CN107408588B - 太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法 - Google Patents

太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法 Download PDF

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Abstract

太阳能电池单元(70)包括：第1导电型的第1半导体层(12)，其被设置在主面上的第1区域(W1)；绝缘层(16)，其被设置在与第2区域(W2)相邻的绝缘区域(W3)的第1半导体层上；第2导电型的第2半导体层(13)，其被全面地设置在第2区域(W2)的主面上及绝缘区域(W3)的绝缘层上；透明导电层(17)，其被设置在第1半导体层(12)及第2半导体层(13)之上；第1金属电极(21)，其被设置在第1区域(W1)；以及第2金属电极(26)，其被设置在第2区域(W2)。第2金属电极(26)被形成为，具有随着从主面离开而接近第1金属电极(21)地突出的第2伸出部(28)，且与第1金属电极(21)之间的间隙位于绝缘区域(W3)。透明导电层(17)被设置为避开与间隙对应的分离区域(W5)。

Description

太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法，特别涉及背面接合型的太阳能电池单元。
背景技术
作为发电效率较高的太阳能电池，具有在与供光入射的受光面对置的背面形成有n型半导体层及p型半导体层这两者的背面接合型的太阳能电池。在背面接合型的太阳能电池中，在背面侧设置有用于将发电的电力取出的n侧电极及p侧电极这两者。n侧电极及p侧电极包含利用电镀法成膜的电镀层(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/090643号
发明内容
发明要解决的课题
希望提供可靠性更高的太阳能电池单元。
本发明是鉴于这种状况而完成的，其目的在于提供提高了可靠性的太阳能电池单元。
用于解决课题的手段
本发明的一个技术方案是太阳能电池单元的制造方法。该方法包括如下工序：在具有彼此相邻的第1区域和第2区域的半导体基板的主面上的第1区域形成第1导电型的第1半导体层；在第1区域的一部分即与第2区域相邻的绝缘区域的第1半导体层上形成绝缘层；在第2区域的主面上及绝缘区域的绝缘层上全面地形成第2导电型的第2半导体层；在第1半导体层及第2半导体层之上形成透明导电层；在透明导电层之上形成晶种层；在绝缘区域的晶种层之上设置抗镀层并使电镀层在晶种层之上成长；以及除去抗镀层并除去透明导电层及晶种层的一部分。使电镀层成长的工序包含在第1区域上形成第1电镀层的工序、和在第2区域上形成第2电镀层的工序。形成第2电镀层的工序包含如下工序：将第2电镀层形成为，第2电镀层随着从主面离开而接近第1电镀层地突出，并且，在与第1电镀层之间设置间隙。除去透明导电层及晶种层的一部分的工序包含将间隙作为掩模来对透明导电层的一部分进行激光照射或干蚀刻的工序。
本发明的另一技术方案是太阳能电池单元。该太阳能电池单元包括：半导体基板，其具有设置有彼此相邻的第1区域和第2区域的主面；第1导电型的第1半导体层，其被设置在主面上的第1区域；绝缘层，其被设置在第1区域的一部分即与第2区域相邻的绝缘区域的第1半导体层上；第2导电型的第2半导体层，其被全面地设置在第2区域的主面上及绝缘区域的绝缘层上；透明导电层，其被设置在第1半导体层及第2半导体层之上；第1金属电极，其被设置在第1区域的透明导电层之上；以及第2金属电极，其被设置在第2区域的透明导电层之上。第2金属电极被形成为，具有随着从主面离开而接近第1金属电极地突出的伸出部，且与第1金属电极之间的间隙位于绝缘区域，透明导电层被设置为避开绝缘区域中位置与间隙对应的分离区域。
发明效果
根据本发明，能够提高太阳能电池单元的可靠性。
附图说明
图1是表示实施方式的太阳能电池单元的俯视图。
图2是表示太阳能电池单元的构造的剖视图。
图3是表示太阳能电池单元的第1区域的俯视图。
图4是表示太阳能电池单元的第2区域的俯视图。
图5是表示太阳能电池单元的绝缘区域的俯视图。
图6是表示太阳能电池单元的构造的剖视图。
图7是表示太阳能电池单元的构造的剖视图。
图8是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图9是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图10是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图11是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图12是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图13是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图14是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图15是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的俯视图。
图16是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图17是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图18是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图19是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图20是概略地表示太阳能电池单元的制造工序的剖视图。
图21是表示比较例的太阳能电池单元的构造的剖视图。
图22是表示粘结有连接构件的太阳能电池单元的构造的剖视图。
图23是表示变形例的太阳能电池单元的构造的剖视图。
图24是表示变形例的太阳能电池单元的构造的剖视图。
具体实施方式
在具体说明本发明之前，记述概要。本发明的实施方式是太阳能电池单元的制造方法。该方法包括如下工序：在具有彼此相邻的第1区域和第2区域的半导体基板的主面上的第1区域形成第1导电型的第1半导体层；在第1区域的一部分即与第2区域相邻的绝缘区域的第1半导体层上形成绝缘层；在第2区域的主面上及绝缘区域的绝缘层上全面形成第2导电型的第2半导体层；在第1半导体层及第2半导体层之上形成透明导电层；在透明导电层之上形成晶种层；在绝缘区域的晶种层之上设置抗镀层并在晶种层之上使电镀层成长；以及除去抗镀层并除去透明导电层及晶种层的一部分。
在上述方法中，使电镀层成长的工序包含如下工序：在第1区域上形成第1电镀层；以及在第2区域上形成第2电镀层。形成第2电镀层的工序包含如下工序：将第2电镀层形成为，第2电镀层随着从主面离开而接近第1电镀层地突出，并且在与第1电镀层之间设置间隙。除去透明导电层及上述晶种层的一部分的工序包含如下工序：将上述间隙作为掩模来对上述透明导电层的一部分进行干蚀刻。
根据本实施方式，由于在将第1半导体层及第2半导体层之上覆盖的透明导电层上形成电镀层，所以，能够防止电镀层直接接触第1半导体层及第2半导体层。由此，能够防止构成电镀层的金属接触第1半导体层或第2半导体层而对太阳能电池单元的特性带来影响。此外，由于在随着从主面离开而向外侧伸出的电镀层与透明导电层之间设置有空间，所以，能够获得将透明导电层的一部分除去而露出的第2半导体层与电镀层之间的距离。由此，能够更可靠地防止电镀层直接接触第2半导体层。
以下，参照附图详细说明用于实施本发明的实施方式。需要说明的是，在附图的说明中对于同一要素标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。
图1是表示实施方式的太阳能电池单元70的俯视图，表示太阳能电池单元70的背面70b的构造。太阳能电池单元70包括被设置在背面70b的第1电极14、和第2电极15。第1电极14包含在y方向延伸的第1汇流条电极14a、和在x方向延伸的多个第1指形电极14b，被形成为梳齿状。同样，第2电极15包含在y方向延伸的第2汇流条电极15a、和在x方向延伸的多个第2指形电极15b，被形成为梳齿状。第1电极14和第2电极15被以多个第1指形电极14b和多个第2指形电极15b啮合并相互嵌插的方式形成。
如参照图2后述，第1电极14及第2电极15包括透明导电层17和被设置在其上的金属电极层20。换言之，第1汇流条电极14a、第1指形电极14b、第2汇流条电极15a、第2指形电极15b由透明导电层17和金属电极层20的二层构造构成。在第1指形电极14b的末端，设置有未设置金属电极层20而使透明导电层17露出的第1指末端部14c。同样，在第2指形电极15b的末端，设置有未设置金属电极层20而使透明导电层17露出的第2指末端部15c。
在第1电极14与第2电极15之间设置有分离区域W5(W51、W52、
W53)。分离区域W5是指，构成第1电极14及第2电极15的透明导电层17及金属电极层20被除去后的区域，利用分离区域W5确保第1电极14与第2电极15之间的绝缘。在第1汇流条电极14a与第2指末端部15c之间设置有第1汇流条分离区域W51。在第2汇流条电极15a与第1指末端部14c之间设置有第2汇流条分离区域W52。在第1指形电极14b与第2指形电极15b之间设置有指分离区域W53。
图2是表示实施方式的太阳能电池单元70的构造的剖视图，表示图1的A－A线剖面。太阳能电池单元70包括半导体基板10、受光面保护层11、第1半导体层12、第2半导体层13、绝缘层16、透明导电层17、以及金属电极层20。金属电极层20具有晶种层18、以及电镀层19。如上所述，透明导电层17及金属电极层20构成第1电极14或第2电极15。需要说明的是，在本图中，作为第1电极14和第2电极15，示出了第1指形电极14b和第2指形电极15b。太阳能电池单元70是在背面70b侧设置有导电性互不相同的第1半导体层12及第2半导体层13、且电极未被设置在受光面70a侧的背面接合型的光伏元件。
半导体基板10具有：第1主面10a，其被设置在受光面70a侧；以及第2主面10b，其被设置在背面70b侧。半导体基板10对入射到第1主面10a的光进行吸收，生成电子及空穴作为载流子。半导体基板10由具有n型或p型的导电型的结晶性的半导体材料构成。本实施方式中的半导体基板10是n型的单晶硅基板。
此处，受光面70a的意思是，在太阳能电池单元70中主要供光(太阳光)入射的主面，具体而言，意思是供被入射到太阳能电池单元70的光的大部分入射的面。另一方面，背面70b的意思是，与受光面70a对置的另一个主面。
在半导体基板10的第2主面10b之上形成有第1半导体层12、以及第2半导体层13。第1半导体层12及第2半导体层13分别以与第1电极14及第2电极15对应的方式被形成为梳齿状，被以相互嵌插的方式形成。因此，设置有第1半导体层12的第1区域W1、和设置有第2半导体层13的第2区域W2在y方向交替地排列。此外，在y方向相邻的第1半导体层12和第2半导体层13被设置为相互接触。
第1半导体层12是具有第1导电型的半导体层，由具有与半导体基板10相同的n型的导电型的非晶半导体层构成。第1半导体层12例如由在第2主面10b之上形成的实质上的本征i型的非晶半导体层、和在i型的非晶半导体层之上形成的n型的非晶半导体层的二层构造构成。需要说明的是，在本实施方式中，在“非晶半导体”中也可以含有微结晶半导体。微结晶半导体是指，在非晶半导体中析出有半导体结晶的半导体。
i型的非晶半导体层由含有氢(H)的i型的非晶硅构成，例如具有2nm～25nm左右的厚度。n型的非晶半导体层由添加有n型的掺杂剂的含有氢的n型非晶硅构成，例如具有2nm～50nm左右的厚度。构成第1半导体层12的各层的形成方法没有特别限定，但是，例如能够利用等离子体CVD法等化学气相沉积(CVD)法来形成。
在第1半导体层12之上形成有绝缘层16。绝缘层16未被设置在第1区域W1中相当于y方向的中央部的接触区域W4，而是被设置在留下接触区域W4后的相当于两端的绝缘区域W3。由此，在绝缘区域W3与接触区域W4的交界设置有第1台阶部31。需要说明的是，形成有绝缘层16的绝缘区域W3例如是第1区域W1的约1/3左右。此外，未设置绝缘层16的接触区域W4例如是第1区域W1的约1/3左右。
绝缘层16例如由氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)等形成。绝缘层16希望由氮化硅形成。
第2半导体层13被形成在第2主面10b中未设置第1半导体层12的第2区域W2、和设置有绝缘层16的绝缘区域W3之上。因此，第2半导体层13的两端部被设置为与第1半导体层12在高度方向(z方向)重叠。由此，在第1区域W1与第2区域W2的交界设置有第2台阶部32。在本实施方式中，是未除去分离区域W5的第2半导体层13而使其残留的构成，但是，在变形例中，也可以是除去了分离区域W5的第2半导体层13的构成。
第2半导体层13是具有第2导电型的半导体层，由具有与半导体基板10不同的p型的导电型的非晶半导体层构成。第2半导体层13例如由在第2主面10b之上形成的实质上的本征i型的非晶半导体层、和在i型的非晶半导体层之上形成的p型的非晶半导体层的二层构造构成。
i型的非晶半导体层由含有氢(H)的i型的非晶硅构成，例如具有2nm～25nm左右的厚度。p型的非晶半导体层由添加有p型的掺杂剂的含有氢的n型非晶硅构成，例如具有2nm～50nm左右的厚度。构成第2半导体层13的各层的形成方法没有特别限定，但是，例如能够利用等离子体CVD法等化学气相沉积(CVD)法来形成。
在第1半导体层12之上形成有收集电子的第1电极14。在第2半导体层13之上形成有收集空穴的第2电极15。在第1电极14与第2电极15之间形成有分离区域W5，两电极被电绝缘。如上所述，第1电极14及第2电极15由透明导电层17和金属电极层20的层叠体构成。
透明导电层17例如由氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、铟锡氧化物(ITO)等透明导电性氧化物(TCO)形成。本实施方式中的透明导电层17由铟锡氧化物形成，例如具有50nm～100nm左右的厚度。透明导电层17能够利用溅射、化学气相沉积(CVD)等薄膜形成方法来形成。
透明导电层17被设置为避开位于绝缘区域W3的中央部的分离区域W5。由此，透明导电层17被分离成：第1透明导电层24，其与接触区域W4的第1半导体层12接触；以及第2透明导电层29，其与第2区域W2的第2半导体层13接触。
金属电极层20由铜(Cu)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、镍(Ni)、钛(Ti)等金属材料构成。在本实施方式中，金属电极层20由铜形成，由晶种层18和电镀层19这二层构成。晶种层18被利用溅射、化学气相沉积(CVD)等薄膜形成方法形成在透明导电层17之上。电镀层19被利用电镀法形成在晶种层18之上。晶种层18例如具有50nm～1000nm左右的厚度，电镀层19具有10μm～50μm左右的厚度。需要说明的是，也可以在电镀层19的表面进一步设置由锡等构成的保护电镀层。
金属电极层20被与透明导电层17同样地设置为避开分离区域W5。由此，金属电极层20被分离成：第1金属电极21，其被设置在第1透明导电层24之上；以及第2金属电极26，其被设置在第2透明导电层29之上。
第1金属电极21具有：第1基部22，其被设置在接触区域W4；以及第1伸出部23，其以随着从第2主面10b离开而接近第2金属电极26的方式在y方向突出。第1基部22被设置在接触区域W4的内侧，被设置为避开位于绝缘区域W3与接触区域W4的交界的第1台阶部31之上。第1伸出部23具有从接触区域W4向绝缘区域W3伸出的形状，被设置为从第1透明导电层24离开。因而，第1伸出部23被形成为重叠在第1台阶部31之上，并且，被形成为在第1伸出部23与第1台阶部31之间设置有空间。
第2金属电极26具有：第2基部27，其被设置在第2区域W2；以及第2伸出部28，其以随着从第2主面10b离开而接近第1金属电极21的方式在y方向伸出。第2基部27被设置在第2区域W2的内侧，被设置为避开位于第1区域W1与第2区域W2的交界的第2台阶部32之上。第2伸出部28具有从第2区域W2向绝缘区域W3伸出的形状，被设置为从第2透明导电层29离开。因而，第2伸出部28被形成为重叠在第2台阶部32之上，并且，被形成为在第2伸出部28与第2台阶部32之间设置有空间。
在半导体基板10的第1主面10a之上设置有受光面保护层11。受光面保护层11例如由硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等形成。受光面保护层11具有作为第1主面10a的钝化层的功能、作为防反射膜及保护膜的功能。
本实施方式中的受光面保护层11具有在第1主面10a之上依次层叠有i型的非晶硅层、氧化硅、氮化硅等绝缘层的构造。受光面保护层11也可以具有在i型的非晶硅层与绝缘层之间设置有n型的非晶硅层的构造。i型的非晶硅层及n型的非晶硅层例如具有2nm～50nm左右的厚度。氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等绝缘层例如具有50nm～200nm左右的厚度。
接下来，参照图3～图5，说明设置有第1半导体层12、第2半导体层13、绝缘层16的第1区域W1、第2区域W2、绝缘区域W3的平面配置。
图3是表示太阳能电池单元70的第1区域W1的俯视图，用斜线表示被设置在第1区域W1的第1半导体层12。在本图中，用单点划线表示第1电极14及第2电极15的位置。第1区域W1具有：第1汇流条区域W11，其与第1汇流条电极14a对应；以及多个第1指区域W12，其与多个第1指形电极14b对应。
第1区域W1被设置为与形成第1电极14的区域对应，被设置为比设置第1电极14的范围宽。更具体而言，第1区域W1的范围被设定为越过第1电极14与第2电极15之间的分离区域W5(W51、W52、W53)而与设置第2电极15的一部分范围重复。
图4是表示太阳能电池单元70的第2区域W2的俯视图，用斜线表示被设置在第2区域W2的第2半导体层13。第2区域W2具有：第2汇流条区域W22，其与第2汇流条电极15a对应；以及多个第2指区域W21，其与多个第2指形电极15b对应。第2区域W2被设置为与形成第2电极15的区域对应，被设置为比设置第2电极15的范围窄。更具体而言，第2区域W2的范围被设定为比设置第2电极15的范围略微靠内侧。
图5是表示太阳能电池单元70的绝缘区域W3的俯视图，用斜线表示被设置在绝缘区域W3的绝缘层16。绝缘区域W3被设置在与分离区域W5对应的区域，被设置为比设置分离区域W5的范围略微宽。
绝缘区域W3具有：第1汇流条绝缘区域W31，其与第1汇流条分离区域W51对应；第2汇流条绝缘区域W32，其与第2汇流条分离区域W52对应；以及指绝缘区域W33，其与指分离区域W53对应。需要说明的是，绝缘区域W3被设置为避开接触区域W4。此外，第1汇流条绝缘区域W31在x方向延伸到设置第1汇流条电极14a的区域。需要说明的是，也可以将被设置在绝缘区域W3的绝缘层16中的与晶种层18重叠的区域的绝缘层16除去。
接下来，说明第1指末端部14c及第2指末端部15c的构造。图6是表示实施方式的太阳能电池单元70的构造的剖视图，表示图1的B－B线剖面。本图表示位于第1汇流条电极14a与第2指形电极15b之间的第2指末端部15c的构造。
第1汇流条电极14a被设置在第1汇流条区域W11的设置有绝缘层16的第1汇流条绝缘区域W31。第1汇流条电极14a的第1基部22被设置在距设置有第2台阶部32的第1汇流条区域W11与第2指区域W21的交界x方向的长度为X1的位置。X1的长度例如为0.1mm～0.3mm左右。第1汇流条电极14a的第1伸出部23具有随着从第2主面10b离开而向第2指形电极15b在x方向突出的形状。
第2指形电极15b被设置在第2指区域W21。第2指形电极15b的第2基部27被设置在距设置有第2台阶部32的第1汇流条区域W11与第2指区域W21的交界x方向的长度为X2的位置，长度X2被设置为比长度X1长。X2的长度例如是0.5mm～2mm左右。第2指形电极15b的第2伸出部28具有随着从第2主面10b离开而向第1汇流条电极14a在x方向突出的形状。
将第1汇流条电极14a与第2指形电极15b之间分离的第1汇流条分离区域W51被设置在第1汇流条区域W11。更具体而言，第1汇流条分离区域W51被设置在第1汇流条电极14a的第1伸出部23的附近，并被设置在从第2指形电极15b的第2伸出部28离开的位置。由此，在第2指末端部15c中，形成有未设置第2金属电极26而使第2透明导电层29露出的部分。
图7是表示实施方式的太阳能电池单元70的构造的剖视图，表示图1的C－C线剖面。本图表示位于第1指形电极14b与第2汇流条电极15a之间的第1指末端部14c的构造。
第2汇流条电极15a被设置在第2汇流条区域W22。第2汇流条电极15a的第2基部27被设置在距设置有第1台阶部31的接触区域W4与第2汇流条绝缘区域W32的交界x方向的长度为X3的位置。X3的长度例如为0.1mm～0.3mm左右。第2汇流条电极15a的第2伸出部28具有随着从第2主面10b离开而向第1指形电极14b在x方向突出的形状。
第1指形电极14b被设置在第1指区域W12中未设置绝缘层16的接触区域W4。第1指形电极14b的第1基部22被设置在距设置有第1台阶部31的接触区域W4与第2汇流条绝缘区域W32的交界x方向的长度为X4的位置，长度X4被设置为比长度X3长。X4的长度例如为0.5mm～2mm左右。第1指形电极14b的第1伸出部23具有随着从第2主面10b离开而向第2汇流条电极15a在x方向突出的形状。
将第1指形电极14b与第2汇流条电极15a之间分离的第2汇流条分离区域W52被设置在第2汇流条绝缘区域W32。因而，第2汇流条分离区域W52被设置在第2汇流条电极15a的第2伸出部28的附近，并被设置在从第1指形电极14b的第1伸出部23离开的位置。由此，在第1指末端部14c中，形成有未设置第1金属电极21而使第1透明导电层24露出的部分。
接下来，参照图8～图20，说明本实施方式的太阳能电池单元70的制造方法。
首先，如图8所示，在半导体基板10的第1主面10a上形成受光面保护层11。此外，在半导体基板10的第2主面10b上的第1区域W1形成第1半导体层12、和绝缘层36。在本实施方式中，作为一个例子，在形成第1半导体层12和绝缘层36的工序之前或之后形成受光面保护层11，但是，形成受光面保护层11的工序不限于该例子。
接下来，如图9所示，在第2区域W2的第2主面10b上、和第1区域W1的绝缘层36上形成第2半导体层33。受光面保护层11、第1半导体层12、第2半导体层33、绝缘层36的形成方法没有特别限定，但是，例如能够利用溅射法、CVD法等薄膜形成法等来形成。
接下来，如图10所示，将被设置在相当于第1区域W1的中央部的接触区域W4的第2半导体层33和绝缘层36除去。由此，从绝缘层36形成在绝缘区域W3残留的绝缘层16，从第2半导体层33形成在第2区域W2及绝缘区域W3残留的第2半导体层13。接下来，如图11所示，在第1半导体层12及第2半导体层13之上形成透明导电层37，并在透明导电层37之上形成晶种层38。
接下来，如图12所示，在晶种层38之上形成抗镀层40。如图12所示，抗镀层40被设置在与绝缘区域W3对应的位置，被形成为跨与绝缘区域W3(指绝缘区域W33)相邻的第2区域W2(第2指区域W21)和接触区域W4的一部分。因而，抗镀层40被形成为将位于绝缘区域W3与接触区域W4的交界的第1台阶部31、和位于第1区域W1与第2区域W2的交界的第2台阶部32之上覆盖。
图13是表示抗镀层40的配置的俯视图。在本图中，用实线表示第2区域W2、绝缘区域W3、接触区域W4的交界，用虚线表示设置有抗镀层40的范围。此外，用粗实线表示位于绝缘区域W3与接触区域W4的交界的第1台阶部31，用细实线表示位于第2区域W2与绝缘区域W3的交界的第2台阶部32。需要说明的是，本图的A－A线剖面与图12对应。
抗镀层40被设置为将绝缘区域W3中第2汇流条绝缘区域W32及指绝缘区域W33之上的整体覆盖。此外，抗镀层40被设置为将与第2汇流条绝缘区域W32及指绝缘区域W33相邻的第1台阶部31及第2台阶部32之上覆盖。此外，抗镀层40被设置在第1汇流条绝缘区域W31中与第2指区域W21或指绝缘区域W33相邻的一部分。换言之，避开第1汇流条绝缘区域W31中与接触区域W4相邻的一部分地设置抗镀层40。此外，抗镀层40被设置在与第1汇流条绝缘区域W31相邻的第2指区域W21的末端部、以及接近第2汇流条区域W22的接触区域W4的一部分。
图14是表示抗镀层40的配置的剖视图，相当于图13的B－B线剖面。抗镀层40在x方向延伸地被设置为将位于第1汇流条区域W11(第1汇流条绝缘区域W31)与第2指区域W21的交界的第2台阶部32之上覆盖。此外，抗镀层40被设置为从第2台阶部32的交界延伸到第2指区域W21侧的x方向的长度X2比从第2台阶部32的交界延伸到第1汇流条区域W11侧的x方向的长度X1长。
图15是表示抗镀层40的配置的剖视图，相当于图13的C－C线剖面。抗镀层40在x方向延伸地被设置为将位于第2汇流条绝缘区域W32与接触区域W4的交界的第1台阶部31之上覆盖。此外，抗镀层40从第1台阶部31的交界延伸到接触区域W4侧的x方向的长度X4比从第1台阶部31的交界延伸到第2汇流条绝缘区域W32侧的x方向的长度X3长。
接下来，如图16所示，在晶种层38之上形成电镀层19。电镀层19具有：第1电镀层19a，其被形成在第1区域W1(接触区域W4)之上；以及第2电镀层19b，其被形成在第2区域W2之上。第1电镀层19a和第2电镀层19b由抗镀层40分离。电镀层19也被形成在抗镀层40之上，并被形成为随着从第2主面10b离开而向外侧突出。因而，第1电镀层19a具有向第2电镀层19b突出的形状，第2电镀层19b具有向第1电镀层19a突出的形状。电镀层19被形成为在由抗镀层40分离的第1电镀层19a与第2电镀层19b之间设置有间隙42。
接下来，如图17所示，除去抗镀层40。通过除去抗镀层40，从而能够利用蚀刻将露出到表面的晶种层38的一部分除去。由此，被夹在透明导电层37与电镀层19之间的晶种层38的一部残留，形成晶种层18。因而，电镀层19是利用所谓的“半添加法(semi-additivemethod)”形成的。
接下来，如图18所示，对第1电镀层19a与第2电镀层19b之间的间隙42照射激光50，除去透明导电层37的一部分，形成分离区域W5(指分离区域W53)。由此，将透明导电层37分离成第1透明导电层24和第2透明导电层29，形成透明导电层17。
此外，如图19所示，沿着被设置在第1汇流条区域W11之上的第1电镀层19a照射激光50，除去透明导电层37的一部份，形成第1汇流条分离区域W51。进一步，如图20所示，沿着被设置在第2汇流条区域W22之上的第2电镀层19b照射激光50，除去透明导电层37的一部份，形成第2汇流条分离区域W52。
利用以上的工序，完成图1～图7所示的太阳能电池单元70。
接下来，参照图21所示的比较例的太阳能电池单元170，记述本实施方式的太阳能电池单元70所取得的效果。
图21是表示比较例的太阳能电池单元170的构造的剖视图，表示与图2所示的剖面对应的构造。太阳能电池单元170是具有与上述的实施方式的太阳能电池单元70同样的构造的背面接合型的光伏元件。另一方面，太阳能电池单元170在构成第1电极114及第2电极115的透明导电层117、晶种层118、电镀层119的构造及形成方法方面与上述的实施方式不同。
通过在上述的图11所示的工序之后，除去位于绝缘区域W3的透明导电层37及晶种层38的一部分而形成分离区域W6，在被分离后的晶种层118之上使电镀层119成长，从而形成太阳能电池单元170。电镀层119由于以晶种层118为基点各向同性地成长，所以，被形成在位于绝缘区域W3与接触区域W4的交界的第1台阶部31之上。此外，电镀层119由于是在形成分离区域W6之后设置的，所以，被形成为与在分离区域W6露出的第2半导体层13之上直接接触。
需要说明的是，分离区域W6由于制造时的偏差等而不一定被形成在绝缘区域W3的范围内，如图21所示，有的情况下分离区域W6被从绝缘区域W3偏离地形成。为了提高太阳能电池单元170的输出特性，希望位于在x方向延伸的指形电极下的第1区域及第2区域的y方向的宽度较小，要求分离区域W6的形成具有较高的位置精度。因此，有时由于制造时的偏差而如图所示分离区域W6的位置会偏离。此时，若分离区域W6被向第2区域W2侧偏离地形成，则在位于第2区域W2与绝缘区域W3的交界的第2台阶部32中，第2半导体层13会露出，电镀层119有可能与第2台阶部32之上的第2半导体层13直接接触。
第2台阶部32包含第1半导体层12和与第2半导体层13直接接触的部分，由n型的第1半导体层12收集的电子的一部分经由直接接触的第2半导体层13流入到第2电极115。于是，与由p型的第2半导体层13收集并流入到第2电极115的空穴再结合，可能发生结漏电(junction leakage)。特别是，由于电镀层119与透明导电层117相比导电性高，所以，担心因电镀层119直接接触第2台阶部32的第2半导体层13从而结漏电变大。
另一方面，根基图2所示的本实施方式的太阳能电池单元70，由于在形成了电镀层19之后设置分离区域W5来分离透明导电层17，所以，能够防止电镀层19与透明导电层17之下的第2半导体层13直接接触。由此，能够防止电镀层19与第2台阶部32的第2半导体层13直接接触而发生结漏电。由此，能够提高太阳能电池单元70的可靠性。
此外，根据本实施方式，由于将第1金属电极21与第2金属电极26之间的间隙作为掩模来形成透明导电层17的分离区域W5，所以，不需要为了形成分离区域W5而另行设置掩模。此外，由于利用第1金属电极21与第2金属电极26之间的间隙的位置来自对准地决定分离区域W5的位置，所以，能够防止形成分离区域W5的部位的错位。由此，能够提高太阳能电池单元70的可靠性。
此外，根据本实施方式，由于利用第1金属电极21与第2金属电极26之间的间隙来形成透明导电层17的分离区域W5，所以，能够防止由第1伸出部23、第2伸出部28覆盖的部位的透明导电层17被除去。由此，能够在第1半导体层12、第2半导体层13与电镀层19之间设置透明导电层17，能够防止电镀层19与半导体层直接接触。由此，能够提高太阳能电池单元70的可靠性。
此外，根据本实施方式，由于电镀层19具有随着从主面离开而向绝缘区域W3突出的形状，所以，能够设定为电镀层19不会与第1台阶部31及第2台阶部32的透明导电层17之上直接接触的形状。通常，半导体基板10和电镀层19由于热膨胀率不同，所以，由于起因于温度变化的伸缩量之差而会产生应力。此时，若在第1台阶部31及第2台阶部32之上设置膜厚较大的电镀层，则担心因温度变化而产生的应力会集中在第1台阶部31、第2台阶部32从而带来损伤。根据本实施方式，由于电镀层19被形成为不会与第1台阶部31及第2台阶部32之上直接接触，所以，能够防止向第1台阶部31、第2台阶部32的应力集中。由此，能够提高太阳能电池单元70的可靠性。
此外，根据本实施方式，由于设置有没有金属电极的第1指末端部14c及第2指末端部15c，所以，能够防止由于将多个太阳能电池单元70之间连接的连接构件而导致相同单元内的第1电极14和第2电极15短路。关于本效果，参照图22说明。
图22是表示粘结有连接构件60的太阳能电池单元70的构造的剖视图。太阳能电池单元70通过用连接构件60连接多个太阳能电池单元70从而被模块化。连接构件60连接第1太阳能电池单元70的第1汇流条电极14a、和第2太阳能电池单元的第2汇流条电极。本图表示了被连接在第1太阳能电池单元70的第1汇流条电极14a上的连接构件60，省略了第2太阳能电池单元的记载。
连接构件60被设置为跨第1汇流条电极14a及第2指末端部15c之上，由粘接剂62粘接在太阳能电池单元70上。粘接剂62是热固性的树脂，其中混有导电性颗粒64。连接构件60与第1汇流条电极14a经由导电性颗粒64而被电连接，连接构件60与第2指末端部15c之间由粘接剂62电绝缘。
根据本实施方式，由于设置有第2指末端部15c，所以，能够防止连接构件60接触第2指形电极15b而导致第1汇流条电极14a与第2指形电极15b短路。为了提高太阳能电池单元70的发电效率，希望成为无效区域的第1汇流条绝缘区域W31较小，其结果是，希望被设置在第1汇流条绝缘区域W31之上的第1汇流条电极14a的x方向的宽度也某种程度较小。另一方面，若第1汇流条电极14a的x方向的宽度较小，则为了使连接构件60粘接而需要较高的位置精度，制造时的偏差等会导致连接构件60的末端接近第2指形电极15b。在将连接构件60施加压力地连接到第1汇流条电极14a时，粘接剂62向第2指区域W21流动。此时，如果在第1汇流条电极14a与第2指形电极15b之间没有足够的空间，则粘接剂62有可能超过第1汇流条电极14a和第2指形电极15b的高度(z方向)。于是，担心第1汇流条电极14a与连接构件60之间的粘接性降低。根据本实施方式，通过设置第2指末端部15c，从而能够在被粘接在第1汇流条电极14a上的连接构件60与第2指形电极15b之间设置富余。由此，能够使连接构件60适当地连接在第1汇流条电极14a上。
本实施方式的一个实施方式是太阳能电池单元70的制造方法。该方法包括如下工序：
在具有彼此相邻的第1区域W1和第2区域W2的半导体基板10的主面(第2主面10b)上的第1区域W1形成第1导电型的第1半导体层12；
在第1区域W1的一部分即与第2区域W2相邻的绝缘区域W3的第1半导体层12上形成绝缘层16；
在第2区域W2的主面(第2主面10b)上及绝缘区域W3的绝缘层16上全面形成第2导电型的第2半导体层13；
在第1半导体层12及第2半导体层13之上形成透明导电层17；
在透明导电层17之上形成晶种层18；
在绝缘区域W3的晶种层18之上设置抗镀层40并在晶种层18之上使电镀层19成长；以及
除去抗镀层40，并除去透明导电层17及晶种层18的一部分。
使电镀层19成长的工序包含如下工序：在第1区域W1上形成第1电镀层19a；以及在第2区域W2上形成第2电镀层19b，
形成第2电镀层19b的工序包含如下工序：将第2电镀层19b形成为，随着从主面(第2主面10b)离开而第2电镀层19b接近第1电镀层19a地突出，并且，在与第1电镀层19a之间设置间隙42，
除去透明导电层17及晶种层18的一部分的工序包含如下工序：将间隙42作为掩模来对透明导电层17的一部分进行激光照射或干蚀刻。
也可以是，除去透明导电层17及晶种层18的一部分的工序包含对晶种层18进行湿蚀刻的工序。
也可以是，使电镀层19成长的工序包含将抗镀层40设置为将与绝缘区域W3相邻的第2区域W2的一部分覆盖的工序。
也可以是，第1区域W1包含在x方向延伸的多个第1指区域W12、和将多个第1指区域W12的一端连接并在y方向延伸的第1汇流条区域W11，
第2区域W2包含在x方向延伸的多个第2指区域W21、和将多个第2指区域W21的一端连接并在y方向延伸的第2汇流条区域W22，
第1区域W1和第2区域W2被设置为多个第1指区域W12和多个第2指区域W21相互嵌插，
使电镀层19成长的工序包含如下工序：将抗镀层40设置为，跨第1汇流条区域W11与第2指区域W21的交界地在x方向延伸，且从交界延伸到第2指区域W21侧的长度X2大于从交界延伸到第1汇流条区域W11侧的长度X1。
也可以是，使第1电镀层19a成长的工序包含在第1汇流条区域W11中形成在y方向延伸的第1汇流条电极14a的工序，
除去透明导电层17及晶种层18的一部分的工序包含沿着第1汇流条电极14a在y方向照射激光50来除去透明导电层17的一部分的工序。
另一实施方式是太阳能电池单元70。该太阳能电池单元70包括：
半导体基板10，其具有设置有彼此相邻的第1区域W1和第2区域W2的主面(第2主面10b)；
第1导电型的第1半导体层12，其被设置在主面(第2主面10b)上的第1区域W1；
绝缘层16，其被设置在第1区域W1的一部分即与第2区域W2相邻的绝缘区域W3的第1半导体层12上；
第2导电型的第2半导体层13，其被全面设置在第2区域W2的主面(第2主面10b)上及绝缘区域W3的绝缘层16上；
透明导电层17，其被设置在第1半导体层12及第2半导体层13之上；
第1金属电极21，其被设置在第1区域W1的透明导电层17之上；以及
第2金属电极26，其被设置在第2区域W2的透明导电层17之上，
第2金属电极26被形成为：具有随着从主面(第2主面10b)离开而接近第1金属电极21地突出的伸出部(第2伸出部28)，且与第1金属电极21之间的间隙位于绝缘区域W3，
透明导电层17被设置为避开绝缘区域W3中位置与间隙对应的分离区域W5。
也可以是，伸出部(第2伸出部28)以跨第2区域W2与绝缘区域W3的交界的方式从第2区域W2向绝缘区域W3突出。
也可以是，第1金属电极21包含在x方向延伸的多个第1指形电极14b、和将多个第1指形电极14b的一端连接并在y方向延伸的第1汇流条电极14a，
第2金属电极26包含在x方向延伸的多个第2指形电极15b、和将多个第2指形电极15b的一端连接并在y方向延伸的第2汇流条电极15a，
第1金属电极21及第2金属电极26被设置为多个第1指形电极14b和多个第2指形电极15b相互嵌插，
透明导电层17被设置为避开位于第1汇流条电极14a与多个第2指形电极15b之间的多个汇流条分离区域(第1汇流条分离区域W51)，
多个汇流条分离区域(第1汇流条分离区域W51)被设置为比多个第2指形电极15b靠近第1汇流条电极14a。
图23及图24是表示变形例的太阳能电池单元70的构造的剖视图。图23表示与图2对应的剖面，图24表示与图6对应的剖面。本变形例与上述的实施方式的不同点在于，晶种层18被设置为避开分离区域W5并将透明导电层17上的全面覆盖。本变形例的太阳能电池单元70能够通过如下工序来形成：在上述的图17所示的抗镀层40的除去工序中不除去晶种层38，而在图18～图20所示的形成分离区域W5的工序中将晶种层38和透明导电层37的一部分除去。
在本变形例中，也能够得到与上述的实施方式同样的效果。此外，如图24所示，通过在第2指末端部15c残留晶种层18，从而能够提高在第2指末端部15c的集电效率。同样，通过在第1指末端部14c残留晶种层18，从而能够提高在第1指末端部14c的集电效率。
在上述的太阳能电池单元70的制造方法中，也可以是，将透明导电层17及晶种层18的一部分除去的工序包含以间隙42为掩模来对晶种层18的一部分进行干蚀刻的工序。
以上，参照上述的各实施方式说明了本发明，但是，本发明不限于上述的各实施方式，将各实施方式的构成适当组合而成的实施方式、替换而成的实施方式也包含在本发明中。
在上述的实施方式中，示出了跨绝缘区域W3、和相邻的第2区域W2、接触区域W4的一部分地设置抗镀层40的情况。在进一步的变形例中，可以设定为抗镀层仅被设置在绝缘区域W3的范围内，也可以设置为仅跨相邻的第2区域W2或接触区域W4的一者。在此情况下，电镀层的第1基部及第2基部的至少一者也可以被设置在绝缘区域W3。
在上述的实施方式及变形例中，利用激光照射来将位于分离区域W5的透明导电层37、晶种层38的一部分除去。在进一步的变形例中，也可以使用蚀刻气体来将透明导电层37、晶种层38的一部分除去。也就是说，透明导电层37、晶种层38的一部分能够利用激光照射、使用了蚀刻气体的干蚀刻的这种方法来除去。
工业实用性
根据本发明，能够提高太阳能电池单元的可靠性。
附图标记说明
10…半导体基板、12…第1半导体层、13…第2半导体层、14a…第1汇流条电极、14b…第1指形电极、15a…第2汇流条电极、15b…第2指形电极、16…绝缘层、17…透明导电层、18…晶种层、19…电镀层、19a…第1电镀层、19b…第2电镀层、21…第1金属电极、26…第2金属电极、40…抗镀层、42…间隙、50…激光、70…太阳能电池单元、W1…第1区域、W2…第2区域、W3…绝缘区域、W5…分离区域，W11…第1汇流条区域、W12…第1指区域、W21…第2指区域、W22…第2汇流条区域。

Claims (9)

1.一种太阳能电池单元的制造方法，包括如下工序：
在具有彼此相邻的第1区域和第2区域的半导体基板的主面上的上述第1区域形成第1导电型的第1半导体层；
在上述第1区域的一部分、即与上述第2区域相邻的绝缘区域的上述第1半导体层上形成绝缘层；
在上述第2区域的上述主面上及上述绝缘区域的上述绝缘层上全面形成第2导电型的第2半导体层；
在上述第1半导体层及上述第2半导体层之上形成透明导电层；
在上述透明导电层之上形成晶种层；
在上述绝缘区域的上述晶种层之上设置抗镀层并使电镀层在上述晶种层之上成长；以及
除去上述抗镀层，并除去上述透明导电层及上述晶种层的一部分；
使上述电镀层成长的工序包括在上述第1区域上形成第1电镀层的工序、和在上述第2区域上形成第2电镀层的工序；
形成上述第2电镀层的工序包含如下工序：形成上述第2电镀层，使得上述第2电镀层随着远离上述主面而向上述第1电镀层靠近地突出，并且，在与上述第1电镀层之间设置间隙，
除去上述透明导电层及上述晶种层的一部分的工序包含如下工序：将上述间隙作为掩模来对上述透明导电层的一部分进行激光照射或干蚀刻。
2.如权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其中，
除去上述透明导电层及上述晶种层的一部分的工序包含对上述晶种层进行湿蚀刻的工序。
3.如权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其中，
除去上述透明导电层及上述晶种层的一部分的工序包含将上述间隙作为掩模来对上述晶种层的一部分进行干蚀刻的工序。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的太阳能电池单元的制造方法，其中，
使上述电镀层成长的工序包含将上述抗镀层设置为将与上述绝缘区域相邻的上述第2区域的一部分覆盖的工序。
5.如权利要求1～3中的任一项所述的太阳能电池单元的制造方法，其中，
上述第1区域包含在x方向延伸的多个第1指区域、和将上述多个第1指区域的一端连接并在y方向延伸的第1汇流条区域，
上述第2区域包含在x方向延伸的多个第2指区域、和将上述多个第2指区域的一端连接并在y方向延伸的第2汇流条区域，
上述第1区域及上述第2区域被设置为上述多个第1指区域和上述多个第2指区域相互嵌插的方式，
使上述电镀层成长的工序包含如下工序：设置上述抗镀层，使得跨上述第1汇流条区域与上述第2指区域的交界地在x方向延伸，且从上述交界延伸到上述第2指区域侧的长度大于从上述交界延伸到上述第1汇流条区域侧的长度。
6.如权利要求5所述的太阳能电池单元的制造方法，其中，
使上述第1电镀层成长的工序包含在上述第1汇流条区域中形成在y方向延伸的第1汇流条电极的工序，
除去上述透明导电层及上述晶种层的一部分的工序包含沿着上述第1汇流条电极在y方向照射激光来除去上述透明导电层的一部分的工序。
7.一种太阳能电池单元，包括：
半导体基板，其具有设置有彼此相邻的第1区域和第2区域的主面；
第1导电型的第1半导体层，其被设置在上述主面上的第1区域；
绝缘层，其被设置在上述第1区域的一部分、即与上述第2区域相邻的绝缘区域的上述第1半导体层上；
第2导电型的第2半导体层，其被遍及上述第2区域的上述主面上及上述绝缘区域的上述绝缘层上地设置；
透明导电层，其被设置在上述第1半导体层及上述第2半导体层之上；
第1金属电极，其被设置在上述第1区域的上述透明导电层之上；以及
第2金属电极，其被设置在上述第2区域的上述透明导电层之上；
上述第2金属电极被以如下方式形成：具有离开上述透明导电层而靠近上述第1金属电极地突出的伸出部，且与上述第1金属电极之间的间隙位于上述绝缘区域，
上述透明导电层被避开上述绝缘区域中位置与上述间隙对应的分离区域地设置，
上述伸出部设置有空间地重叠在上述绝缘区域的上述透明导电层上。
8.如权利要求7所述的太阳能电池单元，其中，
上述伸出部以跨上述第2区域与上述绝缘区域的交界的方式从上述第2区域向上述绝缘区域突出，且设置有空间地重叠在上述第2区域与上述绝缘区域的上述交界上的上述透明导电层上。
9.如权利要求7或8所述的太阳能电池单元，其中，
上述第1金属电极包含在x方向延伸的多个第1指形电极、和将上述多个第1指形电极的一端连接并在y方向延伸的第1汇流条电极，
上述第2金属电极包含在x方向延伸的多个第2指形电极、和将上述多个第2指形电极的一端连接并在y方向延伸的第2汇流条电极，
上述第1金属电极及上述第2金属电极被设置为上述多个第1指形电极和上述多个第2指形电极相互嵌插的方式，
上述透明导电层被避开位于上述第1汇流条电极与上述多个第2指形电极之间的多个汇流条分离区域地设置，
上述多个汇流条分离区域被设置为比上述多个第2指形电极靠近上述第1汇流条电极。
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