方の面のみに形成されていてもよい。また、結晶性のシリコン基板にテクスチャ構造を形成しなくてもよい。
　次に、シリコン基板１の第１主面に、数ｎｍの膜厚を有する第１ｉ型非晶質シリコン層２ａを成膜する。第１ｉ型非晶質シリコン層２ａの原材料としては、ＳｉＨ４及びＨ２を用いる。続いて、第１ｉ型非晶質シリコン層２ａ上に、数ｎｍの膜厚を有するｐ型の第１非晶質シリコン層３ａを成膜する。これらの膜の形成には一般的なＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を用いてよい。第１非晶質シリコン層３ａの原材料としては、ＳｉＨ４とＢ２Ｈ６を用いる。Ｂ２Ｈ６ガスとしては、Ｂ２Ｈ６濃度をＨ２で数千ｐｐｍまで希釈したガスを使用する。
　次に、シリコン基板１の第２主面に、数ｎｍの膜厚を有する第２ｉ型非晶質シリコン層２ｂを成膜する。第２ｉ型非晶質シリコン層２ｂの原材料としては、ＳｉＨ４及びＨ２を用いる。続いて、第２ｉ型非晶質シリコン層２ｂ上に、数ｎｍの膜厚を有するｎ型の第２非晶質シリコン層３ｂを成膜する。これらの膜の形成には一般的なＣＶＤ装置を用いてよい。第２非晶質シリコン層３ｂの原材料としては、ＳｉＨ4とＰＨ3を用いる。ＰＨ3ガスとしては、ＰＨ3濃度をＨ２で数千ｐｐｍまで希釈したガスを使用する。
　なお、シリコン基板１の第１主面側に、第１ｉ型非晶質シリコン層２ａ及びｐ型の第１非晶質シリコン層３ａを順に成膜した後に、シリコン基板１の第２主面側に、第２ｉ型非晶質シリコン層２ｂ及びｎ型の第２非晶質シリコン層３ｂを順に成膜した。しかし、第２主面側から先に成膜してもよく、成膜順は任意である。
　また、本実施形態のｉ型非晶質シリコンには、微量のボロンやリンが含まれていてよい。この場合の微量とは、第１非晶質シリコン層及び第２非晶質シリコン層のそれぞれに含まれるドーパント濃度よりも十分希薄であることを意味する。また、第１ｉ型非晶質シリコン層２ａと第２ｉ型非晶質シリコン層２ｂに代えて、これらと同じくシリコン基板１の表面をパッシベーションするトンネル層を有していてもよい。上記トンネル層は例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の薄層からなる。このようにして、異極性接合部２０を有する積層体（図２）を作製した。本実施形態においては、異極性接合部２０が太陽電池セルのｐｎ接合部である。
　次に、第１非晶質シリコン層３ａ上に第１透明導電層４ａを成膜する。詳しくは、スパッタ装置を用いて成膜を行う方法が挙げられる。まず、異極性接合部２０を有する積層体をスパッタ装置に導入する。そして、図３に示すように、外周側メタルマスク１０ａを、第１非晶質シリコン層３ａ上の外周部の全周に亘って配置すると共に、線状メタルマスク１１ａを、第１非晶質シリコン層３ａ上の任意の位置に配置する。本実施形態では、Ｘ方向（図３の紙面の幅方向）の略中央部に配置している。線状メタルマスク１１ａは、Ｘ方向長さ（幅）が例えば１.０ｍｍ以上２.５ｍｍ以下であり、Ｙ方向（図３の紙面に垂直な方向）に延在する。線状メタルマスク１１ａのＹ方向一方側及び他方側の夫々は、例えば、外周側メタルマスク１０ａに接続され、本実施形態では外周側メタルマスク１０ａ及び線状メタルマスク１１ａは、一体に構成されている。
　その後、図４に示すように、例えばスパッタ装置を用いて第１非晶質シリコン層３ａ上に数十ｎｍの第１透明導電層４ａを成膜する。本実施形態では、スパッタターゲットとしてインジウム酸化物と酸化錫の焼結体を使用して、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる透明導電層を成膜する。その後、第１透明導電層４ａの成膜方法と同様の方法で、第２非晶質シリコン層３ｂ上に第２透明導電層４ｂを成膜する。なお、第１透明導電層４ａと第２透明導電層４ｂとの形成順は任意であるので、第２非晶質シリコン層３ｂ上に第２透明導電層４ｂを成膜した後、第１非晶質シリコン層３ａ上に第１透明導電層４ａを成膜してもよい。また、線状メタルマスク１１ａのＸ方向の長さ（幅）は、１.０ｍｍ未満であってもよく、２.５ｍｍより長くてもよい。また、第１及び第２透明導電層はスパッタ法以外の方法、一例には化学気相堆積法（ＭＯＣＶＤ）で成膜されてもよい。このようにして、図４に示すセル積層体３０を作製する。
　この状態で、セル積層体３０には、Ｘ方向とＺ方向を含む第１透明導電層４ａの断面において、Ｘ方向一方側に行くにしたがって、厚さが最も薄い薄層部９ａまで厚みが減少する層厚減少部７ａが現れた後、厚さが薄層部９ａに比べて増加する層厚増加部６ａが現れる。この層厚減少部７ａ及び層厚増加部６ａは、第１透明導電層４ａの成膜工程において、シリコン基板１に対してわずかな隙間を設けて配置された、一定の厚みを有する線状メタルマスク１１ａを介してスパッタ法等の蒸着工程を行うことにより形成される。また、同様に、セル積層体３０には、Ｘ方向とＺ方向とを含む第２透明導電層４ｂの断面において、Ｘ方向一方側に行くにしたがって、厚さが最も薄い薄層部９ｂまで減少する層厚減少部７ｂが現れた後、厚さが薄層部９ａに比べて増加する層厚増加部６ｂが現れる。層厚増加部６ａ及び６ｂ、層厚減少部７ａ及び７ｂは、それぞれ、厚みが単調に変化するのが好ましい。つまり、層厚増加部６ａ及び６ｂでは、薄層部９ａ及び９ｂからＸ方向一方向側に向かって単調に厚みが増加するのが好ましく、層厚減少部７ａ及び７ｂでは、薄層部９ａ及び９ｂに向かって単調に厚みが減少するのが好ましい。
　なお、上記実施例では、メタルマスクとスパッタ装置を用いた蒸着工程を経ることによって、層厚減少部７ａ，７ｂ及び層厚増加部６ａ,６ｂが形成されている。しかし、シリコン基板１の第１主面及び第２主面上の全面に第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂを形成した後、所望の方法を用いて部分的にエッチングを実施して層厚減少部７ａ，７ｂ及び層厚増加部６ａ,６ｂを形成しても良い。部分的なエッチングには、エッチングペースト及び塩酸等の薬液を用いてよい。この他、シリコン基板１の第１主面及び第２主面上の全面に第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂを形成した後、第１及び第２透明導電層４ａ，４ｂの厚みを薄くしたい箇所に、例えばエキシマレーザーを照射することによって、層厚減少部７ａ，７ｂ及び層厚増加部６ａ,６ｂを形成しても良い。
　本実施形態において、第１透明導電層４ａを形成する際に線状メタルマスク１１ａが配置されていた領域である薄層部９ａは、第１透明導電層４ａが存在しない部分であってもよく、厚みがごく薄い部分であってもよい。同様に、薄層部９ｂは第２透明導電層４ｂが存在しない部分であってもよく、厚みがごく薄い部分であってもよい。厚みが薄い部分、とは、例えば、太陽電池セル４０の中心部付近における第１透明導電層４ａ及び第２透明導電層４ｂの厚みと比べて約１０％～１５％程度の厚みであることを意味する。換言すれば、厚さが薄い部分、とは、第１透明導電層４ａ及び第２透明導電層４ｂのうち、層厚増加部６ａ、６ｂや、層厚減少部７ａ、７ｂを含まない領域の平均的な厚みと比べて約１０％～１５％程度の厚みである。また、薄層部９ａ,９ｂにおいては、透明導電層が非連続的に形成されていてもよく、その場合は、透明導電層が薄く形成された領域とほぼ形成されていない領域とが混在し、透明導電層はアイランド状に形成されていてよい。
　続いて、第１透明導電層４ａ上に第１主面側集電極５ａを形成する。詳しくは、第１透明導電層４ａ上に、櫛型電極の形状となるように銀ペーストをスクリーン印刷し、１８０℃程度の温度で１時間程度加熱して第１主面側集電極５ａを形成する。銀ペーストは、絶縁性樹脂中に銀の微粒子を分散させた銀ペーストを用いてよい。このとき、第１主面側集電極５ａは、層厚増加部６а及び層厚減少部７ａと重ならない位置に形成されることが好ましいが、一部が層厚増加部６ａ及び層厚減少部７ａと重なる位置に配置されてもよい。また、Ｚ方向から見たとき、第１主面側集電極５аの一部である周辺部分１３аが、第１透明導電層４ａと重ならない位置に設けられてもよい。
　これと同様に、第２透明導電層４ｂ上に第２主面側集電極５ｂを形成する。詳しくは、第２透明導電層４ｂ上に、櫛型電極の形状となるように銀ペーストをスクリーン印刷し、１８０℃程度の温度で１時間程度加熱して、第２主面側集電極５ｂを形成する。このとき、第２主面側集電極５ｂは、層厚増加部６ｂ及び層厚減少部７ｂと重ならない位置に形成されることが好ましい。しかし、第２主面側集電極５ｂの少なくとも一部１２ｂが層厚増加部６ｂ及び層厚減少部７ｂと重なる位置に配置されてもよい。また、Ｚ方向から見たとき、第２主面側集電極５ｂの一部である周辺部分１３ｂが、第２透明導電層４ｂと重ならない位置に設けられてもよい。
　本実施形態では、スクリーン印刷の手法によって銀ペーストを塗布して第１及び第２主面側集電極５ａ,５ｂを形成する場合について説明した。しかし、第１及び第２主面側集電極５ａ,５ｂは、インクジェット法、導線接着法、スプレー法、真空蒸着法、スパッタ法、又はめっき法等で作製されてもよい。但し、生産性の観点から、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法や、銅を用いためっき法による作製が好ましい。また、第１及び第２主面側集電極５ａ,５ｂの材料として、アルミニウムなどの他の材料を用いてもよい。
　このようにして、図５に示す大面積の太陽電池セル４０を作製する。太陽電池セル４０には、Ｘ方向とＺ方向を含む第１透明導電層４ａの断面において、Ｘ方向に行くにしたがって、厚さが最も薄い薄層部９ａまで単調減少する層厚減少部７ａが現れた後、厚さが薄層部９ａから単調増加する層厚増加部６ａが現れる。また、太陽電池セル４０には、Ｘ方向とＺ方向を含む第２透明導電層４ｂの断面において、Ｘ方向に行くにしたがって、厚さが最も薄い薄層部９ｂまで単調減少する層厚減少部７ｂが現れた後、厚さが薄層部９ｂから単調増加する層厚増加部６ｂが現れる。
　次に、大面積の太陽電池セル４０を、図１に示す小面積の太陽電池セル５０に分割する。図６中、第１透明導電層４ａのうち、層厚増加部６ａと層厚減少部７ａとが対向している箇所において、層厚増加部６ａの最も厚い部分と、層厚減少部７ａのうち最も厚い部分との幅をＴ４ａとする。レーザー光は、幅Ｔ４ａの中心付近から両側に０．５ｍｍ以内の範囲の任意の箇所に対してＺ方向に重なる箇所に、ｎ型の第２非晶質シリコン層３ｂ側からレーザー光Ｌを照射する。このレーザー光の照射によって、シリコン基板１の厚さの２０％以上７０％以下の深さまで達する溝１９であって、Ｙ方向に延在する溝１９を設ける。この溝１９は、太陽電池セル４０が有する異極性接合部２０に達しない深さであることが好ましい。
　溝１９を形成する際に用いるレーザーの種類としては、ＹＡＧレーザーを好適に用いることができ、レーザー光の波長としては基本波長を用いてよく、第２高調波や第３高調波を用いてもよい。なお、レーザー光の照射によって、シリコン基板の厚さの２０％以下の深さの溝を設けてもよく、７０％以上の深さに達する溝を設けてもよい。その後、太陽電池セル４０を、溝１９に沿って折り割って、図１に示す小面積の太陽電池セル５０を作製する。なお、溝１９に沿って折り割る方法以外に、棒を用いて太陽電池セル４０を分割したり、溝１９の左右に応力をかけて分割したりしてもよい。又は、太陽電池セル４０に対して熱源を走査させ、熱膨張を生じさせることで亀裂を成長させて分割してもよい。
　このようにレーザー光を用いて太陽電池セル４０を分割すると、その分割面には、レーザー光を用いて溝を形成したことの痕跡が表れる。詳しくは、レーザー光を照射した面の側からレーザー光を照射しなかった面に向かって分割面（図１中の側面部８ａ）の表面状態が変化する。具体的には、レーザー光によって、主としてシリコン基板１が融解・再固化したレーザー照射領域、レーザーを起点として割れ始めた破断領域、結晶性のシリコンウエハのへき開面に沿って割れたへき開領域、がこの順に現れる。平均算術粗さの観点では、へき開領域の算術平均粗さのほうがレーザー照射領域よりも小さい。また、レーザー照射領域、破断領域、へき開領域はこの順に現れるので、小面積となった太陽電池セル５０の側面部８ａを観察することで、太陽電池セル４０が有する二つの主面のうちどちらの面からレーザーを照射したか判断することができる。第１実施形態では、第２主面側に前述のレーザー光照射領域が存在する。またこのような断面の構造は、太陽電池セル５０の当該分割面（図１の側面部８ａ）を顕微鏡やＳＥＭ等を用いて観察することにより確認できる。
　上記第１実施形態によれば、太陽電池セル５０は、側面部８ａであるレーザー光照射位置から、Ｘ方向の一方向に向かって膜厚が単調増加する層厚増加部６ｂを含む第２透明導電層４ｂを備える。この構成により、レーザー光照射位置付近の太陽電池セル５０のシート抵抗を高くすることができ、側面部８ａにより生じる分割部シャントの影響を低減することができる。したがって、リーク電流パスの生成を抑制でき、太陽電池セル５０の出力低下を抑制できる。さらには、第２透明導電層４ｂが層厚増加部６ｂを含むことによって、レーザー光照射位置のできるだけ近くにまで第２透明導電層４ｂを設けることができる。したがって、第２透明導電層４ｂの電力取り出し性能も良好なものとすることができ、太陽電池セル５０の出力低下を抑制することができる。このような構成により、太陽電池セル５０は、レーザー光を用いた溝１９の形成による出力低下と、電力取出性能の低下による出力低下を共に抑制することができ、発電性能を向上させることができる。
　また、上記第１実施形態によれば、太陽電池セル５０は、第１及び第２透明導電層４ａ、４ｂのうち、層厚増加部６ａ,６ｂ及び層厚減少部７ａ,７ｂに重畳する領域に設けられた第１及び第２主面側集電極５ａ,５ｂを含んでいてもよい。この構成により、第１及び第２主面側集電極５ａ,５ｂを形成可能な面積を広くできるので、太陽電池セル５０の電力取出性能をさらに高めることができ、発電性能を向上させることができる。
　また、上記第１実施形態によれば、大面積の太陽電池セル４０に対してレーザー光を照射して、シリコン基板の厚さの２０％以上７０％以下の深さであって、かつ異極性接合部２０に達しない深さの溝１９を設けたのちに、分割している。このようにして小面積の太陽電池セル５０を作成することによって、レーザー光が異極性接合部２０に与える影響を低減させ、太陽電池セル５０の出力低下を抑制することができるので、太陽電池セル５０の発電性能を向上させることができる。
　また、上記第１実施形態によれば、太陽電池セル５０の第２透明導電層４ｂは、Ｘ方向一方側に行くにしたがって膜厚が単調増加する層厚増加部６ｂを含む。しかし、側面部８ａに生じるシャントの影響を低減するためには、側面部８ａからＸ方向一方向に沿って中央部に向かう途中に少なくとも１か所、第２透明導電層４ｂのシート抵抗が高い箇所、つまり薄層部９ｂがあればよい。そのため、側面部８ａ近傍に薄層部９ｂが存在しない場合、つまり側面部８ａよりも太陽電池セル５０の中心部側に薄層部が存在する場合であっても効果が得られる。つまり、側面部８ａのすぐ近傍においては第２透明導電層４ｂの厚みが薄層部９ｂよりも厚く、Ｘ方向一方向に沿って太陽電池セル５０の中心部に行くにしたがって、薄層部９ｂ及び層厚増加部６ｂがこの順に現れる形態を有していてもよい。
　次に、太陽電池セル５０の第２透明導電層４ｂの形成を例に挙げて、メタルマスクと、形成後の第２透明導電層４ｂの形状との関係を説明する。図７は、一試験例における、太陽電池セル５０の第２透明導電層４ｂの膜厚の変化と、線状メタルマスク１１ｂの配置位置との関係を表す模式図である。図７に示すように、一試験例では、Ｚ方向から見たとき、層厚増加部６ｂの一部が、線状メタルマスク１１ｂに重ならない箇所に存在し、層厚増加部６ｂの他の一部が、線状メタルマスク１１ｂに重なる箇所に存在する。
　図７に示すように、線状メタルマスク１１ｂを設けた位置では、線状メタルマスク１１ｂの直下において第２透明導電層４ｂを生成しにくくできる。また、Ｚ方向から見たとき、線状メタルマスク１１ｂに重なる箇所でも、第２透明導電層４ｂの成膜の際、第２透明導電層４ｂの原材料の一部が、線状メタルマスク１１ｂと第２非晶質シリコン層３ｂとの間に侵入する。このようにして、第２透明導電層４ｂに、Ｘ方向に行くにしたがって膜厚が単調増加する層厚増加部６ｂを形成できる。
　任意の幅の線状メタルマスク１１ｂを用いて作製したサンプルにおける第２透明導電層４ｂの断面を観察したところ、線状メタルマスク１１ｂの幅よりも広範囲な領域で膜厚変化領域が観察された。一方、線状メタルマスク１１ｂのＸ方向中央直下付近においても第２透明導電層４ｂが僅かに検出され、第２透明導電層４ｂが存在しない領域が殆ど存在しなかった。つまり、線状メタルマスク１１ｂの配置位置の端部は、第２透明導電層４ｂのうち、一定の厚みを有する部分と、層厚増加部６ｂ又は層厚減少部７ｂと、の境界に当たる箇所とは一致しておらず、線状メタルマスク１１ｂが設けられた領域よりも広範囲において膜厚変化領域が観察された。
　これは、線状メタルマスク１１ｂが厚みを有することと、第２透明導電層４ｂを設ける前の積層体との間にごくわずかな隙間を設けて線状メタルマスク１１ｂを配置することに起因する。線状メタルマスク１１ｂの厚みが厚くなるほど、また線状メタルマスク１１ｂと積層体との隙間が大きいほど、第２透明導電層４ｂの厚みが変化する領域の幅が広くなり、層厚増加部６ｂの幅及び層厚減少部７ｂの幅が大きくなる。例えば、メタルマスク１１ｂの厚みが約１．５ｍｍであり、メタルマスク１１ｂと積層体との間に約０．５ｍｍの隙間が設けられる場合、層厚増加部６ｂの幅は約２．５ｍｍとなるが、これは一例である。線状メタルマスク１１ｂと積層体との隙間の大きさは、層厚増加部６ｂのうち線状メタルマスク１１ｂに覆われる部分の幅に影響を与える。線状メタルマスク１１ｂの厚みは、層厚増加部６ｂのうち、線状メタルマスクに覆われていない領域の幅に影響を与える。なお、メタルマスクの配置位置やメタルマスクの厚みが、第２透明導電層４ｂの厚み変化に及ぼす影響はこれに限定されない。周辺部メタルマスク１０ｂと第２透明導電層４ｂの周辺部の厚み変化に対しても同様の関係がみられる。
　このような構成にすることにより、太陽電池セル５０の中心部付近の面積あたりの抵抗を、太陽電池セル５０の端部の面積当たりの抵抗よりも高めることができる。第２透明導電層４ｂを例に説明すると、第２透明導電層４ｂの厚みがほぼ均一である太陽電池セル５０の中心部付近では、透明導電層としてのシート抵抗が４０～２００Ω/□（ohm per square）程度であるのに対し、薄層部９ｂでは４０～１０４Ω/□であり、更に薄層部９ｂにおいて透明導電層がアイランド状に存在する場合には、透明導電層としてのシート抵抗は１０４～１０８Ω/□程度に高まることが判った。
　なお、大面積の太陽電池セル５０及び小面積の太陽電池セル４０が備える第２透明導電層４ｂの厚みは、分光エリプソメーターによる膜厚測定、抵抗測定器（テスター）による抵抗値の実測、または電子顕微鏡等を用いた表面観察及び断面観察等によって確認することができる。いずれの方法であっても、第２透明導電層４ｂ、層厚増加部６ｂ、層厚減少部７ｂ、薄層部９ｂ等を含む複数の観察・測定ポイントにおいて個別に厚みの計測を行う。個別の測定点における厚み測定を繰り返すことにより厚みの変化を計測する。これは第１透明導電層４ａにおいても同様である。
　すなわち、大面積の太陽電池セル４０は、ｎ型で結晶性のシリコン基板１と、シリコン基板１のＺ方向の第１主面側に設けられたｐ型の第１非晶質シリコン層３ａと、シリコン基板１のＺ方向の第２主面側に設けられたｎ型の第２非晶質シリコン層３ｂと、を備える。また、太陽電池セル４０は、第１非晶質シリコン層３ａのＺ方向のシリコン基板１側とは反対側と、第２非晶質シリコン層３ｂのＺ方向のシリコン基板１側とは反対側とのうちの少なくとも一方側に設けられた第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂを備える。また、直線の延在方向であるＸ方向とＺ方向を含む第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂの断面において、Ｘ方向に行くにしたがって、厚さが最も薄い薄層部９ａ,９ｂまで単調減少する層厚減少部７ａ,７ｂが現れる。また、その後、当該断面において、Ｘ方向に行くにしたがって、厚さが薄層部９ａ,９ｂから単調増加する層厚増加部６ａ,６ｂが現れるＸ方向が存在する。
　ここで、幅Ｔ４ａと同様に、第２透明導電層４ｂにおいて典型的な厚みよりも厚みが薄い部分をＴ４ｂとする。このとき、Ｔ４ａの幅はＴ４ｂの幅と同じであってもよく、Ｔ４ｂの幅がＴ４ａの幅よりも広くなるように設けてもよい。太陽電池セル４０の製造に当たっては、Ｔ４ａが設けられる位置とＴ４ｂが設けられる位置を完全に一致させることは難しい場合がある。この場合、レーザー光を直接照射する面側に設けられるＴ４ｂに比べて、レーザー光を照射しない面側のＴ４ａの幅を大きくすることによって、レーザー光を照射した位置において第１及び第２透明導電層のどちらもが存在しないか、またはごく薄い膜厚で存在するようにできる。このような構成により、第１主面側においても、第２主面側においても、太陽電池セル５０の側面部８ａに起因するシャントの影響を確実に低減させることができる。つまり、太陽電池セル５０の出力低下を抑制することができるので、太陽電池セル５０の発電性能を向上させることができる。
　また、太陽電池セル製造方法は、ｎ型で結晶性のシリコン基板１と、シリコン基板１のＺ方向の第１主面側に位置するｐ型の第１非晶質シリコン層３ａと、シリコン基板１のＺ方向の第２主面側に位置するｎ型の第２非晶質シリコン層３ｂと、を備える異極性接合部を形成する異極性接合部形成ステップを含む。また、太陽電池セル製造方法は、第１非晶質シリコン層３ａのＺ方向のシリコン基板１側とは反対側と、第２非晶質シリコン層３ｂのＺ方向のシリコン基板１側とは反対側とのうちの少なくとも一方側の外側に１ｍｍ以上２.５ｍｍ以下の幅を有する線状メタルマスク１１ａ又は１１ｂを配置するマスク配置ステップを含む。また、太陽電池セル製造方法は、線状メタルマスク１１ａ又は１１ｂのＺ方向のシリコン基板１側とは反対側から第１及び第２透明導電層４ａ,４ｂを成膜する透明導電層成膜ステップを含む。また、太陽電池セル製造方法は、透明導電層成膜ステップの後、線状メタルマスク１１ａ又は１１ｂを除去するマスク除去ステップを含む。
　また、太陽電池セル製造方法は、マスク除去ステップの後、マスク配置ステップにおいて線状メタルマスク１１ａが配置されていた第１箇所の幅方向（Ｘ方向に一致）の中央付近に対してＺ方向に重なる第２箇所にレーザー光を照射することで溝１９を形成する溝形成ステップを含む。
　本製造方法によれば、製造した太陽電池セル５０に関し、レーザー光照射を用いた溝１９の形成及び、溝１９を起点としたセル分割に起因する出力低下と、電力取出性能の低下による出力低下を共に抑制でき、発電性能を良好なものにできる。
　なお、上記第１実施形態では、側面部８ａからＸ方向に離れる方向に向かって膜厚が単調増加する層厚増加部６ａを有する第１透明導電層４ａを第１非晶質シリコン層３ａの外側に設けると共に、側面部８ａからＸ方向に離れる方向に向かって層厚増加部６ｂを有する第２透明導電層４ｂを第２非晶質シリコン層３ｂの外側に設ける場合について説明した。しかし、図８、すなわち、変形例の太陽電池セル１５０の模式断面図に示すように、算術平均粗さがＺ方向で異なる略平面状の側面部１０８ａであって、レーザー光を用いて分割された側面部１０８ａから、Ｘ方向に離れるにしたがって、膜厚が単調増加する層厚増加部１０６ａを有する透明の第１透明導電層１０４ａを第１非晶質シリコン層１０３ａの外側に設ける一方、第２非晶質シリコン層１０３ｂの外側には、膜厚が一定の透明導電層１０４ｂを設けてもよい。又は、算術平均粗さがＺ方向で異なる略平面状の側面部であって、レーザー光を用いて分割された側面部から、Ｘ方向に離れる方向に向かって、膜厚が単調増加する層厚増加部を有する透明導電層を第２非晶質シリコン層の外側に設ける一方、第１非晶質シリコン層の外側には、膜厚が一定の透明導電層を設けてもよい。なお、図８において、参照番号１０１は、シリコン基板であり、参照番号１０２ａ,１０２ｂは、ｉ型非晶質シリコン層である。
　本実施形態によれば、膜厚が一定の透明導電層１０４ｂを設けたことによって透明導電層１０４ｂの電力取出性能を高めることができるので、レーザー光照射を用いた溝１９の形成に起因する出力低下と、電力取り出し性能の成果による出力低下を共に抑制し、発電性能良好である小面積の太陽電池セル５０を製造することができる。
　また、層厚増加部６ａのＺ方向のシリコン基板１側とは反対側に第１主面側集電極５ａの一部が存在すると共に、層厚増加部６ｂのＺ方向のシリコン基板１側とは反対側に第２主面側集電極５ｂの一部が存在する場合について説明した。しかし、第１透明導電層の層厚増加部におけるＺ方向のシリコン基板側とは反対側に第１主面側集電極が存在しなくてもよい。また、第２透明導電層の層厚増加部におけるＺ方向のシリコン基板側とは反対側に第２主面側集電極が存在しなくてもよい。
　また、Ｚ方向から見たとき、第１主面側集電極５ａが第１透明導電層４ａに重ならない周辺部分１３ａを含み、周辺部分１３ａが、シリコン基板１、第１非晶質シリコン層３ａ、及び第２非晶質シリコン層３ｂの全てと接触しない場合について説明した。また、Ｚ方向から見たとき、第２主面側集電極５ｂが第１透明導電層４ｂに重ならない周辺部分１３ｂを含み、周辺部分１３ｂが、シリコン基板１、第１非晶質シリコン層３ａ、及び第２非晶質シリコン層３ｂの全てと接触しない場合について説明した。しかし、Ｚ方向から見たとき、第１主面側集電極が第１透明導電層に重ならない周辺部分を含まなくてもよい。Ｚ方向から見たとき、第２主面側集電極が第２透明導電層に重ならない周辺部分を含まなくてもよい。
　本実施形態によれば、レーザー光照射を用いた溝１９の形成に起因する出力低下と、電力取り出し性能の低下よる出力低下を共に抑制し、発電性能良好である小面積の太陽電池セル５０を製造することができる。
　本実施形態において、第１導電型がｎ型であり、ｎ型の結晶シリコン基板を用いる例を説明した。第１導電型はｐ型であってもよく、この場合、結晶性シリコン基板は、例えば、単結晶シリコン基板にＳｉ原子（珪素原子）に対してホール（正孔ともいう）を導入するボロン原子を不純物として含有させたものを用いることができる。
　本実施形態において、線状メタルマスク１１ａは、周辺部メタルマスク１０ａにその両端が結合されている直線状の形態である例を説明した。しかし線状メタルマスク１１ａの形態はこれに限定されるものではなく、複数の直線が交差した編目状であってもよい。第２透明導電層４ｂを形成するためのメタルマスクの形状もこれと同様である。また、第１透明導電層４ａを形成するためのメタルマスクと、第２透明導電層４ｂを形成するためのメタルマスクの形状は、本実施形態においては同一であるが、必ずしも同一である必要はなく、異なっていてもよい。
　本実施形態の太陽電池セル５０は、これを複数用意し、一般的な方法で太陽電池モジュールとすることができる。一般的な方法とは、複数の太陽電池セル５０を電気的に接続して太陽電池ストリングを形成する工程を含む。さらに、太陽電池ストリングを、熱硬化性樹脂シート又は熱可塑性樹脂シート等の封止材、及び強化ガラス板や樹脂フィルムなど耐候性の高いシート等で表裏から保護する工程を含む。
　（第２の実施形態）
　次に、第１導電型の結晶性シリコン基板に熱拡散によって第２導電型領域を設ける太陽電池セルに対する本願技術的思想の適用について、図９～図１２を用いて説明する。図９～図１１は、製造途中の第２実施形態の太陽電池セルの模式断面図を示し、図１２は、第２実施形態の太陽電池セル２５０の模式断面図を示す。
　太陽電池セル２５０は、例えば、次の方法で形成できる。詳しくは、図９を参照して、先ず、第１導電型の一例としてのｐ型の結晶性シリコン基板（以下、単にシリコン基板という）２０１を用意する。そして、必要に応じてシリコン基板２０１における第１及び第２主面側の表面のうちの少なくとも一方に公知の方法でテクスチャ形状を形成する。
　続いて、シリコン基板２０１を拡散炉中に配置し、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）などの中で加熱することによって、シリコン基板２０１の第１主面側の表層部に第２導電側の一例としてのｎ型のｎ型領域２０２を形成して半導体接合部である異極性接合部２０３を形成する。次に形成したｎ型領域２０２のうち、レーザー光照射によって分割したい位置が露出するようにエッチングマスクを形成し、ｎ型領域を一部エッチングする。このようにして、ｎ型領域２０２において厚み（シリコン基板２０１の表面からの深さ）が相対的に薄い薄厚部２０２ａを形成する。エッチングマスクによって保護される領域の大きさは、例えば、第１実施形態の外周側メタルマスク１０ａに覆われる領域と同程度とすることができる。
　異極性接合部２０３を形成したシリコン基板２０１は、さらに以下のような構成を備える。シリコン基板２０１の第１主面側には、ｎ型領域２０２に重ねるように反射防止膜２０４を形成する。反射防止膜２０４は、窒化シリコン膜等から成り、例えばシラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ４）との混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法などで形成される。この他、ＳｉＯ、ＡｌＯなどが用いられてもよい。また、シリコン基板２０１の第２主面側には裏面側電極２０５が設けられる。裏面側電極は、アルミニウム等の金属薄膜層からなりシリコン基板２０１の第２主面側のほぼ全面を覆う薄膜電極か、又は、銀や銅など導電性の高い材料を用いて櫛形形状に形成したグリッド電極である。図９に示すように、電極２０５は、厚さ方向で薄厚部２０２ａに重なる箇所に設けないようにすると好ましい。裏面側電極の形成に続けて、反射防止膜２０４上にスクリーン印刷等で櫛型電極２０６を形成する。櫛型電極２０６は銀等で構成されるのが好ましい。このようにして、図９に示す大面積の太陽電池セル２４０が製造される。
　次に、図１０に示すように、太陽電池セル２４０に対し、薄厚部２０２ａにＺ方向に重なる第２主面側の外部からレーザー光Ｌを照射し、図１１に示すように、シリコン基板２０１の第２主面側に溝２１９を形成する。溝２１９は、深さ方向がＺ方向に略一致し、延在方向がＹ方向に略一致する。続いて、溝２１９が形成された大面積の太陽電池セル２４０を、例えば、手で折り割って、図１２に示すような小面積の太陽電池セル２５０が製造される。
　図１２に示すように、太陽電池セル２５０には、Ｚ方向に略平行に延在する側面が、算術平均粗さがＺ方向で異なる側面部２０８ａを含む。側面部２０８ａは、レーザー光の照射に起因して形成される。また、太陽電池セル２５０には、側面部２０８ａから一方向（Ｘ方向に一致）に離れる方向に向かって単位面積当たりの抵抗率が単調減少する抵抗減少部２０２ｂが現れる一方向が存在する。この抵抗減少部２０２ｂは、側面部２０８ａから一方向に離れる方向に向かってｎ型領域２０２の厚みが単調増加する層厚増加部に一致する。
　第１実施形態で説明したように、エッチングマスクを行っても、エッチングマスクの幅方向の端部では、マスクの効果が不十分となる。当該層厚増加部は、このことに起因して形成される。熱拡散型の太陽電池セル２５０は、ｎ型領域２０２の厚みがキャリアの回収に影響し、第２実施形態のｎ型領域２０２の厚さを変動させることは、第１実施形態の第１透明導電層４ａの厚さを変動させることに相当する。そして、ｎ型領域２０２の厚みを側面部２０８ａから一方向に離れる方向に向かって増加させることで、第１実施形態における第１透明導電層４ａの厚みを側面部８ａから一方向に離れる方向に向かって増加させることと同等の効果を得ることができる。
　尚、本発明は、上記第１、第２実施形態、及びそれらの変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。例えば、用いる太陽電池セルが例示したものと異なる種類のものであってもよく、所謂ＰＥＲＣセルなども含まれる。
　また、第１実施形態では、第１導電型がｎ型であり、第２導電型がｐ型である場合について説明したが、第１導電型がｐ型であり、第２導電型がｎ型でもよい。また、第２実施形態では、第１導電型がｐ型であり、第２導電型がｎ型である場合について説明したが、第１導電型がｎ型であり、第２導電型がｐ型でもよい。
　上記のようにして形成した太陽電池セル５０を複数用意し、一般的な方法で太陽電池モジュールを形成して用いてよい。太陽電池モジュールを形成する一般的な方法とは、複数の太陽電池セル５０を直列接続または並列接続して太陽電池ストリングを形成するステップと、太陽電池モジュールを形成する封止材及び保護部材とを積層して積層体を準備するステップと、前記積層体を加熱及び圧着して太陽電池ストリングを封止するステップと、を含む。また、積層体は、例えば、太陽電池モジュールの表面側保護材に相当する強化ガラス板と、強化ガラス板上に配置された第１の樹脂シートと、第１の樹脂シート上に配置された太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングを覆うように配置された第２の樹脂シートと、第二の樹脂シート上に設けられた耐熱性、耐水性の高い樹脂シート又はガラス板等の裏面側保護材と、を含む。
　これまで説明してきた方法、すなわち、大面積の太陽電池セル４０にレーザーを照射して小面積の太陽電池セル５０に加工する方法について、実施形態にて説明した以外の用途にも用いることができる。例えば、図１３に示すように、正方形の四隅を面取りした略八角形の形状を有する太陽電池セル３５０において、面取り部にあたる部分３５１を上記方法によって除去するために用いてもよい。また、図１４に示すように、太陽電池セル４４０を複数の小面積の太陽電池セル４５０に加工することに用いてもよい。この場合、複数の太陽電池セル４５０を直列接続または並列接続し、周知の方法、例えば樹脂等で保護し、小型電子デバイスの給電部材として用いてもよい。
　１,１０１,２０１　シリコン基板、　３ａ,１０３ａ　第１非晶質シリコン層、　３ｂ,１０３ｂ　第２非晶質シリコン層、　４ａ,１０４ａ　第１透明導電層、　４ｂ　第２透明導電層、　５ａ,１０５ａ　第１主面側集電極、　５ｂ,１０５ｂ　第２主面側集電極、　６ａ,６ｂ,１０６ａ　層厚増加部、　８　側面、　８ａ,２０８ａ　側面部、　９ａ,９ｂ　薄層部、　１９,２１９　溝、　４０,２４０,４４０　大面積（分割前）の太陽電池セル、　５０,１５０,２５０,４５０　小面積（分割後）の太陽電池セル、　２０２ａ　薄厚部、　２０２ｂ　抵抗減少部、　Ｘ方向　一方向、　Ｙ方向　溝の延在方向、　Ｚ方向　太陽電池セルの厚さ方向。

Claims (19)

  1. 　第１主面及び第２主面を備える第１導電型の結晶性シリコン基板と、
    　前記結晶性シリコン基板の第１主面側に形成された第２導電型の第１半導体層と、
    を備える太陽電池セルであって、
    　前記太陽電池セルは互いに平行である２つの辺を含む辺縁部を有し、前記２つの辺の両方に直交する第１方向に沿って、前記太陽電池セルのシート抵抗が変化する第１のシート抵抗変化部を前記第１主面側の表面又は前記第２主面側の表面のうち一方の表面に備え、
    　前記第１のシート抵抗変化部は、第１方向に進むにつれてシート抵抗が増加する抵抗増加部と、シート抵抗が減少する抵抗減少部と、をこの順に備える、太陽電池セル。
  2. 　前記結晶性シリコン基板の前記第１主面側の反対面に当たる第２主面上に設けられた、前記第１導電型と同じ導電型の第２半導体層と、
    　前記第１半導体層又は前記第２半導体層のいずれか一方に接して設けられた第１透明導電層と、を更に備え、
    　前記第１のシート抵抗変化部の前記抵抗増加部において、前記第１透明導電層の厚みが減少し、
    　前記第１のシート抵抗変化部の前記抵抗減少部において、前記第１透明導電層の厚みが増加する、請求項１に記載の太陽電池セル。
  3. 　前記第１半導体層は、前記結晶性シリコン基板の第１主面側に設けられた第２導電型の第１非晶質シリコン層であり、前記第１透明導電層は前記第１半導体層の上に設けられている、請求項２に記載の太陽電池セル。
  4. 　前記第２半導体層上に設けられた第２透明導電層を更に備え、
    　前記太陽電池セルのシート抵抗が変化する第２のシート抵抗変化部を前記第２主面側に備える、請求項２に記載の太陽電池セル。
  5. 　前記抵抗増加部における前記第１透明導電層の厚みの最小値は、前記抵抗増加部における前記第１透明導電層の最大厚みの１０％以下である、請求項２又は３に記載の太陽電池セル。
  6. 　前記第２半導体層上に設けられた第２透明導電層を更に備え、前記太陽電池セルのシート抵抗が変化する第２のシート抵抗変化部を前記第２主面側に備えていない、請求項２に記載の太陽電池セル。
  7. 　前記第２導電型の前記第１半導体層は、前記結晶性シリコン基板の前記第１主面側に形成された導電性不純物拡散層であり、
    　前記太陽電池セルは互いに平行である２つの辺を含む辺縁部を有し、前記２つの辺の両方に直交する第１方向に沿って、前記太陽電池セルのシート抵抗が変化する第１のシート抵抗変化部を前記第１主面側に備え、
    　前記第１のシート抵抗変化部は、第１方向に進むにつれてシート抵抗が増加する抵抗増加部と、シート抵抗が減少する抵抗減少部と、をこの順に備える、請求項１に記載の太陽電池セル。
  8. 　第１導電型の結晶性シリコン基板と、前記結晶性シリコン基板の第１主面側に形成された第２導電型の第１半導体層と、を備える太陽電池セルであって、
    　前記結晶性シリコン基板の厚さ方向に延在する側面は、算術平均粗さが前記厚さ方向で異なる側面部を含み、
    　前記側面部の近傍に前記第１主面側のシート抵抗が高い高抵抗領域を有し、
    前記側面部から前記第１主面の中心までの間の領域に、前記高抵抗領域を起点として前記側面部から一方向に離れるにつれて前記第１主面側のシート抵抗が単調減少する前記一方向を含む、太陽電池セル。
  9. 　前記側面部は、前記結晶性シリコン基板が溶融したあと固化した痕跡が存在する第１領域と、前記第１領域とは厚み方向に異なる位置に存在し前記結晶性シリコン基板が溶融した痕跡が存在しない第２領域を有する、請求項８に記載の太陽電池セル。
  10. 　前記高抵抗領域におけるシート抵抗は、前記第１主面側の中心部におけるシート抵抗の１０倍以上である、請求項８または９に記載の太陽電池セル。
  11. 　前記第１領域は、前記側面部のうち第２主面側に存在する、請求項８～１０のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  12. 　前記結晶性シリコン基板の前記第２主面側に設けられた第１導電型の非晶質シリコン層と、
    　前記第１半導体層上に積層された第１透明導電層と、
    　前記非晶質シリコン層上に積層された第２透明導電層と、
    を更に備え、
    　前記第１半導体層は第２導電型の非晶質シリコン層であり、
    　抵抗減少部は、前記側面部から前記一方向に離れるにつれて、前記第１透明導電層及び前記第２透明導電層のうち少なくとも一方の厚みが単調増加する層厚増加部を含む、請求項８～１１のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  13. 　前記層厚増加部のうち厚みが最小である部分の層厚は、前記層厚増加部のうち厚みが最大である部分の層厚の１０％以下である、請求項８～１２のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  14. 　前記層厚増加部は前記第１透明導電層に設けられている、請求項８～１３のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  15. 　前記第１透明導電層及び前記第２透明導電層の少なくとも一方において、前記層厚増加部に重畳するように集電極が形成されている、請求項８～１４のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  16. 　厚さ方向から見たとき、前記集電極が前記第２透明導電層に重ならない周辺部分を含み、
    　前記周辺部分が、前記結晶性シリコン基板、前記第１導電型の前記非晶質シリコン層、及び前記第２導電型の前記非晶質シリコン層の全てと電気的に接触していない、請求項１２～１５のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
  17. 　第１主面及び第２主面を有する第１導電型のシリコン基板と、前記シリコン基板の第１主面側に位置する第２導電型の第１非晶質シリコン層と、前記シリコン基板の前記第２主面に位置する第１導電型の第２非晶質シリコン層と、を備える異極性接合部を形成する異極性接合部形成ステップと、
    　前記異極性接合部形成ステップの後、前記異極性接合部を透明導電層形成用チャンバー内に配置する配置ステップと、
    　前記配置ステップの後、前記チャンバー内において前記第１非晶質シリコン層及び前記第２非晶質シリコン層のうち少なくとも一方の外側に、線状のマスクを配置するマスク配置ステップと、
    前記マスク配置ステップの後、前記マスクを介して前記第１非晶質シリコン層及び前記第２非晶質シリコン層のうち少なくとも一方の上に透明導電層を積層させる透明導電層成膜ステップと、
    　前記透明導電層成膜ステップの後、前記マスクを除去するマスク除去ステップと、を含む、太陽電池セルの製造方法。
  18. 　前記マスク除去ステップの後、前記マスク配置ステップにおいて前記マスクが配置されていた第１領域の幅方向の中央から前記幅方向に０．５ｍｍ以内に位置する第２領域において、前記シリコン基板の厚み方向において前記第２領域と重なる第３領域にレーザー光を照射することで溝を形成する溝形成ステップを更に含む、請求項１７に記載の太陽電池セルの製造方法。
  19. 　請求項８～１６のいずれか一項に記載の太陽電池セルを複数含む、太陽電池モジュール。
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