WO2022138941A1 - 太陽電池ユニット、太陽電池ユニットの良否判定装置、太陽電池ユニットのエッチング装置、および太陽電池ユニットの製造方法 - Google Patents

太陽電池ユニット、太陽電池ユニットの良否判定装置、太陽電池ユニットのエッチング装置、および太陽電池ユニットの製造方法 Download PDF

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conductive
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将志 日野
真悟 渡邉
訓太 吉河
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株式会社カネカ
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    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
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Definitions

  • the present invention relates to a solar cell unit, a quality determination device for the solar cell unit, an etching device for the solar cell unit, and a method for manufacturing the solar cell unit.
  • the solar cell may be mounted on an electronic device such as an IoT (Internet of Things) device or a wearable device.
  • an electronic device such as an IoT (Internet of Things) device or a wearable device.
  • IoT Internet of Things
  • a solar cell mounted on such an electronic device a solar cell having various shapes suitable for the shape of the electronic device or a small solar cell is required.
  • Such solar cells are obtained by forming one or more solar cells on a large-format semiconductor substrate (Wafer) of a specified size (for example, a 6-inch semi-square shape), and then forming one or more solar cells by, for example, laser dicing. Obtained by cutting out a cell.
  • a large-format semiconductor substrate on which one or more solar cells are formed before laser dicing is referred to as a solar cell unit.
  • the region where the solar cell is formed is referred to as a cell region, and the other region is referred to as a margin region.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for irradiating a semiconductor substrate with light, observing the photoluminescence intensity from the semiconductor substrate, and inspecting (evaluating) etching of the semiconductor device based on the photoluminescence intensity. ..
  • Patent Documents 1 and 2 describe techniques for irradiating a semiconductor substrate with light, observing the photoluminescence intensity from the semiconductor substrate, and determining the end of etching based on the photoluminescence intensity in such a wet etching method. Is disclosed.
  • Electronic devices such as IoT devices or wearable devices are not only in a high-light environment that supports an outdoor solar environment (for example, 1sun (1000 W / m 2 )), but also in a low-light environment that supports an indoor lighting environment. It is also used below (for example, an environment where the current density is 1/1000 or more and 1/100 or less of the current density obtained outdoors). Therefore, in a solar cell mounted on such an electronic device, high photoelectric conversion efficiency is required not only in a high illuminance environment but also in a low illuminance environment.
  • an outdoor solar environment for example, 1sun (1000 W / m 2 )
  • a low-light environment that supports an indoor lighting environment. It is also used below (for example, an environment where the current density is 1/1000 or more and 1/100 or less of the current density obtained outdoors). Therefore, in a solar cell mounted on such an electronic device, high photoelectric conversion efficiency is required not only in a high illuminance environment but also in a low illuminance environment
  • the photoluminescence intensity is increased during light irradiation corresponding to a high illuminance environment. Even if the judgment is large and good, the photoluminescence intensity may be small and the judgment may be poor when irradiated with light corresponding to a low illuminance environment. This is considered to be due to the following factors. That is, it is conceivable that even a leak current that can be ignored in a high-light environment becomes a leak current that cannot be ignored in a low-light environment. In other words, even if the etching shortage is negligible in a high-light environment, it is conceivable that the etching shortage cannot be ignored in a low-light environment.
  • the photoelectric conversion of the cell region is based on the photoluminescence intensity at the time of light irradiation corresponding to the low illuminance environment. It is conceivable to judge the quality of the characteristics. However, in the case of light irradiation corresponding to a low illuminance environment, the detectable photoluminescence intensity cannot be obtained unless the irradiation time is lengthened, and the measurement time becomes long. Further, if the photoluminescence intensity is small, the measurement accuracy is lowered due to the influence of the lower limit of measurement of the detector or noise. In addition, the output of the light source is not stable at low illuminance output, and the measurement accuracy is lowered.
  • the photoluminescence intensity at the time of light irradiation corresponding to a high illuminance environment is large, it is under a low illuminance environment.
  • the photoluminescence intensity at the time of light irradiation corresponding to the above may be small. This is considered to be due to the following factors, as described above. That is, it is conceivable that even a leak current that can be ignored in a high-light environment becomes a leak current that cannot be ignored in a low-light environment. In other words, even if the etching shortage is negligible in a high-light environment, it is conceivable that the etching shortage cannot be ignored in a low-light environment.
  • the present invention provides a solar cell unit capable of shortening the time and improving the accuracy of the quality determination of a solar cell used in a low light environment, a quality determination device for the solar cell unit, and a method for manufacturing the solar cell unit.
  • the purpose is to do.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell unit and an etching device for the solar cell unit, which can appropriately etch the electrode layer of the solar cell used in a low light environment. ..
  • the solar cell unit according to the present invention is a solar cell unit having a cell region in which a back electrode type solar cell is formed on a large-format semiconductor substrate and a margin region other than that.
  • the cell region has a first conductive type region and a second conductive type region, the first conductive type is one of p-type and n-type, and the second conductive type is p-type and n-type. The other of them.
  • the first conductive type semiconductor layer and the first electrode layer are formed on the back surface side of the large format semiconductor substrate, and in the second conductive type region, the first is on the back surface side of the large format semiconductor substrate.
  • a two conductive semiconductor layer and a second electrode layer are formed.
  • the margin region has a first conductive type unit region having a unit area, a second conductive type unit region having a unit area, and a pn short-circuit region.
  • the first conductive type semiconductor layer is formed on the back surface side of the large format semiconductor substrate
  • the second conductive type is formed on the back surface side of the large format semiconductor substrate.
  • a semiconductor layer is formed, and in the pn short-circuit region, a first conductive type semiconductor layer, a second conductive type semiconductor layer, the first conductive type semiconductor layer, and the second conductive type are formed on the back surface side of the large format semiconductor substrate.
  • a third electrode layer that electrically short-circuits the type semiconductor layer is formed.
  • the solar cell unit quality determination device is the above-mentioned solar cell unit quality determination device, which is a light irradiation unit that irradiates the main surface of the large-format semiconductor substrate with light, and photoluminescence from the large-format semiconductor substrate. It includes a photoluminescence observation unit that observes the photoluminescence intensity, and a quality determination unit that determines the quality of the solar cell in the cell region of the solar cell unit based on the photoluminescence intensity.
  • the light irradiation unit is used in a high illuminance environment in which the solar cell in the cell region of the solar cell unit corresponds to an outdoor solar environment and a low illuminance environment corresponding to an indoor lighting environment.
  • the pass / fail determination unit determines the photoluminescence strength of the cell region, the photoluminescence strength of the first conductive type unit region, and the photoluminescence strength of the second conductive type unit region based on the photoluminescence strength of the pn short-circuit region.
  • the calculated and calculated photoluminescence intensity of the cell region is compared with the calculated photoluminescence intensity of the first conductive type unit region and the second conductive type unit region, and the calculated first conductive type unit region and the calculated first conductive type unit region and A solar cell in a cell region having a photoluminescence intensity deviating from the photoluminescence intensity in the second conductive type unit region by a predetermined amount or more is determined to have poor photoelectric conversion characteristics in the low light environment.
  • the method for manufacturing a solar cell unit according to the present invention is a method for manufacturing a solar cell unit having a cell region in which a back electrode type solar cell is formed on a large-format semiconductor substrate and a margin region other than the cell region.
  • the cell region has a first conductive type region and a second conductive type region, the first conductive type is one of p-type and n-type, and the second conductive type is p-type and n-type.
  • the margin region is the other of the two, and has a first conductive type unit region having a unit area, a second conductive type unit region having a unit area, and a pn short-circuit region.
  • a first conductive semiconductor layer is formed in the first conductive type region of the cell region on the back surface side of the large format semiconductor substrate, and the cell region on the back surface side of the large format semiconductor substrate is formed.
  • a second conductive semiconductor layer is formed in the second conductive type region, a first conductive semiconductor layer is formed in the first conductive type unit region in the margin region on the back surface side of the large format semiconductor substrate, and the large format semiconductor substrate is formed.
  • a second conductive semiconductor layer is formed in the second conductive unit region of the margin region on the back surface side of the large format semiconductor substrate, and the first conductive semiconductor layer and the first conductive semiconductor layer are formed in the pn short-circuit region of the margin region on the back surface side of the large format semiconductor substrate.
  • the second electrode layer corresponding to the second conductive semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer in the pn short-circuit region of the margin region are electrically short-circuited. It includes an electrode layer forming step of forming a third electrode layer and a pass / fail determination step of determining the quality of the solar cell in the cell region of the solar cell unit.
  • the solar cell in the cell region of the solar cell unit is used in a high illuminance environment corresponding to an outdoor solar environment and a low illuminance environment corresponding to an indoor lighting environment.
  • the main surface of the large-format semiconductor substrate is irradiated with light having an intensity smaller than the high illuminance and higher than the low illuminance, and photoluminescence from the cell region of the large-format semiconductor substrate.
  • the photoilluminance intensity from the first conductive type unit region, the second conductive type unit region, and the pn short-circuit region in the large-format semiconductor substrate is observed, and the photoluminance intensity of the pn short-circuit region is observed.
  • the photoilluminance intensity of the cell region, the photoilluminance intensity of the first conductive type unit region, and the photoilluminance intensity of the second conductive type unit region are calculated, and the calculated photoluminance intensity of the cell region is calculated.
  • the photoluminance strength of the first conductive type unit region and the second conductive type unit region calculated by comparing the photoluminance strength of the first conductive type unit region and the second conductive type unit region was calculated.
  • a solar cell in a cell region having a photoluminescence intensity deviated by a certain amount or more is determined to have a defective photoelectric conversion characteristic in a low illuminance environment.
  • Another method for manufacturing a solar cell unit according to the present invention is a method for manufacturing a solar cell unit having a cell region in which a back surface electrode type solar cell is formed on a semiconductor substrate, and is a method for manufacturing a solar cell unit on the back surface side of the semiconductor substrate.
  • a conductive film is continuously formed on the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer in the cell region on the back surface side of the semiconductor substrate, and the conductive film is etched to obtain the first conductive film.
  • the present invention includes an electrode layer forming step of forming a patterned electrode layer on each of the conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer.
  • the solar cell in the cell region of the solar cell unit is used in a high illuminance environment corresponding to an outdoor sunlight environment and a low illuminance environment corresponding to an indoor lighting environment.
  • the main surface of the semiconductor substrate is sequentially irradiated with light having at least two different illuminances, that is, the high illuminance and the low illuminance, and the photoluminescence intensity from the semiconductor substrate is observed in order.
  • the end of etching of the conductive film is determined based on the photoilluminance intensity with respect to the light of at least two intensities.
  • the etching apparatus for a solar cell unit is an etching apparatus for forming an electrode layer in the cell region in a solar cell unit having a cell region in which a back surface electrode type solar cell is formed on a semiconductor substrate.
  • the conductive film formed continuously on the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer in the cell region on the back surface side of the semiconductor substrate is etched to form the first conductive semiconductor layer and the first conductive semiconductor layer.
  • the etching section forming the electrode layer patterned on each of the second conductive semiconductor layers and the solar cell in the cell region of the solar cell unit have high illuminance corresponding to an outdoor solar environment.
  • the main surface of the semiconductor substrate in the etching portion has at least two differences between the high light and the low light.
  • the photoluminescence observation unit that sequentially observes the photoluminescence intensity from the semiconductor substrate in the etching unit, and the photoluminescence intensity for at least two intensity lights, the said It is provided with an etching end determination unit for determining the end of etching of the conductive film.
  • the present invention it is possible to shorten the time and improve the accuracy of the quality determination of a solar cell used in a low illuminance environment. Further, according to the present invention, the electrode layer of the solar cell used in a low illuminance environment can be appropriately etched.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a cell region (solar cell), a first conductive type unit region, a second conductive type unit region, and a pn short-circuit region in the solar cell unit shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the cell region (solar cell) shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line IV-IV of a first conductive type unit region, a second conductive type unit region, and a pn short-circuit region shown in FIG. 2.
  • FIG. 1 is a view of the solar cell unit according to the first embodiment as viewed from the back surface side.
  • the solar cell unit 1 shown in FIG. 1 includes a semiconductor substrate (large format semiconductor substrate) (Wafer) 11 having a specified size (for example, a 6-inch semi-square shape).
  • the solar cell unit 1 has a plurality of cell regions 2 in which each of the plurality of solar cell cells is formed, and a margin region 3 other than the plurality of cell regions 2 on the main surface of the semiconductor substrate 11. Further, the solar cell unit 1 has a first conductive type unit region 4, a second conductive type unit region 5, and a pn short-circuit region 6 in a part of the margin region 3.
  • the cell region 2 is a region that becomes a back-side electrode type (also referred to as back contact type or back-junction type) solar cell of a heterojunction type by being cut out from the solar cell unit 1 by, for example, laser dicing. ..
  • the solar cell may be mounted on an electronic device such as an IoT (Internet of Things) device or a wearable device.
  • an electronic device such as an IoT (Internet of Things) device or a wearable device.
  • IoT Internet of Things
  • a solar cell mounted on such an electronic device a solar cell having various shapes suitable for the shape of the electronic device or a small solar cell is required.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a cell region (solar cell), a first conductive type unit region, a second conductive type unit region, and a pn short-circuit region in the solar cell unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the cell region (solar cell) shown in FIG. 2, and
  • FIG. 4 shows a first conductive type unit region, a second conductive type unit region, and a pn short circuit shown in FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line IV-IV of the region.
  • the cell region 2 has a first conductive type region 7 and a second conductive type region 8 on the main surface of the semiconductor substrate 11.
  • the main surface of the main surface of the semiconductor substrate 11 on the light receiving side is the light receiving surface
  • the main surface of the main surface of the semiconductor substrate 11 opposite to the light receiving surface is the back surface.
  • 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 is in the second direction (Y direction) intersecting the bus bar portion 7b in the first direction. ).
  • 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 alternately provided in the first direction (X direction).
  • the comb-shaped shape will be illustrated as the first conductive type region 7 and the second conductive type region 8, but the first conductive type region 7 and the second conductive type region 8 are not limited to this, and various types may be used. It may be formed into a shape.
  • the passivation layer 13 and the optical adjustment layer 15 are sequentially formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11. Further, in the cell region 2, the passivation layer 23, the first conductive type semiconductor layer 25, and the first electrode layer 27 are sequentially formed on a part of the back surface side (first conductive type region 7) of the semiconductor substrate 11. Further, in the cell region 2, the passivation layer 33, the second conductive type semiconductor layer 35, and the second electrode layer 37 are sequentially formed on the other part (second conductive type region 8) on the back surface side of the semiconductor substrate 11. ..
  • 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 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, a material containing a true (i-type) amorphous silicon material as a main component.
  • the passivation layers 13, 23, 33 suppress the recombination of carriers generated in the semiconductor substrate 11 and increase the carrier recovery efficiency.
  • the optical adjustment layer 15 is formed on the passivation layer 13 on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the optical adjustment layer 15 functions as an antireflection layer for preventing reflection of incident light, and also functions as a protective layer for protecting the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 and the passivation layer 13.
  • the optical adjustment layer 15 is formed of an insulating material such as silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON), or a composite thereof.
  • the first conductive type semiconductor layer 25 is formed on the passivation layer 23, that is, in the first conductive type 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 first direction (X direction). ) Are lined up alternately. A part of the second conductive semiconductor layer 35 and the passivation layer 33 may be overlapped on a part of the adjacent first conductive semiconductor layer 25 and the passivation layer 23 (not shown).
  • the first electrode layer 27 corresponds to the first conductive semiconductor layer 25, and is specifically formed on the first conductive semiconductor layer 25 in the first conductive region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the second electrode layer 37 corresponds to the second conductive semiconductor layer 35, and is specifically formed on the second conductive semiconductor layer 35 in the second conductive region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • 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 transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are formed of a transparent conductive material.
  • the transparent conductive material is not particularly limited, and examples thereof 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 not particularly limited, and are, for example, a conductive paste material containing a particulate metal material such as silver, copper, or aluminum, an insulating resin material, and a solvent. It is formed.
  • the first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 that is, the first transparent electrode layer 28, the second transparent electrode layer 38, the first metal electrode layer 29, and the second metal electrode layer 39 are in the second direction (Y direction). It has an extending band shape and is arranged alternately 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 passivation layer 13 and the optical adjustment layer 15 are sequentially formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11. Further, in the margin region 3, the passivation layers 23 and 33 may be laminated on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the margin region 3 has a first conductive type unit region 4, a second conductive type unit region 5, and a pn short-circuit region 6.
  • the first conductive type unit region 4 is a region of a unit area.
  • the passivation layer 23 and the first conductive type semiconductor layer 25 are sequentially formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the size of the unit area is not particularly limited, but may be set according to the detection resolution of the photoluminescence observation unit in the quality determination device described later.
  • the second conductive type unit region 5 is a region of a unit area.
  • the passivation layer 33 and the second conductive type semiconductor layer 35 are sequentially formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11.
  • the size of the unit area is not particularly limited, but may be set according to the detection resolution of the photoluminescence observation unit in the quality determination device described later.
  • ⁇ pn short circuit area In the pn short-circuit region 6, the passivation layer 23 and the first conductive type semiconductor layer 25 are sequentially formed on a part of the back surface side of the semiconductor substrate 11, and the passivation layer 33 and the passivation layer 33 and the other part on the back surface side of the semiconductor substrate 11 are formed in order.
  • the second conductive semiconductor layer 35 is formed in order.
  • a third electrode layer 27A corresponding to the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35 and electrically short-circuiting them is formed.
  • the size of the pn short-circuit region 6 is not particularly limited, but may be set according to the detection resolution of the photoluminescence observation unit described later.
  • 5A and 6A are diagrams showing a semiconductor layer forming step in the method for manufacturing a solar cell unit according to the first embodiment
  • FIGS. 5B and 6B are diagrams in FIG. 5B and FIG. 6B in the method for manufacturing a solar cell unit according to the first embodiment. It is a figure which shows the transparent conductive film forming process (the transparent electrode layer forming process).
  • 5C and 6C are diagrams showing a metal electrode layer forming step in the method for manufacturing a solar cell unit according to the first embodiment, and FIG.
  • FIG. 5D is a transparent electrode in the method for manufacturing a solar cell unit according to the first embodiment. It is a figure which shows the layer formation process. Further, FIG. 7 is a diagram showing a quality determination step and a quality determination device in the method for manufacturing a solar cell unit according to the first embodiment.
  • a passivation layer 23 and a first conductive semiconductor layer 25 are formed in a part of the back surface side of the semiconductor substrate 11, specifically, in the first conductive type region 7 in the cell region 2. do. Further, as shown in FIG. 6A, the passivation layer 23 and the first conductive semiconductor layer 25 are formed in a part of the first conductive type unit region 4 and the pn short circuit region 6 in the margin region 3 (semiconductor layer forming step). ..
  • a passivation layer material film and a first conductive semiconductor layer material film are sequentially formed on all the back surfaces of the semiconductor substrate 11 by using a CVD method or a PVD method, and then a photolithography technique or a printing technique is used.
  • the passivation layer 23 and the first conductive semiconductor layer 25 may be patterned by an etching method using a generated resist or a metal mask.
  • Examples of the etching solution for the p-type semiconductor layer material film include hydrofluoric acid containing ozone, or 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 layer material film include For example, an alkaline solution such as an aqueous solution of potassium hydroxide may be mentioned.
  • the passivation layer and the first 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 23 and the first conductive semiconductor layer 25 are separated by using a mask. Film formation and patterning may be performed at the same time.
  • the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer are formed in the other part of the back surface side of the semiconductor substrate 11, specifically, in the second conductive type region 8 in the cell region 2.
  • Form 35 is formed in the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 in the second conductive type unit region 5 and the other part of the pn short circuit region 6 in the margin region 3 (semiconductor layer formation). Process).
  • a passivation layer material film and a second conductive semiconductor layer material film are sequentially formed on the entire back surface side of the semiconductor substrate 11 by using a CVD method or a PVD method, and then photolithography technique or printing is performed.
  • the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 may be patterned by using an etching method using a resist generated by a technique or a metal mask, or by using a known lift-off method.
  • 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, a mask is used to form the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35. Film formation and patterning may be performed at the same time.
  • the passivation layer 23 may be formed in the margin region 3 on the back surface side of the semiconductor substrate 11, or the passivation layer 33 may be formed. .. Further, passivation is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 11 on the light receiving surface side, that is, the entire surface of the cell region 2, the margin region 3, the first conductive type unit region 4, the second conductive type unit region 5, and the pn short circuit region 6 on the light receiving surface side.
  • the layer 13 and the optical adjustment layer 15 may be formed.
  • a transparent conductive film 28Z is continuously formed on the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35 in the cell region 2 so as to straddle them.
  • a transparent electrode layer 28A is continuously formed on the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35 in the pn short-circuited region 6 of the margin region 3 so as to straddle them.
  • Transparent conductive film forming step Transparent electrode layer forming step.
  • a method for forming the transparent conductive film 28Z and the transparent electrode layer 28A 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 in the cell region 2, and the second conductive film is formed via the transparent conductive film 28Z.
  • the second metal electrode layer 39 is formed on the type semiconductor layer 35.
  • a metal electrode layer 29A is formed on the transparent electrode layer 28A in the pn short-circuit region 6 of the margin region 3 (metal electrode layer forming step).
  • the first metal electrode layer 29, the second metal electrode layer 39, and the metal electrode layer 29A are formed by printing a printing material (for example, ink).
  • a printing material for example, ink
  • Examples of the method for forming the first metal electrode layer 29, the second metal electrode layer 39 and the metal electrode layer 29A 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 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 is 85% or more and 95% or less as a weight ratio to the entire printing material.
  • the first metal electrode layer 29, the second metal electrode layer 39 and the metal electrode layer 29A are subjected to heat treatment or ultraviolet irradiation treatment.
  • the insulating resin at 29A is cured.
  • the transparent conductive film 28Z is patterned by using an etching method using the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 as masks to form a first conductive semiconductor layer.
  • a first transparent electrode layer 28 and a second transparent electrode layer 38 separated from each other and patterned are formed on each of the 25 and the second conductive semiconductor layer 35 (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 solar cell unit 1 (semiconductor substrate 11) is irradiated with light, the photoluminescence intensity from the solar cell unit 1 (semiconductor substrate 11) is observed, and the sun is observed based on the photoluminescence intensity.
  • the quality of the solar cell in the cell region 2 of the battery unit 1 is determined (pass / fail determination step).
  • the quality determination device and the quality determination method of the solar cell unit 1 will be described.
  • the quality determination device of the solar cell unit 1 according to the first embodiment that is, the quality determination device of the photoelectric conversion characteristic of the cell region (solar cell) 2
  • the quality determination device 100 is a device that determines the quality of the photoelectric conversion characteristics of the solar cell in the cell region 2 in the state of the solar cell unit 1 described above.
  • the quality determination device 100 includes a light irradiation unit 110, a photoluminescence observation unit 120, and a quality determination unit 130.
  • the light irradiation unit 110 irradiates the solar cell unit 1, that is, the light receiving surface or the back surface of the semiconductor substrate 11 with light. Since light is shielded from the back surface by the metal electrode layer, it is preferable to irradiate the light receiving surface with light.
  • the light irradiation unit 110 is, for example, a light irradiation device that irradiates light having a wavelength corresponding to the photoluminescence characteristics of the semiconductor substrate 11.
  • the solar cell in the cell region 2 of the solar cell unit 1 is under a high-light environment (for example, 1sun (1000 W / m 2 )) corresponding to an outdoor solar environment and an indoor lighting environment.
  • a high-light environment for example, 1sun (1000 W / m 2 )
  • the solar cell unit that is, the semiconductor substrate 11 has a high current density. It irradiates light with an intensity smaller than the illuminance and higher than the low illuminance.
  • the photoluminescence observation unit 120 observes the photoluminescence intensity from the solar cell unit 1, that is, the semiconductor substrate 11.
  • Examples of the photoluminescence observation unit include a known photoluminescence intensity measuring device incorporating a CCD image sensor or the like.
  • the photoluminescence observation unit 120 observes the photoluminescence intensity from the cell region 2, and also the photoluminescence from the first conductive type unit region 4, the second conductive type unit region 5, and the pn short-circuit region 6. Observe the intensity.
  • the photoluminescence observation unit 120 may simultaneously observe the photoluminescence intensities of each region 2, 4, 5, and 6, and perform decomposition analysis and synthetic analysis for each pixel.
  • the quality determination unit 130 determines the quality of the photoelectric conversion characteristics of the solar cell in the cell region 2 based on the photoluminescence intensity.
  • the pass / fail determination unit 130 calculates in advance the area ratio of the first conductive type region as the area ratio of the first conductive type region 7 of the cell region 2 to the first conductive type unit region 4. Further, the pass / fail determination unit 130 calculates in advance the area ratio of the second conductive type region as the area ratio of the second conductive type region 8 of the cell region 2 to the second conductive type unit region 5.
  • the pass / fail determination unit 130 calculates the photoluminescence intensity of the cell region 2 based on the photoluminescence intensity of the pn short-circuit region 6. Further, the pass / fail determination unit 130 calculates the photoluminescence intensity of the first conductive type unit region 4 based on the photoluminescence intensity of the pn short-circuit region 6. Further, the pass / fail determination unit 130 calculates the photoluminescence intensity of the second conductive type unit region 5 based on the photoluminescence intensity of the pn short-circuit region 6.
  • the pass / fail determination unit 130 compares the calculated photoluminescence intensity of the cell region 2 with the calculated photoluminescence intensity of the first conductive type unit region 4 and the second conductive type unit region 5. Then, the pass / fail determination unit 130 uses the solar cell in the cell region 2 having the photoluminescence intensity deviated by a predetermined amount or more from the calculated photoluminescence intensity of the first conductive type unit region 4 and the second conductive type unit region 5. It is judged that the photoelectric conversion characteristics are defective in a low-light environment.
  • the pass / fail determination unit 130 determines the area ratio of the first conductive type region 7 of the cell region 2 to the first conductive type unit region 4 and the second conductive type region of the cell region 2 to the second conductive type unit region 5. Consider the area ratio of 8.
  • the pass / fail determination unit 130 is a first conductive type region obtained by multiplying the photoluminescence strength of the first conductive type unit region 4 based on the photoluminescence strength of the pn short-circuit region 6 by the first conductive type region area ratio. Calculate the reference photoluminescence intensity. Further, the pass / fail determination unit 130 is a second conductive type region reference photoluminescence obtained by multiplying the photoluminescence strength of the second conductive type unit region 5 based on the photoluminescence strength of the pn short circuit region 6 by the second conductive type region area ratio. Calculate the strength. Then, the pass / fail determination unit 130 calculates the reference photoluminescence intensity by adding the first conductive type region reference photoluminescence intensity and the second conductive type region reference photoluminescence intensity.
  • the pass / fail determination unit 130 compares the calculated photoluminescence intensity of the cell region 2 with the calculated reference photoluminescence intensity.
  • the quality determination unit 130 determines that the solar cell in the cell region 2 having the photoluminescence intensity deviating from the calculated reference photoluminescence intensity by a predetermined amount or more is defective in photoelectric conversion characteristics in a low illuminance environment.
  • the pass / fail determination unit 130 is composed of, for example, an arithmetic processor such as a DSP (Digital Signal Processor) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • Various functions of the pass / fail determination unit 130 are realized, for example, by executing predetermined software (program, application) stored in the storage unit.
  • Various functions of the pass / fail determination unit 130 may be realized by the cooperation of the hardware and the software, or may be realized only by the hardware (electronic circuit).
  • the pass / fail determination unit 130 includes a storage unit.
  • the storage unit stores the first conductive type region area ratio and the second conductive type region area ratio calculated in advance. Further, the storage unit stores in advance a reference value (predetermined value) of an acceptable deviation of the photoluminescence intensity, which is a reference value for determining the quality of the photoelectric conversion characteristic of the solar cell in the cell region 2.
  • the storage unit is, for example, a rewritable memory such as EEPROM, or a rewritable disk such as HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive).
  • the photoluminescence intensity is large and low even if the photoluminescence intensity is good at the time of light irradiation corresponding to a high illuminance environment.
  • the photoluminescence intensity may be small and a defect may be judged. This is considered to be due to the following factors. That is, it is conceivable that even a leak current that can be ignored in a high-light environment becomes a leak current that cannot be ignored in a low-light environment. In other words, even if the etching of the transparent electrode layer is negligible in a high illuminance environment, it is conceivable that the etching of the transparent electrode layer is not negligible in a low illuminance environment.
  • the photoelectric conversion of the cell region is based on the photoluminescence intensity at the time of light irradiation corresponding to the low illuminance environment. It is conceivable to judge the quality of the characteristics. However, in the case of light irradiation corresponding to a low illuminance environment, the detectable photoluminescence intensity cannot be obtained unless the irradiation time is lengthened, and the measurement time becomes long. Further, if the photoluminescence intensity is small, the measurement accuracy is lowered due to the influence of the lower limit of measurement of the detector or noise. Further, in the low illuminance output, the output of the light source is not stable, the measurement accuracy is lowered, and the reproducibility is lowered.
  • the first conductive type unit region 4, the second conductive type unit region 5 and the pn short-circuit region 6 are formed in a part of the margin region 3.
  • the quality determination step in the solar cell unit 1 the quality determination device 100 of the solar cell unit 1, and the quality determination step in the manufacturing method of the solar cell unit 1 of the present embodiment, the cell region in the solar cell unit 1 (semiconductor substrate 11).
  • the criteria for pass / fail judgment were calculated based on the first conductive type unit region 4, the second conductive type unit region 5, and the pn short-circuit region 6, and the calculated criteria.
  • the irradiation light can be made larger than the low illuminance corresponding to the low illuminance environment, the irradiation time for obtaining the detectable photoluminescence intensity can be shortened, and the measurement time can be shortened. Further, since the photoluminescence intensity can be increased, the lower limit of measurement of the detector or the influence of noise can be reduced, and the measurement accuracy can be improved. Further, since the output of the light source can be increased, the output of the light source can be stabilized, the measurement accuracy can be improved, and the reproducibility can be improved.
  • a plurality of solar cells are mounted on a large-format semiconductor substrate (Wafer) having a specified size (for example, a 6-inch semi-square shape). Is laid out.
  • a plurality of cell regions are determined according to the detection resolution of the photoluminescence observation unit. Can be observed at the same time, and productivity can be improved.
  • the current-voltage characteristic (IV characteristic) is measured by physical contact using a needle, and the photoelectric conversion efficiency is calculated.
  • the method of doing so is generally known.
  • the ratio of the damaged area due to physical contact to the total area of the cell region becomes large, and the carrier lifetime in low illuminance, that is, the photoelectric conversion efficiency is greatly reduced.
  • the manufacturing method of the solar cell unit 1, the quality determination device 100 of the solar cell unit 1, and the solar cell unit 1 of the present embodiment it is a method based on the photoluminescence characteristic which is physically non-contact. Therefore, it is possible to avoid a decrease in carrier lifetime in low light, that is, a decrease in photoelectric conversion efficiency due to damage caused by physical contact.
  • the output of the light source is not stable at the low illuminance output, and the measurement accuracy and reproducibility are deteriorated.
  • an ND filter it is conceivable to use an ND filter to attenuate the light irradiation intensity.
  • the output of the light source can be increased, so that an ND filter is unnecessary.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made.
  • the area ratio was multiplied by the reference value of the first conductive type unit region 4 and the second conductive type unit region 5.
  • the measurement result of the cell region 2 may be divided by the area ratio.
  • the pass / fail determination unit in the pass / fail determination device of the solar cell unit, and the pass / fail determination step in the manufacturing method of the solar cell unit Area ratio of the first conductive type region in the cell region
  • the area ratio of the first conductive type region before and the area ratio of the second conductive type region are the first cell area ratio and the second cell area ratio, and the first conductive type region of the cell region with respect to the first conductive type unit region.
  • the first conductive type region area ratio as the area ratio of, and the second conductive type region area ratio as the area ratio of the second conductive type region of the cell region to the second conductive type unit region were calculated.
  • the first cell unit region photoluminescence strength obtained by dividing the photoluminescence strength of the cell region based on the photoluminescence strength of the pn short-circuit region by the first cell area ratio and the first conductive type region area ratio, and the pn short-circuit region
  • the second cell unit region photoluminescence intensity was calculated by dividing the photoluminescence intensity of the cell region based on the photoluminescence intensity by the second cell area ratio and the second conductive type region area ratio.
  • the calculated first cell unit region photoluminescence intensity is compared with the calculated photoluminescence intensity of the first conductive type unit region, and the calculated second cell unit region photoluminescence intensity and the calculated second conductive type unit region are compared.
  • a solar cell in the cell region of the second cell unit region photoluminescence intensity deviating from the luminescence intensity by a predetermined amount or more may be determined to have poor photoelectric conversion characteristics in a low illuminance environment.
  • a plurality of sets having the first conductive type unit region 4, the second conductive type unit region 5 and the pn short-circuit region 6 as one set are arranged for each cell region 2, but at least.
  • One set may be arranged. From the viewpoint of performance variation on the main surface of the large-format semiconductor substrate, it is preferable to arrange one set in the vicinity of each of the cell regions 2 as in the above-described embodiment.
  • a solar cell unit having a plurality of cell regions (solar cell), a quality determination device thereof, and a manufacturing method are exemplified.
  • the present invention is not limited to this, and can be applied to a solar cell unit having one cell region (solar cell), a quality determination device thereof, and a manufacturing method.
  • a manufacturing method for etching a transparent electrode layer using a metal electrode layer as a mask has been exemplified, but the present invention is not limited to this.
  • the features of the present invention can also be applied to a manufacturing method in which a transparent electrode layer is etched using a general metal mask or resist as a mask.
  • wet etching using an etching solution is exemplified, but the present invention is not limited to this.
  • the features of the present invention can also be applied to dry etching.
  • the heterojunction type solar cell and the solar cell unit are exemplified as shown in FIG. 3, but the present invention is not limited to the heterojunction type solar cell and the solar cell unit. , Applicable to various solar cells and solar cell units such as homojunction type solar cells.
  • a solar cell and a solar cell unit having a crystalline silicon substrate are exemplified, but the present invention is not limited thereto.
  • the solar cell and the solar cell unit may have a gallium arsenide (GaAs) substrate.
  • GaAs gallium arsenide
  • FIG. 8 is a view of the solar cell unit according to the second embodiment as viewed from the back surface side.
  • the solar cell unit 1 shown in FIG. 8 includes a semiconductor substrate (large format semiconductor substrate) (Wafer) 11 having a specified size (for example, a 6-inch semi-square shape).
  • the solar cell unit 1 has a plurality of cell regions 2 in which each of the plurality of solar cell cells is formed, and a margin region 3 other than the plurality of cell regions 2 on the main surface of the semiconductor substrate 11.
  • the cell region 2 is a region that becomes a back-side electrode type (also referred to as back contact type or back-junction type) solar cell of a heterojunction type by being cut out from the solar cell unit 1 by, for example, laser dicing. ..
  • the solar cell may be mounted on an electronic device such as an IoT (Internet of Things) device or a wearable device.
  • an electronic device such as an IoT (Internet of Things) device or a wearable device.
  • IoT Internet of Things
  • a solar cell mounted on such an electronic device a solar cell having various shapes suitable for the shape of the electronic device or a small solar cell is required.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a cell region (solar cell) in the solar cell unit shown in FIG. 8, and FIG. 10 is an X-X line sectional view of the cell region (solar cell) shown in FIG.
  • the cell region 2 has a first conductive type region 7 and a second conductive type region 8 on the main surface of the semiconductor substrate 11.
  • the main surface of the main surface of the semiconductor substrate 11 on the light receiving side is the light receiving surface
  • the main surface of the main surface of the semiconductor substrate 11 opposite to the light receiving surface is the back surface.
  • the first conductive type region 7 has a so-called comb shape as described above, and has a plurality of finger portions 7f corresponding to comb teeth and a bus bar portion 7b corresponding to a support portion of the comb teeth.
  • the second conductive type region 8 has a so-called comb-shaped shape as described above, 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 passivation layer 13 and the optical adjustment layer 15 are sequentially formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11. Further, in the cell region 2, the passivation layer 23, the first conductive type semiconductor layer 25, and the first electrode layer 27 are sequentially formed on a part of the back surface side (first conductive type region 7) of the semiconductor substrate 11. Further, in the cell region 2, the passivation layer 33, the second conductive type semiconductor layer 35, and the second electrode layer 37 are sequentially formed on the other part (second conductive type region 8) on the back surface side of the semiconductor substrate 11. ..
  • the semiconductor substrate 11, the passivation layers 13, 23, 33, the optical adjustment layer 15, the first conductive semiconductor layer 25, the second conductive semiconductor layer 35, the first electrode layer 27, and the second electrode layer 37 are as described above. Is. Further, similarly to the above, the first electrode layer 27 has a first transparent electrode layer 28 and a first metal electrode layer 29. The second electrode layer 37 has a second transparent electrode layer 38 and a second metal electrode layer 39.
  • the passivation layer 13 and the optical adjustment layer 15 may be formed in order on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11. Further, in the margin region 3, the passivation layer 23 and the first conductive semiconductor layer 25 may be formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11, or the passivation layer 33 and the second conductive semiconductor layer 35 may be formed. May be in the formed state.
  • FIG. 11A is a diagram showing a semiconductor layer forming step in the method for manufacturing a solar cell unit according to a second embodiment
  • FIG. 11B shows a transparent conductive film forming step in the method for manufacturing a solar cell unit according to a second embodiment.
  • FIG. 11C is a diagram showing a metal electrode layer forming step in the method for manufacturing a solar cell unit according to a second embodiment
  • FIG. 11D is a diagram showing a transparent electrode layer forming step in the method for manufacturing a solar cell unit according to a second embodiment.
  • 11A to 11D show the back surface side of the semiconductor substrate 11, and omit the front surface side of the semiconductor substrate 11.
  • a passivation layer 23 and a first conductive semiconductor layer 25 are formed in a part of the back surface side of the semiconductor substrate 11, specifically, in the first conductive type region 7 in the cell region 2. (Semiconductor layer forming process).
  • 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 in the cell region 2 (semiconductor layer). Formation process).
  • the method for forming these semiconductor layers may be the same as described above.
  • the passivation layer 23 and the first conductive semiconductor layer 25 may be formed in the margin region 3 on the back surface side of the semiconductor substrate 11, or the passivation layer 33 and the first. 2
  • the conductive semiconductor layer 35 may be formed (not shown).
  • the passivation layer 13 and the optical adjustment layer 15 may be formed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 on the light receiving surface side, that is, on the entire surface of the cell region 2 and the margin region 3 on the light receiving surface side (not shown).
  • the transparent conductive film 28Z is continuously formed on the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35 in the cell region 2 (transparent conductive film formation).
  • a method for forming the transparent conductive film 28Z for example, a CVD method or a PVD method is used as described above.
  • the first metal electrode layer 29 is formed on the first conductive semiconductor layer 25 via the transparent conductive film 28Z in the cell region 2, and the second conductive film is formed via the transparent conductive film 28Z.
  • the second metal electrode layer 39 is formed on the type semiconductor layer 35 (metal electrode layer forming step).
  • a printing material for example, ink
  • a screen printing method for example, an inkjet method, a gravure coating method, a dispenser method, or the like.
  • the screen printing method is preferable.
  • the transparent conductive film 28Z was separated from each other by patterning the transparent conductive film 28Z by using an etching method using the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 as masks.
  • the transparent electrode layer 28 and the 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 end of etching of the transparent conductive film 28Z is determined based on the photoluminescence characteristics, and the details thereof will be described in the etching apparatus and etching method of the solar cell unit 1 described later.
  • the back electrode type solar cell unit 1 of the second embodiment is completed.
  • FIG. 12 is a diagram showing an etching apparatus for a solar cell unit according to a second embodiment, that is, an etching apparatus for a transparent electrode layer in a cell region (solar cell).
  • the etching apparatus 200 is an etching apparatus for forming the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 in the cell region (solar cell) 2 in the above-mentioned transparent electrode layer forming step. Is.
  • the etching apparatus 200 includes an etching unit 210, a light irradiation unit 220, a photoluminescence observation unit 230, and an etching end determination unit 240.
  • the etching section 210 continuously forms a transparent conductive film 28Z on the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35 in the cell region 2 on the back surface side of the semiconductor substrate 11 shown in FIG. 11C. Etching is performed to form the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 patterned on each of the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35 as shown in FIG. 11D.
  • Etching is performed using the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 as masks is used.
  • the etching method include a wet etching method, and the etching unit 210 is an etching solution tank.
  • the etching solution include acidic solutions such as hydrochloric acid (HCl).
  • the light irradiation unit 220 irradiates the light receiving surface or the back surface of the semiconductor substrate 11 in the etching unit 210 with light. Since light is shielded from the back surface by the metal electrode layer, it is preferable to irradiate the light receiving surface with light.
  • the light irradiation unit 220 is, for example, a light irradiation device that irradiates light having a wavelength corresponding to the photoluminescence characteristics of the semiconductor substrate 11.
  • the solar cell in the cell region 2 of the solar cell unit 1 is under a high illuminance environment corresponding to an outdoor solar environment (for example, 1 sun (1000 W / m 2 )) and an indoor lighting environment.
  • a low-light environment corresponding to for example, an environment where the current density is 1/100 or more and 1/1000 or less of the current density obtained outdoors
  • the main surface of the semiconductor substrate 11 in the etching section 210 Two different intensities of light, high illuminance and low illuminance, are irradiated in order.
  • the output of the light source may not be stable and the accuracy and reproducibility may decrease.
  • the photoluminescence observation unit 230 sequentially observes the photoluminescence intensity from the semiconductor substrate 11 in the etching unit 210.
  • Examples of the photoluminescence observation unit include a known photoluminescence intensity measuring device incorporating a CCD image sensor or the like.
  • the photoluminescence observation unit 230 may simultaneously observe the photoluminescence intensity of each cell region 2 and perform decomposition analysis and synthetic analysis for each pixel.
  • the etching end determination unit 240 determines the end of etching of the transparent conductive film 28Z based on the photoluminescence intensity for light of two intensities. Specifically, when the photoluminescence intensity for high illuminance light is equal to or higher than a predetermined value but the photoluminescence intensity for low illuminance light is less than a predetermined value, the etching end determination unit 240 is used for high illuminance. Since there is a leak current due to insufficient etching that can be ignored but cannot be ignored in low illuminance, it is determined that the etching of the transparent conductive film 28Z has not been completed.
  • the predetermined value may be set in advance in consideration of the high illuminance environment and the low illuminance environment in which the solar cell in the cell region 2 of the solar cell unit 1 is used.
  • the etching end determination unit 240 terminates the etching of the transparent conductive film 28Z when the photoluminescence intensity for high illuminance light becomes a predetermined value or more and the photoluminescence intensity for low illuminance light becomes a predetermined value or more. to decide.
  • the etching end determination unit 240 may have a defect due to a factor other than the leakage current due to insufficient etching. , Defects due to factors other than insufficient etching of the transparent conductive film 28Z are determined.
  • the predetermined time may be set in advance in consideration of the film forming conditions and the etching conditions of the transparent conductive film 28Z.
  • the etching end determination unit 240 is composed of, for example, an arithmetic processor such as a DSP (Digital Signal Processor) or FPGA (Field-Programmable Gate Array). Various functions of the etching end determination unit 240 are realized, for example, by executing predetermined software (program, application) stored in the storage unit. Various functions of the etching end determination unit 240 may be realized by the cooperation of the hardware and the software, or may be realized only by the hardware (electronic circuit).
  • arithmetic processor such as a DSP (Digital Signal Processor) or FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • Various functions of the etching end determination unit 240 are realized, for example, by executing predetermined software (program, application) stored in the storage unit.
  • Various functions of the etching end determination unit 240 may be realized by the cooperation of the hardware and the software, or may be realized only by the hardware (electronic circuit).
  • the etching end determination unit 240 includes a storage unit.
  • the storage unit stores in advance a threshold value (predetermined value) of photoluminescence intensity and an etching time (predetermined time) for determining the end of etching.
  • the storage unit is, for example, a rewritable memory such as EEPROM, or a rewritable disk such as HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive).
  • the semiconductor substrate 11 in which the transparent conductive film 28Z is continuously formed on the first conductive type semiconductor layer 25 and the second conductive type semiconductor layer 35 is immersed in the etching portion 210 (wet etching). ).
  • the transparent conductive film 28Z is etched using the first metal electrode layer 29 and the second metal electrode layer 39 formed on the transparent conductive film 28Z as masks, and the first conductive semiconductor layer is as shown in FIG. 11D.
  • the first transparent electrode layer 28 and the second transparent electrode layer 38 are patterned on each of the 25 and the second conductive semiconductor layer 35.
  • the light irradiation unit 220 irradiates the light receiving surface or the back surface of the semiconductor substrate 11 with light having a wavelength corresponding to the photoluminescence characteristic of the semiconductor substrate 11. Specifically, the light irradiation unit 220 sequentially irradiates the main surface of the semiconductor substrate 11 in the etching unit 210 with two different intensities of light, high illuminance and low illuminance. Then, the photoluminescence observation unit 230 sequentially observes the photoluminescence intensity from the semiconductor substrate 11.
  • FIG. 13A to 13C are diagrams for explaining the separation distance between the transparent electrode layers 28 and 38.
  • FIG. 13A is a diagram for explaining the case where (i) the transparent electrode layers 28 and 38 are not sufficiently etched and the separation distance between the transparent electrode layers 28 and 38 is small
  • FIG. 13B is (ii) transparent. It is a figure for demonstrating the case where the etching of the electrode layers 28, 38 is appropriate, and the separation distance of the transparent electrode layers 28, 38 is appropriate, and FIG. Is an excess, and is a figure for demonstrating the case where the separation distance of the transparent electrode layers 28, 38 is large.
  • FIG. 14A is a diagram showing the relationship of the open circuit voltage Voc of the semiconductor substrate 11 with respect to the etching time of the transparent electrode layers 28 and 38
  • FIG. 14B is a curve of the semiconductor substrate 11 with respect to the etching time of the transparent electrode layers 28 and 38.
  • It is a figure which shows the relationship of the factor FF
  • FIG. 14C is a figure which shows the relationship of the curve factor FF with respect to the open circuit voltage Voc of the semiconductor substrate 11.
  • FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the photoluminescence strength of the semiconductor substrate 11 and the etching time of the transparent electrode layers 28 and 38.
  • FIG. 13A if (i) the transparent electrode layers 28 and 38 are not sufficiently etched and the separation distance between the transparent electrode layers 28 and 38 is small, (i) of FIG. 14A and (i) of FIG. 13B are shown. As shown in, the Voc and FF of the semiconductor substrate 11 are low. At this time, as shown in FIG. 15 (i), the photoluminescence strength of the semiconductor substrate 11 is also low.
  • the etching of the transparent electrode layers 28 and 38 progresses and the separation distance between the transparent electrode layers 28 and 38 increases, the Voc and FF of the semiconductor substrate 11 increase. At this time, the photoluminescence strength of the semiconductor substrate 11 also increases.
  • the etching of the transparent electrode layers 28 and 38 progresses and the separation distance between the transparent electrode layers 28 and 38 becomes large, the Voc of the semiconductor substrate 11 remains at the maximum, but the FF decreases. At this time, the photoluminescence strength of the semiconductor substrate 11 remains at the maximum.
  • the transparent electrode layer is the time when the PL intensity becomes maximum (saturation) or the decrease amount (change amount) of the photoluminescence intensity per unit time becomes a predetermined value or less.
  • Etching of 28 and 38 is an appropriate (optimal) time point.
  • FIG. 17 shows an example of the relationship between the photoluminescence intensity in a high-light environment and the photoluminescence intensity in a low-light environment.
  • the photoluminescence intensity at the time of light irradiation corresponding to a high illuminance environment for example, 1 sun
  • the photoluminescence intensity at the time of light irradiation corresponding to a low illuminance environment for example, an environment in which the current density is 1/110 with respect to the current density in a high illuminance environment
  • a low illuminance environment for example, an environment in which the current density is 1/110 with respect to the current density in a high illuminance environment
  • the etching end determination unit 240 determines the end of etching of the transparent conductive film 28Z based on the photoluminescence intensity for light of two intensities. Specifically, even if the photoluminescence intensity for high-illuminance light becomes a predetermined value or more as shown by the diamond-shaped point in FIG. 17, the photoluminescence intensity for low-illuminance light is a predetermined value by the etching end determination unit 240. If it is less than, it is determined that the etching of the transparent conductive film 28Z has not been completed because there is a leak current due to insufficient etching that can be ignored in high illuminance but not in low illuminance.
  • the etching end determination unit 240 makes the photoluminescence intensity for high illuminance light equal to or higher than a predetermined value and the photoluminescence intensity for low illuminance light becomes equal to or higher than a predetermined value, as shown by the round point in FIG. , Judge the end of etching of the transparent conductive film 28Z.
  • the etching end determination unit 240 determines whether the transparent conductive film 28Z is defective due to factors other than insufficient etching.
  • the method for manufacturing the solar cell unit 1 and the etching apparatus 200 of the solar cell unit 1 of the present embodiment not only the photoluminescence characteristics in a high illuminance environment but also the photo in a low illuminance environment
  • the end of etching of the transparent conductive film 28Z is determined based on the illuminance characteristic.
  • the transparent electrode layers 28 and 38 of the cell region (solar cell) 2 used in a low illuminance environment can be appropriately etched. This makes it possible to improve the photoelectric conversion efficiency of the cell region (solar cell) 2 in low illuminance.
  • the photoelectric conversion efficiency (lifetime) is lowered due to the leakage current due to insufficient etching, and other factors. It is possible to isolate the decrease in photoelectric conversion efficiency (lifetime) caused by this.
  • a plurality of solar cells are mounted on a large-format semiconductor substrate (Wafer) having a specified size (for example, a 6-inch semi-square shape). Is laid out.
  • a large-format semiconductor substrate for example, a 6-inch semi-square shape.
  • the film thickness of the transparent electrode layer varies depending on the position in the PVD apparatus. As described above, if the film thickness of the transparent electrode layer varies depending on the semiconductor substrate (wafer), it is difficult to set the optimum etching time when the transparent electrode layers of a plurality of semiconductor substrates are etched at the same time.
  • the film thickness of the transparent conductive film 28Z among the plurality of semiconductor substrates 11 is increased.
  • Light irradiation, photoluminescence intensity observation, and etching completion determination are performed on at least one semiconductor substrate 11 (thickness) having the thickest thickness and at least one semiconductor substrate 11 (thin) having the thinnest thickness of the transparent conductive film 28Z. It may be the target of.
  • At least one semiconductor substrate 11 (thickness) having the thickest transparent conductive film 28Z and at least one semiconductor substrate 11 (thin) having the thinnest transparent conductive film 28Z are used in the cassette 115. Set at both ends and observe the photoluminescence intensity at both ends of the cassette 115. As a result, even if the film thicknesses of the transparent electrode layers 28 and 38 vary depending on the semiconductor substrate 11, the plurality of transparent electrode layers 28 and 38 can be etched more appropriately.
  • At least one semiconductor substrate having the thickest transparent conductive film 28Z among the plurality of semiconductor substrates 11 It is sufficient to use only 11 (thickness) as a target for light irradiation, photoluminescence intensity observation, and etching end determination.
  • At least one semiconductor substrate 11 (thickness) having the thickest transparent conductive film 28Z is set on one end of the cassette 115, and the photoluminescence intensity is observed at one end of the cassette 115.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made.
  • the etching end determination is made based on the photoluminescence characteristics for light of two intensities of high illuminance and low illuminance.
  • the present invention is not limited to this, and the photoluminescence property for three or more intensity lights between high illuminance and low illuminance, including one more intensity light between high illuminance and low illuminance.
  • the etching end may be determined based on the above.
  • the light irradiation unit 220 sequentially irradiates the main surface of the semiconductor substrate 11 in the etching unit 210 with light having at least two different intensities of high illuminance and the low illuminance
  • the photoluminescence observation unit 230 is the etching unit.
  • the photoluminescence intensity from the semiconductor substrate 11 in 210 may be observed in order, and the etching end determination unit 240 may determine the end of etching of the conductive film based on the photoluminescence intensity for light of at least two intensities.
  • the manufacturing method and the etching apparatus of the solar cell unit 1 having a plurality of cell regions (solar cell) 2 are exemplified.
  • the present invention is not limited to this, and is also applicable to a method for manufacturing a solar cell unit having one cell region (solar cell) and an etching apparatus.
  • the manufacturing method and the etching apparatus of the solar cell unit 1 having the margin region 3 are exemplified.
  • the present invention is not limited to this, and can be applied to a solar cell unit having no margin region, that is, a method for manufacturing a solar cell unit in which the solar cell unit is a cell region (solar cell) and an etching apparatus. ..
  • a method and an apparatus for etching a transparent electrode layer using a metal electrode layer as a mask have been exemplified, but the present invention is not limited thereto.
  • the features of the present invention are also applicable to methods and devices for etching a transparent electrode layer using a general metal mask or resist as a mask.
  • wet etching using an etching solution is exemplified, but the present invention is not limited to this.
  • the features of the present invention can also be applied to dry etching.
  • the heterojunction type solar cell and the solar cell unit are exemplified as shown in FIG. 10, but the present invention is not limited to the heterojunction type solar cell and the solar cell unit. , Applicable to various solar cells and solar cell units such as homojunction type solar cells.
  • a solar cell and a solar cell unit having a crystalline silicon substrate are exemplified, but the present invention is not limited thereto.
  • the solar cell and the solar cell unit may have a gallium arsenide (GaAs) substrate.
  • GaAs gallium arsenide

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Abstract

低照度環境下で使用される太陽電池セルの良否判定の時間短縮および精度向上が可能な太陽電池ユニットを提供する。太陽電池ユニット１は、大判半導体基板１１に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域２と、それ以外の余白領域３とを有する。セル領域２は、第１導電型（例えばｐ型）半導体層および第１電極層が形成された第１導電型領域と、第２導電型（例えばｎ型）半導体層および第２電極層が形成された第２導電型領域とを有し、余白領域３は、単位面積の第１導電型単位領域４と、単位面積の第２導電型単位領域５と、ｐｎ短絡領域６とを有し、第１導電型単位領域４では第１導電型半導体層が形成されており、第２導電型単位領域５では第２導電型半導体層が形成されており、ｐｎ短絡領域６では第１導電型半導体層と、第２導電型半導体層と、これらを電気的に短絡する第３電極層とが形成されている。

Description

太陽電池ユニット、太陽電池ユニットの良否判定装置、太陽電池ユニットのエッチング装置、および太陽電池ユニットの製造方法
　本発明は、太陽電池ユニット、太陽電池ユニットの良否判定装置、太陽電池ユニットのエッチング装置、および太陽電池ユニットの製造方法に関する。
　太陽電池セルは、ＩｏＴ（Internet of Things）機器またはウエアラブル機器等の電子機器に搭載されることがある。このような電子機器としては、デザイン性の観点で様々な形状の製品があり、また小型な製品がある。そのため、このような電子機器に搭載される太陽電池セルとして、電子機器の形状に合った様々な形状の太陽電池セル、または小型な太陽電池セルが要求される。
　このような太陽電池セルは、規定サイズ（例えば、６インチのセミスクエア形状）の大判半導体基板（Wafer）に１または複数の太陽電池セルを形成した後、例えばレーザダイシングによって１または複数の太陽電池セルを切り出すことによって、得られる。以下、レーザダイシング前の、１または複数の太陽電池セルが形成された大判半導体基板を、太陽電池ユニットという。また、太陽電池ユニットにおいて、太陽電池セルが形成された領域をセル領域といい、それ以外の領域を余白領域という。
　太陽電池ユニットの製造において、特にセル領域の電極層のパターニングにおいて、ウエットエッチング法が用いられる。このような電極層のエッチング不足によるリーク電流の検査（評価）として、フォトルミネッセンス特性を測定する技術がある。特許文献１，２には、半導体基板に光を照射し、半導体基板からのフォトルミネッセンス強度を観測し、フォトルミネッセンス強度に基づいて半導体装置のエッチングの検査（評価）を行う技術が開示されている。また、特許文献１、２には、このようなウエットエッチング法において、半導体基板に光を照射し、半導体基板からのフォトルミネッセンス強度を観測し、フォトルミネッセンス強度に基づいてエッチングの終了を判定する技術が開示されている。
特開平６－１３４４６号公報 特開２００８－２１０９４７号公報
　ＩｏＴ機器またはウエアラブル機器等の電子機器は、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下（例えば、１ｓｕｎ（１０００Ｗ/ｍ２））のみならず、屋内の照明環境下に対応する低照度環境下（例えば、屋外で得られる電流密度の１／１０００以上１／１００以下の電流密度となる環境）でも使用される。そのため、このような電子機器に搭載される太陽電池セルでは、高照度環境下のみならず、低照度環境下においても、高い光電変換効率が求められる。
　このような太陽電池ユニットの製造において、上述したフォトルミネッセンス強度に基づいてセル領域（太陽電池セル）の光電変換特性の良否判定を行うと、高照度環境下に対応する光照射時にはフォトルミネッセンス強度が大きく良判定であっても、低照度環境下に対応する光照射時にはフォトルミネッセンス強度が小さく不良判定となることがある。これは、次の要因によるものと考えられる。すなわち、高照度環境下では無視できるリーク電流でも、低照度環境下では無視できないリーク電流となることが考えられる。換言すれば、高照度環境下では無視できるエッチング不足であっても、低照度環境下では無視できないエッチング不足となることが考えられる。
　この点に関し、高照度環境下に対応する光照射時のフォトルミネッセンス強度に代えて、低照度環境下に対応する光照射時のフォトルミネッセンス強度に基づいて、セル領域（太陽電池セル）の光電変換特性の良否判定を行うことが考えられる。しかし、低照度環境下に対応する光照射では、照射時間を長くしないと、検出可能なフォトルミネッセンス強度が得られず、測定時間が長くなってしまう。また、フォトルミネッセンス強度が小さいと、検出器の測定下限またはノイズの影響により、測定精度が低下してしまう。また、低照度出力では光源の出力が安定せず、測定精度が低下してしまう。
　また、このような太陽電池ユニットの製造において、上述したフォトルミネッセンス強度に基づくエッチング終了判定技術を用いると、高照度環境下に対応する光照射時のフォトルミネッセンス強度が大きくても、低照度環境下に対応する光照射時のフォトルミネッセンス強度が小さいことがある。これは、上述同様に、次の要因によるものと考えられる。すなわち、高照度環境下では無視できるリーク電流でも、低照度環境下では無視できないリーク電流となることが考えられる。換言すれば、高照度環境下では無視できるエッチング不足であっても、低照度環境下では無視できないエッチング不足となることが考えられる。
　そこで、本発明は、低照度環境下で使用される太陽電池セルの良否判定の時間短縮および精度向上が可能な太陽電池ユニット、太陽電池ユニットの良否判定装置、および太陽電池ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
　また、本発明は、低照度環境下で使用される太陽電池セルの電極層のエッチングを適切に行うことができる太陽電池ユニットの製造方法および太陽電池ユニットのエッチング装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る太陽電池ユニットは、大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットである。前記セル領域は、第１導電型領域と第２導電型領域とを有し、前記第１導電型はｐ型およびｎ型のうちの一方であり、前記第２導電型はｐ型およびｎ型のうちの他方である。前記第１導電型領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第１導電型半導体層および第１電極層が形成されており、前記第２導電型領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第２導電型半導体層および第２電極層が形成されている。前記余白領域は、単位面積の第１導電型単位領域と、単位面積の第２導電型単位領域と、ｐｎ短絡領域とを有する。前記第１導電型単位領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第１導電型半導体層が形成されており、前記第２導電型単位領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第２導電型半導体層が形成されており、前記ｐｎ短絡領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第１導電型半導体層と、第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層を電気的に短絡する第３電極層とが形成されている。
　本発明に係る太陽電池ユニットの良否判定装置は、上記の太陽電池ユニットの良否判定装置であって、前記大判半導体基板の主面に光を照射する光照射部と、前記大判半導体基板からのフォトルミネッセンス強度を観測するフォトルミネッセンス観測部と、前記フォトルミネッセンス強度に基づいて、前記太陽電池ユニットにおける前記セル領域の太陽電池セルの良否判定を行う良否判定部と、を備える。前記光照射部は、前記太陽電池ユニットの前記セル領域における前記太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下で使用されると仮定した場合に、前記大判半導体基板の主面に、前記高照度よりも小さく、かつ、前記低照度よりも大きい強度の光を照射する。前記良否判定部は、前記ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準として、前記セル領域のフォトルミネッセンス強度、前記第１導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度を算出し、算出した前記セル領域のフォトルミネッセンス強度と、算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度とを比較し、算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離したフォトルミネッセンス強度のセル領域の太陽電池セルを、前記低照度環境下での光電変換特性の不良と判定する。
　本発明に係る太陽電池ユニットの製造方法は、大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットの製造方法である。前記セル領域は、第１導電型領域と第２導電型領域とを有し、前記第１導電型はｐ型およびｎ型のうちの一方であり、前記第２導電型はｐ型およびｎ型のうちの他方であり、前記余白領域は、単位面積の第１導電型単位領域と、単位面積の第２導電型単位領域と、ｐｎ短絡領域とを有する。前記太陽電池ユニットの製造方法は、前記大判半導体基板の裏面側の前記セル領域の前記第１導電型領域に第１導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の裏面側の前記セル領域の第２導電型領域に第２導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の裏面側の前記余白領域の前記第１導電型単位領域に第１導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の裏面側の前記余白領域の前記第２導電型単位領域に第２導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の裏面側の前記余白領域の前記ｐｎ短絡領域に第１導電型半導体層および第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記セル領域の前記第１導電型領域の第１導電型半導体層に対応する第１電極層、前記セル領域の前記第２導電型領域の第２導電型半導体層に対応する第２電極層、および、前記余白領域の前記ｐｎ短絡領域の第１導電型半導体層および第２導電型半導体層に対応してこれらを電気的に短絡する第３電極層を形成する電極層形成工程と、前記太陽電池ユニットにおける前記セル領域の前記太陽電池セルの良否判定を行う良否判定工程と、を含む。前記良否判定工程では、前記太陽電池ユニットの前記セル領域における前記太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下で使用されると仮定した場合に、前記大判半導体基板の主面に、前記高照度よりも小さく、かつ、前記低照度よりも大きい強度の光を照射し、前記大判半導体基板における前記セル領域からのフォトルミネッセンス強度を観測するとともに、前記大判半導体基板における前記第１導電型単位領域、前記第２導電型単位領域、および前記ｐｎ短絡領域からのフォトルミネッセンス強度を観測し、前記ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準として、前記セル領域のフォトルミネッセンス強度、前記第１導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度を算出し、算出した前記セル領域のフォトルミネッセンス強度と、算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度とを比較し、算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離したフォトルミネッセンス強度のセル領域の太陽電池セルを、低照度環境下での光電変換特性の不良と判定する。
　本発明に係る別の太陽電池ユニットの製造方法は、半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域を有する太陽電池ユニットの製造方法であって、前記半導体基板の裏面側の前記セル領域の一部に第１導電型半導体層を形成し、前記半導体基板の前記裏面側の前記セル領域の他の一部に第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体基板の前記裏面側の前記セル領域の前記第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連続して導電膜を製膜し、前記導電膜をエッチングして、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の各々にパターン化された電極層を形成する電極層形成工程と、を含む。前記電極層形成工程では、前記太陽電池ユニットの前記セル領域における前記太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下で使用されると仮定した場合に、前記半導体基板の主面に、前記高照度と前記低照度との少なくとも２つの異なる強度の光を順に照射し、前記半導体基板からのフォトルミネッセンス強度を順に観測し、前記少なくとも２つの強度の光に対するフォトルミネッセンス強度に基づいて、前記導電膜のエッチングの終了を判断する。
　本発明に係る太陽電池ユニットのエッチング装置は、半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域を有する太陽電池ユニットにおいて、前記セル領域における電極層を形成するエッチング装置であって、前記半導体基板の裏面側の前記セル領域の第１導電型半導体層および第２導電型半導体層の上に連続して製膜された導電膜をエッチングして、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の各々にパターン化された前記電極層を形成するエッチング部と、前記太陽電池ユニットの前記セル領域における前記太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下で使用されると仮定した場合に、前記エッチング部における前記半導体基板の主面に、前記高照度と前記低照度との少なくとも２つの異なる強度の光を順に照射する光照射部と、前記エッチング部における前記半導体基板からのフォトルミネッセンス強度を順に観測するフォトルミネッセンス観測部と、前記少なくとも２つの強度の光に対するフォトルミネッセンス強度に基づいて、前記導電膜のエッチングの終了を判断するエッチング終了判断部と、を備える。
　本発明によれば、低照度環境下で使用される太陽電池セルの良否判定の時間短縮および精度向上が可能である。
　また、本発明によれば、低照度環境下で使用される太陽電池セルの電極層のエッチングを適切に行うことができる。
第１実施形態に係る太陽電池ユニットを裏面側からみた図である。 図１に示す太陽電池ユニットにおけるセル領域（太陽電池セル）、第１導電型単位領域、第２導電型単位領域、およびｐｎ短絡領域の拡大図である。 図２に示すセル領域（太陽電池セル）のIII-III線断面図である。 図２に示す第１導電型単位領域、第２導電型単位領域、およびｐｎ短絡領域のIV-IV線断面図である。 第１実施形態に係る太陽電池ユニット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ユニット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ユニット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ユニット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。 第１実施形態に係る太陽電池ユニット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ユニットの製造方法における透明電極層形成工程（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ユニット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ユニットの製造方法における良否判定工程、および良否判定装置を示す図である。 第２実施形態に係る太陽電池ユニットを裏面側からみた図である。 図８に示す太陽電池ユニットにおけるセル領域（太陽電池セル）の拡大図である。 図９に示すセル領域（太陽電池セル）のX-X線断面図である。 第２実施形態に係る太陽電池ユニット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ユニット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ユニット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ユニット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。 第２実施形態に係る太陽電池ユニットのエッチング装置を示す図である。 透明電極層の離間距離を説明するための図である。 透明電極層の離間距離を説明するための図である。 透明電極層の離間距離を説明するための図である。 透明電極層のエッチング時間に対する半導体基板の開放電圧Ｖｏｃの関係を示す図である。 透明電極層のエッチング時間に対する半導体基板の曲線因子ＦＦの関係を示す図である。 半導体基板の開放電圧Ｖｏｃに対する曲線因子ＦＦの関係を示す図である。 透明電極層のエッチング時間に対する半導体基板のフォトルミネッセンス強度の関係を示す図である。 第２実施形態の変形例に係る太陽電池ユニットのエッチング装置を示す図である。 高照度環境下でのフォトルミネッセンス強度と低照度環境下でのフォトルミネッセンス強度との関係の一例を示す図である。
　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。
［第１実施形態］
　第１実施形態では、フォトルミネッセンス強度に基づく太陽電池ユニットの良否判定に関する技術について説明する。
（太陽電池ユニット）
　図１は、第１実施形態に係る太陽電池ユニットを裏面側からみた図である。図１に示す太陽電池ユニット１は、規定サイズ（例えば、６インチのセミスクエア形状）の半導体基板（大判半導体基板）（Wafer）１１を備える。太陽電池ユニット１は、半導体基板１１の主面において、複数の太陽電池セルの各々が形成された複数のセル領域２と、それ以外の余白領域３とを有する。また、太陽電池ユニット１は、余白領域３の一部に、第１導電型単位領域４と、第２導電型単位領域５と、ｐｎ短絡領域６とを有する。
<セル領域：太陽電池セル>
　セル領域２は、例えばレーザダイシングによって、太陽電池ユニット１から切り出されることにより、裏面電極型（バックコンタクト型、裏面接合型ともいう。）であってヘテロ接合型の太陽電池セルとなる領域である。
　太陽電池セルは、ＩｏＴ（Internet of Things）機器またはウエアラブル機器等の電子機器に搭載されることがある。このような電子機器としては、デザイン性の観点で様々な形状の製品があり、また小型な製品がある。そのため、このような電子機器に搭載される太陽電池セルとして、電子機器の形状に合った様々な形状の太陽電池セル、または小型な太陽電池セルが要求される。
　図２は、図１に示す太陽電池ユニットにおけるセル領域（太陽電池セル）、第１導電型単位領域、第２導電型単位領域、およびｐｎ短絡領域の拡大図である。図３は、図２に示すセル領域（太陽電池セル）のIII－III線断面図であり、図４は、図２に示す第１導電型単位領域、第２導電型単位領域、およびｐｎ短絡領域のIV－IV線断面図である。
　図２および図３に示すように、セル領域２は、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。以下では、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の主面を受光面とし、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の主面を裏面とする。
　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、以下では、第１導電型領域７および第２導電型領域８として櫛型の形状を例示するが、第１導電型領域７および第２導電型領域８はこれに限定されず、種々の形状に形成されてもよい。
　セル領域２では、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１３および光学調整層１５が順に形成されている。また、セル領域２では、半導体基板１１の裏面側の一部（第１導電型領域７）に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が順に形成されている。また、セル領域２では、半導体基板１１の裏面側の他の一部（第２導電型領域８）に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が順に形成されている。
　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。
　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を主成分とする材料で形成される。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。
　光学調整層１５は、半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３上に形成されている。光学調整層１５は、入射光の反射を防止する反射防止層として機能するとともに、半導体基板１１の受光面側およびパッシベーション層１３を保護する保護層として機能する。光学調整層１５は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）、またはそれらの複合物等の絶縁体材料で形成される。
　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、特に限定されないが、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物）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、特に限定されないが、例えば、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電極層２７および第２電極層３７、すなわち第１透明電極層２８，第２透明電極層３８，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。
<余白領域>
　図２および図４に示すように、余白領域３では、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１３および光学調整層１５が順に形成されている。また、余白領域３では、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層２３，３３が積層された状態であってもよい。余白領域３は、第１導電型単位領域４と、第２導電型単位領域５と、ｐｎ短絡領域６とを有する。
<<第１導電型単位領域>>
　第１導電型単位領域４は、単位面積の領域である。第１導電型単位領域４では、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５が順に形成されている。単位面積の大きさとしては、特に限定されないが、後述する良否判定装置におけるフォトルミネッセンス観測部の検出分解能に応じて設定されればよい。
<<第２導電型単位領域>>
　第２導電型単位領域５は、単位面積の領域である。第２導電型単位領域５では、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５が順に形成されている。単位面積の大きさとしては、特に限定されないが、後述する良否判定装置におけるフォトルミネッセンス観測部の検出分解能に応じて設定されればよい。
<<ｐｎ短絡領域>>
　ｐｎ短絡領域６では、半導体基板１１の裏面側の一部にパッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５が順に形成されており、半導体基板１１の裏面側の他の一部にパッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５が順に形成されている。また、ｐｎ短絡領域６では、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５に対応し、これらを電気的に短絡する第３電極層２７Ａが形成されている。ｐｎ短絡領域６の大きさとしては、特に限定されないが、後述するフォトルミネッセンス観測部の検出分解能に応じて設定されればよい。
（太陽電池ユニットの製造方法）
　次に、図５Ａ～図５Ｄ、図６Ａ～図６Ｃおよび図７を参照して、第１実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法について説明する。図５Ａおよび図６Ａは、第１実施形態に係る太陽電池ユニット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５Ｂおよび図６Ｂは、第１実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法における透明導電膜形成工程（透明電極層形成工程）を示す図である。図５Ｃおよび図６Ｃは、第１実施形態に係る太陽電池ユニット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５Ｄは、第１実施形態に係る太陽電池ユニット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。また、図７は、第１実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法における良否判定工程、および良否判定装置を示す図である。
　まず、図５Ａに示すように、半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的には、セル領域２における第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。また、図６Ａに示すように、余白領域３における第１導電型単位領域４およびｐｎ短絡領域６の一部に、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、パッシベーション層材料膜および第１導電型半導体層材料膜を順に製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、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型半導体層材料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、または硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、ｎ型半導体層材料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および第１導電型半導体層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、図５Ａに示すように、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的には、セル領域２における第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。また、図６Ａに示すように、余白領域３における第２導電型単位領域５およびｐｎ短絡領域６の他の一部に、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の裏面側の全面に、パッシベーション層材料膜および第２導電型半導体層材料膜を順に製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、またはメタルマスク、を利用したエッチング法を用いて、或いは公知のリフトオフ法を利用して、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の裏面側の余白領域３に、パッシベーション層２３が形成された状態であってもよいし、或いはパッシベーション層３３が形成された状態であってもよい。また、半導体基板１１の受光面側の全面、すなわちセル領域２、余白領域３、第１導電型単位領域４、第２導電型単位領域５およびｐｎ短絡領域６の受光面側の全面に、パッシベーション層１３および光学調整層１５を形成してもよい。
　次に、図５Ｂに示すように、セル領域２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上にこれらに跨って連続して透明導電膜２８Ｚを形成する。また、図６Ｂに示すように、余白領域３のｐｎ短絡領域６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上に、これらに跨って連続して透明電極層２８Ａを形成する（透明導電膜形成工程：透明電極層形成工程）。透明導電膜２８Ｚおよび透明電極層２８Ａ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５Ｃに示すように、セル領域２における透明導電膜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。また、図６Ｃに示すように、余白領域３のｐｎ短絡領域６における透明電極層２８Ａ上に金属電極層２９Ａを形成する（金属電極層形成工程）。
　第１金属電極層２９、第２金属電極層３９および金属電極層２９Ａ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、第２金属電極層３９および金属電極層２９Ａ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。
　例えば、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、第２金属電極層３９および金属電極層２９Ａ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、第２金属電極層３９および金属電極層２９Ａにおける絶縁性樹脂を硬化させる。
　次に、図５Ｄに示すように、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、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５の各々に、互いに分離されてパターン化された第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エ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。以上の工程により、第１実施形態の太陽電池ユニット１が完成する。
　次に、図７に示すように、太陽電池ユニット１（半導体基板１１）に光を照射し、太陽電池ユニット１（半導体基板１１）からのフォトルミネッセンス強度を観測し、フォトルミネッセンス強度に基づいて太陽電池ユニット１におけるセル領域２の太陽電池セルの良否判定を行う（良否判定工程）。以下では、太陽電池ユニット１の良否判定装置および良否判定方法について説明する。
（太陽電池ユニットの良否判定装置および良否判定方法）
　次に、図７を参照して、第１実施形態に係る太陽電池ユニット１の良否判定装置、すなわちセル領域（太陽電池セル）２の光電変換特性の良否判定装置、について説明するとともに、第１実施形態に係る太陽電池ユニット１の良否判定方法、すなわち上述した良否判定工程におけるセル領域２の太陽電池セルの光電変換特性の良否判定方法、について説明する。図７に示すように、良否判定装置１００は、上述した太陽電池ユニット１の状態で、セル領域２における太陽電池セルの光電変換特性の良否判定を行う装置である。良否判定装置１００は、光照射部１１０と、フォトルミネッセンス観測部１２０と、良否判定部１３０とを備える。
　光照射部１１０は、太陽電池ユニット１、すなわち半導体基板１１の受光面または裏面に光を照射する。裏面は金属電極層により光が遮蔽されるので、受光面に光を照射するのが好ましい。光照射部１１０は、例えば半導体基板１１のフォトルミネッセンス特性に応じた波長の光を照射する光照射装置である。
　光照射部１１０は、太陽電池ユニット１のセル領域２における太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下（例えば、１ｓｕｎ（１０００Ｗ/ｍ２））および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下（例えば、屋外で得られる電流密度の１／１０００以上１／１００以下の電流密度となる環境）で使用される場合に、太陽電池ユニット、すなわち半導体基板１１に、高照度よりも小さく、かつ、低照度よりも大きい強度の光を照射する。
　フォトルミネッセンス観測部１２０は、太陽電池ユニット１、すなわち半導体基板１１からのフォトルミネッセンス強度を観測する。フォトルミネッセンス観測部としては、ＣＣＤイメージセンサなどが組み込まれた、公知のフォトルミネッセンス強度測定装置が挙げられる。
　具体的には、フォトルミネッセンス観測部１２０は、セル領域２からのフォトルミネッセンス強度を観測するとともに、第１導電型単位領域４、第２導電型単位領域５、およびｐｎ短絡領域６からのフォトルミネッセンス強度を観測する。例えば、フォトルミネッセンス観測部１２０は、各領域２，４，５，６のフォトルミネッセンス強度を同時に観測し、画素ごと分解解析および合成解析すればよい。
　良否判定部１３０は、フォトルミネッセンス強度に基づいて、セル領域２における太陽電池セルの光電変換特性の良否判定を行う。良否判定部１３０は、予め、第１導電型単位領域４に対するセル領域２の第１導電型領域７の面積比率として第１導電型領域面積比率を算出している。また、良否判定部１３０は、予め、第２導電型単位領域５に対するセル領域２の第２導電型領域８の面積比率として第２導電型領域面積比率を算出している。
　まず、良否判定部１３０は、ｐｎ短絡領域６のフォトルミネッセンス強度を基準とした、セル領域２のフォトルミネッセンス強度を算出する。また、良否判定部１３０は、ｐｎ短絡領域６のフォトルミネッセンス強度を基準とした、第１導電型単位領域４のフォトルミネッセンス強度を算出する。また、良否判定部１３０は、ｐｎ短絡領域６のフォトルミネッセンス強度を基準とした、第２導電型単位領域５のフォトルミネッセンス強度を算出する。
　次に、良否判定部１３０は、算出したセル領域２のフォトルミネッセンス強度と、算出した第１導電型単位領域４および第２導電型単位領域５のフォトルミネッセンス強度とを比較する。そして、良否判定部１３０は、算出した第１導電型単位領域４および第２導電型単位領域５のフォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離したフォトルミネッセンス強度のセル領域２の太陽電池セルを、低照度環境下での光電変換特性の不良と判定する。
　このとき、良否判定部１３０は、第１導電型単位領域４に対するセル領域２の第１導電型領域７の面積比率、および、第２導電型単位領域５に対するセル領域２の第２導電型領域８の面積比率を考慮する。
　具体的には、良否判定部１３０は、ｐｎ短絡領域６のフォトルミネッセンス強度を基準とした第１導電型単位領域４のフォトルミネッセンス強度に第１導電型領域面積比率を乗算した第１導電型領域基準フォトルミネッセンス強度を算出する。また、良否判定部１３０は、ｐｎ短絡領域６のフォトルミネッセンス強度を基準とした第２導電型単位領域５のフォトルミネッセンス強度に第２導電型領域面積比率を乗算した第２導電型領域基準フォトルミネッセンス強度を算出する。そして、良否判定部１３０は、第１導電型領域基準フォトルミネッセンス強度と第２導電型領域基準フォトルミネッセンス強度とを加算した基準フォトルミネッセンス強度を算出する。
　そして、良否判定部１３０は、算出したセル領域２のフォトルミネッセンス強度と、算出した基準フォトルミネッセンス強度とを比較する。良否判定部１３０は、算出した基準フォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離したフォトルミネッセンス強度のセル領域２の太陽電池セルを、低照度環境下での光電変換特性の不良と判定する。
　良否判定部１３０は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算プロセッサで構成される。良否判定部１３０の各種機能は、例えば記憶部に格納された所定のソフトウェア（プログラム、アプリケーション）を実行することで実現される。良否判定部１３０の各種機能は、ハードウェアとソフトウェアとの協働で実現されてもよいし、ハードウェア（電子回路）のみで実現されてもよい。
　また、良否判定部１３０は、記憶部を備える。記憶部は、予め算出した第１導電型領域面積比率および第２導電型領域面積比率を記憶する。また、記憶部は、セル領域２における太陽電池セルの光電変換特性の良否判定を行うための基準値であって、フォトルミネッセンス強度の許容可能な乖離の基準値（所定値）を予め記憶する。記憶部は、例えばＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能なメモリ、または例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の書き換え可能なディスクである。
　ここで、フォトルミネッセンス強度に基づいてセル領域（太陽電池セル）の光電変換特性の良否判定を行うと、高照度環境下に対応する光照射時にはフォトルミネッセンス強度が大きく良判定であっても、低照度環境下に対応する光照射時にはフォトルミネッセンス強度が小さく不良判定となることがある。これは、次の要因によるものと考えられる。すなわち、高照度環境下では無視できるリーク電流でも、低照度環境下では無視できないリーク電流となることが考えられる。換言すれば、高照度環境下では無視できる透明電極層のエッチング不足であっても、低照度環境下では無視できない透明電極層のエッチング不足となることが考えられる。
　この点に関し、高照度環境下に対応する光照射時のフォトルミネッセンス強度に代えて、低照度環境下に対応する光照射時のフォトルミネッセンス強度に基づいて、セル領域（太陽電池セル）の光電変換特性の良否判定を行うことが考えられる。しかし、低照度環境下に対応する光照射では、照射時間を長くしないと、検出可能なフォトルミネッセンス強度が得られず、測定時間が長くなってしまう。また、フォトルミネッセンス強度が小さいと、検出器の測定下限またはノイズの影響により、測定精度が低下してしまう。また、低照度出力では光源の出力が安定せず、測定精度が低下してしまい、再現性が低下してしまう。
　この点に関し、本実施形態の太陽電池ユニット１によれば、余白領域３の一部に、第１導電型単位領域４、第２導電型単位領域５およびｐｎ短絡領域６が形成されている。これにより、本実施形態の太陽電池ユニット１、太陽電池ユニット１の良否判定装置１００、および太陽電池ユニット１の製造方法における良否判定工程によれば、太陽電池ユニット１（半導体基板１１）におけるセル領域２（太陽電池セル）のフォトルミネッセンス特性を測定する際に、第１導電型単位領域４、第２導電型単位領域５およびｐｎ短絡領域６に基づいて良否判定の基準を算出し、算出した基準に対して相対的に、良否判定対象のセル領域２（太陽電池セル）の良否判定を行うことができる。このように、絶対値でなく相対値の評価が可能となるため、照射光の強度に依存することなく、リーク電流、すなわちエッチング不足を判定することができる。そのため、照射光を低照度環境下に対応する低照度よりも大きくしても、低照度環境下でのリーク電流、すなわち透明電極層のエッチング不足を高精度で判定することができる。
　このように、照射光を低照度環境下に対応する低照度よりも大きくすることができるので、検出可能なフォトルミネッセンス強度を得るための照射時間を短縮でき、測定時間を短縮することができる。また、フォトルミネッセンス強度を大きくすることができるので、検出器の測定下限またはノイズの影響を低減でき、測定精度を向上することができる。また、光源の出力を大きくすることができるので、光源の出力が安定し、測定精度を向上することができ、また再現性を向上することができる。
　ここで、小型のＩｏＴ機器またはウエアラブル機器等の小型の電子機器に搭載される太陽電池セルでは、規定サイズ（例えば、６インチのセミスクエア形状）の大判半導体基板（Wafer）に複数の太陽電池セルがレイアウトされる。この点に関し、本実施形態の太陽電池ユニット１、太陽電池ユニット１の良否判定装置１００、および太陽電池ユニット１の製造方法によれば、フォトルミネッセンス観測部の検出分解能に応じて、複数のセル領域を同時に観測することができ、生産性を改善することができる。
　ところで、太陽電池ユニットの状態で、セル領域２の光電変換特性の評価を行う方法として、ニードルを用いた物理的接触により電流－電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）を測定し、光電変換効率を算出する方法が一般的に知られている。しかし、この方法では、太陽電池セルの小型化により、セル領域の全体面積に対する物理的接触によるダメージ面積の割合が大きくなり、低照度におけるキャリアのライフタイム、すなわち光電変換効率の低下が大きい。この点に関し、本実施形態の太陽電池ユニット１、太陽電池ユニット１の良否判定装置１００、および太陽電池ユニット１の製造方法によれば、物理的に非接触であるフォトルミネッセンス特性に基づく方法であるため、物理的接触によるダメージに起因する、低照度におけるキャリアのライフタイム、すなわち光電変換効率の低下を回避することができる。
　ところで、低照度環境下に対応する光照射時のフォトルミネッセンス測定の際、低照度出力では光源の出力が安定せず、測定精度および再現性が低下してしまう点について、光源の出力を一定とし、ＮＤフィルタを用いて光照射強度を減衰させることが考えられる。この点に関し、本実施形態によれば、光源の出力を大きくすることができるので、ＮＤフィルタが不要である。
　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、上述した第１実施形態では、第１導電型単位領域４に対するセル領域２の第１導電型領域７の面積比率、および、第２導電型単位領域５に対するセル領域２の第２導電型領域８の面積比率を考慮する際、第１導電型単位領域４および第２導電型単位領域５の基準値に面積比率を乗算した。しかし、セル領域２の測定結果を面積比率で除算してもよい。
　具体的には、太陽電池ユニットの良否判定装置における良否判定部は、および、太陽電池ユニットの製造方法における良否判定工程では、
　セル領域における第１導電型領域の面積比率前および記第２導電型領域の面積比率として第１セル面積比率および第２セル面積比率、第１導電型単位領域に対するセル領域の第１導電型領域の面積比率として第１導電型領域面積比率、および、第２導電型単位領域に対するセル領域の第２導電型領域の面積比率として第２導電型領域面積比率を算出し、
　ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準としたセル領域のフォトルミネッセンス強度を、第１セル面積比率および第１導電型領域面積比率で除算した第１セル単位領域フォトルミネッセンス強度、および、ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準としたセル領域のフォトルミネッセンス強度を、第２セル面積比率および第２導電型領域面積比率で除算した第２セル単位領域フォトルミネッセンス強度を算出し、
　算出した第１セル単位領域フォトルミネッセンス強度と、算出した第１導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度とを比較し、算出した第２セル単位領域フォトルミネッセンス強度と、算出した前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度とを比較し、
　算出した第１導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離した第１セル単位領域フォトルミネッセンス強度のセル領域の太陽電池セル、および／または、算出した第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離した第２セル単位領域フォトルミネッセンス強度のセル領域の太陽電池セルを、低照度環境下での光電変換特性の不良と判定してもよい。
　また、上述した第１実施形態では、セル領域２ごとに、第１導電型単位領域４、第２導電型単位領域５およびｐｎ短絡領域６を１セットとする複数のセットを配置したが、少なくとも１セット配置すればよい。なお、大判半導体基板の主面における性能ばらつきの観点で、上述した実施形態のように、セル領域２の各々の近傍に１セットずつ配置することが好ましい。
　また、上述した第１実施形態では、複数のセル領域（太陽電池セル）を有する太陽電池ユニット、その良否判定装置および製造方法を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、１つのセル領域（太陽電池セル）を有する太陽電池ユニット、その良否判定装置および製造方法にも適応可能である。
　また、上述した第１実施形態では、金属電極層をマスクとして透明電極層をエッチングする製造方法を例示したが、これに限定されない。例えば、本発明の特徴は、一般的な金属マスクまたはレジストをマスクとして透明電極層をエッチングする製造方法にも適用可能である。
　また、上述した第１実施形態では、エッチング溶液を用いたウエットエッチングを例示したが、これに限定されない。例えば、本発明の特徴は、ドライエッチングにも適用可能である。
　また、上述した第１実施形態では、図３に示すようにヘテロ接合型の太陽電池セルおよび太陽電池ユニットを例示したが、本発明は、ヘテロ接合型の太陽電池セルおよび太陽電池ユニットに限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池セルおよび太陽電池ユニットに適用可能である。
　また、上述した第１実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池セルおよび太陽電池ユニットを例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池セルおよび太陽電池ユニットは、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を有していてもよい。
［第２実施形態］
　第２実施形態では、フォトルミネッセンス強度に基づく太陽電池ユニットのエッチング終了判定に関する技術について説明する。
（太陽電池ユニット）
　図８は、第２実施形態に係る太陽電池ユニットを裏面側からみた図である。図８に示す太陽電池ユニット１は、規定サイズ（例えば、６インチのセミスクエア形状）の半導体基板（大判半導体基板）（Wafer）１１を備える。太陽電池ユニット１は、半導体基板１１の主面において、複数の太陽電池セルの各々が形成された複数のセル領域２と、それ以外の余白領域３とを有する。
<セル領域：太陽電池セル>
　セル領域２は、例えばレーザダイシングによって、太陽電池ユニット１から切り出されることにより、裏面電極型（バックコンタクト型、裏面接合型ともいう。）であってヘテロ接合型の太陽電池セルとなる領域である。
　太陽電池セルは、ＩｏＴ（Internet of Things）機器またはウエアラブル機器等の電子機器に搭載されることがある。このような電子機器としては、デザイン性の観点で様々な形状の製品があり、また小型な製品がある。そのため、このような電子機器に搭載される太陽電池セルとして、電子機器の形状に合った様々な形状の太陽電池セル、または小型な太陽電池セルが要求される。
　図９は、図８に示す太陽電池ユニットにおけるセル領域（太陽電池セル）の拡大図であり、図１０は、図９に示すセル領域（太陽電池セル）のX-X線断面図である。図９および図１０に示すように、セル領域２は、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。以下では、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の主面を受光面とし、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の主面を裏面とする。
　第１導電型領域７は、上述同様に、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。第２導電型領域８は、上述同様に、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。
　セル領域２では、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１３および光学調整層１５が順に形成されている。また、セル領域２では、半導体基板１１の裏面側の一部（第１導電型領域７）に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が順に形成されている。また、セル領域２では、半導体基板１１の裏面側の他の一部（第２導電型領域８）に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が順に形成されている。
　半導体基板１１、パッシベーション層１３，２３，３３、光学調整層１５、第１導電型半導体層２５、第２導電型半導体層３５、第１電極層２７および第２電極層３７については、上述の通りである。また、上述同様に、第１電極層２７は、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透明電極層３８と第２金属電極層３９とを有する。
<余白領域>
　余白領域３では、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１３および光学調整層１５が順に形成されていてもよい。また、余白領域３では、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が形成された状態であってもよいし、或いはパッシベーション層３３、第２導電型半導体層３５が形成された状態であってもよい。
（太陽電池ユニットの製造方法）
　次に、図１１Ａ～図１１Ｄを参照して、第２実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法について説明する。図１１Ａは、第２実施形態に係る太陽電池ユニット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１１Ｂは、第２実施形態に係る太陽電池ユニット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１１Ｃは、第２実施形態に係る太陽電池ユニット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１１Ｄは、第２実施形態に係る太陽電池ユニット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１１Ａ～図１１Ｄ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１１Ａに示すように、半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的には、セル領域２における第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）。次に、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的には、セル領域２における第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）。これらの半導体層の形成方法としては、上述同様であればよい。
　なお、この半導体層形成工程において、半導体基板１１の裏面側の余白領域３に、パッシベーション層２３、第１導電型半導体層２５が形成された状態であってもよいし、或いはパッシベーション層３３、第２導電型半導体層３５が形成された状態であってもよい（図示省略）。また、半導体基板１１の受光面側の全面、すなわちセル領域２および余白領域３の受光面側の全面に、パッシベーション層１３および光学調整層１５を形成してもよい（図示省略）。
　次に、図１１Ｂに示すように、セル領域２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上にこれらに跨って連続して透明導電膜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、上述同様に、例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法等が用いられる。
　次に、図１１Ｃに示すように、セル領域２における透明導電膜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（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の形成方法としては、上述同様に、印刷材料（例えば、インク）を印刷法、例えばスクリーン印刷法、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。
　次に、図１１Ｄに示すように、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、フォトルミネッセンス特性に基づいて、透明導電膜２８Ｚのエッチングの終了を判定するが、その詳細は、後述する太陽電池ユニット１のエッチング装置およびエッチング方法において説明する。以上の工程により、第２実施形態の裏面電極型の太陽電池ユニット１が完成する。
（太陽電池ユニットのエッチング装置）
　次に、図１２を参照して、第２実施形態に係る太陽電池ユニット１のエッチング装置、すなわち、セル領域（太陽電池セル）２における透明電極層のエッチング装置、について説明する。図１２は、第２実施形態に係る太陽電池ユニットのエッチング装置、すなわち、セル領域（太陽電池セル）における透明電極層のエッチング装置、を示す図である。図１２に示すように、エッチング装置２００は、上述した透明電極層形成工程において、セル領域（太陽電池セル）２における第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成するためのエッチング装置である。エッチング装置２００は、エッチング部２１０と、光照射部２２０と、フォトルミネッセンス観測部２３０と、エッチング終了判断部２４０とを備える。
　エッチング部２１０は、図１１Ｃに示す半導体基板１１の裏面側のセル領域２の第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５の上に連続して製膜された透明導電膜２８Ｚをエッチングして、図１１Ｄ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の各々にパターン化された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成する。例えば、上述したように、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たエッチング法が用いられる。エッチング法としては例えばウエットエッチング法が挙げられ、エッチング部２１０はエッチング溶液槽である。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。
　光照射部２２０は、エッチング部２１０における半導体基板１１の受光面または裏面に光を照射する。裏面は金属電極層により光が遮蔽されるので、受光面に光を照射するのが好ましい。光照射部２２０は、例えば半導体基板１１のフォトルミネッセンス特性に応じた波長の光を照射する光照射装置である。
　光照射部２２０は、太陽電池ユニット１のセル領域２における太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下（例えば、１ｓｕｎ（１０００Ｗ/ｍ２））および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下（例えば、屋外で得られる電流密度の１／１００以上１／１０００以下の電流密度となる環境）で使用される場合に、エッチング部２１０における半導体基板１１の主面に、高照度と低照度との２つの異なる強度の光を順に照射する。
　ここで、低照度の光の生成方法として、光源の出力を小さくすると、光源の出力が安定せず、精度および再現性が低下する可能性がある。この点に関し、低照度の光の生成方法としては、光源の出力を一定とし、ＮＤフィルタを用いて減光することが好ましい。
　フォトルミネッセンス観測部２３０は、エッチング部２１０における半導体基板１１からのフォトルミネッセンス強度を順に観測する。フォトルミネッセンス観測部としては、ＣＣＤイメージセンサなどが組み込まれた、公知のフォトルミネッセンス強度測定装置が挙げられる。例えば、フォトルミネッセンス観測部２３０は、各セル領域２のフォトルミネッセンス強度を同時に観測し、画素ごと分解解析および合成解析すればよい。
　エッチング終了判断部２４０は、２つの強度の光に対するフォトルミネッセンス強度に基づいて、透明導電膜２８Ｚのエッチングの終了を判断する。具体的には、エッチング終了判断部２４０は、高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となっても、低照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値未満である場合には、高照度では無視できても低照度では無視できないエッチング不足によるリーク電流があるため、透明導電膜２８Ｚのエッチングの未終了を判断する。所定値としては、太陽電池ユニット１のセル領域２における太陽電池セルが使用される高照度環境下および低照度環境下を考慮して予め設定されればよい。
　そして、エッチング終了判断部２４０は、高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となり、かつ低照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となる場合に、透明導電膜２８Ｚのエッチングの終了を判断する。
　なお、エッチング終了判断部２４０は、所定時間経過しても、高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値未満である場合、エッチング不足によるリーク電流以外の他の要因による欠陥の可能性があるため、透明導電膜２８Ｚのエッチングの不足以外の他の要因による不良を判断する。所定時間としては、透明導電膜２８Ｚの製膜条件およびエッチング条件を考慮して予め設定されればよい。
　エッチング終了判断部２４０は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算プロセッサで構成される。エッチング終了判断部２４０の各種機能は、例えば記憶部に格納された所定のソフトウェア（プログラム、アプリケーション）を実行することで実現される。エッチング終了判断部２４０の各種機能は、ハードウェアとソフトウェアとの協働で実現されてもよいし、ハードウェア（電子回路）のみで実現されてもよい。
　また、エッチング終了判断部２４０は、記憶部を備える。記憶部は、エッチングの終了を判断するためのフォトルミネッセンス強度の閾値（所定値）およびエッチング時間（所定時間）を予め記憶する。記憶部は、例えばＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能なメモリ、または例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の書き換え可能なディスクである。
（太陽電池ユニットのエッチング方法）
　次に、第２実施形態に係る太陽電池ユニット１のエッチング方法、すなわち上述した透明電極層形成工程におけるセル領域（太陽電池セル）２の透明電極層２８，３８のエッチング方法、について説明する。
　図１２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の上に透明導電膜２８Ｚが連続して製膜された半導体基板１１を、エッチング部２１０に浸漬する（ウエットエッチング）。これにより、透明導電膜２８Ｚの上に形成された第１金属電極層２９および第２金属電極層３９をマスクとして透明導電膜２８Ｚをエッチングして、図１１Ｄ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の各々にパターン化された第１透明電極層２８および第２透明電極層３８を形成する。
　このとき、光照射部２２０によって、半導体基板１１のフォトルミネッセンス特性に応じた波長の光を、半導体基板１１の受光面または裏面に照射する。具体的には、光照射部２２０によって、エッチング部２１０における半導体基板１１の主面に、高照度と低照度との２つの異なる強度の光を順に照射する。そして、フォトルミネッセンス観測部２３０によって、半導体基板１１からのフォトルミネッセンス強度を順に観測する。
　ここで、透明電極層２８，３８の離間距離に対する、半導体基板１１の性能（開放電圧Ｖｏｃ、曲線因子ＦＦ）と半導体基板１１のフォトルミネッセンス強度特性とには相関がある。
　図１３Ａ～図１３Ｃは、透明電極層２８，３８の離間距離を説明するための図である。図１３Ａは、（ｉ）透明電極層２８，３８のエッチングが不十分であり、透明電極層２８，３８の離間距離が小さい場合を説明するための図であり、図１３Ｂは、（ｉｉ）透明電極層２８，３８のエッチングが適切であり、透明電極層２８，３８の離間距離が適切である場合を説明するための図であり、図１３Ｃは、（ｉｉｉ）透明電極層２８，３８のエッチングが過剰であり、透明電極層２８，３８の離間距離が大きい場合を説明するための図である。
　また、図１４Ａは、透明電極層２８，３８のエッチング時間に対する半導体基板１１の開放電圧Ｖｏｃの関係を示す図であり、図１４Ｂは、透明電極層２８，３８のエッチング時間に対する半導体基板１１の曲線因子ＦＦの関係を示す図であり、図１４Ｃは、半導体基板１１の開放電圧Ｖｏｃに対する曲線因子ＦＦの関係を示す図である。また、図１５は、透明電極層２８，３８のエッチング時間に対する半導体基板１１のフォトルミネッセンス強度の関係を示す図である。
　図１３Ａに示すように、（ｉ）透明電極層２８，３８のエッチングが不十分であり、透明電極層２８，３８の離間距離が小さいと、図１４Ａの（ｉ）および図１３Ｂの（ｉ）に示すように、半導体基板１１のＶｏｃおよびＦＦは低い。このとき、図１５の（ｉ）に示すように、半導体基板１１のフォトルミネッセンス強度も低い。
　その後、透明電極層２８，３８のエッチングが進行し、透明電極層２８，３８の離間距離が大きくなると、半導体基板１１のＶｏｃおよびＦＦが上昇する。このとき、半導体基板１１のフォトルミネッセンス強度も上昇する。
　その後、図１３Ｂに示すように、（ｉｉ）透明電極層２８，３８のエッチングが適切（最適）となり、透明電極層２８，３８の離間距離が適切（最適）となると、図１４Ａの（ｉｉ）および図１４Ｂの（ｉｉ）に示すように、半導体基板１１のＶｏｃおよびＦＦは最大となる。このとき、図１５の（ｉｉ）に示すように、半導体基板１１のフォトルミネッセンス強度も最大となる、或いは、フォトルミネッセンス強度の変化が飽和し、フォトルミネッセンス強度の単位時間当たりの上昇量（変化量）が所定値以下となる。
　さらに、透明電極層２８，３８のエッチングが進行し、透明電極層２８，３８の離間距離が大きくなると、半導体基板１１のＶｏｃは最大のままであるが、ＦＦは低下する。このとき、半導体基板１１のフォトルミネッセンス強度は最大のままである。
　すなわち、図１３Ｃに示すように、（ｉｉｉ）透明電極層２８，３８のエッチングが過剰となり、透明電極層２８，３８の離間距離が大きすぎると、図１４Ａの（ｉｉｉ）および図１４Ｂの（ｉｉｉ）に示すように、半導体基板１１のＶｏｃは最大のままであるが、ＦＦは低下する。このとき、図１５の（ｉｉｉ）に示すように、半導体基板１１のフォトルミネッセンス強度は最大のままである。
　これにより、（ｉｉ）ＰＬ強度が最大になる時点（飽和する時点）、或いは、フォトルミネッセンス強度の単位時間当たりの減少量（変化量）が所定値以下となる時点が、（ｉｉ）透明電極層２８，３８のエッチングが適切（最適）な時点である。
　ここで、図１７に、高照度環境下でのフォトルミネッセンス強度と低照度環境下でのフォトルミネッセンス強度との関係の一例を示す。フォトルミネッセンス強度に基づいて透明導電膜のエッチングの終了判定を行うと、図１７のひし形形状ポイントで示すように、高照度環境下（例えば１ｓｕｎ）に対応する光照射時のフォトルミネッセンス強度が大きくても、低照度環境下（例えば高照度環境下での電流密度に対して電流密度１／１１０となる環境）に対応する光照射時のフォトルミネッセンス強度が小さいことがある。これは、次の要因によるものと考えられる。すなわち、高照度環境下では無視できるリーク電流でも、低照度環境下では無視できないリーク電流となることが考えられる。換言すれば、高照度環境下では無視できるエッチング不足であっても、低照度環境下では無視できないエッチング不足となることが考えられる。
　そこで、エッチング終了判断部２４０によって、２つの強度の光に対するフォトルミネッセンス強度に基づいて、透明導電膜２８Ｚのエッチングの終了を判断する。具体的には、エッチング終了判断部２４０によって、図１７のひし形形状ポイントで示すように高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となっても、低照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値未満である場合には、高照度では無視できても低照度では無視できないエッチング不足によるリーク電流があるため、透明導電膜２８Ｚのエッチングの未終了を判断する。
　そして、エッチング終了判断部２４０によって、図１７の丸形状ポイントで示すように高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となり、かつ低照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となる場合に、透明導電膜２８Ｚのエッチングの終了を判断する。
　なお、エッチング終了判断部２４０によって、図１７の三角形状ポイントで示すように所定時間経過しても、高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値未満である場合、エッチング不足によるリーク電流以外の他の要因による欠陥の可能性があるため、透明導電膜２８Ｚのエッチングの不足以外の他の要因による不良を判断する。
　以上説明したように、本実施形態の太陽電池ユニット１の製造方法および太陽電池ユニット１のエッチング装置２００によれば、高照度環境下でのフォトルミネッセンス特性のみならず、低照度環境下でのフォトルミネッセンス特性に基づいて、透明導電膜２８Ｚのエッチングの終了を判定する。これにより、高照度環境下では無視できるが低照度環境下では無視できないエッチング不足によるリーク電流を低減することができる。そのため、低照度環境下で使用されるセル領域（太陽電池セル）２の透明電極層２８，３８のエッチングを適切に行うことができる。これにより、セル領域（太陽電池セル）２の低照度における光電変換効率を改善することができる。
　また、本実施形態の太陽電池ユニット１の製造方法および太陽電池ユニット１のエッチング装置２００によれば、エッチング不足によるリーク電流に起因する光電変換効率（ライフタイム）の低下と、その他の要因によるに起因する光電変換効率（ライフタイム）の低下とを切り分けることができる。
　ここで、小型のＩｏＴ機器またはウエアラブル機器等の小型の電子機器に搭載される太陽電池セルでは、規定サイズ（例えば、６インチのセミスクエア形状）の大判半導体基板（Wafer）に複数の太陽電池セルがレイアウトされる。この点に関し、本実施形態の太陽電池ユニット１の製造方法、および太陽電池ユニット１のエッチング装置２００によれば、フォトルミネッセンス観測部の検出分解能に応じて、複数のセル領域を同時に観測することができ、生産性を改善することができる。
　ところで、エッチング終了判断としては、ニードルを用いた物理的接触により電流または抵抗を測定する方法が知られている。しかし、この方法では、太陽電池セルの小型化により、セル領域の全体面積に対する物理的接触によるダメージ面積の割合が大きくなり、低照度におけるキャリアのライフタイム、すなわち光電変換効率の低下が大きい。この点に関し、本実施形態の太陽電池ユニット１の製造方法および太陽電池ユニット１のエッチング装置２００によれば、物理的に非接触であるフォトルミネッセンス特性に基づく方法であるため、物理的接触によるダメージに起因する、低照度におけるキャリアのライフタイム、すなわち光電変換効率の低下を回避することができる。
　ところで、実際に製品を量産する場合、最適なエッチング時間の設定が難しい。例えば、ＰＶＤ法を用いて複数の半導体基板に同時に透明電極層を製膜すると、ＰＶＤ装置内の位置によって透明電極層の膜厚にばらつきが生じる。このように、半導体基板（ウェハ）によって透明電極層の膜厚にばらつきがあると、複数の半導体基板の透明電極層を同時にエッチングする場合、最適なエッチング時間の設定が難しい。
　この点に関し、図１６に示すように、カセット１１５を用いて複数の半導体基板１１を同時にエッチング部２１０に浸漬してエッチングする場合、複数の半導体基板１１のうち、透明導電膜２８Ｚの膜厚が最も厚い方の少なくとも１つの半導体基板１１（厚）、および透明導電膜２８Ｚの膜厚が最も薄い方の少なくとも１つの半導体基板１１（薄）を、光照射、フォトルミネッセンス強度観測、およびエッチング終了判断の対象としてもよい。
　例えば、透明導電膜２８Ｚの膜厚が最も厚い方の少なくとも１つの半導体基板１１（厚）、および透明導電膜２８Ｚの膜厚が最も薄い方の少なくとも１つの半導体基板１１（薄）をカセット１１５の両端にそれぞれセットし、カセット１１５の両端においてフォトルミネッセンス強度を観察する。これにより、半導体基板１１ごとに透明電極層２８，３８の膜厚にばらつきがあっても、複数の透明電極層２８，３８をより適切にエッチングすることができる。
　なお、カセット１１５を用いて複数の半導体基板１１を同時にエッチング部２１０に浸漬してエッチングする場合、複数の半導体基板１１のうち、透明導電膜２８Ｚの膜厚が最も厚い方の少なくとも１つの半導体基板１１（厚）のみを、光照射、フォトルミネッセンス強度観測、およびエッチング終了判断の対象とするだけでも十分である。
　例えば、透明導電膜２８Ｚの膜厚が最も厚い方の少なくとも１つの半導体基板１１（厚）をカセット１１５の一方端にセットし、カセット１１５の一方端においてフォトルミネッセンス強度を観察する。
　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、高照度と低照度との２つの強度の光に対するフォトルミネッセンス特性に基づいてエッチング終了判断を行った。しかし、本発明はこれに限定されず、高照度と低照度との間の強度の光を更に１つ以上含む、高照度と低照度との間の３つ以上の強度の光に対するフォトルミネッセンス特性に基づいてエッチング終了判断を行ってもよい。この場合、光照射部２２０は、エッチング部２１０における半導体基板１１の主面に、高照度と前記低照度との少なくとも２つの異なる強度の光を順に照射し、フォトルミネッセンス観測部２３０は、エッチング部２１０における半導体基板１１からのフォトルミネッセンス強度を順に観測し、エッチング終了判断部２４０は、少なくとも２つの強度の光に対するフォトルミネッセンス強度に基づいて、導電膜のエッチングの終了を判断すればよい。
　また、上述した第２実施形態では、複数のセル領域（太陽電池セル）２を有する太陽電池ユニット１の製造方法およびエッチング装置を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、１つのセル領域（太陽電池セル）を有する太陽電池ユニットの製造方法およびエッチング装置にも適応可能である。
　また、上述した第２実施形態では、余白領域３を有する太陽電池ユニット１の製造方法およびエッチング装置を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、余白領域がない太陽電池ユニット、すなわち太陽電池ユニットが１つのセル領域（太陽電池セル）である太陽電池ユニットの製造方法およびエッチング装置にも適用可能である。
　また、上述した第２実施形態では、金属電極層をマスクとして透明電極層をエッチングする方法および装置を例示したが、これに限定されない。例えば、本発明の特徴は、一般的な金属マスクまたはレジストをマスクとして透明電極層をエッチングする方法および装置にも適用可能である。
　また、上述した第２実施形態では、エッチング溶液を用いたウエットエッチングを例示したが、これに限定されない。例えば、本発明の特徴は、ドライエッチングにも適用可能である。
　また、上述した第２実施形態では、図１０に示すようにヘテロ接合型の太陽電池セルおよび太陽電池ユニットを例示したが、本発明は、ヘテロ接合型の太陽電池セルおよび太陽電池ユニットに限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池セルおよび太陽電池ユニットに適用可能である。
　また、上述した第２実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池セルおよび太陽電池ユニットを例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池セルおよび太陽電池ユニットは、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を有していてもよい。
　１　太陽電池ユニット
　２　セル領域（太陽電池セル）
　３　余白領域
　４　第１導電型単位領域
　５　第２導電型単位領域
　６　ｐｎ短絡領域
　７　第１導電型領域
　７ｂ，８ｂ　バスバー部
　７ｆ，８ｆ　フィンガー部
　８　第２導電型領域
　１１　半導体基板（大判半導体基板）
　１３，２３，３３　パッシベーション層
　１５　光学調整層
　２５　第１導電型半導体層
　２７　第１電極層
　２７Ａ　第３電極層
　２８　第１透明電極層（電極層）
　２８Ａ　透明電極層
　２８Ｚ　透明導電膜（導電膜）
　２９　第１金属電極層
　２９Ａ　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（電極層）
　３９　第２金属電極層
　１００　良否判定装置
　１１０　光照射部
　１２０　フォトルミネッセンス観測部（ＰＬ観測部）
　１３０　良否判定部
　２００　エッチング装置
　２１０　エッチング部
　２１５　カセット
　２２０光照射部
　２３０　フォトルミネッセンス観測部
　２４０　エッチング終了判断部

Claims (26)

  1. 　大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットであって、
    　前記セル領域は、第１導電型領域と第２導電型領域とを有し、前記第１導電型はｐ型およびｎ型のうちの一方であり、前記第２導電型はｐ型およびｎ型のうちの他方であり、
    　前記第１導電型領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第１導電型半導体層および第１電極層が形成されており、
    　前記第２導電型領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第２導電型半導体層および第２電極層が形成されており、
    　前記余白領域は、単位面積の第１導電型単位領域と、単位面積の第２導電型単位領域と、ｐｎ短絡領域とを有し、
    　前記第１導電型単位領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第１導電型半導体層が形成されており、
    　前記第２導電型単位領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第２導電型半導体層が形成されており、
    　前記ｐｎ短絡領域では、前記大判半導体基板の裏面側に第１導電型半導体層と、第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層を電気的に短絡する第３電極層とが形成されている、
    太陽電池ユニット。
  2. 　請求項１に記載の太陽電池ユニットの良否判定装置であって、
    　前記大判半導体基板の主面に光を照射する光照射部と、
    　前記大判半導体基板からのフォトルミネッセンス強度を観測するフォトルミネッセンス観測部と、
    　前記フォトルミネッセンス強度に基づいて、前記太陽電池ユニットにおける前記セル領域の太陽電池セルの良否判定を行う良否判定部と、
    を備え、
    　前記光照射部は、
    　　前記太陽電池ユニットの前記セル領域における前記太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下で使用されると仮定した場合に、
    　　前記大判半導体基板の主面に、前記高照度よりも小さく、かつ、前記低照度よりも大きい強度の光を照射し、
    　前記良否判定部は、
    　　前記ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準として、前記セル領域のフォトルミネッセンス強度、前記第１導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度を算出し、
    　　算出した前記セル領域のフォトルミネッセンス強度と、算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度とを比較し、
    　　算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離したフォトルミネッセンス強度のセル領域の太陽電池セルを、前記低照度環境下での光電変換特性の不良と判定する、
    太陽電池ユニットの良否判定装置。
  3. 　前記良否判定部は、前記第１導電型単位領域に対する前記セル領域の前記第１導電型領域の面積比率、および、前記第２導電型単位領域に対する前記セル領域の前記第２導電型領域の面積比率を考慮して、算出した前記セル領域のフォトルミネッセンス強度と、算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度とを比較する、請求項２に記載の太陽電池ユニットの良否判定装置。
  4. 　前記良否判定部は、
    　前記第１導電型単位領域に対する前記セル領域の前記第１導電型領域の面積比率として第１導電型領域面積比率、および、前記第２導電型単位領域に対する前記セル領域の前記第２導電型領域の面積比率として第２導電型領域面積比率を算出し、
    　前記ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準とした前記第１導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に前記第１導電型領域面積比率を乗算した第１導電型領域基準フォトルミネッセンス強度、および、前記ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準とした前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に前記第２導電型領域面積比率を乗算した第１導電型領域基準フォトルミネッセンス強度を算出し、
    　前記第１導電型領域基準フォトルミネッセンス強度と前記第２導電型領域基準フォトルミネッセンス強度とを加算した基準フォトルミネッセンス強度を算出し、
    　算出した前記セル領域のフォトルミネッセンス強度と、算出した前記基準フォトルミネッセンス強度とを比較し、
    　算出した前記基準フォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離したフォトルミネッセンス強度のセル領域の太陽電池セルを、前記低照度環境下での光電変換特性の不良と判定する、
    請求項３に記載の太陽電池ユニットの良否判定装置。
  5. 　大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットの製造方法であって、
    　前記セル領域は、第１導電型領域と第２導電型領域とを有し、前記第１導電型はｐ型およびｎ型のうちの一方であり、前記第２導電型はｐ型およびｎ型のうちの他方であり、
    　前記余白領域は、単位面積の第１導電型単位領域と、単位面積の第２導電型単位領域と、ｐｎ短絡領域とを有し、
    　前記太陽電池ユニットの製造方法は、
    　前記大判半導体基板の裏面側の前記セル領域の前記第１導電型領域に第１導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の裏面側の前記セル領域の第２導電型領域に第２導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の裏面側の前記余白領域の前記第１導電型単位領域に第１導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の裏面側の前記余白領域の前記第２導電型単位領域に第２導電型半導体層を形成し、前記大判半導体基板の裏面側の前記余白領域の前記ｐｎ短絡領域に第１導電型半導体層および第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
    　前記セル領域の前記第１導電型領域の第１導電型半導体層に対応する第１電極層、前記セル領域の前記第２導電型領域の第２導電型半導体層に対応する第２電極層、および、前記余白領域の前記ｐｎ短絡領域の第１導電型半導体層および第２導電型半導体層に対応してこれらを電気的に短絡する第３電極層を形成する電極層形成工程と、
    　前記太陽電池ユニットにおける前記セル領域の前記太陽電池セルの良否判定を行う良否判定工程と、
    を含み、
    　前記良否判定工程では、
    　　前記太陽電池ユニットの前記セル領域における前記太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下で使用されると仮定した場合に、前記大判半導体基板の主面に、前記高照度よりも小さく、かつ、前記低照度よりも大きい強度の光を照射し、
    　　前記大判半導体基板における前記セル領域からのフォトルミネッセンス強度を観測するとともに、前記大判半導体基板における前記第１導電型単位領域、前記第２導電型単位領域、および前記ｐｎ短絡領域からのフォトルミネッセンス強度を観測し、
    　　前記ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準として、前記セル領域のフォトルミネッセンス強度、前記第１導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度を算出し、
    　　算出した前記セル領域のフォトルミネッセンス強度と、算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度とを比較し、
    　　算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離したフォトルミネッセンス強度のセル領域の太陽電池セルを、低照度環境下での光電変換特性の不良と判定する、
    太陽電池ユニットの製造方法。
  6. 　前記良否判定工程では、前記第１導電型単位領域に対する前記セル領域の前記第１導電型領域の面積比率、および、前記第２導電型単位領域に対する前記セル領域の前記第２導電型領域の面積比率を考慮して、算出した前記セル領域のフォトルミネッセンス強度と、算出した前記第１導電型単位領域および前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度とを比較する、請求項５に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  7. 　前記良否判定工程では、
    　前記第１導電型単位領域に対する前記セル領域の前記第１導電型領域の面積比率として第１導電型領域面積比率、および、前記第２導電型単位領域に対する前記セル領域の前記第２導電型領域の面積比率として第２導電型領域面積比率を算出し、
    　前記ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準とした前記第１導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に前記第１導電型領域面積比率を乗算した第１導電型領域基準フォトルミネッセンス強度、および、前記ｐｎ短絡領域のフォトルミネッセンス強度を基準とした前記第２導電型単位領域のフォトルミネッセンス強度に前記第２導電型領域面積比率を乗算した第２導電型領域基準フォトルミネッセンス強度を算出し、
    　前記第１導電型領域基準フォトルミネッセンス強度と前記第２導電型領域基準フォトルミネッセンス強度を加算した基準フォトルミネッセンス強度を算出し、
    　算出した前記セル領域からのフォトルミネッセンス強度と、算出した前記基準フォトルミネッセンス強度とを比較し、
    　算出した前記基準フォトルミネッセンス強度に対して所定量以上乖離したフォトルミネッセンス強度のセル領域を、低照度環境下での光電変換特性の不良と判定する、
    請求項６に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  8. 　前記電極層形成工程では、前記大判半導体基板の裏面側の前記セル領域の前記第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連続して導電膜を製膜し、前記導電膜をエッチングして、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の各々にパターン化された前記第１電極層および前記第２電極層を形成する、請求項５～７のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  9. 　前記第１電極層および前記第２電極層は透明電極層であり、前記導電膜は透明導電膜であり、
    　前記電極層形成工程では、前記透明導電膜の上に金属電極層を製膜し、前記金属電極層をマスクとして、前記透明導電膜をエッチングする、請求項８に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  10. 　前記エッチングは、エッチング溶液を用いたウエットエッチングである、請求項８または９に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  11. 　半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域を有する太陽電池ユニットの製造方法であって、
    　前記半導体基板の裏面側の前記セル領域の一部に第１導電型半導体層を形成し、前記半導体基板の前記裏面側の前記セル領域の他の一部に第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
    　前記半導体基板の前記裏面側の前記セル領域の前記第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連続して導電膜を製膜し、前記導電膜をエッチングして、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の各々にパターン化された電極層を形成する電極層形成工程と、
    を含み、
    　前記電極層形成工程では、
    　前記太陽電池ユニットの前記セル領域における前記太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下で使用されると仮定した場合に、前記半導体基板の主面に、前記高照度と前記低照度との少なくとも２つの異なる強度の光を順に照射し、
    　前記半導体基板からのフォトルミネッセンス強度を順に観測し、
    　前記少なくとも２つの強度の光に対するフォトルミネッセンス強度に基づいて、前記導電膜のエッチングの終了を判断する、
    太陽電池ユニットの製造方法。
  12. 　前記電極層形成工程では、前記高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となり、かつ前記低照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となる場合に、前記導電膜のエッチングの終了を判断する、
    請求項１１に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  13. 　前記電極層形成工程では、前記高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となり、かつ前記低照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値未満である場合には、前記導電膜のエッチングの未終了を判断する、
    請求項１１または１２に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  14. 　前記電極層形成工程では、所定時間経過しても、前記高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値未満である場合、前記導電膜のエッチングの不足以外の他の要因による不良を判断する、
    請求項１１～１３のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  15. 　前記電極層は透明電極層であり、前記導電膜は透明導電膜であり、
    　前記電極層形成工程では、前記透明導電膜の上に金属電極層を製膜し、前記金属電極層をマスクとして、前記透明導電膜をエッチングする、請求項１１～１４のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  16. 　前記エッチングは、エッチング溶液を用いたウエットエッチングである、請求項１１～１５のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  17. 　前記電極層形成工程では、
    　カセットを用いて複数の前記半導体基板を同時にエッチングし、
    　前記複数の半導体基板のうち、前記導電膜の膜厚が最も厚い方の少なくとも１つの半導体基板を、光照射、フォトルミネッセンス強度観測、およびエッチング終了判断の対象とする、
    請求項１１～１６のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  18. 　前記電極層形成工程では、
    　カセットを用いて複数の前記半導体基板を同時にエッチングし、
    　前記複数の半導体基板のうち、前記導電膜の膜厚が最も厚い方の少なくとも１つの半導体基板、および前記導電膜の膜厚が最も薄い方の少なくとも１つの半導体基板を、光照射、フォトルミネッセンス強度観測、およびエッチング終了判断の対象とする、
    請求項１１～１６のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットの製造方法。
  19. 　半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域を有する太陽電池ユニットにおいて、前記セル領域における電極層を形成するエッチング装置であって、
    　前記半導体基板の裏面側の前記セル領域の第１導電型半導体層および第２導電型半導体層の上に連続して製膜された導電膜をエッチングして、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層の各々にパターン化された前記電極層を形成するエッチング部と、
    　前記太陽電池ユニットの前記セル領域における前記太陽電池セルが、屋外の太陽光環境下に対応する高照度環境下および屋内の照明環境下に対応する低照度環境下で使用されると仮定した場合に、前記エッチング部における前記半導体基板の主面に、前記高照度と前記低照度との少なくとも２つの異なる強度の光を順に照射する光照射部と、
    　前記エッチング部における前記半導体基板からのフォトルミネッセンス強度を順に観測するフォトルミネッセンス観測部と、
    　前記少なくとも２つの強度の光に対するフォトルミネッセンス強度に基づいて、前記導電膜のエッチングの終了を判断するエッチング終了判断部と、
    を備える、太陽電池ユニットのエッチング装置。
  20. 　前記エッチング終了判断部は、前記高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となり、かつ前記低照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となる場合に、前記導電膜のエッチングの終了を判断する、
    請求項１９に記載の太陽電池ユニットのエッチング装置。
  21. 　前記エッチング終了判断部は、前記高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値以上となり、かつ前記低照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値未満である場合には、前記導電膜のエッチングの未終了を判断する、
    請求項１９または２０に記載の太陽電池ユニットのエッチング装置。
  22. 　前記エッチング終了判断部は、所定時間経過しても、前記高照度の光に対するフォトルミネッセンス強度が所定値未満である場合、前記導電膜のエッチングの不足以外の他の要因による不良を判断する、
    請求項１９～２１のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットのエッチング装置。
  23. 　前記電極層は透明電極層であり、前記導電膜は透明導電膜であり、
    　前記エッチング部は、前記透明導電膜の上に形成された金属電極層をマスクとして、前記透明導電膜をエッチングする、請求項１９～２２のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットのエッチング装置。
  24. 　前記エッチング部は、エッチング溶液を用いたウエットエッチングを行う、請求項１９～２３のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットのエッチング装置。
  25. 　前記エッチング部は、カセットを用いて複数の前記半導体基板を同時にエッチングし、
    　前記光照射部、前記フォトルミネッセンス観測部および前記エッチング終了判断部は、前記複数の半導体基板のうち、前記導電膜の膜厚が最も厚い方の少なくとも１つの半導体基板を、光照射、フォトルミネッセンス強度観測、およびエッチング終了判断の対象とする、
    請求項１９～２４のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットのエッチング装置。
  26. 　前記エッチング部は、カセットを用いて複数の前記半導体基板を同時にエッチングし、
    　前記光照射部、前記フォトルミネッセンス観測部および前記エッチング終了判断部は、前記複数の半導体基板のうち、前記導電膜の膜厚が最も厚い方の少なくとも１つの半導体基板、および前記導電膜の膜厚が最も薄い方の少なくとも１つの半導体基板を、光照射、フォトルミネッセンス強度観測、およびエッチング終了判断の対象とする、
    請求項１９～２４のいずれか１項に記載の太陽電池ユニットのエッチング装置。
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