WO2021060261A1 - 太陽電池の製造方法および太陽電池 - Google Patents

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WO2021060261A1
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metal electrode
layer
metal
transparent
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PCT/JP2020/035762
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正典 兼松
邦裕 中野
貴久 藤本
足立 大輔
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株式会社カネカ
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Publication date
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a back electrode type (back contact type) solar cell and a back electrode type solar cell.
  • Patent Document 1 discloses a back electrode type solar cell.
  • the solar cell described in Patent Document 1 is sequentially laminated on a semiconductor substrate, a first conductive semiconductor layer and a first electrode layer laminated on the back surface side of the semiconductor substrate, and another part on the back surface side of the semiconductor substrate in order.
  • the second conductive semiconductor layer and the second electrode layer are provided.
  • the first electrode layer and the second electrode layer are separated from each other in order to prevent a short circuit.
  • each of the first electrode layer and the second electrode layer includes a transparent electrode layer and a metal electrode layer.
  • the metal electrode layer can be relatively easily separated and formed by, for example, a screen printing method using a silver paste.
  • the transparent electrode layer needs to be separated and formed by, for example, a photolithography method using a mask, and the forming process is relatively complicated.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell and a solar cell capable of simplifying the formation of a transparent electrode layer.
  • the method for manufacturing a solar cell according to the present invention corresponds to a semiconductor substrate, a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer arranged on one main surface side of the semiconductor substrate, and a first conductive semiconductor layer.
  • a method for manufacturing a back electrode type solar cell including a first transparent electrode layer and a first metal electrode layer, and a second transparent electrode layer and a second metal electrode layer corresponding to a second conductive semiconductor layer, wherein the semiconductor is used.
  • a lower metal electrode layer and an upper metal electrode layer are sequentially formed as electrode layers, and a lower metal electrode layer and an upper metal electrode layer are sequentially formed as second metal electrode layers on a second conductive semiconductor layer via a transparent conductive film.
  • a metal electrode layer forming step of forming and a transparent electrode layer forming step of forming a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer separated from each other by patterning a transparent conductive film are included in this order, and the metal In the electrode layer forming step, a first metal electrode layer and a second metal electrode layer are formed by printing and curing a printing material containing a particulate metal material, a resin material, and a solvent, and the first metal electrode layer is formed.
  • a resin film formed by unevenly distributing the resin material on the peripheral edge and the peripheral edge of the second metal electrode layer is formed, and in the first metal electrode layer and the second metal electrode layer, the upper metal electrode layer with respect to the entire printing material of the upper metal electrode layer
  • the ratio of the metal material contained in the printing material is smaller than the ratio of the metal material contained in the printing material of the lower metal electrode layer to the entire printing material of the lower metal electrode layer.
  • the transparent conductive film is patterned using the resin film on and the periphery thereof and the resin film on the second metal electrode layer and the periphery thereof as a mask.
  • Another method for manufacturing a solar cell according to the present invention is to use a semiconductor substrate, a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer arranged on one main surface side of the semiconductor substrate, and a first conductive semiconductor layer.
  • a method for manufacturing a back electrode type solar cell including a corresponding first transparent electrode layer and a first metal electrode layer, and a second transparent electrode layer and a second metal electrode layer corresponding to a second conductive semiconductor layer.
  • a first lower metal electrode layer and a first upper metal electrode layer are sequentially formed as one metal electrode layer, and a second lower metal electrode layer is formed as a second metal electrode layer on a second conductive semiconductor layer via a transparent conductive film.
  • a first metal electrode layer and a second metal electrode layer are formed by printing and curing a printing material containing a particulate metal material, a resin material, and a solvent.
  • a printing material containing a particulate metal material, a resin material, and a solvent.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the first upper layer metal electrode layer is smaller than the ratio of the metal material contained in the printing material of the first lower layer metal electrode layer to the entire printing material of the first lower layer metal electrode layer.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the second upper metal electrode layer to the entire printing material of the second upper metal electrode layer is the ratio of the second lower layer metal to the entire printing material of the second lower metal electrode layer. It is less than the proportion of the metal material contained in the printing material of the electrode layer, and in the transparent electrode layer forming step, the transparent conductive film is patterned using the first metal electrode layer, the second metal electrode layer, and the resin film as masks. ..
  • the solar cell according to the present invention has a semiconductor substrate, a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer arranged on one main surface side of the semiconductor substrate, and a first transparent corresponding to the first conductive semiconductor layer.
  • a back surface electrode type solar cell including an electrode layer and a first metal electrode layer, and a second transparent electrode layer and a second metal electrode layer corresponding to the second conductive semiconductor layer, wherein the first transparent electrode layer and the first 1
  • the metal electrode layer has a band shape, the band width of the first transparent electrode layer is narrower than the band width of the first metal electrode layer, the second transparent electrode layer and the second metal electrode layer have a band shape, and the second transparent electrode.
  • the band width of the layer is narrower than the band width of the second metal electrode layer, and the peripheral edge of the first metal electrode layer and the peripheral edge of the second metal electrode layer are the printing materials of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer.
  • a resin film in which the resin material is unevenly distributed is formed, and each of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer has a two-layer structure of a lower metal electrode layer and an upper metal electrode layer, and the upper metal electrode layer.
  • the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer to the entire layer is smaller than the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer to the entire lower metal electrode layer.
  • Another solar cell according to the present invention corresponds to a semiconductor substrate, a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer arranged on one main surface side of the semiconductor substrate, and a first conductive semiconductor layer.
  • a back surface electrode type solar cell including a transparent electrode layer and a first metal electrode layer, and a second transparent electrode layer and a second metal electrode layer corresponding to a second conductive semiconductor layer, wherein the first transparent electrode layer is provided.
  • the first metal electrode layer has a band shape, the band width of the first transparent electrode layer is narrower than the band width of the first metal electrode layer, and the second transparent electrode layer and the second metal electrode layer have a band shape.
  • the band width of the transparent electrode layer is narrower than the band width of the second metal electrode layer, and the printing material of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer is between the first metal electrode layer and the second metal electrode layer.
  • a resin film containing the resin material contained in is formed, and the first metal electrode layer has a two-layer structure of a first lower metal electrode layer and a first upper metal electrode layer, and the second metal electrode layer has a two-layer structure. It has a two-layer structure consisting of a first lower layer metal electrode layer and a first upper metal electrode layer, and the ratio of the metal material contained in the first upper metal electrode layer to all the materials of the first upper layer metal electrode layer is the first lower layer metal.
  • the ratio of the metal material contained in the first lower metal electrode layer to the total material of the electrode layer is smaller than the ratio of the metal material contained in the second upper metal electrode layer to the total material of the second upper metal electrode layer. It is less than the ratio of the metal material contained in the second lower metal electrode layer to the total material of the lower metal electrode layer.
  • FIG. 1 is a side view showing an example of the solar cell module according to the present embodiment.
  • the solar cell module 100 includes a plurality of solar cell 1s arranged in a two-dimensional manner.
  • the solar cell 1 is connected in series and / or in parallel by the wiring member 2.
  • the wiring member 2 is connected to a bus bar portion (described later) in the electrode layer of the solar cell 1.
  • the wiring member 2 is a known interconnector such as a tab.
  • the solar cell 1 and the wiring member 2 are sandwiched between the light receiving surface protection member 3 and the back surface protection member 4.
  • a liquid or solid sealing material 5 is filled between the light receiving surface protecting member 3 and the back surface protecting member 4, whereby the solar cell 1 and the wiring member 2 are sealed.
  • the light receiving surface protection member 3 is, for example, a glass substrate
  • the back surface protection member 4 is a glass substrate or a metal plate.
  • the sealing material 5 is, for example, a transparent resin.
  • the solar cell (hereinafter referred to as a solar cell) 1 will be described in detail.
  • FIG. 2 is a view of the solar cell according to the present embodiment as viewed from the back surface side.
  • the solar cell 1 shown in FIG. 2 is a back electrode type solar cell.
  • the solar cell 1 includes a semiconductor substrate 11 having two main surfaces, and has a first conductive type region 7 and a second conductive type region 8 on the main surface of the semiconductor substrate 11.
  • the first conductive type region 7 has a so-called comb shape, and has a plurality of finger portions 7f corresponding to the comb teeth and a bus bar portion 7b corresponding to the support portion of the comb teeth.
  • the bus bar portion 7b extends in the first direction (X direction) along one side of the semiconductor substrate 11, and the finger portion 7f extends from the bus bar portion 7b in the second direction (Y direction) intersecting the first direction. ) Extends.
  • the second conductive type region 8 has a so-called comb shape, and has a plurality of finger portions 8f corresponding to the comb teeth and a bus bar portion 8b corresponding to the support portion of the comb teeth.
  • the bus bar portion 8b extends in the first direction (X direction) along the other side portion facing one side portion of the semiconductor substrate 11, and the finger portion 8f extends from the bus bar portion 8b in the second direction (Y). Extends in the direction).
  • the finger portion 7f and the finger portion 8f form a band extending in the second direction (Y direction), and are provided alternately in the first direction (X direction).
  • the first conductive type region 7 and the second conductive type region 8 may be formed in a striped shape.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the solar cell according to the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • the solar cell 1 of the first embodiment includes a passivation layer 13 laminated on the light receiving surface side, which is the main surface of the semiconductor substrate 11 on the light receiving side. Further, the solar cell 1 is sequentially laminated on a part of the back surface side (mainly, the first conductive type region 7) which is the main surface (one main surface) on the opposite side of the light receiving surface of the main surface of the semiconductor substrate 11.
  • the passivation layer 23, the first conductive semiconductor layer 25, and the first electrode layer 27 are provided.
  • the solar cell 1 has a passivation layer 33, a second conductive semiconductor layer 35, and a second electrode that are sequentially laminated on the other part (mainly, the second conductive type region 8) on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the layer 37 is provided.
  • the semiconductor substrate 11 is formed of a crystalline silicon material such as single crystal silicon or polycrystalline silicon.
  • the semiconductor substrate 11 is, for example, an n-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with an n-type dopant.
  • the semiconductor substrate 11 may be, for example, a p-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with a p-type dopant.
  • Examples of the n-type dopant include phosphorus (P).
  • Examples of the p-type dopant include boron (B).
  • the semiconductor substrate 11 functions as a photoelectric conversion substrate that absorbs incident light from the light receiving surface side to generate optical carriers (electrons and holes).
  • the semiconductor substrate 11 may have a pyramid-shaped fine uneven structure called a texture structure on the back surface side. As a result, the recovery efficiency of the light that has passed through without being absorbed by the semiconductor substrate 11 is increased.
  • the semiconductor substrate 11 may have a pyramid-shaped fine uneven structure called a texture structure on the light receiving surface side. As a result, the reflection of the incident light on the light receiving surface is reduced, and the light confinement effect on the semiconductor substrate 11 is improved.
  • the passivation layer 13 is formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the passivation layer 23 is formed in the first conductive type region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the passivation layer 33 is formed in the second conductive type region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the passivation layers 13, 23, 33 are formed of, for example, an intrinsic (i-type) amorphous silicon material. The passivation layers 13, 23, 33 suppress the recombination of the carriers generated in the semiconductor substrate 11 and increase the recovery efficiency of the carriers.
  • An antireflection layer made of a material such as SiO, SiN, or SiON may be provided on the passivation layer 13 on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the first conductive semiconductor layer 25 is formed on the passivation layer 23, that is, in the first conductive region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the first conductive semiconductor layer 25 is formed of, for example, an amorphous silicon material.
  • the first conductive semiconductor layer 25 is, for example, a p-type semiconductor layer in which an amorphous silicon material is doped with a p-type dopant (for example, the above-mentioned boron (B)).
  • the second conductive semiconductor layer 35 is formed on the passivation layer 33, that is, in the second conductive region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the second conductive semiconductor layer 35 is formed of, for example, an amorphous silicon material.
  • the second conductive semiconductor layer 35 is, for example, an n-type semiconductor layer in which an amorphous silicon material is doped with an n-type dopant (for example, phosphorus (P) described above).
  • the first conductive semiconductor layer 25 may be an n-type semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer 35 may be a p-type semiconductor layer.
  • the first conductive semiconductor layer 25 and the passivation layer 23 and the second conductive semiconductor layer 35 and the passivation layer 33 form a band extending in the second direction (Y direction), and form a band shape extending in the second direction (Y direction), and form a band shape extending in the first direction (X direction). ) Are arranged alternately. A part of the second conductive semiconductor layer 35 and the passivation layer 33 may overlap a part of the adjacent first conductive semiconductor layer 25 and the passivation layer 23 (not shown).
  • the first electrode layer 27 is formed on the first conductive semiconductor layer 25 in the first conductive region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11, corresponding to the first conductive semiconductor layer 25.
  • the second electrode layer 37 is formed on the second conductive semiconductor layer 35 in the second conductive region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11, corresponding to the second conductive semiconductor layer 35.
  • the first electrode layer 27 has a first transparent electrode layer 28 and a first metal electrode layer 29 that are sequentially laminated on the first conductive semiconductor layer 25.
  • the second electrode layer 37 has a second transparent electrode layer 38 and a second metal electrode layer 39 that are sequentially laminated on the second conductive semiconductor layer 35.
  • the first metal electrode layer 29 has a two-layer structure of a lower metal electrode layer 29l and an upper metal electrode layer 29u
  • the second metal electrode layer 39 is a two layer of a lower metal electrode layer 39l and an upper metal electrode layer 39u. It is a structure.
  • the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are formed of a transparent conductive material.
  • the transparent conductive material include ITO (Indium Tin Oxide: a composite oxide of indium oxide and tin oxide).
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are particulate metal materials such as silver, copper and aluminum, and an insulating resin. It is formed of a conductive paste material containing a material and a solvent.
  • the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer 29u to the entire upper metal electrode layer 29u is smaller than the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer 29l to the entire lower metal electrode layer 29l.
  • the ratio of the resin material contained in the upper metal electrode layer 29u to the entire upper metal electrode layer 29u is larger than the ratio of the resin material contained in the lower metal electrode layer 29l to the entire lower metal electrode layer 29l.
  • the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer 29u is 78% or more and less than 88% as a weight ratio with respect to the entire upper metal electrode layer 29u.
  • the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer 29l to the entire lower metal electrode layer 29l is larger than the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer 29u to the entire upper metal electrode layer 29u.
  • the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer 29l is 85% or more and 95% or less as a weight ratio with respect to the entire lower metal electrode layer 29l.
  • the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer 39u to the entire upper metal electrode layer 39u is smaller than the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer 39l to the entire lower metal electrode layer 39l.
  • the ratio of the resin material contained in the upper metal electrode layer 39u to the entire upper metal electrode layer 39u is larger than the ratio of the resin material contained in the lower metal electrode layer 39l to the entire lower metal electrode layer 39l.
  • the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer 39u is 78% or more and less than 88% as a weight ratio to the entire upper metal electrode layer 39u.
  • the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer 39l to the entire lower metal electrode layer 39l is larger than the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer 39u to the entire upper metal electrode layer 39u.
  • the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer 39 liters is 85% or more and 95% or less as a weight ratio with respect to the entire lower layer metal electrode layer 29 liters.
  • the first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 have a band shape extending in the second direction (Y direction), and are alternately arranged in the first direction (X direction). That is, the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 have a band shape extending in the second direction (Y direction), and are alternately arranged in the first direction (X direction). Further, the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 have a band shape extending in the second direction (Y direction), and are alternately arranged in the first direction (X direction). The first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are separated from each other, and the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are also separated from each other.
  • the band width in the first direction (X direction) of the first transparent electrode layer 28 is narrower than the band width in the first direction (X direction) of the first metal electrode layer 29, and is narrower than the band width in the first direction (X direction) of the first metal electrode layer 29.
  • the band width in the (X direction) is narrower than the band width in the first direction (X direction) of the second metal electrode layer 39.
  • the film 40 is formed (details will be described later).
  • a part of the first conductive semiconductor layer 25 and a part of the second conductive semiconductor layer 35 between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are covered with the resin film 40. More specifically, the valley portion of the concave-convex structure (texture structure) of the first conductive semiconductor layer 25 and the concave-convex structure of the second conductive semiconductor layer 35 between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39. The valley portion of is covered with the resin film 40.
  • the top of the concavo-convex structure of the first conductive semiconductor layer 25 and the top of the concavo-convex structure of the second conductive semiconductor layer 35 between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are resin films 40. It is not covered with and is exposed.
  • the conductive films 48 are arranged in an island shape (not continuous). More specifically, transparent conductivity is formed between the valley portion of the concave-convex structure of the first conductive semiconductor layer 25 and the resin film 40 and between the valley portion of the concave-convex structure of the second conductive semiconductor layer 35 and the resin film 40.
  • the membranes 48 are arranged in an island shape.
  • the contact area between the first metal electrode layer 29 and the first conductive semiconductor layer 25 is less than half the contact area between the first transparent electrode layer 28 and the first conductive semiconductor layer 25, and the second metal electrode layer 39.
  • the contact area between the two and the second conductive semiconductor layer 35 is less than half the contact area between the second transparent electrode layer 38 and the second conductive semiconductor layer 35.
  • FIG. 4A is a diagram showing a semiconductor layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the first embodiment
  • FIG. 4B is a diagram showing a transparent conductive layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the first embodiment.
  • FIG. 4C is a diagram showing a metal electrode layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the first embodiment
  • FIG. 4D shows a transparent electrode layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the first embodiment. It is a figure. 4A to 4D show the back surface side of the semiconductor substrate 11, and omit the front surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the conductive semiconductor layer 25 is formed (semiconductor layer forming step).
  • a passivation film and a first conductive semiconductor film were formed on all the back surfaces of the semiconductor substrate 11 by a CVD method or a PVD method, and then a mask or a metal mask generated by a photolithography technique was used.
  • the passivation layer 23 and the first conductive semiconductor layer 25 may be patterned by using an etching method.
  • the etching solution for the p-type semiconductor film include hydrofluoric acid containing ozone and an acidic solution such as a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, and examples of the etching solution for the n-type semiconductor film include hydroxide.
  • the passivation layer and the first conductive type semiconductor layer are laminated on the back surface side of the semiconductor substrate 11 by using the CVD method or the PVD method, a mask is used to form the passivation layer 23 and the p-type semiconductor layer 25. And patterning may be performed at the same time.
  • the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 are formed on the other part of the back surface side of the semiconductor substrate 11, specifically in the second conductive type region 8 (semiconductor layer forming step).
  • a passivation film and a second conductive semiconductor film are formed on all the back surfaces of the semiconductor substrate 11 by the CVD method or the PVD method, and then a mask or metal produced by using a photolithography technique.
  • the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 may be patterned by using an etching method using a mask.
  • the passivation layer and the second conductive semiconductor layer are laminated on the back surface side of the semiconductor substrate 11 by using the CVD method or the PVD method, the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 are laminated by using a mask. Film formation and patterning may be performed at the same time.
  • the passivation layer 13 may be formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 on the light receiving surface side (not shown).
  • a transparent conductive film 28Z is formed on the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 so as to straddle them (transparent conductive film forming step).
  • a method for forming the transparent conductive film 28Z for example, a CVD method or a PVD method is used.
  • the first metal electrode layer 29 is formed on the first conductive semiconductor layer 25 via the transparent conductive film 28Z, and the second conductive semiconductor layer 35 is formed via the transparent conductive film 28Z.
  • a second metal electrode layer 39 is formed on the top. That is, the lower metal electrode layer 29l and the upper metal electrode layer 29u are sequentially formed on the first conductive semiconductor layer 25 via the transparent conductive film 28Z. Further, the lower metal electrode layer 39l and the upper metal electrode layer 39u are sequentially formed on the second conductive semiconductor layer 35 via the transparent conductive film 28Z (metal electrode layer forming step).
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are formed by printing a printing material (for example, ink).
  • a printing material for example, ink.
  • a method for forming the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 that is, as a method for forming the lower metal electrode layers 29l and 39l and the upper metal electrode layers 29u and 39u.
  • a screen printing method, an inkjet method, and a gravure coating method are used.
  • the method, the dispenser method, and the like can be mentioned.
  • the screen printing method is preferable.
  • the printing material contains a particulate (for example, spherical) metal material in the insulating resin material.
  • the printing material may contain a solvent or the like for adjusting the viscosity or coatability.
  • the insulating resin material examples include matrix resin and the like. More specifically, the insulating resin is preferably a polymer compound, particularly preferably a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin, and epoxy, urethane, polyester, silicone-based resins and the like are typical examples.
  • metal materials include silver, copper, aluminum and the like. Among these, a silver paste containing silver particles is preferable.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 29u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 29u is contained in the printing material of the lower metal electrode layer 29l to the entire printing material of the lower metal electrode layer 29l. Less than the proportion of metallic material.
  • the ratio of the resin material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 29u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 29u is the printing material of the lower metal electrode layer 29l to the entire printing material of the lower metal electrode layer 29l. More than the proportion of resin material contained in.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 29u is 78% or more and less than 88% as a weight ratio to the entire printing material.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the lower metal electrode layer 29l to the entire printing material of the lower metal electrode layer 29l is contained in the printing material of the upper metal electrode layer 29u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 29u. More than the proportion of metallic material used.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the lower metal electrode layer 29l is 85% or more and 95% or less as a weight ratio to the entire printing material.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 39u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 39u is the printing material of the lower metal electrode layer 39l to the entire printing material of the lower metal electrode layer 39l. Less than the proportion of metallic material contained.
  • the ratio of the resin material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 39u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 39u is the printing material of the lower metal electrode layer 39l to the entire printing material of the lower metal electrode layer 39l. More than the proportion of resin material contained in.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 39u is 78% or more and less than 88% as a weight ratio to the entire printing material.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the lower metal electrode layer 39l to the entire printing material of the lower metal electrode layer 39l is contained in the printing material of the upper metal electrode layer 39u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 39u. More than the proportion of metallic material used.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the lower metal electrode layer 39l is 85% or more and 95% or less as a weight ratio to the entire printing material.
  • the insulating resins in the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are cured by heat treatment or ultraviolet irradiation treatment. That is, after printing the lower metal electrode layers 29l and 39l and the upper metal electrode layers 29u and 39u, the insulating resins in the lower metal electrode layers 29l and 39l and the upper metal electrode layers 29u and 39u are cured. At this time, the insulating resin material exudes to the peripheral edges of the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39, and the insulating resin is formed on the peripheral edges of the first metal electrode layer 29 and the peripheral edge of the second metal electrode layer 39. A resin film 40 is formed in which the materials are unevenly distributed.
  • the valley portion of the uneven structure (texture structure) of the transparent conductive film 28Z between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 is covered with the resin film 40.
  • the top of the uneven structure of the transparent conductive film 28Z between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 is not covered with the resin film 40 and is exposed.
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 formed of the conductive paste in this way may have a urethane bond.
  • urethane resin shrinks less during cross-linking and is less likely to crack. If cracks are unlikely to occur in the resin, it is possible to prevent the etching solution from seeping into the metal electrode layer, and the metal electrode layer is peeled off due to etching of the transparent conductive film under the metal electrode layer, and long-term reliability is achieved. Deterioration can be prevented.
  • an etching method using the first metal electrode layer 29 and its peripheral resin film 40 and the second metal electrode layer 39 and its peripheral resin film 40 as masks was used.
  • the transparent conductive film 28Z By patterning the transparent conductive film 28Z, the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 separated from each other are formed (transparent electrode layer forming step).
  • the etching method include a wet etching method, and examples of the etching solution include an acidic solution such as hydrochloric acid (HCl).
  • the etching of the transparent conductive film 28Z proceeds from the top to the valley of the uneven structure (texture structure).
  • the transparent conductive film between them is not continuous, and the transparent conductive film 48 is formed in the valley portion of the uneven structure. It may remain in an island shape.
  • the resin film 40 in the valley portion of the concave-convex structure remains on the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35.
  • the conventional method for manufacturing a solar cell includes a transparent electrode layer forming step after the transparent conductive film forming step and before the metal electrode layer forming step.
  • the transparent electrode layer forming step for example, the transparent conductive film is patterned by using a photolithography method to form a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer separated from each other.
  • photolithography ⁇ Apply a resist on the transparent conductive film ⁇
  • an opening is formed in the resist.
  • a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer separated from each other are formed.
  • -Remove the resist is patterned by using a photolithography method to form a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer separated from each other.
  • the transparent conductive film forming step is followed by the metal electrode layer forming step and the transparent electrode layer forming step in this order.
  • the transparent conductive film 28Z is patterned to separate the first transparent electrode layers 28 and the second.
  • the transparent electrode layer 38 is formed.
  • the transparent conductive film 28Z is patterned using the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 as masks
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode are used when the transparent conductive film 28Z is etched.
  • the transparent conductive film 28Z under the layer 39 is also etched, and the first transparent electrode layer 28 and the first metal electrode layer 29, and the second transparent electrode layer 38 and the second metal electrode layer 39 may be peeled off. is there.
  • the first metal is formed by printing and curing a printing material containing a particulate metal material, a resin material and a solvent.
  • a resin film 40 in which the resin material is unevenly distributed is formed on the peripheral edge of the electrode layer 29 and the peripheral edge of the second metal electrode layer 39, and in the transparent electrode layer forming step, the resin film 40 of the first metal electrode layer 29 and its peripheral edge, Then, the transparent conductive film 28Z is patterned using the second metal electrode layer 39 and the resin film 40 around the second metal electrode layer 39 as a mask.
  • the etching of the transparent conductive film 28Z under the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 is suppressed, the first transparent electrode layer 28 and the first metal electrode layer 29 are peeled off, and the second transparent film is second.
  • the peeling of the electrode layer 38 and the second metal electrode layer 39 is suppressed.
  • the band width of the first transparent electrode layer 28 is narrower than the band width of the first metal electrode layer 29, and the band width of the second transparent electrode layer 38 is the second metal. It is narrower than the band width of the electrode layer 39, and the resin material in the printing material of the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 is formed on the peripheral edge of the first metal electrode layer 29 and the peripheral edge of the second metal electrode layer 39. An unevenly distributed resin film is formed.
  • the band width of the transparent electrode layer is generally wider than the band width of the metal electrode layer.
  • the solar cell 1 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment a part of the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39. A part of the layer 35 is covered with the resin film 40. More specifically, the valley portion of the concave-convex structure (texture structure) of the first conductive semiconductor layer 25 and the concave-convex structure of the second conductive semiconductor layer 35 between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39. The valley portion of is covered with the resin film 40.
  • the transparent conductive films 48 of the above are arranged in an island shape (not continuous). More specifically, transparent conductivity is formed between the valley portion of the concave-convex structure of the first conductive semiconductor layer 25 and the resin film 40 and between the valley portion of the concave-convex structure of the second conductive semiconductor layer 35 and the resin film 40.
  • the membranes 48 are arranged in an island shape. As a result, the exposed area of the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 is reduced. Therefore, deterioration of the solar cell and the solar cell module is suppressed, and the reliability (for example, long-term durability) of the solar cell and the solar cell module is improved.
  • a passivation layer 23, a first conductive semiconductor layer 25, a passivation layer 33, a second conductive semiconductor layer 35, and a transparent conductive film 28Z were formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11 having a pyramid-shaped texture structure on the back surface side. .. Then, using a screen printing method using a silver paste, a first metal electrode layer 29 (only equivalent to the above upper metal electrode layer 29u) is formed on the first conductive semiconductor layer 25 via the transparent conductive film 28Z. A second metal electrode layer 39 (only equivalent to the above upper metal electrode layer 39u) was formed on the second conductive semiconductor layer 35 via the transparent conductive film 28Z.
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 were heat-treated in an oven at 180 ° C. for 1 hour.
  • the insulating resin material in the printing material exudes to the peripheral edge of the first metal electrode layer 29 and the peripheral edge of the second metal electrode layer 39, and the peripheral edge of the first metal electrode layer 29 and the peripheral edge of the second metal electrode layer 39.
  • a resin film 40 was formed on the surface.
  • FIGS. 5A to 5C The back surface side of the solar cell produced as described above before patterning of the transparent conductive film was observed using an SEM (field emission scanning electron microscope S4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The results are shown in FIGS. 5A to 5C.
  • FIG. 5A shows the results of observing the metal electrode layer and the metal electrode interlayer on the back surface side of the solar cell of the verification example at a magnification of 100 times using SEM
  • FIG. 5B shows the portion A between the metal electrode layers in FIG. 5A. Is the result of observing at a magnification of 450 times using SEM.
  • FIG. 5C shows the result of observing the portion B between the metal electrode layers in FIG. 5B at a magnification of 5000 times using SEM.
  • a resin film 40 black portion in which the insulating resin material is unevenly distributed is formed on the peripheral edge of the first metal electrode layer 29 and the peripheral edge of the second metal electrode layer 39. It was confirmed that. Further, it was confirmed that the valley portion of the uneven structure (texture structure) of the transparent conductive film 28Z between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 is covered with the resin film 40 (black portion). Was done. On the other hand, it was confirmed that the top of the uneven structure of the transparent conductive film 28Z between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 was not covered with the resin film 40 and was exposed. As a result, it is expected that the etching of the transparent conductive film 28Z will proceed from the top to the bottom of the concave-convex structure in the subsequent etching in the transparent electrode layer forming step.
  • the back surface side of the solar cell in which the transparent conductive film was patterned using the metal electrode layer as a mask was observed using SEM, and the first transparent electrode layer 28, the first metal electrode layer 29, and the second transparent electrode layer 38 were observed. And it was confirmed that the second metal electrode layer 39 was not peeled off. Further, it was confirmed that the resin film 40 remained in the valley portion of the uneven structure between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 without being peeled off. Furthermore, a short circuit check between the electrodes was performed, and it was confirmed that there was no short circuit between the electrodes.
  • the resin film 40 Since the resin film 40 is not peeled off and there is no short circuit between the electrode layers, the valley between the concavo-convex structure of the first conductive semiconductor layer 25 and the resin film 40 and the concavo-convex structure of the second conductive semiconductor layer 35. It is expected that the transparent conductive film 48 remains in an island shape between the valley portion and the resin film 40, and the resin film 40 is held.
  • the printing material for example, metal paste
  • the printing material for example, metal paste
  • the etching solution for example, hydrochloric acid
  • the printing material for example, metal paste
  • the inventor of the present application (1) If a large amount of resin material is contained in the printing material of the metal electrode layer, it is possible to make it difficult for the etching solution to soak into the printing material. (2) If the printing material of the metal electrode layer contains a large amount of metal material, the resistance of the metal electrode layer can be reduced. We have obtained the knowledge.
  • the first metal electrode layer 29 is formed by a two-layer structure of a lower metal electrode layer 29l and an upper metal electrode layer 29u. Then, the ratio of the metal material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 29u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 29u is contained in the printing material of the lower metal electrode layer 29l with respect to the entire printing material of the lower metal electrode layer 29l. Less than the proportion of metallic material.
  • the ratio of the resin material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 29u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 29u is changed to the printing material of the lower metal electrode layer 29l with respect to the entire printing material of the lower metal electrode layer 29l. Increase the ratio of the resin material contained.
  • the second metal electrode layer 39 is formed by a two-layer structure of a lower metal electrode layer 39l and an upper metal electrode layer 39u. Then, the ratio of the metal material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 39u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 39u is contained in the printing material of the lower metal electrode layer 39l with respect to the entire printing material of the lower metal electrode layer 39l. Less than the proportion of metallic material. In other words, the ratio of the resin material contained in the printing material of the upper metal electrode layer 39u to the entire printing material of the upper metal electrode layer 39u is changed to the printing material of the lower metal electrode layer 39l with respect to the entire printing material of the lower metal electrode layer 39l. Increase the ratio of the resin material contained.
  • the upper metal electrode layers 29u and 39u have a property that it is difficult for the etching solution to soak into the printing material, and a protective function that protects the transparent conductive film under the metal electrode layers 29 and 39 is obtained.
  • the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer 29l to the entire lower metal electrode layer 29l is made larger than the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer 29u to the entire upper metal electrode layer 29u.
  • the ratio of the metal material contained in the lower metal electrode layer 39l to the entire lower metal electrode layer 39l is made larger than the ratio of the metal material contained in the upper metal electrode layer 39u to the entire upper metal electrode layer 39u.
  • the lower metal electrode layers 29l and 39l can achieve low resistance, particularly the contact resistance with the transparent electrode layer can be reduced, and the metal electrode layers 29 and 39 can be reduced in resistance. As a result, a solar cell having high photoelectric conversion efficiency characteristics can be obtained.
  • the insulating resin material in the printing material exudes to the peripheral edge of the upper metal electrode layer 29u and the peripheral edge of the upper metal electrode layer 39u, and the resin film 40 is formed on the peripheral edge of the upper metal electrode layer 29u and the peripheral edge of the upper metal electrode layer 39u.
  • the resin film 40 is formed on the peripheral edge of the upper metal electrode layer 29u and the peripheral edge of the upper metal electrode layer 39u.
  • the transparent conductive film 28Z is patterned by an etching method using the upper metal electrode layer 29u and the resin film 40 on the periphery thereof and the upper metal electrode layer 39u and the resin film 40 on the periphery thereof as masks.
  • a first transparent electrode layer 28 and a second transparent electrode layer 38 separated from each other were formed.
  • a hydrochloric acid (HCl) stock solution was used as the etching solution, and the immersion time in the hydrochloric acid stock solution was 45 s.
  • Verification example 3 Similar to Verification Example 1, using a screen printing method using a silver paste, only 29 l of the lower metal electrode layer is placed on the first conductive semiconductor layer 25 via the transparent conductive film 28Z (silver content of the printing material 91 []. [Weight%]) was formed, and only 39 l of the lower metal electrode layer (silver content 91 [% by weight] of the printing material) was formed on the second conductive semiconductor layer 35 via the transparent conductive film 28Z. Then, 29 liters of the lower metal electrode layer and 39 liters of the lower metal electrode layer were heat-treated in an oven at 180 ° C. for 1 hour.
  • the insulating resin material in the printing material exudes to the peripheral edge of the lower metal electrode layer 29l and the peripheral edge of the lower metal electrode layer 39l, and the resin film 40 is formed on the peripheral edge of the lower metal electrode layer 29l and the peripheral edge of the lower metal electrode layer 39l.
  • the resin film 40 is formed on the peripheral edge of the lower metal electrode layer 29l and the peripheral edge of the lower metal electrode layer 39l.
  • the transparent conductive film 28Z is patterned by an etching method using the lower metal electrode layer 29l and the resin film 40 on the periphery thereof and the lower metal electrode layer 39l and the resin film 40 on the periphery thereof as masks.
  • a first transparent electrode layer 28 and a second transparent electrode layer 38 separated from each other were formed.
  • a hydrochloric acid (HCl) stock solution (hydrogen chloride concentration: 36% by weight) was used as the etching solution, and the immersion time in the hydrochloric acid stock solution was 45 s.
  • FIG. 6A The result of observing the back side of the solar cell of Verification Example 2 before etching the transparent conductive film (left side) and the back side of the solar cell of Verification Example 2 after etching of the transparent conductive film prepared as described above.
  • the observation result (right side) is shown in FIG. 6A.
  • FIG. 6B 6A and 6B are the results of observing the metal electrode layer on the back surface side of the solar cell of the verification example at a magnification of 100 times using a laser microscope (LEXT OLS4100, manufactured by Olympus Corporation).
  • the contact resistance [m ⁇ ⁇ cm 2 ] of the upper metal electrode layer 29u (or the upper metal electrode layer 39u) (silver content 84 [% by weight] of the printing material) with the transparent electrode layer of Verification Example 2 was verified.
  • the contact resistance of the lower metal electrode layer 29 l (or the lower metal electrode layer 39 l) of Example 3 (silver content 91 [% by weight] of the printing material) with the transparent electrode layer was 23.7 times. That is, the lower metal electrode layer 29l (or lower metal electrode layer 39l) (silver content 91 [% by weight] of the printing material) of Verification Example 3 is the upper metal electrode layer 29u (or upper metal electrode layer 39u) of Verification Example 2. ) (Silver content of printing material 84 [% by weight]).
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of the solar cell according to the second embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • the configurations of the first electrode layer 27, the second electrode layer 37, and the resin film 40 are different in the solar cell 1 of the first embodiment shown in FIG. 3A.
  • the first electrode layer 27 is formed on the first conductive semiconductor layer 25 in the first conductive region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11, corresponding to the first conductive semiconductor layer 25.
  • the second electrode layer 37 is formed on the second conductive semiconductor layer 35 in the second conductive region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11, corresponding to the second conductive semiconductor layer 35.
  • the first electrode layer 27 has a first transparent electrode layer 28 and a first metal electrode layer 29 that are sequentially laminated on the first conductive semiconductor layer 25.
  • the second electrode layer 37 has a second transparent electrode layer 38 and a second metal electrode layer 39 that are sequentially laminated on the second conductive semiconductor layer 35.
  • the first metal electrode layer 29 has a two-layer structure of a first lower metal electrode layer 29l and a first upper metal electrode layer 29u
  • the second metal electrode layer 39 is a second lower metal electrode layer 39l and a second upper layer. It has a two-layer structure with a metal electrode layer 39u.
  • the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are formed of a transparent conductive material.
  • the transparent conductive material include ITO (Indium Tin Oxide: a composite oxide of indium oxide and tin oxide).
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are made of silver, copper, aluminum and the like. It is formed of a particulate metal material, an insulating resin material and a conductive paste material containing a solvent.
  • the ratio of the metal material contained in the first upper metal electrode layer 29u to the total material of the first upper metal electrode layer 29u is the metal material contained in the first lower metal electrode layer 29l to the total material of the first lower metal electrode layer 29l. Less than the proportion of. In other words, the ratio of the resin material contained in the first upper metal electrode layer 29u to the total material of the first upper metal electrode layer 29u is the first lower metal electrode layer 29l to the total material of the first lower metal electrode layer 29l. More than the proportion of resin material contained.
  • the proportion of the metal material contained in the first upper metal electrode layer 29u is set as a cross-sectional area ratio (for example, an area ratio in a unit area) in a cross section along the stacking direction in all the materials of the first upper metal electrode layer 29u. On the other hand, it is 65% or more and less than 75%.
  • the ratio of the metal material contained in the first lower metal electrode layer 29l is the total cross-sectional area ratio (for example, the area ratio in the unit area) of the first lower metal electrode layer 29l in the cross section along the stacking direction. It is 75% or more and 95% or less with respect to the material.
  • the ratio of the metal material contained in the second upper metal electrode layer 39u to the total material of the second upper metal electrode layer 39u is contained in the second lower metal electrode layer 39l to the total material of the second lower metal electrode layer 39l. Less than the proportion of metallic material to be used.
  • the ratio of the resin material contained in the second upper metal electrode layer 39u to the total material of the second upper metal electrode layer 39u is the second lower metal electrode layer 39l to the total material of the second lower metal electrode layer 39l. More than the proportion of resin material contained.
  • the proportion of the metal material contained in the second upper metal electrode layer 39u is set as a cross-sectional area ratio (for example, an area ratio in a unit area) in a cross section along the stacking direction in all the materials of the second upper metal electrode layer 39u. On the other hand, it is 65% or more and less than 75%.
  • the ratio of the metal material contained in the second lower metal electrode layer 39l is the total cross-sectional area ratio (for example, the area ratio in the unit area) of the second lower metal electrode layer 29l in the cross section along the stacking direction. It is 75% or more and 95% or less with respect to the material.
  • the first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 have a band shape extending in the second direction (Y direction), and are alternately arranged in the first direction (X direction). That is, the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 have a band shape extending in the second direction (Y direction), and are alternately arranged in the first direction (X direction). Further, the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 have a band shape extending in the second direction (Y direction), and are alternately arranged in the first direction (X direction). The first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are separated from each other, and the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are also separated from each other.
  • the band width in the first direction (X direction) of the first transparent electrode layer 28 is narrower than the band width in the first direction (X direction) of the first metal electrode layer 29, and is narrower than the band width in the first direction (X direction) of the first metal electrode layer 29.
  • the band width in the (X direction) is narrower than the band width in the first direction (X direction) of the second metal electrode layer 39.
  • the band width of the first lower layer metal electrode layer 29l in the first direction (X direction) is narrower than the band width of the first upper layer metal electrode layer 29u in the first direction (X direction), and the first transparent electrode.
  • the band width of the layer 28 is narrower than the band width of the first lower metal electrode layer 29l.
  • the band width of the second lower metal electrode layer 39l in the first direction (X direction) is narrower than the band width of the second upper metal electrode layer 39u in the first direction (X direction), and the second transparent electrode layer 38
  • the band width of is narrower than the band width of the second lower metal electrode layer 39 liters.
  • the insulating resin material contained in the conductive paste material of the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 exudes between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39.
  • the resin film 40 is formed.
  • the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are covered with the resin film 40. More specifically, the valleys and tops of the uneven structure (texture structure) of the first conductive semiconductor layer 25 between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39, and the second conductive semiconductor layer 35. The valley and the top of the uneven structure of the above are covered with the resin film 40.
  • FIG. 7A is a diagram showing a semiconductor layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the second embodiment
  • FIG. 7B is a diagram showing a transparent conductive film forming step in the solar cell manufacturing method according to the second embodiment.
  • FIG. 7C is a diagram showing a metal electrode layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the second embodiment
  • FIG. 7D shows a transparent electrode layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the second embodiment. It is a figure. 7A to 7D show the back surface side of the semiconductor substrate 11, and omit the front surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the conductive semiconductor layer 25 is formed (semiconductor layer forming step).
  • a passivation film and a first conductive semiconductor film were formed on all the back surfaces of the semiconductor substrate 11 by a CVD method or a PVD method, and then a mask or a metal mask generated by a photolithography technique was used.
  • the passivation layer 23 and the first conductive semiconductor layer 25 may be patterned by using an etching method.
  • the etching solution for the p-type semiconductor film include hydrofluoric acid containing ozone and an acidic solution such as a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, and examples of the etching solution for the n-type semiconductor film include hydroxide.
  • the passivation layer and the first conductive type semiconductor layer are laminated on the back surface side of the semiconductor substrate 11 by using the CVD method or the PVD method, a mask is used to form the passivation layer 23 and the p-type semiconductor layer 25. And patterning may be performed at the same time.
  • the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 are formed on the other part of the back surface side of the semiconductor substrate 11, specifically in the second conductive type region 8 (semiconductor layer forming step).
  • a passivation film and a second conductive semiconductor film are formed on all the back surfaces of the semiconductor substrate 11 by the CVD method or the PVD method, and then a mask or metal produced by using a photolithography technique.
  • the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 may be patterned by using an etching method using a mask.
  • the passivation layer and the second conductive semiconductor layer are laminated on the back surface side of the semiconductor substrate 11 by using the CVD method or the PVD method, the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 are laminated by using a mask. Film formation and patterning may be performed at the same time.
  • the passivation layer 13 may be formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 on the light receiving surface side (not shown).
  • a transparent conductive film 28Z is formed on the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35 so as to straddle them (transparent conductive film forming step).
  • a method for forming the transparent conductive film 28Z for example, a CVD method or a PVD method is used.
  • the first metal electrode layer 29 is formed on the first conductive semiconductor layer 25 via the transparent conductive film 28Z, and the second conductive semiconductor layer 35 is formed via the transparent conductive film 28Z.
  • a second metal electrode layer 39 is formed on the top. That is, the first lower layer metal electrode layer 29l and the first upper layer metal electrode layer 29u are sequentially formed on the first conductive type semiconductor layer 25 via the transparent conductive film 28Z. Further, the second lower layer metal electrode layer 39l and the second upper layer metal electrode layer 39u are sequentially formed on the second conductive type semiconductor layer 35 via the transparent conductive film 28Z (metal electrode layer forming step).
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 that is, the first lower metal electrode layer 29l, the first upper metal electrode layer 29u, the second lower metal electrode layer 39l, and the second upper metal electrode layer 39u are printed. It is formed by printing a material (eg, ink).
  • a material eg, ink
  • the method for forming 39u include a screen printing method, an inkjet method, a gravure coating method, a dispenser method and the like. Among these, the screen printing method is preferable.
  • the printing material contains a particulate (for example, spherical) metal material in the insulating resin material.
  • the printing material may contain a solvent or the like for adjusting the viscosity or coatability.
  • the insulating resin material examples include matrix resin and the like. More specifically, the insulating resin is preferably a polymer compound, particularly preferably a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin, and epoxy, urethane, polyester, silicone-based resins and the like are typical examples.
  • metal materials include silver, copper, aluminum and the like. Among these, a silver paste containing silver particles is preferable.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the first upper metal electrode layer 29u to the entire printing material of the first upper metal electrode layer 29u is the ratio of the first lower metal electrode layer to the entire printing material of the first lower metal electrode layer 29l. It is less than the proportion of metal material contained in 29 liters of printing material.
  • the ratio of the resin material contained in the printing material of the first upper metal electrode layer 29u to the entire printing material of the first upper metal electrode layer 29u is the first in the printing material of the first lower metal electrode layer 29l. It is larger than the ratio of the resin material contained in the printing material of the lower metal electrode layer 29 liters.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the first upper metal electrode layer 29u is 85% or more and less than 93% as a weight ratio to the entire printing material.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the first lower metal electrode layer 29l is 89% or more and 95% or less as a weight ratio to the entire printing material.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the second upper metal electrode layer 39u to the entire printing material of the second upper metal electrode layer 39u is the ratio of the second lower layer to the entire printing material of the second lower metal electrode layer 39l. It is less than the proportion of the metal material contained in the printing material of the metal electrode layer 39 liters.
  • the ratio of the resin material contained in the printing material of the second upper metal electrode layer 39u to the entire printing material of the second upper metal electrode layer 39u is the second of the printing material of the second lower metal electrode layer 39l. It is larger than the ratio of the resin material contained in the printing material of the lower metal electrode layer 39 liters.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the second upper metal electrode layer 39u is 85% or more and less than 93% as a weight ratio to the entire printing material.
  • the ratio of the metal material contained in the printing material of the second lower metal electrode layer 39l is 89% or more and 95% or less as a weight ratio to the entire printing material.
  • the insulating resin in the first lower layer metal electrode layer 29l and the second lower layer metal electrode layer 39l is cured by heat treatment or ultraviolet irradiation treatment. Let me. At this time, the insulating resin material exudes between the first lower layer metal electrode layer 29l and the second lower layer metal electrode layer 39l, and between the first lower layer metal electrode layer 29l and the second lower layer metal electrode layer 39l, A resin film 40 made of an insulating resin material is formed.
  • the insulating resin in the first upper layer metal electrode layer 29u and the second upper layer metal electrode layer 39u is applied by heat treatment or ultraviolet irradiation treatment. Cure. At this time, the insulating resin material seeps out between the first upper layer metal electrode layer 29u and the second upper layer metal electrode layer 39u, and between the first upper layer metal electrode layer 29u and the second upper layer metal electrode layer 39u, A resin film 40 made of an insulating resin material is formed.
  • the valleys and tops of the uneven structure (texture structure) of the transparent conductive film 28Z between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are covered with the resin film 40.
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 formed of the conductive paste in this way may have a urethane bond.
  • urethane resin shrinks less during cross-linking and is less likely to crack. If cracks are unlikely to occur in the resin, it is possible to prevent the etching solution from seeping into the metal electrode layer, and the metal electrode layer is peeled off due to etching of the transparent conductive film under the metal electrode layer, and long-term reliability is achieved. Deterioration can be prevented.
  • the band width of the first lower metal electrode layer 29l is narrower than the band width of the first upper metal electrode layer 29u, and the band width of the second lower metal electrode layer 39l is wider than the band width of the second upper metal electrode layer 39u.
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are formed in a band shape so as to be narrow.
  • the transparent conductive film 28Z is patterned with each other by using an etching method using the first metal electrode layer 29, the second metal electrode layer 39, and the resin film 40 as masks.
  • the separated first transparent electrode layer 28 and second transparent electrode layer 38 are formed (transparent electrode layer forming step).
  • the etching method include a wet etching method, and examples of the etching solution include an acidic solution such as hydrochloric acid (HCl).
  • the first lower layer metal electrode layer 29l and the second lower layer metal electrode layer 39l have a relatively large proportion of the metal material contained in the printing material, and therefore the proportion of the cured metal material is relatively large.
  • the first upper metal electrode layer 29u and the second upper metal electrode layer 39u which do not pass through and contain a relatively small proportion of the metal material in the printing material, and therefore have a relatively small proportion of the cured metal material, use an etching solution. Pass through (details will be described later).
  • etching of the transparent conductive film 28Z proceeds from the portion covered only by the first upper metal electrode layer 29u and the portion covered only by the second upper metal electrode layer 39u, and the transparent conductive film under the resin film 40 is etched. Etching proceeds to 28Z.
  • the transparent conductive film 28Z under the first lower layer metal electrode layer 29l and the second lower layer metal electrode layer 39l remains.
  • the conventional method for manufacturing a solar cell includes a transparent electrode layer forming step after the transparent conductive film forming step and before the metal electrode layer forming step.
  • the transparent electrode layer forming step for example, the transparent conductive film is patterned by using a photolithography method to form a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer separated from each other.
  • photolithography ⁇ Apply a resist on the transparent conductive film ⁇
  • an opening is formed in the resist.
  • a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer separated from each other are formed.
  • -Remove the resist is patterned by using a photolithography method to form a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer separated from each other.
  • the transparent conductive film forming step is followed by the metal electrode layer forming step and the transparent electrode layer forming step in this order.
  • the transparent conductive film 28Z is patterned to separate the first transparent electrode layers 28 and the second.
  • the transparent electrode layer 38 is formed.
  • the inventors of the present application have made a relatively large proportion of the metal paste (that is, the metal material contained in the printing material) in the first lower metal electrode layer 29 liters in the metal electrode layer forming step.
  • the first metal electrode layer 29 (that is, the metal electrode layer having a relatively large proportion of the cured metal material) is formed only by the large amount of metal paste), and the metal paste (that is, the printing material) of the second lower metal electrode layer 39 liters is formed.
  • the second metal electrode layer (that is, the metal electrode layer having a relatively large proportion of the cured metal material) was formed only by the metal paste containing a relatively large proportion of the metal material contained in. Then, the valley portion of the uneven structure (texture structure) of the transparent conductive film 28Z between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 is covered with the resin film 40, and the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are covered with the resin film 40. The top of the uneven structure of the transparent conductive film 28Z between the two metal electrode layers 39 is not covered with the resin film 40 and is exposed. In this case, as shown in FIG. 8B, in the transparent electrode layer forming step, between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39, the uneven structure (texture structure) is transparent from the top to the valley. Etching of the conductive film 28Z proceeds.
  • the widths of the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 it is conceivable to widen the widths of the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39.
  • the widths of the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are widened, the distance between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 becomes narrow.
  • FIG. 8C not only the valley portion but also the top portion of the uneven structure (texture structure) of the transparent conductive film 28Z between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 is covered.
  • the etching of the transparent conductive film 28Z between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 does not proceed.
  • the inventors of the present application compare the ratio of the metal material contained in the first upper metal electrode layer 29u (that is, the metal material contained in the printing material) in the metal electrode layer forming step.
  • the first metal electrode layer 29 (that is, the metal electrode layer in which the proportion of the cured metal material is relatively small) is formed only by the small amount of metal paste), and the metal paste of the second upper metal electrode layer 39u (that is, that is).
  • FIG. 9B even the transparent conductive film under the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 was etched in the transparent electrode layer forming step. It is expected that this is because the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 pass through the etching solution.
  • the inventors of the present application have performed in the metal electrode layer forming step.
  • the first lower metal electrode layer 29l and the first upper metal electrode layer 29u are formed in this order as the first metal electrode layer 29, and the second lower metal electrode layer 39l and the second upper metal electrode layer 39u are formed as the second metal electrode layer 39.
  • the proportion of the metal material contained in the printing material of the first upper layer metal electrode layer 29u is smaller than the proportion of the metal material contained in the printing material of the first lower layer metal electrode layer 29l, and the printing of the second upper layer metal electrode layer 39u
  • the proportion of the metal material contained in the material is smaller than the proportion of the metal material contained in the printing material of the second lower metal electrode layer 39 liters.
  • the band width of the first lower metal electrode layer 29l is narrower than the band width of the first upper metal electrode layer 29u, and the band width of the second lower metal electrode layer 39l is narrower than the band width of the second upper metal electrode layer 39u.
  • the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 are formed in a band shape so as to be.
  • the proportion of the metal material contained in the printing material is relatively small, and therefore the proportion of the metal material after curing is relatively small.
  • the electrode layer 39u allows the etching solution to pass through, but the proportion of the metal material contained in the printing material is relatively large, and therefore the proportion of the cured metal material is relatively large.
  • the electrode layer 39l is impervious to the etching solution. Therefore, as shown in FIG.
  • the etching of the transparent conductive film proceeds from the portion covered only by the first upper metal electrode layer 29u and the portion covered only by the second upper metal electrode layer 39u, and the etching of the transparent conductive film proceeds from the portion of the resin film 40. Etching proceeds to the transparent conductive film below. On the other hand, the transparent conductive film under the first lower layer metal electrode layer 29l and the second lower layer metal electrode layer 39l remains.
  • the widths of the first and second upper metal electrode layers 29u and 39u are wide, it is possible to lower the resistance of the electrode layer and improve the reflectance on the back surface.
  • the band width of the first transparent electrode layer 28 is narrower than the band width of the first metal electrode layer 29, and the band width of the second transparent electrode layer 38 is the first. It is narrower than the band width of the two metal electrode layer 39, and is contained between the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 in the printing material of the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39. A resin film 40 containing a resin material is formed. In a solar cell manufactured by a conventional solar cell manufacturing method, the band width of the transparent electrode layer is generally wider than the band width of the metal electrode layer.
  • the first upper metal electrode layer 29u and the second upper metal electrode layer 39u have a relatively small proportion of the metal material contained in the printing material and therefore a relatively small proportion of the cured metal material.
  • the first lower metal electrode layer 29l and the second lower metal electrode layer 39l which are passed through the etching solution but contain a relatively large proportion of the metal material in the printing material, and therefore have a relatively large proportion of the cured metal material, Verify the speculation that the etching solution will not pass through.
  • a passivation layer 23, a first conductive semiconductor layer 25, a passivation layer 33, a second conductive semiconductor layer 35, and a transparent conductive film 28Z were formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11 having a pyramid-shaped texture structure on the back surface side. .. Then, using a screen printing method using a silver paste, only 29 l of the first lower metal electrode layer (containing in the printing material) is used as the first metal electrode layer on the first conductive type semiconductor layer 25 via the transparent conductive film 28Z. A silver paste having a relatively large proportion of the metal material is used, so that a metal electrode layer having a relatively large proportion of the cured metal material) is formed, and the second conductive semiconductor layer 35 is formed via the transparent conductive film 28Z.
  • the second metal electrode layer only 39 l of the second lower metal electrode layer (a silver paste containing a relatively large proportion of the metal material contained in the printing material is used, and therefore a metal electrode having a relatively large proportion of the cured metal material is used. Layer) was formed. Then, 29 liters of the first metal electrode layer and 39 liters of the second metal electrode layer were heat-treated in an oven at 180 ° C. for 1 hour. Next, the semiconductor substrate 11 thus formed into a film was immersed in hydrochloric acid (etching solution).
  • hydrochloric acid etching solution
  • FIG. 10 is a diagram schematically enlarged showing the results of observing the cross sections of the metal electrode layer and the transparent conductive film in the semiconductor substrate immersed in hydrochloric acid after the film was formed in Verification Example 4.
  • the transparent conductive film 28Z under the first lower layer metal electrode layer 29l (or the second lower layer metal electrode layer 39l) remains unetched. This is because the first lower layer metal electrode layer 29l (or the second lower layer metal electrode layer 39l), which has a relatively large proportion of the metal material contained in the printing material and therefore has a relatively large proportion of the cured metal material, is etched. It is presumed that this is due to the imperviousization of the solution.
  • Verification example 5 In Verification Example 5, in Verification Example 4, only the first upper metal electrode layer 29u is used as the first metal electrode layer 29 (a silver paste having a relatively small proportion of the metal material contained in the printing material is used, and therefore the metal after curing is used. A metal electrode layer with a relatively small proportion of material) is formed, and only the second upper metal electrode layer 39u (a silver paste containing a relatively small proportion of metal material in the printing material is used as the second metal electrode layer 39). Therefore, it differs from Verification Example 4 in that it forms a metal electrode layer) in which the proportion of the cured metal material is relatively small.
  • FIG. 11 is a diagram schematically enlarged showing the results of observing the cross sections of the metal electrode layer and the transparent conductive film in the semiconductor substrate immersed in hydrochloric acid after the film was formed in Verification Example 5.
  • the transparent conductive film 28Z under the first upper layer metal electrode layer 29u (or the second upper layer metal electrode layer 39u) is etched. This is because the ratio of the metal material contained in the printing material is relatively small, and therefore the ratio of the cured metal material is relatively small.
  • the first upper layer metal electrode layer 29u (or the second upper layer metal electrode layer 39u) is etched. It is presumed that this is due to the passage of the solution. For example, it is presumed that cracks occur in a relatively large amount of resin material in the first upper metal electrode layer 29u (or the second upper metal electrode layer 39u) due to some factor, and the etching solution is passed through.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made.
  • the heterozygous solar cell 1 is illustrated as shown in FIG. 3A or FIG. 3B, but the present invention is not limited to the heterozygous solar cell, but a homozygous solar cell or the like. It is applicable to various solar cells.
  • a solar cell having a crystalline silicon substrate has been exemplified, but the present invention is not limited to this.
  • a solar cell may have a gallium arsenide (GaAs) substrate.
  • GaAs gallium arsenide

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Abstract

透明電極層の形成の簡略化が可能な太陽電池の製造方法を提供する。太陽電池の製造方法は、基板(11)の裏面側に導電型半導体層(25,35)を形成する工程と、導電型半導体層(25,35)上に透明導電膜を形成する工程と、導電型半導体層(25,35)上に金属電極層(29,39)を形成する工程と、透明導電膜をパターニングして透明電極層(28,38)を形成する工程とをこの順で含む。金属電極層形成工程では、印刷材料を印刷して硬化させ、金属電極層(29,39)の周縁に樹脂材料が偏在してなる樹脂膜(40)を形成し、金属電極層(29,39)において、上層金属電極層(29u,39u)の印刷材料に含有する金属材料の割合は、下層金属電極層(29l,39l)のそれよりも少なく、透明電極層形成工程では、金属電極層(29)およびその周縁の樹脂膜(40)、および、金属電極層(39)およびその周縁の樹脂膜(40)をマスクとして、透明導電膜をパターニングする。

Description

太陽電池の製造方法および太陽電池
 本発明は、裏面電極型(バックコンタクト型)の太陽電池の製造方法、および裏面電極型の太陽電池に関する。
 半導体基板を用いた太陽電池として、受光面側および裏面側の両面に電極が形成された両面電極型の太陽電池と、裏面側のみに電極が形成された裏面電極型の太陽電池とがある。両面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極により太陽光が遮蔽されてしまう。一方、裏面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、両面電極型の太陽電池と比較して太陽光の受光率が高い。特許文献1には、裏面電極型の太陽電池が開示されている。
 特許文献1に記載の太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の裏面側に順に積層された第1導電型半導体層および第1電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層された第2導電型半導体層および第2電極層とを備える。第1電極層と第2電極層とは、短絡を防止するために互いに分離される。
特開2013-131586号公報
 一般に、第1電極層および第2電極層の各々は、透明電極層と金属電極層とを含む。金属電極層は、例えば銀ペーストを用いたスクリーン印刷法により、比較的に容易に分離して形成できる。一方、透明電極層は、マスクを用いた例えばフォトリソグラフィ法により分離して形成する必要があり、その形成工程が比較的に複雑であった。
 本発明は、透明電極層の形成の簡略化が可能な太陽電池の製造方法および太陽電池を提供することを目的とする。
 本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板と、半導体基板の一方主面側に配置された第1導電型半導体層および第2導電型半導体層と、第1導電型半導体層に対応する第1透明電極層および第1金属電極層と、第2導電型半導体層に対応する第2透明電極層および第2金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、半導体基板の一方主面側の一部に第1導電型半導体層を形成し、半導体基板の一方主面側の他の一部に第2導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、第1導電型半導体層および第2導電型半導体層の上にこれらに跨って透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、透明導電膜を介して第1導電型半導体層の上に、第1金属電極層として下層金属電極層および上層金属電極層を順に形成し、透明導電膜を介して第2導電型半導体層の上に、第2金属電極層として下層金属電極層および上層金属電極層を順に形成する金属電極層形成工程と、透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層および第2透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、をこの順で含み、金属電極層形成工程では、粒子状の金属材料、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させることにより、第1金属電極層および第2金属電極層を形成し、第1金属電極層の周縁および第2金属電極層の周縁に樹脂材料が偏在してなる樹脂膜を形成し、第1金属電極層および第2金属電極層において、上層金属電極層の印刷材料全体に対する上層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合は、下層金属電極層の印刷材料全体に対する下層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、透明電極層形成工程では、第1金属電極層およびその周縁の樹脂膜、および、第2金属電極層およびその周縁の樹脂膜をマスクとして用いて、透明導電膜をパターニングする。
 本発明に係る別の太陽電池の製造方法は、半導体基板と、半導体基板の一方主面側に配置された第1導電型半導体層および第2導電型半導体層と、第1導電型半導体層に対応する第1透明電極層および第1金属電極層と、第2導電型半導体層に対応する第2透明電極層および第2金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、半導体基板の一方主面側の一部に第1導電型半導体層を形成し、半導体基板の一方主面側の他の一部に第2導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、第1導電型半導体層および第2導電型半導体層の上にこれらに跨って透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、透明導電膜を介して第1導電型半導体層の上に、第1金属電極層として第1下層金属電極層および第1上層金属電極層を順に形成し、透明導電膜を介して第2導電型半導体層の上に、第2金属電極層として第2下層金属電極層および第2上層金属電極層を順に形成する金属電極層形成工程と、透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層および第2透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、をこの順で含み、金属電極層形成工程では、粒子状の金属材料、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させることにより、第1金属電極層および第2金属電極層を形成し、第1金属電極層と第2金属電極層との間に樹脂材料が染み出してなる樹脂膜を形成し、第1金属電極層において、第1上層金属電極層の印刷材料全体に対する第1上層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合は、第1下層金属電極層の印刷材料全体に対する第1下層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、第2金属電極層において、第2上層金属電極層の印刷材料全体に対する第2上層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合は、第2下層金属電極層の印刷材料全体に対する第2下層金属電極層の印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、透明電極層形成工程では、第1金属電極層、第2金属電極層、および樹脂膜をマスクとして用いて、透明導電膜をパターニングする。
 本発明に係る太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の一方主面側に配置された第1導電型半導体層および第2導電型半導体層と、第1導電型半導体層に対応する第1透明電極層および第1金属電極層と、第2導電型半導体層に対応する第2透明電極層および第2金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、第1透明電極層および第1金属電極層は帯状をなし、第1透明電極層の帯幅は第1金属電極層の帯幅よりも狭く、第2透明電極層および第2金属電極層は帯状をなし、第2透明電極層の帯幅は第2金属電極層の帯幅よりも狭く、第1金属電極層の周縁および第2金属電極層の周縁には、第1金属電極層および第2金属電極層の印刷材料における樹脂材料が偏在してなる樹脂膜が形成されており、第1金属電極層および第2金属電極層の各々は、下層金属電極層と上層金属電極層との2層構造であり、上層金属電極層全体に対する上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、下層金属電極層全体に対する下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少ない。
 本発明に係る別の太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の一方主面側に配置された第1導電型半導体層および第2導電型半導体層と、第1導電型半導体層に対応する第1透明電極層および第1金属電極層と、第2導電型半導体層に対応する第2透明電極層および第2金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、第1透明電極層および第1金属電極層は帯状をなし、第1透明電極層の帯幅は第1金属電極層の帯幅よりも狭く、第2透明電極層および第2金属電極層は帯状をなし、第2透明電極層の帯幅は第2金属電極層の帯幅よりも狭く、第1金属電極層と第2金属電極層との間には、第1金属電極層および第2金属電極層の印刷材料に含有する樹脂材料を含む樹脂膜が形成されており、第1金属電極層は、第1下層金属電極層と第1上層金属電極層との2層構造であり、第2金属電極層は、第1下層金属電極層と第1上層金属電極層との2層構造であり、第1上層金属電極層の全材料に対する第1上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、第1下層金属電極層の全材料に対する第1下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少なく、第2上層金属電極層の全材料に対する第2上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、第2下層金属電極層の全材料に対する第2下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少ない。
 本発明によれば、太陽電池の透明電極層の形成の簡略化が可能となる。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。 本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。 第1実施形態に係る太陽電池の断面図であって、図2のIII-III線断面図である。 第2実施形態に係る太陽電池の断面図であって、図2のIII-III線断面図である。 第1実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図である。 第1実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明導電膜形成工程を示す図である。 第1実施形態に係る太陽電池の製造方法における金属電極層形成工程を示す図である。 第1実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層形成工程を示す図である。 検証例の太陽電池の裏面側の金属電極層および金属電極層間を、SEMを用いて100倍の倍率で観測した結果である。 図5Aにおける金属電極層間の部分Aを、SEMを用いて450倍の倍率で観測した結果である。 図5Bにおける金属電極層間の部分Bを、SEMを用いて5000倍の倍率で観測した結果である。 検証例の太陽電池の裏面側のエッチング前後の金属電極層を観測した結果である。 検証例の太陽電池の裏面側のエッチング前後の金属電極層を観測した結果である。 第2実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図である。 第2実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明導電膜形成工程を示す図である。 第2実施形態に係る太陽電池の製造方法における金属電極層形成工程を示す図である。 第2実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層形成工程を示す図である。 比較例1の透明電極層形成工程前の太陽電池の断面図(図2のIII-III線相当)である。 図5Aに示す比較例1の透明電極層形成工程後の太陽電池の断面図(図2のIII-III線相当)である。 比較例2の透明電極層形成工程後の太陽電池の断面図(図2のIII-III線相当)である。 比較例3の透明電極層形成工程前の太陽電池の断面図(図2のIII-III線相当)である。 図9Aに示す比較例3の透明電極層形成工程後の太陽電池の断面図(図2のIII-III線相当)である。 検証例の、製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板における金属電極層および透明導電膜の断面を観測した結果を模式的に拡大して示す図である。 検証例の、製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板における金属電極層および透明導電膜の断面を観測した結果を模式的に拡大して示す図である。
 以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。
(太陽電池モジュール)
 図1は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。太陽電池モジュール100は、二次元状に配列された複数の太陽電池セル1を備える。
 太陽電池セル1は、配線部材2によって直列および/または並列に接続される。具体的には、配線部材2は、太陽電池セル1の電極層におけるバスバー部(後述)に接続される。配線部材2は、例えば、タブ等の公知のインターコネクタである。
 太陽電池セル1および配線部材2は、受光面保護部材3と裏面保護部材4とによって挟み込まれている。受光面保護部材3と裏面保護部材4との間には、液体状または固体状の封止材5が充填されており、これにより、太陽電池セル1および配線部材2は封止される。受光面保護部材3は、例えばガラス基板であり、裏面保護部材4はガラス基板または金属板である。封止材5は、例えば透明樹脂である。
 以下、太陽電池セル(以下、太陽電池という。)1について詳細に説明する。
(第1実施形態)
(太陽電池)
 図2は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図2に示す太陽電池1は、裏面電極型の太陽電池である。太陽電池1は、2つの主面を備える半導体基板11を備え、半導体基板11の主面において第1導電型領域7と第2導電型領域8とを有する。
 第1導電型領域7は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部7fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部7bとを有する。バスバー部7bは、半導体基板11の一方の辺部に沿って第1方向(X方向)に延在し、フィンガー部7fは、バスバー部7bから、第1方向に交差する第2方向(Y方向)に延在する。
 同様に、第2導電型領域8は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部8fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部8bとを有する。バスバー部8bは、半導体基板11の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第1方向(X方向)に延在し、フィンガー部8fは、バスバー部8bから、第2方向(Y方向)に延在する。
 フィンガー部7fとフィンガー部8fとは、第2方向(Y方向)に延在する帯状をなしており、第1方向(X方向)に交互に設けられている。
 なお、第1導電型領域7および第2導電型領域8は、ストライプ状に形成されてもよい。
 図3Aは、第1実施形態に係る太陽電池の断面図であって、図2のIII-III線断面図である。図3Aに示すように、第1実施形態の太陽電池1は、半導体基板11の主面のうちの受光する側の主面である受光面側に積層されたパッシベーション層13を備える。また、太陽電池1は、半導体基板11の主面のうちの受光面の反対側の主面(一方主面)である裏面側の一部(主に、第1導電型領域7)に順に積層されたパッシベーション層23、第1導電型半導体層25、および第1電極層27を備える。また、太陽電池1は、半導体基板11の裏面側の他の一部(主に、第2導電型領域8)に順に積層されたパッシベーション層33、第2導電型半導体層35、および第2電極層37を備える。
 半導体基板11は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板11は、例えば結晶シリコン材料にn型ドーパントがドープされたn型の半導体基板である。なお、半導体基板11は、例えば結晶シリコン材料にp型ドーパントがドープされたp型の半導体基板であってもよい。n型ドーパントとしては、例えばリン(P)が挙げられる。p型ドーパントとしては、例えばホウ素(B)が挙げられる。半導体基板11は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア(電子および正孔)を生成する光電変換基板として機能する。
 半導体基板11の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力(照度によらず安定した出力)が得られる。
 半導体基板11は、裏面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、半導体基板11に吸収されず通過してしまった光の回収効率が高まる。
 また、半導体基板11は、受光面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、受光面において入射光の反射が低減し、半導体基板11における光閉じ込め効果が向上する。
 パッシベーション層13は、半導体基板11の受光面側に形成されている。パッシベーション層23は、半導体基板11の裏面側の第1導電型領域7に形成されている。パッシベーション層33は、半導体基板11の裏面側の第2導電型領域8に形成されている。パッシベーション層13,23,33は、例えば真性(i型)アモルファスシリコン材料で形成される。パッシベーション層13,23,33は、半導体基板11で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。
 半導体基板11の受光面側のパッシベーション層13上には、例えばSiO、SiN、またはSiON等の材料で形成される反射防止層が設けられていてもよい。
 第1導電型半導体層25は、パッシベーション層23上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第1導電型領域7に形成されている。第1導電型半導体層25は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第1導電型半導体層25は、例えばアモルファスシリコン材料にp型ドーパント(例えば、上述したホウ素(B))がドープされたp型の半導体層である。
 第2導電型半導体層35は、パッシベーション層33上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第2導電型領域8に形成されている。第2導電型半導体層35は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第2導電型半導体層35は、例えばアモルファスシリコン材料にn型ドーパント(例えば、上述したリン(P))がドープされたn型の半導体層である。
 なお、第1導電型半導体層25がn型の半導体層であり、第2導電型半導体層35がp型の半導体層であってもよい。
 第1導電型半導体層25およびパッシベーション層23と、第2導電型半導体層35およびパッシベーション層33とは、第2方向(Y方向)に延在する帯状をなしており、第1方向(X方向)に交互に並んでいる。第2導電型半導体層35およびパッシベーション層33の一部は、隣接する第1導電型半導体層25およびパッシベーション層23の一部の上に重なっていてもよい(図示省略)。
 第1電極層27は、第1導電型半導体層25に対応して、具体的には半導体基板11の裏面側の第1導電型領域7における第1導電型半導体層25の上に形成されている。第2電極層37は、第2導電型半導体層35に対応して、具体的には半導体基板11の裏面側の第2導電型領域8における第2導電型半導体層35の上に形成されている。第1電極層27は、第1導電型半導体層25上に順に積層された第1透明電極層28と第1金属電極層29とを有する。第2電極層37は、第2導電型半導体層35上に順に積層された第2透明電極層38と第2金属電極層39とを有する。
 第1金属電極層29は、下層金属電極層29lと上層金属電極層29uとの2層構造であり、第2金属電極層39は、下層金属電極層39lと上層金属電極層39uとの2層構造である。
 第1透明電極層28および第2透明電極層38は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物)等が挙げられる。
 第1金属電極層29および第2金属電極層39は、すなわち下層金属電極層29l,39lおよび上層金属電極層29u,39uは、銀、銅、アルミニウム等の粒子状の金属材料、絶縁性の樹脂材料および溶媒を含有する導電性ペースト材料で形成される。
 上層金属電極層29u全体に対する上層金属電極層29uに含有する金属材料の割合は、下層金属電極層29l全体に対する下層金属電極層29lに含有する金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、上層金属電極層29u全体に対する上層金属電極層29uに含有する樹脂材料の割合は、下層金属電極層29l全体に対する下層金属電極層29lに含有する樹脂材料の割合よりも多い。例えば、上層金属電極層29uに含有される金属材料の割合は、上層金属電極層29u全体に対する重量比として78%以上88%未満である。
 一方、下層金属電極層29l全体に対する下層金属電極層29lに含有する金属材料の割合は、上層金属電極層29u全体に対する上層金属電極層29uに含有する金属材料の割合よりも多い。例えば、下層金属電極層29lに含有される金属材料の割合は、下層金属電極層29l全体に対する重量比として85%以上95%以下である。
 同様に、上層金属電極層39u全体に対する上層金属電極層39uに含有する金属材料の割合は、下層金属電極層39l全体に対する下層金属電極層39lに含有する金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、上層金属電極層39u全体に対する上層金属電極層39uに含有する樹脂材料の割合は、下層金属電極層39l全体に対する下層金属電極層39lに含有する樹脂材料の割合よりも多い。例えば、上層金属電極層39uに含有される金属材料の割合は、上層金属電極層39u全体に対する重量比として78%以上88%未満である。
 一方、下層金属電極層39l全体に対する下層金属電極層39lに含有する金属材料の割合は、上層金属電極層39u全体に対する上層金属電極層39uに含有する金属材料の割合よりも多い。例えば、下層金属電極層39lに含有される金属材料の割合は、下層金属電極層29l全体に対する重量比として85%以上95%以下である。
 第1電極層27および第2電極層37は、第2方向(Y方向)に延在する帯状をなしており、第1方向(X方向)に交互に並んでいる。すなわち、第1透明電極層28および第2透明電極層38は、第2方向(Y方向)に延在する帯状をなしており、第1方向(X方向)に交互に並んでいる。また、第1金属電極層29および第2金属電極層39は、第2方向(Y方向)に延在する帯状をなしており、第1方向(X方向)に交互に並んでいる。第1透明電極層28と第2透明電極層38とは互いに分離されており、第1金属電極層29と第2金属電極層39とも互いに分離されている。
 第1透明電極層28の第1方向(X方向)の帯幅は、第1金属電極層29の第1方向(X方向)の帯幅よりも狭く、第2透明電極層38の第1方向(X方向)の帯幅は、第2金属電極層39の第1方向(X方向)の帯幅よりも狭い。
 第1金属電極層29の周縁および第2金属電極層39の周縁には、第1金属電極層29および第2金属電極層39の導電性ペースト材料における絶縁性の樹脂材料が偏在してなる樹脂膜40が形成されている(詳細は後述する)。
 第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における第1導電型半導体層25の一部および第2導電型半導体層35の一部は、樹脂膜40で覆われている。詳説すれば、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における、第1導電型半導体層25の凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部および第2導電型半導体層35の凹凸構造の谷部は、樹脂膜40で覆われている。一方、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における、第1導電型半導体層25の凹凸構造の頂部および第2導電型半導体層35の凹凸構造の頂部は、樹脂膜40で覆われておらず、露出している。
 第1導電型半導体層25と樹脂膜40との層間および第2導電型半導体層35と樹脂膜40との層間には、第1透明電極層28および第2透明電極層38と同一材料の透明導電膜48が島状に(連続せずに)配置されている。詳説すれば、第1導電型半導体層25の凹凸構造の谷部と樹脂膜40との層間および第2導電型半導体層35の凹凸構造の谷部と樹脂膜40との層間には、透明導電膜48が島状に配置されている。
 第1金属電極層29と第1導電型半導体層25との接触面積は、第1透明電極層28と第1導電型半導体層25との接触面積の半分以下であり、第2金属電極層39と第2導電型半導体層35との接触面積は、第2透明電極層38と第2導電型半導体層35との接触面積の半分以下である。
 次に、図4A~図4Dを参照して、第1実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。図4Aは、第1実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図であり、図4Bは、第1実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明導電層形成工程を示す図である。図4Cは、第1実施形態に係る太陽電池の製造方法における金属電極層形成工程を示す図であり、図4Dは、第1実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層形成工程を示す図である。図4A~図4Dでは、半導体基板11の裏面側を示し、半導体基板11の表面側を省略する。
 まず、図4Aに示すように、少なくとも裏面側に凹凸構造(テクスチャ構造)を有する半導体基板11の裏面側の一部に、具体的には第1導電型領域7に、パッシベーション層23および第1導電型半導体層25を形成する(半導体層形成工程)。
 例えば、CVD法またはPVD法を用いて、半導体基板11の裏面側の全てにパッシベーション膜および第1導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層23および第1導電型半導体層25をパターニングしてもよい。なお、p型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸や、硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、n型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えば水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性溶液が挙げられる。
 または、CVD法またはPVD法を用いて、半導体基板11の裏面側にパッシベーション層および第1導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層23およびp型半導体層25の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。
 次に、半導体基板11の裏面側の他の一部に、具体的には第2導電型領域8に、パッシベーション層33および第2導電型半導体層35を形成する(半導体層形成工程)。
 例えば、上述同様に、CVD法またはPVD法を用いて、半導体基板11の裏面側の全てにパッシベーション膜および第2導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層33および第2導電型半導体層35をパターニングしてもよい。
 または、CVD法またはPVD法を用いて、半導体基板11の裏面側にパッシベーション層および第2導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層33および第2導電型半導体層35の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。
 なお、この半導体層形成工程において、半導体基板11の受光面側の全面に、パッシベーション層13を形成してもよい(図示省略)。
 次に、図4Bに示すように、第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35上にこれらに跨って透明導電膜28Zを形成する(透明導電膜形成工程)。透明導電膜28Zの形成方法としては、例えばCVD法またはPVD法等が用いられる。
 次に、図4Cに示すように、透明導電膜28Zを介して第1導電型半導体層25上に第1金属電極層29を形成し、透明導電膜28Zを介して第2導電型半導体層35上に第2金属電極層39を形成する。すなわち、透明導電膜28Zを介して第1導電型半導体層25上に、下層金属電極層29lと上層金属電極層29uとを順に形成する。また、透明導電膜28Zを介して第2導電型半導体層35の上に、下層金属電極層39lと上層金属電極層39uとを順に形成する(金属電極層形成工程)。
 第1金属電極層29および第2金属電極層39は、すなわち下層金属電極層29l,39lおよび上層金属電極層29u,39uは、印刷材料(例えば、インク)を印刷することにより形成される。第1金属電極層29および第2金属電極層39の形成方法としては、すなわち下層金属電極層29l,39lおよび上層金属電極層29u,39uの形成方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法、グラビアコーティング法、またはディスペンサー法等が挙げられる。これらの中でも、スクリーン印刷法が好ましい。
 印刷材料は、絶縁性の樹脂材料中に、粒子状(例えば、球状)の金属材料を含む。印刷材料は、粘度または塗工性の調整のために、溶媒等を含んでもよい。
 絶縁性の樹脂材料としては、マトリクス樹脂等が挙げられる。詳説すると、絶縁性樹脂としては、高分子化合物であると好ましく、特に熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂であると好ましく、エポキシ、ウレタン、ポリエステルまたはシリコーン系の樹脂等が代表例である。
 金属材料としては、銀、銅、アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、銀粒子を含む銀ペーストが好ましい。
 上層金属電極層29uの印刷材料全体に対する上層金属電極層29uの印刷材料に含有される金属材料の割合は、下層金属電極層29lの印刷材料全体に対する下層金属電極層29lの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、上層金属電極層29uの印刷材料全体に対する上層金属電極層29uの印刷材料に含有される樹脂材料の割合は、下層金属電極層29lの印刷材料全体に対する下層金属電極層29lの印刷材料に含有される樹脂材料の割合よりも多い。例えば、上層金属電極層29uの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として78%以上88%未満である。
 一方、下層金属電極層29lの印刷材料全体に対する下層金属電極層29lの印刷材料に含有される金属材料の割合は、上層金属電極層29uの印刷材料全体に対する上層金属電極層29uの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも多い。例えば、下層金属電極層29lの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として85%以上95%以下である。
 同様に、上層金属電極層39uの印刷材料全体に対する上層金属電極層39uの印刷材料に含有される金属材料の割合は、下層金属電極層39lの印刷材料全体に対する下層金属電極層39lの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、上層金属電極層39uの印刷材料全体に対する上層金属電極層39uの印刷材料に含有される樹脂材料の割合は、下層金属電極層39lの印刷材料全体に対する下層金属電極層39lの印刷材料に含有される樹脂材料の割合よりも多い。例えば、上層金属電極層39uの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として78%以上88%未満である。
 一方、下層金属電極層39lの印刷材料全体に対する下層金属電極層39lの印刷材料に含有される金属材料の割合は、上層金属電極層39uの印刷材料全体に対する上層金属電極層39uの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも多い。例えば、下層金属電極層39lの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として85%以上95%以下である。
 次に、第1金属電極層29および第2金属電極層39の印刷後、加熱処理または紫外線照射処理により、第1金属電極層29および第2金属電極層39における絶縁性樹脂を硬化させる。すなわち下層金属電極層29l,39lおよび上層金属電極層29u,39uの印刷後、下層金属電極層29l,39lおよび上層金属電極層29u,39uにおける絶縁性樹脂を硬化させる。このとき、絶縁性樹脂材料が第1金属電極層29および第2金属電極層39の周縁に染み出し、第1金属電極層29の周縁および第2金属電極層39の周縁に、絶縁性の樹脂材料が偏在してなる樹脂膜40が形成される。
 このとき、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における透明導電膜28Zの凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部は、樹脂膜40で覆われる。一方、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における透明導電膜28Zの凹凸構造の頂部は、樹脂膜40で覆われず、露出する。
 なお、このように導電性ペーストで形成された第1金属電極層29および第2金属電極層39はウレタン結合を有していてもよい。例えばエポキシ樹脂に比べて、ウレタン樹脂は架橋時の収縮が小さく、樹脂にクラックが発生し難い。樹脂にクラックが発生し難いと、エッチング溶液が金属電極層へ染み込むことを防止でき、金属電極層の下の透明導電膜がエッチングされることに起因する金属電極層の剥がれや、長期信頼性の悪化を防止できる。
 次に、図4Dに示すように、第1金属電極層29およびその周縁の樹脂膜40、および、第2金属電極層39およびその周縁の樹脂膜40をマスクとして用いたエッチング法を用いて、透明導電膜28Zをパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層28および第2透明電極層38を形成する(透明電極層形成工程)。エッチング法としては例えばウェットエッチング法が挙げられ、エッチング溶液としては塩酸(HCl)等の酸性溶液が挙げられる。
 このとき、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間では、凹凸構造(テクスチャ構造)の頂部から谷部に向かって透明導電膜28Zのエッチングが進行する。ここで、第1透明電極層28と第2透明電極層38とを分離するためには、これらの間の透明導電膜が連続していなければよく、透明導電膜48が凹凸構造の谷部に島状に残っていてもよい。透明導電膜48が凹凸構造の谷部に島状に残ると、凹凸構造の谷部における樹脂膜40が第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35上に残る。
 以上の工程により、本実施形態の裏面電極型の太陽電池1が完成する。
 ここで、従来の太陽電池の製造方法では、透明導電膜形成工程の後であって金属電極層形成工程の前に、透明電極層形成工程を含む。
 透明電極層形成工程では、例えばフォトリソグラフィ法を用いて透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層および第2透明電極層を形成する。フォトリソグラフィ法では、
・透明導電膜の上にレジストを塗布し、
・レジストを感光させることにより、レジストに開口を形成し、
・レジストをマスクとして開口において露出した透明導電膜をエッチングすることにより、互いに分離された第1透明電極層および第2透明電極層を形成し、
・レジストを除去する。
 これに対し、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、透明導電膜形成工程の後に、金属電極層形成工程および透明電極層形成工程をこの順で含み、透明電極層形成工程では、金属電極層形成工程によって形成された第1金属電極層29および第2金属電極層39をマスクとして用いて、透明導電膜28Zをパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層28および第2透明電極層38を形成する。これにより、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、従来のように、マスクを用いたフォトリソグラフィ法等を用いる必要がなく、透明電極層の形成の簡略化および短縮化が可能である。その結果、太陽電池および太陽電池モジュールの低コスト化が可能である。
 ここで、第1金属電極層29および第2金属電極層39をマスクとして用いて透明導電膜28Zをパターニングすると、透明導電膜28Zのエッチングの際に、第1金属電極層29および第2金属電極層39の下の透明導電膜28Zもエッチングされ、第1透明電極層28および第1金属電極層29、および、第2透明電極層38および第2金属電極層39が剥離してしまう可能性がある。
 この点に関し、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、金属電極層形成工程において、粒子状の金属材料、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させることにより、第1金属電極層29の周縁および第2金属電極層39の周縁に樹脂材料が偏在してなる樹脂膜40を形成し、透明電極層形成工程において、第1金属電極層29およびその周縁の樹脂膜40、および、第2金属電極層39およびその周縁の樹脂膜40をマスクとして用いて、透明導電膜28Zをパターニングする。これにより、第1金属電極層29および第2金属電極層39の下の透明導電膜28Zのエッチングが抑制され、第1透明電極層28および第1金属電極層29の剥離、および、第2透明電極層38および第2金属電極層39の剥離が抑制される。
 このような製造方法によって製造された太陽電池1では、第1透明電極層28の帯幅は第1金属電極層29の帯幅よりも狭く、第2透明電極層38の帯幅は第2金属電極層39の帯幅よりも狭く、第1金属電極層29の周縁および第2金属電極層39の周縁には、第1金属電極層29および第2金属電極層39の印刷材料における樹脂材料が偏在してなる樹脂膜が形成されている。
 なお、従来の太陽電池の製造方法によって製造された太陽電池では、一般に、透明電極層の帯幅は金属電極層の帯幅よりも広い。
 また、本実施形態の製造方法によって製造された太陽電池1では、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における第1導電型半導体層25の一部および第2導電型半導体層35の一部は、樹脂膜40で覆われている。詳説すれば、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における、第1導電型半導体層25の凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部および第2導電型半導体層35の凹凸構造の谷部は、樹脂膜40で覆われている。
 また、第1導電型半導体層25と樹脂膜40との層間および第2導電型半導体層35と樹脂膜40との層間には、第1透明電極層28および第2透明電極層38と同一材料の透明導電膜48が島状に(連続せずに)配置されている。詳説すれば、第1導電型半導体層25の凹凸構造の谷部と樹脂膜40との層間および第2導電型半導体層35の凹凸構造の谷部と樹脂膜40との層間には、透明導電膜48が島状に配置されている。これにより、第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35が露出する面積が小さくなる。そのため、太陽電池および太陽電池モジュールの劣化が抑制され、太陽電池および太陽電池モジュールの信頼性(例えば、長期耐久性)が向上する。
 以下では、上述した効果について検証する。
(検証例1)
 裏面側にピラミッド型のテクスチャ構造を有する半導体基板11の裏面側に、パッシベーション層23,第1導電型半導体層25,パッシベーション層33,第2導電型半導体層35,および透明導電膜28Zを形成した。その後、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜28Zを介して第1導電型半導体層25上に第1金属電極層29(上記の上層金属電極層29u相当のみ)を形成し、透明導電膜28Zを介して第2導電型半導体層35上に第2金属電極層39(上記の上層金属電極層39u相当のみ)を形成した。その後、第1金属電極層29および第2金属電極層39を180℃のオーブンで1時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が第1金属電極層29の周縁および第2金属電極層39の周縁に染み出し、第1金属電極層29の周縁および第2金属電極層39の周縁に樹脂膜40が形成された。
 以上のように作製された、透明導電膜のパターニング前の太陽電池の裏面側を、SEM(フィールドエミッション型走査型電子顕微鏡S4800、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて観測した。その結果を図5A~図5Cに示す。図5Aは、検証例の太陽電池の裏面側の金属電極層および金属電極層間を、SEMを用いて100倍の倍率で観測した結果であり、図5Bは、図5Aにおける金属電極層間の部分Aを、SEMを用いて450倍の倍率で観測した結果である。図5Cは、図5Bにおける金属電極層間の部分Bを、SEMを用いて5000倍の倍率で観測した結果である。
 図5A~図5Cによれば、第1金属電極層29の周縁および第2金属電極層39の周縁に、絶縁性の樹脂材料が偏在してなる樹脂膜40(黒い部分)が形成されていることが確認された。また、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における透明導電膜28Zの凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部は、樹脂膜40(黒い部分)で覆われていることが確認された。一方、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における透明導電膜28Zの凹凸構造の頂部は、樹脂膜40で覆われず、露出していることが確認された。これにより、その後の透明電極層形成工程におけるエッチングにおいて、凹凸構造の頂部から底部に向かって透明導電膜28Zのエッチングが進行することが予想される。
 次に、金属電極層をマスクとして透明導電膜をパターニングした太陽電池の裏面側をSEMを用いて観測し、第1透明電極層28および第1金属電極層29、および、第2透明電極層38および第2金属電極層39が剥離されていないことを確認した。また、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における凹凸構造の谷部に樹脂膜40が剥離されずに残っていることを確認した。更に、電極間の短絡チェックを行い、電極層間の短絡がないことを確認した。樹脂膜40が剥離されておらず、電極層間の短絡がないことから、第1導電型半導体層25の凹凸構造の谷部と樹脂膜40との層間および第2導電型半導体層35の凹凸構造の谷部と樹脂膜40との層間に透明導電膜48が島状に残り、樹脂膜40が保持されていることが予想される。
 ところで、金属電極層をマスクとして透明電極層をパターニングする場合、金属電極層を形成する印刷材料(例えば、金属ペースト)には以下の特性が求められる。
(1)エッチング溶液(例えば、塩酸)を印刷材料(例えば、金属ペースト)に浸み込ませない性質(すなわち、印刷材料下の透明導電膜を守る保護機能)
(2)電極としての低抵抗性
 本願発明者(ら)は、
(1)金属電極層の印刷材料に含有する樹脂材料が多いと、エッチング溶液を印刷材料に浸み込ませ難くすることができ、
(2)金属電極層の印刷材料に含有する金属材料が多いと、金属電極層の低抵抗化が可能である、
との知見を得ている。
 この点に関し、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、第1金属電極層29を下層金属電極層29lおよび上層金属電極層29uの2層構造で形成する。そして、上層金属電極層29uの印刷材料全体に対する上層金属電極層29uの印刷材料に含有する金属材料の割合を、下層金属電極層29lの印刷材料全体に対する下層金属電極層29lの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なくする。換言すれば、上層金属電極層29uの印刷材料全体に対する上層金属電極層29uの印刷材料に含有する樹脂材料の割合を、下層金属電極層29lの印刷材料全体に対する下層金属電極層29lの印刷材料に含有する樹脂材料の割合よりも多くする。
 また、第2金属電極層39を下層金属電極層39lおよび上層金属電極層39uの2層構造で形成する。そして、上層金属電極層39uの印刷材料全体に対する上層金属電極層39uの印刷材料に含有する金属材料の割合を、下層金属電極層39lの印刷材料全体に対する下層金属電極層39lの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なくする。換言すれば、上層金属電極層39uの印刷材料全体に対する上層金属電極層39uの印刷材料に含有する樹脂材料の割合を、下層金属電極層39lの印刷材料全体に対する下層金属電極層39lの印刷材料に含有する樹脂材料の割合よりも多くする。
 これにより、上層金属電極層29u,39uは、エッチング溶液を印刷材料に浸み込ませ難い性質を得、金属電極層29,39下の透明導電膜を守る保護機能を得る。
 一方、下層金属電極層29l全体に対する下層金属電極層29lに含有する金属材料の割合を、上層金属電極層29u全体に対する上層金属電極層29uに含有する金属材料の割合よりも多くする。
 また、下層金属電極層39l全体に対する下層金属電極層39lに含有する金属材料の割合を、上層金属電極層39u全体に対する上層金属電極層39uに含有する金属材料の割合よりも多くする。
 これにより、下層金属電極層29l,39lは、低抵抗化、特に透明電極層とのコンタクト抵抗の低抵抗化を実現でき、金属電極層29,39の低抵抗化を実現できる。その結果、高い光電変換効率特性を有する太陽電池が得られる。
 以下では、上述した効果について検証する。
(検証例2)
 検証例1と同様に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜28Zを介して第1導電型半導体層25上に上層金属電極層29uのみ(印刷材料の銀含有率84[重量%])を形成し、透明導電膜28Zを介して第2導電型半導体層35上に上層金属電極層39uのみ(印刷材料の銀含有率84[重量%])を形成した。その後、上層金属電極層29uおよび上層金属電極層39uを180℃のオーブンで1時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が上層金属電極層29uの周縁および上層金属電極層39uの周縁に染み出し、上層金属電極層29uの周縁および上層金属電極層39uの周縁に樹脂膜40が形成された。
 次に、上層金属電極層29uおよびその周縁の樹脂膜40、および、上層金属電極層39uおよびその周縁の樹脂膜40をマスクとして用いたエッチング法を用いて、透明導電膜28Zをパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層28および第2透明電極層38を形成した。エッチング溶液としては塩酸(HCl)原液を使用し、塩酸原液への浸漬時間は45sとした。
(検証例3)
 検証例1と同様に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜28Zを介して第1導電型半導体層25上に下層金属電極層29lのみ(印刷材料の銀含有率91[重量%])を形成し、透明導電膜28Zを介して第2導電型半導体層35上に下層金属電極層39lのみ(印刷材料の銀含有率91[重量%])を形成した。その後、下層金属電極層29lおよび下層金属電極層39lを180℃のオーブンで1時間加熱処理した。これにより、印刷材料における絶縁性の樹脂材料が下層金属電極層29lの周縁および下層金属電極層39lの周縁に染み出し、下層金属電極層29lの周縁および下層金属電極層39lの周縁に樹脂膜40が形成された。
 次に、下層金属電極層29lおよびその周縁の樹脂膜40、および、下層金属電極層39lおよびその周縁の樹脂膜40をマスクとして用いたエッチング法を用いて、透明導電膜28Zをパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層28および第2透明電極層38を形成した。エッチング溶液としては塩酸(HCl)原液(塩化水素濃度:36重量%)を使用し、塩酸原液への浸漬時間は45sとした。
 以上のように作製された、透明導電膜のエッチング前の検証例2の太陽電池の裏面側を観測した結果(左側)、および透明導電膜のエッチング後の検証例2の太陽電池の裏面側を観測した結果(右側)を、図6Aに示す。また、透明導電膜のエッチング前の検証例3の太陽電池の裏面側を観測した結果(左側)、および透明導電膜のエッチング後の検証例3の太陽電池の裏面側を観測した結果(右側)を、図6Bに示す。図6Aおよび図6Bは、検証例の太陽電池の裏面側の金属電極層を、レーザー顕微鏡(LEXT OLS4100 オリンパス社製)を用いて100倍の倍率で観測した結果である。
 図6Aによれば、検証例2の上層金属電極層29u(または上層金属電極層39u)(印刷材料の銀含有率84[重量%])を塩酸原液に45s浸漬しても、金属電極層が剥がれずに残った。これは、塩酸原液が上層金属電極層29u(または上層金属電極層39u)に浸み込み難く、上層金属電極層29u(または上層金属電極層39u)下の透明導電膜がエッチングされずに守られたことによるものと推察される。
 一方、図6Bによれば、検証例3の下層金属電極層29l(または下層金属電極層39l)(印刷材料の銀含有率91[重量%])を塩酸原液に45s浸漬したところ、金属電極層が剥がれた。これは、塩酸原液が下層金属電極層29l(または下層金属電極層39l)に浸み込み、下層金属電極層29l(または下層金属電極層39l)下の透明導電膜がエッチングされたことによるものと推察される。
 なお、検証例2の上層金属電極層29u(または上層金属電極層39u)(印刷材料の銀含有率84[重量%])の透明電極層とのコンタクト抵抗率[mΩ・cm]は、検証例3の下層金属電極層29l(または下層金属電極層39l)(印刷材料の銀含有率91[重量%])の透明電極層とのコンタクト抵抗率の23.7倍であった。すなわち、検証例3の下層金属電極層29l(または下層金属電極層39l)(印刷材料の銀含有率91[重量%])は、検証例2の上層金属電極層29u(または上層金属電極層39u)(印刷材料の銀含有率84[重量%])よりも低抵抗であった。
(第2実施形態)
(太陽電池)
 図3Bは、第2実施形態に係る太陽電池の断面図であって、図2のIII-III線断面図である。図3Bに示す第2実施形態の太陽電池1では、図3Aに示す第1実施形態の太陽電池1において、第1電極層27、第2電極層37、および樹脂膜40の構成が異なる。
 第1電極層27は、第1導電型半導体層25に対応して、具体的には半導体基板11の裏面側の第1導電型領域7における第1導電型半導体層25の上に形成されている。第2電極層37は、第2導電型半導体層35に対応して、具体的には半導体基板11の裏面側の第2導電型領域8における第2導電型半導体層35の上に形成されている。第1電極層27は、第1導電型半導体層25上に順に積層された第1透明電極層28と第1金属電極層29とを有する。第2電極層37は、第2導電型半導体層35上に順に積層された第2透明電極層38と第2金属電極層39とを有する。
 第1金属電極層29は、第1下層金属電極層29lと第1上層金属電極層29uとの2層構造であり、第2金属電極層39は、第2下層金属電極層39lと第2上層金属電極層39uとの2層構造である。
 第1透明電極層28および第2透明電極層38は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物)等が挙げられる。
 第1金属電極層29および第2金属電極層39は、すなわち第1および第2下層金属電極層29l,39lおよび第1および第2上層金属電極層29u,39uは、銀、銅、アルミニウム等の粒子状の金属材料、絶縁性の樹脂材料および溶媒を含有する導電性ペースト材料で形成される。
 第1上層金属電極層29uの全材料に対する第1上層金属電極層29uに含有する金属材料の割合は、第1下層金属電極層29lの全材料に対する第1下層金属電極層29lに含有する金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、第1上層金属電極層29uの全材料に対する第1上層金属電極層29uに含有する樹脂材料の割合は、第1下層金属電極層29lの全材料に対する第1下層金属電極層29lに含有する樹脂材料の割合よりも多い。
 例えば、第1上層金属電極層29uに含有される金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比(例えば、単位面積における面積比)として、第1上層金属電極層29uの全材料に対して65%以上75%未満である。一方、例えば、第1下層金属電極層29lに含有される金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比(例えば、単位面積における面積比)として、第1下層金属電極層29lの全材料に対して75%以上95%以下である。
 同様に、第2上層金属電極層39uの全材料に対する第2上層金属電極層39uに含有する金属材料の割合は、第2下層金属電極層39lの全材料に対する第2下層金属電極層39lに含有する金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、第2上層金属電極層39uの全材料に対する第2上層金属電極層39uに含有する樹脂材料の割合は、第2下層金属電極層39lの全材料に対する第2下層金属電極層39lに含有する樹脂材料の割合よりも多い。
 例えば、第2上層金属電極層39uに含有される金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比(例えば、単位面積における面積比)として、第2上層金属電極層39uの全材料に対して65%以上75%未満である。一方、例えば、第2下層金属電極層39lに含有される金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比(例えば、単位面積における面積比)として、第2下層金属電極層29lの全材料に対して75%以上95%以下である。
 第1電極層27および第2電極層37は、第2方向(Y方向)に延在する帯状をなしており、第1方向(X方向)に交互に並んでいる。すなわち、第1透明電極層28および第2透明電極層38は、第2方向(Y方向)に延在する帯状をなしており、第1方向(X方向)に交互に並んでいる。また、第1金属電極層29および第2金属電極層39は、第2方向(Y方向)に延在する帯状をなしており、第1方向(X方向)に交互に並んでいる。第1透明電極層28と第2透明電極層38とは互いに分離されており、第1金属電極層29と第2金属電極層39とも互いに分離されている。
 第1透明電極層28の第1方向(X方向)の帯幅は、第1金属電極層29の第1方向(X方向)の帯幅よりも狭く、第2透明電極層38の第1方向(X方向)の帯幅は、第2金属電極層39の第1方向(X方向)の帯幅よりも狭い。
 より詳細には、第1下層金属電極層29lの第1方向(X方向)の帯幅は第1上層金属電極層29uの第1方向(X方向)の帯幅よりも狭く、第1透明電極層28の帯幅は第1下層金属電極層29lの帯幅よりも狭い。同様に、第2下層金属電極層39lの第1方向(X方向)の帯幅は第2上層金属電極層39uの第1方向(X方向)の帯幅よりも狭く、第2透明電極層38の帯幅は第2下層金属電極層39lの帯幅よりも狭い。
 第1金属電極層29と第2金属電極層39との間には、第1金属電極層29および第2金属電極層39の導電性ペースト材料に含有する絶縁性の樹脂材料が染み出してなる樹脂膜40が形成されている。
 第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35は、樹脂膜40で覆われている。詳説すれば、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における、第1導電型半導体層25の凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部および頂部、および第2導電型半導体層35の凹凸構造の谷部および頂部は、樹脂膜40で覆われている。
 次に、図7A~図7Dを参照して、第2実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。図7Aは、第2実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図であり、図7Bは、第2実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明導電膜形成工程を示す図である。図7Cは、第2実施形態に係る太陽電池の製造方法における金属電極層形成工程を示す図であり、図7Dは、第2実施形態に係る太陽電池の製造方法における透明電極層形成工程を示す図である。図7A~図7Dでは、半導体基板11の裏面側を示し、半導体基板11の表面側を省略する。
 まず、図7Aに示すように、少なくとも裏面側に凹凸構造(テクスチャ構造)を有する半導体基板11の裏面側の一部に、具体的には第1導電型領域7に、パッシベーション層23および第1導電型半導体層25を形成する(半導体層形成工程)。
 例えば、CVD法またはPVD法を用いて、半導体基板11の裏面側の全てにパッシベーション膜および第1導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層23および第1導電型半導体層25をパターニングしてもよい。なお、p型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸や、硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、n型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えば水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性溶液が挙げられる。
 または、CVD法またはPVD法を用いて、半導体基板11の裏面側にパッシベーション層および第1導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層23およびp型半導体層25の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。
 次に、半導体基板11の裏面側の他の一部に、具体的には第2導電型領域8に、パッシベーション層33および第2導電型半導体層35を形成する(半導体層形成工程)。
 例えば、上述同様に、CVD法またはPVD法を用いて、半導体基板11の裏面側の全てにパッシベーション膜および第2導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層33および第2導電型半導体層35をパターニングしてもよい。
 または、CVD法またはPVD法を用いて、半導体基板11の裏面側にパッシベーション層および第2導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層33および第2導電型半導体層35の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。
 なお、この半導体層形成工程において、半導体基板11の受光面側の全面に、パッシベーション層13を形成してもよい(図示省略)。
 次に、図7Bに示すように、第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35上にこれらに跨って透明導電膜28Zを形成する(透明導電膜形成工程)。透明導電膜28Zの形成方法としては、例えばCVD法またはPVD法等が用いられる。
 次に、図7Cに示すように、透明導電膜28Zを介して第1導電型半導体層25上に第1金属電極層29を形成し、透明導電膜28Zを介して第2導電型半導体層35上に第2金属電極層39を形成する。すなわち、透明導電膜28Zを介して第1導電型半導体層25上に、第1下層金属電極層29lと第1上層金属電極層29uとを順に形成する。また、透明導電膜28Zを介して第2導電型半導体層35の上に、第2下層金属電極層39lと第2上層金属電極層39uとを順に形成する(金属電極層形成工程)。
 第1金属電極層29および第2金属電極層39は、すなわち第1下層金属電極層29l、第1上層金属電極層29u、第2下層金属電極層39lおよび第2上層金属電極層39uは、印刷材料(例えば、インク)を印刷することにより形成される。第1金属電極層29および第2金属電極層39の形成方法としては、すなわち第1下層金属電極層29l、第1上層金属電極層29u、第2下層金属電極層39lおよび第2上層金属電極層39uの形成方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法、グラビアコーティング法、またはディスペンサー法等が挙げられる。これらの中でも、スクリーン印刷法が好ましい。
 印刷材料は、絶縁性の樹脂材料中に、粒子状(例えば、球状)の金属材料を含む。印刷材料は、粘度または塗工性の調整のために、溶媒等を含んでもよい。
 絶縁性の樹脂材料としては、マトリクス樹脂等が挙げられる。詳説すると、絶縁性樹脂としては、高分子化合物であると好ましく、特に熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂であると好ましく、エポキシ、ウレタン、ポリエステルまたはシリコーン系の樹脂等が代表例である。
 金属材料としては、銀、銅、アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、銀粒子を含む銀ペーストが好ましい。
 第1上層金属電極層29uの印刷材料全体に対する第1上層金属電極層29uの印刷材料に含有される金属材料の割合は、第1下層金属電極層29lの印刷材料全体に対する第1下層金属電極層29lの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、第1上層金属電極層29uの印刷材料全体に対する第1上層金属電極層29uの印刷材料に含有される樹脂材料の割合は、第1下層金属電極層29lの印刷材料全体に対する第1下層金属電極層29lの印刷材料に含有される樹脂材料の割合よりも多い。
 例えば、第1上層金属電極層29uの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として85%以上93%未満である。一方、例えば、第1下層金属電極層29lの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として89%以上95%以下である。
 同様に、第2上層金属電極層39uの印刷材料全体に対する第2上層金属電極層39uの印刷材料に含有される金属材料の割合は、第2下層金属電極層39lの印刷材料全体に対する第2下層金属電極層39lの印刷材料に含有される金属材料の割合よりも少ない。換言すれば、第2上層金属電極層39uの印刷材料全体に対する第2上層金属電極層39uの印刷材料に含有される樹脂材料の割合は、第2下層金属電極層39lの印刷材料全体に対する第2下層金属電極層39lの印刷材料に含有される樹脂材料の割合よりも多い。
 例えば、第2上層金属電極層39uの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として85%以上93%未満である。一方、例えば、第2下層金属電極層39lの印刷材料に含有される金属材料の割合は、印刷材料全体に対する重量比として89%以上95%以下である。
 例えば、第1下層金属電極層29lおよび第2下層金属電極層39lの印刷後、加熱処理または紫外線照射処理により、第1下層金属電極層29lおよび第2下層金属電極層39lにおける絶縁性樹脂を硬化させる。このとき、絶縁性樹脂材料が第1下層金属電極層29lと第2下層金属電極層39lとの間に染み出し、第1下層金属電極層29lと第2下層金属電極層39lとの間に、絶縁性の樹脂材料からなる樹脂膜40が形成される。
 次に、第1上層金属電極層29uおよび第2上層金属電極層39uの印刷後、加熱処理または紫外線照射処理により、第1上層金属電極層29uおよび第2上層金属電極層39uにおける絶縁性樹脂を硬化させる。このとき、絶縁性樹脂材料が第1上層金属電極層29uと第2上層金属電極層39uとの間に染み出し、第1上層金属電極層29uと第2上層金属電極層39uとの間に、絶縁性の樹脂材料からなる樹脂膜40が形成される。
 このとき、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における透明導電膜28Zの凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部および頂部は、樹脂膜40で覆われる。
 なお、このように導電性ペーストで形成された第1金属電極層29および第2金属電極層39はウレタン結合を有していてもよい。例えばエポキシ樹脂に比べて、ウレタン樹脂は架橋時の収縮が小さく、樹脂にクラックが発生し難い。樹脂にクラックが発生し難いと、エッチング溶液が金属電極層へ染み込むことを防止でき、金属電極層の下の透明導電膜がエッチングされることに起因する金属電極層の剥がれや、長期信頼性の悪化を防止できる。
 また、第1下層金属電極層29lの帯幅が第1上層金属電極層29uの帯幅よりも狭く、第2下層金属電極層39lの帯幅が第2上層金属電極層39uの帯幅よりも狭くなるように、第1金属電極層29および第2金属電極層39を帯状に形成する。
 次に、図7Dに示すように、第1金属電極層29、第2金属電極層39、および樹脂膜40をマスクとして用いたエッチング法を用いて、透明導電膜28Zをパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層28および第2透明電極層38を形成する(透明電極層形成工程)。エッチング法としては例えばウェットエッチング法が挙げられ、エッチング溶液としては塩酸(HCl)等の酸性溶液が挙げられる。
 ここで、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多く、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い第1下層金属電極層29lおよび第2下層金属電極層39lはエッチング溶液を通さず、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少なく、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない第1上層金属電極層29uおよび第2上層金属電極層39uはエッチング溶液を通す(詳細は後述する)。これより、第1上層金属電極層29uのみに覆われた部分および第2上層金属電極層39uのみに覆われた部分から透明導電膜28Zのエッチングが進行し、樹脂膜40の下の透明導電膜28Zまでエッチングが進行する。一方、第1下層金属電極層29lおよび第2下層金属電極層39lの下の透明導電膜28Zは残る。
 以上の工程により、本実施形態の裏面電極型の太陽電池1が完成する。
 ここで、従来の太陽電池の製造方法では、透明導電膜形成工程の後であって金属電極層形成工程の前に、透明電極層形成工程を含む。
 透明電極層形成工程では、例えばフォトリソグラフィ法を用いて透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層および第2透明電極層を形成する。フォトリソグラフィ法では、
・透明導電膜の上にレジストを塗布し、
・レジストを感光させることにより、レジストに開口を形成し、
・レジストをマスクとして開口において露出した透明導電膜をエッチングすることにより、互いに分離された第1透明電極層および第2透明電極層を形成し、
・レジストを除去する。
 これに対し、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、透明導電膜形成工程の後に、金属電極層形成工程および透明電極層形成工程をこの順で含み、透明電極層形成工程では、金属電極層形成工程によって形成された第1金属電極層29および第2金属電極層39をマスクとして用いて、透明導電膜28Zをパターニングすることにより、互いに分離された第1透明電極層28および第2透明電極層38を形成する。これにより、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、従来のように、マスクを用いたフォトリソグラフィ法等を用いる必要がなく、透明電極層の形成の簡略化および短縮化が可能である。その結果、太陽電池および太陽電池モジュールの低コスト化が可能である。
 ここで、本願発明者(ら)が本実施形態の太陽電池の製造方法に至った過程について説明する。まず、本願発明者(ら)は、図8Aに示すように、金属電極層形成工程において、第1下層金属電極層29lの金属ペースト(すなわち、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い金属ペースト)のみによって第1金属電極層29(すなわち、硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層)を形成し、第2下層金属電極層39lの金属ペースト(すなわち、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い金属ペースト)のみによって第2金属電極層(すなわち、硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層)を形成した。すると、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における透明導電膜28Zの凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部は、樹脂膜40で覆われ、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における透明導電膜28Zの凹凸構造の頂部は、樹脂膜40で覆われず、露出する。この場合、図8Bに示すように、透明電極層形成工程において、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間では、凹凸構造(テクスチャ構造)の頂部から谷部に向かって透明導電膜28Zのエッチングが進行する。
 ところで、電極層の低抵抗化、半導体基板の裏面側での反射率向上のため、第1金属電極層29および第2金属電極層39の幅を広くすることが考えられる。しかし、第1金属電極層29および第2金属電極層39の幅を広くすると、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間隔が狭くなる。この場合、図8Cに示すように、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間における透明導電膜28Zの凹凸構造(テクスチャ構造)の谷部のみならず頂部も覆われてしまい、透明電極層形成工程において、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間の透明導電膜28Zのエッチングが進行しない。
 この点に関し、本願発明者(ら)は、図9Aに示すように、金属電極層形成工程において、第1上層金属電極層29uの金属ペースト(すなわち、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない金属ペースト)のみによって第1金属電極層29(すなわち、硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層)を形成し、第2上層金属電極層39uの金属ペースト(すなわち、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない金属ペースト)のみによって第2金属電極層39(すなわち、硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層)を形成することを試みた。しかし、この場合、図9Bに示すように、透明電極層形成工程において、第1金属電極層29および第2金属電極層39の下の透明導電膜までエッチングされてしまった。これは、第1金属電極層29および第2金属電極層39がエッチング溶液を通してしまうことによるものと予想される。
 そこで、本願発明者(ら)は、図7Cに示すように、金属電極層形成工程において、
・第1金属電極層29として第1下層金属電極層29lおよび第1上層金属電極層29uを順に形成し、第2金属電極層39として第2下層金属電極層39lおよび第2上層金属電極層39uを順に形成し、
・第1上層金属電極層29uの印刷材料に含有する金属材料の割合は、第1下層金属電極層29lの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、第2上層金属電極層39uの印刷材料に含有する金属材料の割合は、第2下層金属電極層39lの印刷材料に含有する金属材料の割合よりも少なく、
・第1下層金属電極層29lの帯幅が第1上層金属電極層29uの帯幅よりも狭く、第2下層金属電極層39lの帯幅が第2上層金属電極層39uの帯幅よりも狭くなるように、第1金属電極層29および第2金属電極層39を帯状に形成する。
 これにより、透明電極層形成工程において、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少なく、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない第1上層金属電極層29uおよび第2上層金属電極層39uはエッチング溶液を通すが、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多く、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い第1下層金属電極層29lおよび第2下層金属電極層39lはエッチング溶液を通さない。そのため、図7Dに示すように、第1上層金属電極層29uのみによって覆われた部分および第2上層金属電極層39uのみによって覆われた部分から透明導電膜のエッチングが進行し、樹脂膜40の下の透明導電膜までエッチングが進行する。一方、第1下層金属電極層29lおよび第2下層金属電極層39lの下の透明導電膜は残る。
 このような製造方法によって製造された太陽電池1では、第1および第2上層金属電極層29u,39uの幅が広いので、電極層の低抵抗化、裏面での反射率向上が可能である。
 また、このような製造方法によって製造された太陽電池1では、第1透明電極層28の帯幅は第1金属電極層29の帯幅よりも狭く、第2透明電極層38の帯幅は第2金属電極層39の帯幅よりも狭く、第1金属電極層29と第2金属電極層39との間には、第1金属電極層29および第2金属電極層39の印刷材料に含有する樹脂材料を含む樹脂膜40が形成されている。
 なお、従来の太陽電池の製造方法によって製造された太陽電池では、一般に、透明電極層の帯幅は金属電極層の帯幅よりも広い。
 以下では、上述した、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少なく、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない第1上層金属電極層29uおよび第2上層金属電極層39uはエッチング溶液を通すが、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多く、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い第1下層金属電極層29lおよび第2下層金属電極層39lはエッチング溶液を通さないとの推察について検証する。
(検証例4)
 裏面側にピラミッド型のテクスチャ構造を有する半導体基板11の裏面側に、パッシベーション層23,第1導電型半導体層25,パッシベーション層33,第2導電型半導体層35,および透明導電膜28Zを形成した。その後、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法を用いて、透明導電膜28Zを介して第1導電型半導体層25上に第1金属電極層として第1下層金属電極層29lのみ(印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層)を形成し、透明導電膜28Zを介して第2導電型半導体層35上に第2金属電極層として第2下層金属電極層39lのみ(印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多い銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い金属電極層)を形成した。その後、第1金属電極層29lおよび第2金属電極層39lを180℃のオーブンで1時間加熱処理した。次に、このように製膜された半導体基板11を、塩酸(エッチング溶液)に浸漬した。
 以上のように製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板11における金属電極層および透明導電膜の断面を、SEM(フィールドエミッション型走査型電子顕微鏡S4800、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて観測した。その結果を図10に示す。図10は、検証例4の、製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板における金属電極層および透明導電膜の断面を観測した結果を模式的に拡大して示す図である。
 図10によれば、第1下層金属電極層29l(または第2下層金属電極層39l)の下の透明導電膜28Zがエッチングされずに残っていることがわかる。これは、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に多く、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に多い第1下層金属電極層29l(または第2下層金属電極層39l)がエッチング溶液を通さないことによるものと推察される。
(検証例5)
 検証例5では、検証例4において、第1金属電極層29として第1上層金属電極層29uのみ(印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層)を形成し、第2金属電極層39として第2上層金属電極層39uのみ(印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない銀ペーストを用い、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない金属電極層)を形成した点において、検証例4と相違する。
 以上のように製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板11における金属電極層および透明導電膜の断面を、SEM(フィールドエミッション型走査型電子顕微鏡S4800、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて観測した。その結果を図11に示す。図11は、検証例5の、製膜された後に塩酸に浸漬された半導体基板における金属電極層および透明導電膜の断面を観測した結果を模式的に拡大して示す図である。
 図11によれば、第1上層金属電極層29u(または第2上層金属電極層39u)の下の透明導電膜28Zがエッチングされていることがわかる。これは、印刷材料に含有する金属材料の割合が比較的に少ない、そのため硬化後の金属材料の割合が比較的に少ない第1上層金属電極層29u(または第2上層金属電極層39u)がエッチング溶液を通すことによるものと推察される。例えば、何らかの要因により、第1上層金属電極層29u(または第2上層金属電極層39u)において、比較的に多い樹脂材料にクラックが生じ、エッチング溶液を通すことが推察される。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、図3Aまたは図3Bに示すようにヘテロ接合型の太陽電池1を例示したが、本発明は、ヘテロ接合型の太陽電池に限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池に適用可能である。
 また、上述した実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池は、ガリウムヒ素(GaAs)基板を有していてもよい。
 1 太陽電池
 2 配線部材
 3 受光面保護部材
 4 裏面保護部材
 5 封止材
 7 第1導電型領域
 8 第2導電型領域
 7b,8b バスバー部
 7f,8f フィンガー部
 11 半導体基板
 13,23,33 パッシベーション層
 25 第1導電型半導体層
 27 第1電極層
 28 第1透明電極層
 28Z 透明導電膜
 29 第1金属電極層
 29l 下層金属電極層、第1下層金属電極層
 29u 上層金属電極層、第1上層金属電極層
 35 第2導電型半導体層
 37 第2電極層
 38 第2透明電極層
 39 第2金属電極層
 39l 下層金属電極層、第2下層金属電極層
 39u 上層金属電極層、第2上層金属電極層
 40 樹脂膜
 48 透明導電膜
 100 太陽電池モジュール

Claims (26)

  1.  半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側に配置された第1導電型半導体層および第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層に対応する第1透明電極層および第1金属電極層と、前記第2導電型半導体層に対応する第2透明電極層および第2金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、
     前記半導体基板の前記一方主面側の一部に前記第1導電型半導体層を形成し、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に前記第2導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
     前記第1導電型半導体層および前記第2導電型半導体層の上にこれらに跨って透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、
     前記透明導電膜を介して前記第1導電型半導体層の上に、前記第1金属電極層として下層金属電極層および上層金属電極層を順に形成し、前記透明導電膜を介して前記第2導電型半導体層の上に、前記第2金属電極層として下層金属電極層および上層金属電極層を順に形成する金属電極層形成工程と、
     前記透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された前記第1透明電極層および前記第2透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
    をこの順で含み、
     前記金属電極層形成工程では、
      粒子状の金属材料、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させることにより、前記第1金属電極層および前記第2金属電極層を形成し、前記第1金属電極層の周縁および前記第2金属電極層の周縁に前記樹脂材料が偏在してなる樹脂膜を形成し、
      前記第1金属電極層および前記第2金属電極層において、前記上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記上層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合よりも少なく、
     前記透明電極層形成工程では、前記第1金属電極層およびその周縁の前記樹脂膜、および、前記第2金属電極層およびその周縁の前記樹脂膜をマスクとして用いて、前記透明導電膜をパターニングする、
    太陽電池の製造方法。
  2.  前記下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記印刷材料全体に対する重量比として85%以上95%以下である、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
  3.  半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側に配置された第1導電型半導体層および第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層に対応する第1透明電極層および第1金属電極層と、前記第2導電型半導体層に対応する第2透明電極層および第2金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、
     前記半導体基板の前記一方主面側の一部に前記第1導電型半導体層を形成し、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に前記第2導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
     前記第1導電型半導体層および前記第2導電型半導体層の上にこれらに跨って透明導電膜を形成する透明導電膜形成工程と、
     前記透明導電膜を介して前記第1導電型半導体層の上に、前記第1金属電極層として第1下層金属電極層および第1上層金属電極層を順に形成し、前記透明導電膜を介して前記第2導電型半導体層の上に、前記第2金属電極層として第2下層金属電極層および第2上層金属電極層を順に形成する金属電極層形成工程と、
     前記透明導電膜をパターニングすることにより、互いに分離された前記第1透明電極層および前記第2透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
    をこの順で含み、
     前記金属電極層形成工程では、
      粒子状の金属材料、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料を印刷して硬化させることにより、前記第1金属電極層および前記第2金属電極層を形成し、前記第1金属電極層と前記第2金属電極層との間に前記樹脂材料が染み出してなる樹脂膜を形成し、
      前記第1金属電極層において、前記第1上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第1上層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記第1下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第1下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合よりも少なく、
      前記第2金属電極層において、前記第2上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第2上層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記第2下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第2下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合よりも少なく、
     前記透明電極層形成工程では、前記第1金属電極層、前記第2金属電極層、および前記樹脂膜をマスクとして用いて、前記透明導電膜をパターニングする、
    太陽電池の製造方法。
  4.  前記金属電極層形成工程では、前記第1下層金属電極層の帯幅が前記第1上層金属電極層の帯幅よりも狭く、前記第2下層金属電極層の帯幅が前記第2上層金属電極層の帯幅よりも狭くなるように、前記第1金属電極層および前記第2金属電極層を帯状に形成する、請求項3に記載の太陽電池の製造方法。
  5.  前記第1下層金属電極層および前記第2下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記印刷材料全体に対する重量比として89%以上95%以下である、請求項3または4に記載の太陽電池の製造方法。
  6.  前記透明電極層形成工程では、エッチング溶液を用いたウェットエッチング法を用いて、前記透明導電膜をパターニングする、請求項1~5のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
  7.  前記金属電極層形成工程では、スクリーン印刷法を用いて、前記印刷材料を印刷する、請求項1~6のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
  8.  半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側に配置された第1導電型半導体層および第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層に対応する第1透明電極層および第1金属電極層と、前記第2導電型半導体層に対応する第2透明電極層および第2金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、
     前記第1透明電極層および前記第1金属電極層は帯状をなし、前記第1透明電極層の帯幅は前記第1金属電極層の帯幅よりも狭く、
     前記第2透明電極層および前記第2金属電極層は帯状をなし、前記第2透明電極層の帯幅は前記第2金属電極層の帯幅よりも狭く、
     前記第1金属電極層の周縁および前記第2金属電極層の周縁には、前記第1金属電極層および前記第2金属電極層の印刷材料における樹脂材料が偏在してなる樹脂膜が形成されており、
     前記第1金属電極層および前記第2金属電極層の各々は、下層金属電極層と上層金属電極層との2層構造であり、
     前記上層金属電極層全体に対する前記上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、前記下層金属電極層全体に対する前記下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少ない、
    太陽電池。
  9.  前記第1金属電極層と前記第2金属電極層との間における前記第1導電型半導体層の一部および前記第2導電型半導体層の一部は、前記樹脂膜で覆われている、請求項8に記載の太陽電池。
  10.  前記第1導電型半導体層と前記樹脂膜との層間および前記第2導電型半導体層と前記樹脂膜との層間には、前記第1透明電極層および前記第2透明電極層と同一材料の透明導電膜が島状に配置されている、請求項9に記載の太陽電池。
  11.  前記半導体基板の2つの主面のうち少なくとも前記一方主面側は、凹凸構造を有し、
     前記第1金属電極層と前記第2金属電極層との間における前記第1導電型半導体層の谷部および前記第2導電型半導体層の谷部は、前記樹脂膜で覆われており、
     前記第1金属電極層と前記第2金属電極層との間における前記第1導電型半導体層の頂部および前記第2導電型半導体層の頂部は、前記樹脂膜で覆われておらず、露出している、
    請求項9または10に記載の太陽電池。
  12.  前記第1導電型半導体層の谷部と前記樹脂膜との層間および前記第2導電型半導体層の谷部と前記樹脂膜との層間には、前記第1透明電極層および前記第2透明電極層と同一材料の透明導電膜が島状に配置されている、請求項11に記載の太陽電池。
  13.  前記印刷材料は金属ペーストであり、
     前記樹脂膜は、前記印刷材料に含有する樹脂材料が染み出してなる、
    請求項8~12のいずれか1項に記載の太陽電池。
  14.  前記第1金属電極層および前記第2金属電極層は、前記印刷材料に含有する金属材料である銀を含む、請求項13に記載の太陽電池。
  15.  前記第1金属電極層および前記第2金属電極層は、前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料を含む、請求項13または14に記載の太陽電池。
  16.  前記印刷材料から形成される前記第1金属電極層および前記第2金属電極層は、ウレタン結合を有する、請求項13~15のいずれか1項に記載の太陽電池。
  17.  前記第1金属電極層と前記第1導電型半導体層との接触面積は、前記第1透明電極層と前記第1導電型半導体層との接触面積の半分以下であり、
     前記第2金属電極層と前記第2導電型半導体層との接触面積は、前記第2透明電極層と前記第2導電型半導体層との接触面積の半分以下である、
    請求項8~16のいずれか1項に記載の太陽電池。
  18.  前記第1金属電極層および前記第2金属電極層において、前記上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記上層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合は、前記下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記下層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合よりも少ない、請求項8~17のいずれか1項に記載の太陽電池。
  19.  前記下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記印刷材料全体に対する重量比として85%以上95%以下である、請求項18に記載の太陽電池。
  20.  半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側に配置された第1導電型半導体層および第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層に対応する第1透明電極層および第1金属電極層と、前記第2導電型半導体層に対応する第2透明電極層および第2金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、
     前記第1透明電極層および前記第1金属電極層は帯状をなし、前記第1透明電極層の帯幅は前記第1金属電極層の帯幅よりも狭く、
     前記第2透明電極層および前記第2金属電極層は帯状をなし、前記第2透明電極層の帯幅は前記第2金属電極層の帯幅よりも狭く、
     前記第1金属電極層と前記第2金属電極層との間には、前記第1金属電極層および前記第2金属電極層の印刷材料に含有する樹脂材料を含む樹脂膜が形成されており、
     前記第1金属電極層は、第1下層金属電極層と第1上層金属電極層との2層構造であり、
     前記第2金属電極層は、第2下層金属電極層と第2上層金属電極層との2層構造であり、
     前記第1上層金属電極層の全材料に対する前記第1上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、前記第1下層金属電極層の全材料に対する前記第1下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少なく、
     前記第2上層金属電極層の全材料に対する前記第2上層金属電極層に含有する金属材料の割合は、前記第2下層金属電極層の全材料に対する前記第2下層金属電極層に含有する金属材料の割合よりも少ない、
    太陽電池。
  21.  前記第1下層金属電極層の帯幅は前記第1上層金属電極層の帯幅よりも狭く、前記第1透明電極層の帯幅は前記第1下層金属電極層の帯幅よりも狭く、
     前記第2下層金属電極層の帯幅は前記第2上層金属電極層の帯幅よりも狭く、前記第2透明電極層の帯幅は前記第2下層金属電極層の帯幅よりも狭い、
    請求項20に記載の太陽電池。
  22.  前記第1下層金属電極層に含有する前記金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比として、前記第1下層金属電極層の全材料に対して75%以上95%以下であり、
     前記第2下層金属電極層に含有する前記金属材料の割合は、積層方向に沿う断面における断面積比として、前記第2下層金属電極層の全材料に対して75%以上95%以下である、
    請求項20または21に記載の太陽電池。
  23.  前記印刷材料は金属ペーストであり、
     前記第1金属電極層および前記第2金属電極層は、前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料を含む、
    請求項20~22のいずれか1項に記載の太陽電池。
  24.  前記第1上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第1上層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合は、前記第1下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第1下層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合よりも少なく、
     前記第2上層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第2上層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合は、前記第2下層金属電極層の前記印刷材料全体に対する前記第2下層金属電極層の前記印刷材料に含有する粒子状の金属材料の割合よりも少ない、
    請求項23に記載の太陽電池。
  25.  前記第1下層金属電極層および前記第2下層金属電極層の前記印刷材料に含有する前記金属材料の割合は、前記印刷材料全体に対する重量比として89%以上95%以下である、
    請求項24に記載の太陽電池。
  26.  前記樹脂膜は、前記印刷材料に含有する樹脂材料が染み出してなる、
    請求項22~25のいずれか1項に記載の太陽電池。
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