CN108352417B - 晶体硅系太阳能电池的制造方法和晶体硅系太阳能电池模块的制造方法 - Google Patents

晶体硅系太阳能电池的制造方法和晶体硅系太阳能电池模块的制造方法 Download PDF

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Abstract

太阳能电池在n型晶体硅基板(1)的第一主面(51)上具备第一本征硅系薄膜(2)、p型硅系薄膜(3)、第一透明电极层(4)和图案集电极(11)，在n型晶体硅基板的第二主面(52)上具备第二本征硅系薄膜(7)、n型硅系薄膜(8)、第二透明电极层(9)和镀覆金属电极(21)。在n型晶体硅基板的第一主面的周缘上设有除去了第一透明电极层与第二透明电极层的短路的绝缘区域(41)。本发明的制造方法中，在第一本征硅系薄膜形成后，形成第二本征硅系薄膜。镀覆金属电极以在n型晶体硅基板的第一主面的周缘上设有绝缘区域的状态通过电镀法而形成。图案集电极的厚度d1大于镀覆金属电极的膜厚d2。

Description

晶体硅系太阳能电池的制造方法和晶体硅系太阳能电池模块 的制造方法
技术领域
本发明涉及晶体硅系太阳能电池的制造方法和晶体硅系太阳能电池模块的制造方法。
背景技术
在单晶硅基板上具备导电型硅系薄膜的晶体硅系太阳能电池被称为异质结太阳能电池。其中，已知在导电型硅系薄膜与晶体硅基板之间具有本征非晶硅薄膜的异质结太阳能电池作为转换效率最高的晶体硅系太阳能电池的方式之一。
异质结太阳能电池在一导电型晶体硅基板的受光面侧具备逆导电型硅系薄膜，在背面侧具备一导电型硅系薄膜。一般使用n型晶体硅基板，在其受光面侧形成p型硅系薄膜，在背面侧形成n型硅系薄膜。在这些半导体接合部分产生的载流子介由电极向太阳能电池的外部输出。作为电极，一般使用透明电极层与金属集电极的组合。
如专利文献2中记载那样，硅系薄膜的成膜一般将多个硅基板固定于板状的托盘而进行。透明电极层在成膜时不特别使用掩模等时，也蔓延到硅基板的侧面、主成膜面的相反侧进行成膜，产生表面和背面的短路。在专利文献1中记载了通过以在硅基板的周端上配置有掩模的状态形成表侧的透明电极层，从而在硅基板的周端不形成透明电极层，因此，能够防止表面和背面的短路。
金属集电极不透明，因此，为了扩大太阳能电池的受光面积，在受光面侧使用线状地图案化的金属集电极。例如，在专利文献3中公开了一种通过电镀而形成金属电极的异质结太阳能电池。电镀能够容易较厚地形成金属电极，因此，可以期待通过金属电极的低电阻化而提高特性、提高生产率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2015/064634号国际公开小册子
专利文献2：日本特开2012-253262号公报
专利文献3：WO2013/161127号国际公开小册子
发明内容
如专利文献1中还公开的那样，在异质结太阳能电池的制造中，硅系薄膜、透明电极层也蔓延到硅基板的侧面、成膜面的背面进行成膜，产生表面和背面的透明电极彼此的短路。如果以产生短路的状态通过电镀在背面侧形成金属电极，则金属层他也会在受光面侧析出，成为新的泄漏路径的产生、遮光损耗等的原因。因此，需要在通过电镀形成金属电极之前形成用于除去表面和背面的透明电极层的短路的绝缘区域。
根据本发明人等的研究，发现通过镀覆法在异质结太阳能电池的背面侧形成金属电极时，如果仅除去表面和背面的透明电极层的短路，则存在如下问题：产生由除表面和背面的透明电极层的短路以外的泄漏引起的不期望的金属析出、或者金属成分从镀液向硅基板内扩散等。特别是明确了如下课题：在通过镀覆法形成金属电极时，由于在绝缘区域产生的金属电极材料而表面和背面的透明电极层短路，太阳能电池性能降低。
鉴于这样的课题，本发明的目的在于通过可降低工艺成本的电镀法来形成背面金属电极，且抑制不期望的金属析出、金属向硅基板内的扩散等，由此提高太阳能电池的生产率和转换效率。
对于本发明中的晶体硅系太阳能电池的制造方法，所述晶体硅系太阳能电池具备：具有第一主面和第二主面的n型晶体硅基板，依次形成于所述n型晶体硅基板的第一主面上的第一本征硅系薄膜、p型硅系薄膜、第一透明电极层、图案集电极和配线部件，依次形成于所述n型晶体硅基板的第二主面上的第二本征硅系薄膜、n型硅系薄膜、第二透明电极层和镀覆金属电极；在所述n型晶体硅基板的第一主面的周缘上具备除去了第一透明电极层与第二透明电极层的短路的绝缘区域，所述制造方法具有如下工序：第一本征硅系薄膜形成工序，在所述n型晶体硅基板的第一主面上和侧面上形成第一本征硅系薄膜，p型硅系薄膜形成工序，在所述第一本征硅系薄膜上形成p型硅系薄膜，第一透明电极层形成工序，在所述n型晶体硅基板的第一主面侧的除周缘以外的整个区域上形成第一透明电极层，第二本征硅系薄膜形成工序，在所述n型晶体硅基板的第二主面上和侧面上形成第二本征硅系薄膜，n型硅系薄膜形成工序，在所述第二本征硅系薄膜上形成n型硅系薄膜，第二透明电极层形成工序，在所述n型晶体硅基板的第二主面侧的整个面和侧面形成第二透明电极层，图案集电极形成工序，在所述第一透明电极层上形成图案集电极，以及镀覆金属电极形成工序，以在所述n型晶体硅基板的第一主面的周缘上具有所述绝缘区域的状态，通过电镀法在所述第二透明电极层上形成镀覆金属电极；在所述第一本征硅系薄膜形成工序之后，实施所述第二本征硅系薄膜形成工序。
优选在所述镀覆金属电极形成工序中，在所述绝缘区域岛状地形成由镀覆金属电极材料构成的镀覆金属区域时，将所述图案集电极、所述镀覆金属电极和所述镀覆金属区域的厚度分别设为d1、d2和dA时，满足d2＜d1，dA＜d1，将所述绝缘区域的宽度设为W1时，满足2dA＜W1。本发明的晶体硅系太阳能电池模块的制造方法具有在所述太阳能电池的所述图案集电极上形成配线部件的配线部件连接工序，在配线部件连接工序中，所述配线部件形成在所述图案集电极上且还以与所述镀覆金属区域分离的方式配置在所述绝缘区域上。
优选在所述p型硅系薄膜形成工序之后实施所述n型硅系薄膜形成工序。
优选进一步具有在所述第一透明电极层上的至少未形成所述图案集电极的区域上形成第一绝缘层的第一绝缘层形成工序。
优选在所述第一透明电极层形成工序中，通过以所述n型晶体硅基板的第一主面的周缘上被掩模覆盖的状态进行成膜，从而在所述n型晶体硅基板的第一主面侧的除周缘上以外的整个区域形成所述第一透明电极层。
优选在所述第二透明电极层形成工序中，通过在不使用掩模的情况下进行成膜，从而在所述n型晶体硅基板的第二主面上的整个面和侧面形成所述第二透明电极层。
优选在所述p型硅系薄膜形成工序中，通过在不使用掩模的情况下进行成膜，从而在所述n型晶体硅基板的第一主面上的整个面和侧面形成所述p型硅系薄膜，在所述n型硅系薄膜形成工序中，通过在不使用掩模的情况下进行成膜，从而在所述n型晶体硅基板的第二主面上的整个面和侧面形成所述n型硅系薄膜。
优选在所述第二透明电极层形成工序之后且镀覆电极形成工序之前进一步具有在所述第二透明电极层上形成镀覆基底电极的镀覆基底电极形成工序，在镀覆金属电极形成工序中，优选在所述镀覆基底电极上形成所述镀覆金属电极。
优选在所述镀覆金属电极形成工序中，通过对所述镀覆基底电极上供电而形成所述镀覆金属电极。
优选所述图案集电极具有图案镀覆集电极，并且在所述镀覆金属电极形成工序中，形成所述图案镀覆集电极。
优选在所述镀覆金属电极形成工序中同时形成所述n型晶体硅基板的第一主面侧的所述图案镀覆集电极和所述n型晶体硅基板的第二主面侧的所述镀覆金属电极。
优选所述图案集电极进一步具有基底电极，并且在所述第一绝缘层形成工序中，第一绝缘层以覆盖所述基底电极的一部分和第一透明电极层的方式形成，在所述镀覆金属电极形成工序中，经由基底电极上的第一绝缘层的开口在所述基底电极上形成图案镀覆集电极。
优选在所述第一本征硅系薄膜形成工序和第二本征硅系薄膜形成工序之前进一步具有在n型晶体硅基板的表面形成纹理且所述纹理的表面被清洁化的纹理形成工序。
优选在所述纹理形成工序中，使用臭氧水进行具有所述纹理的n型晶体硅基板的清洁化。
本发明中，通过电镀法形成背面金属电极(镀覆金属电极)，因此，能够容易较厚地形成电极。另外，由于以具有规定的绝缘区域的状态进行电镀，因此，不期望的金属析出、金属向硅基板内的扩散等得到抑制。此外，即使金属电极材料在绝缘区域析出而形成镀覆金属区域，也能够抑制因配线部件与镀覆金属区域接触而产生的泄漏电流。因此，根据本发明，能够提高太阳能电池和太阳能电池模块的生产率和转换效率。
附图说明
图1是表示晶体硅系太阳能电池的一个方式的示意性截面图。
图2中的A～J是表示晶体硅系太阳能电池模块的制造过程的概念图。
图3是表示在n型晶体硅基板上形成硅系薄膜和透明电极层后的基板的周缘附近的成膜状态的一个例子的示意性截面图。
图4中的A～D是表示晶体硅系太阳能电池模块的制造过程(镀覆金属电极形成前)中的基板的周缘附近的成膜状态的示意截面图。
图5中的A～E是表示比较例的晶体硅系太阳能电池模块的制造过程(镀覆金属电极形成前)中的基板的周缘附近的成膜状态的示意性截面图。
图6中的A和B是表示硅系薄膜的成膜过程中的基板的周缘附近的状态的概念图。
图7中的A～C是表示镀覆金属区域的形状的概念图。
图8是晶体硅系太阳能电池模块的示意截面图。
图9是表示晶体硅系太阳能电池模块中的硅基板的周缘附近的构成的示意截面图。
图10中的A和B是表示晶体硅系太阳能电池中的硅基板的周缘附近的构成的示意性截面图。
具体实施方式
图1是一实施方式中涉及的晶体硅系太阳能电池100的示意性截面图。在晶体硅系太阳能电池100中使用n型晶体硅基板1。n型晶体硅基板1具有第一主面51、第二主面52和侧面55。晶体硅系太阳能电池100在n型晶体硅基板1的第一主面51上具备第一本征硅系薄膜2、p型硅系薄膜3、第一透明电极层4和图案集电极11，在n型晶体硅基板1的第二主面52上具备第二本征硅系薄膜7、n型硅系薄膜8、第二透明电极层9和镀覆金属电极21。
太阳能电池100在n型晶体硅基板1的第一主面侧的周缘具有第一透明电极层4和第二透明电极层9均未形成的绝缘区域41。应予说明，在本说明书中，主面的“周端”是指主面的端缘。“周缘”是指周端和距周端规定距离(几十μm～几mm左右)的区域。
参照图2A～J对本发明的制造方法的概要进行说明。
首先，如图2A所示，准备n型晶体硅基板1。
接下来，如图2B和图2C所示，在n型晶体硅基板1的第一主面51上的整个区域和侧面形成第一本征硅系薄膜2(第一本征硅系薄膜形成工序)，在第一本征硅系薄膜2上形成p型硅系薄膜3(p型硅系薄膜形成工序)，在n型晶体硅基板1的第二主面上52的整个区域和侧面形成第二本征硅系薄膜7(第二本征硅系薄膜形成工序)，在第二本征硅系薄膜上形成n型硅系薄膜8(n型硅系薄膜形成工序)。
这些的硅系薄膜的形成顺序只要在形成第一本征硅系薄膜2之后形成第二本征硅系薄膜7即可。其中，如图2B和图2C所示，优选依次形成第一本征硅系薄膜2、p型硅系薄膜3、第二本征硅系薄膜7和n型硅系薄膜8。
接着，如图2D所示，在n型晶体硅基板1的第一主面侧的除周缘以外的整个区域形成第一透明电极层4(第一透明电极层形成工序)，如图2E所示，在n型晶体硅基板1的第二主面侧的整个面形成第二透明电极层9(第二透明电极层形成工序)。在不使用掩模的情况下形成硅系薄膜、透明电极层等薄膜时，还蔓延到侧面和主形成面的相反面的周端而形成薄膜。例如，第二透明电极层9蔓延到n型晶体硅基板1的侧面55和第一主面51而成膜，如图2E所示，在第一主面的周端和其附近形成第二透明电极层9的蔓延部20。另一方面，如图2D所示，如果以在包含周端的周缘上配置有掩模39的状态进行成膜，则在主形成面的周缘不形成膜，也不产生薄膜向侧面和主形成面的相反面的周端的蔓延。因此，通过使用掩模形成第一透明电极层4，在不使用掩模的情况下形成第二透明电极层9，从而在n型晶体硅基板1的第一主面侧的周缘设置第一透明电极层4和第二透明电极层9均未形成的绝缘区域41。
此外，如图2F所示，优选在形成第一透明电极层4之后，在第一透明电极层4上形成第一绝缘层10(第一绝缘层形成工序)。
如图2H所示，通过电镀法在第二透明电极层9上形成镀覆金属电极21(镀覆金属电极形成工序)。如后所述，在该工序中，有时在绝缘区域41岛状地形成由镀覆金属电极材料构成的镀覆金属区域34。如图2G所示，优选在第二透明电极层9上形成镀覆基底电极25(镀覆基底电极形成工序)，在镀覆基底电极25上形成镀覆金属电极21。
如图2I所示，在n型晶体硅基板1的第一主面51上形成图案集电极11。
通过以上的工序来制造晶体硅系太阳能电池100。此外，如图2J所示，在图案集电极上连接配线部件(配线部件连接工序)，形成晶体硅系太阳能电池模块。
以下，对晶体硅系太阳能电池模块的制造方法进行更详细的说明。
在将空穴和电子进行比较的情况下，有效质量和散射截面积小的电子一般迁移率大，因此，使用n型晶体硅基板1作为晶体硅基板。在异质结太阳能电池中，如果使最多系吸收向晶体硅基板入射的光的受光面侧的异质结为反向结，则设置较强的电场，能够有效地分离回收电子·空穴对。因此，通过使具备p型硅系薄膜3的n型晶体硅基板1的第一主面侧为受光面，能够提高转换效率。
(纹理形成工序)
优选在n型晶体硅基板1的表面形成纹理(凹凸结构)。通过形成纹理，光反射减少，导入到太阳能电池100的内部的光增加，因此，能够提高太阳能电池模块的输出。为了在表面形成纹理，n型晶体硅基板优选以入射面为(100)面的方式切割。以(100)面切割的n型晶体硅基板可以通过利用(100)面与(111)面的蚀刻速率的差的各向异性蚀刻而容易地形成纹理。
纹理可以通过在含有碱和各向异性蚀刻用添加剂的蚀刻液中浸渍n型晶体硅基板的各向异性蚀刻而形成。作为碱，例如可举出氢氧化钠、氢氧化钾等。各向异性蚀刻用添加剂是为了防止各向异性蚀刻时的反应中产生的氢气向n型晶体硅基板附着而添加的。作为各向异性蚀刻用添加剂，优选使用具有降低表面张力的作用的物质，例如可举出异丙醇(2-丙醇)等醇类、表面活性剂等。
在n型晶体硅基板1的表面形成纹理之后，优选对基板的表面进行使用臭氧水的清洁化处理(以下，也称为臭氧处理)。作为臭氧处理的方法，例如可举出在含有1～50ppm的臭氧的水溶液中浸渍形成纹理后的n型晶体硅基板1的方法、向形成纹理后的n型晶体硅基板1的表面喷雾含有臭氧的水溶液的方法等。只要臭氧浓度为50ppm以下，则形成于基板表面的氧化膜的膜厚就不会过度变大。
通过臭氧处理，基板的表面被氧化而形成氧化膜，附着于基板的表面的杂质(例如，油分等有机物)等被取入到氧化膜中。臭氧处理之后，为了除去氧化膜，优选对基板表面进行蚀刻。在基板表面的蚀刻中，优选使用含有氢氟酸(HF)的水溶液。通过使用氢氟酸的蚀刻处理等，能够将基板表面的杂质连同氧化膜一起除去，将基板表面清洁化。
(硅系薄膜形成工序)
在n型晶体硅基板1的第一主面上形成作为硅系薄膜的第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3。在n型晶体硅基板1的第二主面上形成作为硅系薄膜的第二本征硅系薄膜7和n型硅系薄膜8。
作为本征硅系薄膜2、7，优选使用由硅和氢构成的i型氢化非晶硅。通过在晶体硅基板上形成i型氢化非晶硅，能够抑制杂质向晶体硅基板的扩散并且能够有效地进行表面钝化。
本征硅系薄膜为不含掺杂剂或掺杂剂浓度极低的硅系薄膜。掺杂剂浓度极低是指掺杂剂浓度为p型硅系薄膜3、n型硅系薄膜8的掺杂剂浓度的20分之1以下。本征硅系薄膜的掺杂剂浓度优选为p型硅系薄膜3、n型硅系薄膜8的掺杂剂浓度的100分之1以下，进一步优选不含掺杂剂。
n型晶体硅基板1的第一主面上的整个面、第二主面上的整个面和侧面的全部区域形成有第一本征硅系薄膜2和第二本征硅系薄膜7中的至少任一者。即，n型晶体硅基板1的整个表面由硅系薄膜覆盖。
根据本发明的方法，在n型晶体硅基板1的第一主面51的周缘上设有除去了第一透明电极层4与第二透明电极层9的短路的绝缘区域41。应予说明，全部区域是指除了基于针孔、异物等的缺陷、因成膜时的位置固定用夹具等而未形成第一本征硅系薄膜2和第二本征硅系薄膜7中的至少任一者的极其狭小的区域以外的全部区域。
作为导电型(p型或n型)硅系薄膜3、8，使用非晶硅系薄膜、微晶硅系薄膜(含有非晶硅和晶体硅的薄膜)等。作为硅系薄膜，除了硅以外，还可以使用氧化硅、碳化硅、氮化硅等硅系合金。其中，导电型硅系薄膜优选为非晶硅薄膜。
作为硅系薄膜2、3、7、8的成膜方法，优选CVD法、溅射法、蒸镀法等干法，其中，优选等离子体CVD法。
在硅系薄膜2、3、7、8中，最先进行第一本征硅系薄膜2向n型晶体硅基板的第一主面51上的成膜。如后详述的那样，如果与第二本征硅系薄膜7的成膜相比，先进行第一本征硅系薄膜2的成膜，则能够减少镀覆金属电极形成工序中的镀覆金属向绝缘区域41的生成。从提高生产率的观点考虑，第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3向n型晶体硅基板1的第一主面上的成膜优选使用相同的成膜装置进行。同样地，第二本征硅系薄膜7和n型硅系薄膜8向n型晶体硅基板1的第一主面上的成膜优选使用相同的成膜装置进行。
(透明电极层形成工序)
在导电型硅系薄膜3、8上分别形成第一透明电极层4和第二透明电极层9。进行全部的硅系薄膜2、3、7、8的成膜之后，进行第一透明电极层4、第二透明电极层9的成膜。与在一个主面上形成本征硅系薄膜、导电型硅系薄膜和透明电极层之后在另一个主面上形成本征硅系薄膜、导电型硅系薄膜和透明电极层的情况相比，通过在形成全部的硅系薄膜2、3、7、8之后进行透明电极层4、9的成膜，能够提高对晶体硅基板的侧面的钝化效果。
作为透明电极层4、9的成膜方法，优选CVD法、溅射法、蒸镀法等干法。其中，优选溅射法等物理气相沉积法、利用了有机金属化合物与氧或水的反应的CVD(MOCVD)法等。
图3是示意地表示在n型晶体硅基板1的第一主面上形成第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3之后，在n型晶体硅基板1的第二主面上形成第二本征硅系薄膜7和n型硅系薄膜8，然后，在不使用掩模的情况下形成第二透明电极层9和第一透明电极层4时的n型晶体硅基板1的周缘附近的构成的截面图。
在不使用掩模的情况下通过CVD法、溅射法等干法形成上述各层时，形成于n型晶体硅基板1的第二主面上的硅系薄膜7、8和第二透明电极层9由于成膜时的蔓延，也形成在n型晶体硅基板1的侧面和第一主面的周缘上。另外，形成于n型晶体硅基板1的第一主面上的硅系薄膜2、3和第一透明电极层4由于成膜时的蔓延，也形成在硅基板1的侧面和第二主面的周缘。因此，在图3所示的方式中，成为第一透明电极层4与第二透明电极层9短路的状态。
如此，如果以第一透明电极层4与第二透明电极层9短路的状态通过电镀法在第二透明电极层9上形成镀覆金属电极21，则金属也会析出在n型晶体硅基板1的第一主面(受光面)侧的第一透明电极层4上。因此，需要以第一透明电极层4与第二透明电极层9不短路的状态进行镀覆金属电极向n型晶体硅基板1的第二主面侧的形成。
在本发明中，以设有第一透明电极层4和第二透明电极层9均未形成的绝缘区域41的状态通过电镀而形成镀覆金属电极21。为了抑制因泄漏所致的金属的析出，需要在绝缘区域至少形成第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3，形成n型晶体硅基板1不露出的状态。对于异质结太阳能电池的制造，已知有通过以在基板的第一主面的周缘上配置有掩模的状态进行成膜，防止向第一主面的周缘、侧面和第二主面的附着，由此不产生表面和背面的短路的方法；通过蚀刻加工等除去短路部分的方法等。从能够容易地形成这样的绝缘区域的方面考虑，在本发明中，优选在形成第一透明电极层4时使用金属掩模等板状掩模而使其不会产表面和背面的短路。
透明电极层使用氧化锌、氧化铟、氧化锡等导电性金属氧化物或它们的复合金属氧化物。其中，从导电性、光学特性和长期可靠性的观点考虑，优选铟系氧化物，特别优选以氧化铟锡(ITO)为主成分的物质。透明电极层可以为单层，也可以为由多个层构成的层叠结构。从透明性、导电性和减少光反射的观点考虑，第一透明电极层4和第二透明电极层9的膜厚优选10nm～140nm左右。
应予说明，在本说明书中，以特定成分为“主成分”是指其成分的含量多于50重量％，优选70重量％以上，更优选90重量％以上。
(镀覆基底层形成工序)
在本发明中，如图2G所示，优选在镀覆金属电极21的形成之前，在第二透明电极层9上形成镀覆基底电极25。镀覆基底电极25作为形成镀覆金属电极21时的导电性基底层发挥功能。通过在第二透明电极层9的表面形成镀覆基底电极25，能够提高表面的导电性，提高电镀的效率。作为构成镀覆基底电极25的金属材料，可以使用铜、镍、锡、铝、铬、银、金、锌、铅、钯等或它们的合金。
镀覆基底电极25的形成方法没有特别限定。为了有效地由镀覆基底电极25被覆第二透明电极层9的整个表面，优选溅射法、蒸镀法等干法、化学镀法。采用溅射法时，也可以将第二透明电极层9和镀覆基底电极25连续成膜。镀覆基底电极25的膜厚没有特别限定，从生产率的观点考虑，优选200nm以下，更优选100nm以下，进一步优选60nm以下。镀覆基底电极25的膜厚优选镀覆金属电极的膜厚的50％以下，更优选30％以下，进一步优选20％以下。另一方面，从使镀覆基底电极本身具有高导电性的观点考虑，镀覆基底电极25的膜厚优选10nm以上，更优选20nm以上，进一步优选30nm以上。
也可以根据镀覆电极层的形状而将镀覆基底电极形成为图案状。为了有效地形成图案状的基底电极，优选使用油墨、糊料等液态材料，仅形成于必要区域。具体而言，可以使用喷墨法、丝网印刷法等公知技术。从生产率的观点考虑，丝网印刷法适于图案状的镀覆基底电极的形成。在丝网印刷法中，优选采用使用含有粒子状的金属材料的导电性糊料和具有与图案形状对应的开口图案的丝网版来印刷图案的方法。
从成本的观点考虑，图案状的镀覆基底电极的膜厚优选20μm以下，更优选10μm以下。从使图案状的镀覆基底电极的线电阻为期望的范围的观点考虑，膜厚优选0.5μm以上，更优选1μm以上。图案状的镀覆基底电极的线宽优选100μm以下，更优选70μm以下。
(第一绝缘层形成工序)
如图2F所示，优选在第一透明电极层4上形成第一绝缘层10。第一绝缘层10可以使用氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌等材料。这些材料不限定于具有化学计量(stoichiometric)组成的材料，也可以为含有氧缺陷等的材料。从抑制金属离子等的扩散的观点考虑，第一绝缘层10优选具有致密的结构，更优选为非晶。
第一绝缘层10的形成区域并不限定于第一透明电极层4上。第一绝缘层10优选形成在n型晶体硅基板1上的第一主面51上的整个面。通过在第一主面的绝缘区域41上也设置第一绝缘层10，能够抑制镀覆金属材料向绝缘区域41的析出。通过在第一主面的周缘的第二透明电极层9的蔓延部20上也形成第一绝缘层10，能够防止配线部件155与太阳能电池100的周缘的表面接触时的对基板的损伤、短路，提高太阳能电池模块的输出。第一绝缘层10更优选除了形成于n型晶体硅基板1上的第一主面的整个面以外，还形成于侧面和第二主面的周缘。这是因为能够进一步提高保护n型晶体硅基板、硅系薄膜、透明电极层免受镀液的影响、或者免受在长期使用时可产生的金属离子、水等的影响的效果。
第一绝缘层10的膜厚根据绝缘层的材料、形成方法而适当地设定。在太阳能电池的模块化之前除去第一绝缘层10时，从生产率的观点考虑，优选第一绝缘层10的膜厚薄。另一方面，不进行第一绝缘层10的除去时，优选使用光吸收少的透明绝缘层作为第一绝缘层10。此时，通过适当地设定第一绝缘层10的光学特性、膜厚，能够改善光反射特性，增加导入到太阳能电池内部的光量，提高转换效率。为了得到这样的效果，优选第一绝缘层10的折射率低于第一透明电极层4的表面的折射率。
从对第一绝缘层10赋予适当的防反射特性的观点考虑，膜厚优选设定在20nm～250nm的范围内，更优选设定在30nm～100nm的范围内。透明绝缘层的透射率优选为80％以上，进一步优选为90％以上。第一绝缘层10也可以由多层构成。通过以多层构成第一绝缘层，能够减少针孔等缺陷，进一步提高保护效果。
第一绝缘层10的形成方法没有特别限定，为了有效地被覆具有纹理的n型晶体硅基板1上的表面，优选等离子体CVD法、溅射法、蒸镀法。其中，等离子体CVD法由于能够稳定地制作为非晶、与透明电极层的附着强度优异、具有上述优选的膜厚的第一绝缘层，因而特别优选。
[绝缘区域]
图4A～4D是表示晶体硅系太阳能电池的制造过程的镀覆金属电极形成前的基板的周缘附近的成膜状态的示意性截面图。在任一方式中，n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上的绝缘区域41～44均至少形成有第一本征硅系薄膜2，第一透明电极层4和第二透明电极层9均未形成。即，在形成镀覆金属电极21之前为由硅系薄膜覆盖n型晶体硅基板1的第一主面上的整个面、第二主面上的整个面和侧面的状态，且在n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上形成有除去了第一透明电极层4与第二透明电极层9的短路的绝缘区域。
即使在n型晶体硅基板1上形成n型硅系薄膜8，由于导电型均为n型，是相同类型的，因此，抑制镀覆电流的效果均比在n型晶体硅基板1上形成有p型硅系薄膜3的情况小。因此，从抑制镀覆金属向绝缘区域的生成的观点考虑，在本发明中，如图2D所示，在n型晶体硅基板1上设有p型硅系薄膜的第一主面侧设置绝缘区域。
在n型晶体硅基板的第一主面51侧形成绝缘区域时，与在n型晶体硅基板的第二主面侧设置绝缘区域的情况相比，能够抑制经过n型硅系薄膜8、n型晶体硅基板1的第一透明电极层4与第二透明电极层9之间的泄漏电流，因此，能够提供显示更高转换效率的太阳能电池模块。
在图4A中，在n型晶体硅基板1的第一主面侧的整个面和侧面形成有第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3，在n型晶体硅基板1的第二主面侧的整个面和侧面形成有第二本征硅系薄膜7、n型硅系薄膜8和第二透明电极层9。第一透明电极层4形成于第一主面侧的除周缘以外的整个区域，在侧面和第二主面并未形成。如图2D所示，如果以在n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上配置有掩模的状态进行第一透明电极层4的成膜，则不在第一主面的周缘形成第一透明电极层4，也不产生向侧面和第二主面的蔓延。如果在形成硅系薄膜2、3、7、8和第二透明电极层9时不使用掩模地进行成膜，则如图4A所示，在n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上形成第一透明电极层4和第二透明电极层9均未成膜的绝缘区域41。
如果在形成第二透明电极层9时也使用掩模并以在n型晶体硅基板1的第二主面的周缘配置有掩模的状态进行成膜，则如图4B所示，在n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上形成绝缘区域42。此时，与形成第二透明电极层9时不使用掩模的情况相比，回收在绝缘区域41产生的电流时的损耗变大，转换效率降低。
如果在形成p型硅系薄膜时也以在n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上配置有掩模的状态进行成膜，则图4C和图4D所示，在n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上形成有成膜有本征硅系薄膜2且未成膜有透明电极层和导电型硅系薄膜的绝缘区域43、44。然而，在这些方式中，为了防止在n型晶体硅基板1与第一透明电极层4相接时产生的泄漏电流，需形成p型硅系薄膜时的掩模与形成第一透明电极层4时的掩模的对位，工序管理繁琐。另外，如果产生因掩模与n型晶体硅基板1的接触所致的损伤，则可能成为转换效率降低的原因。
因此，从提高太阳能电池的转换效率的观点考虑，特别优选如图4A所示，在n型晶体硅基板的第一主面51侧的整个面和侧面形成有第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3，在n型晶体硅基板的第二主面52侧的整个面和侧面形成有第二本征硅系薄膜7、n型硅系薄膜8和第二透明电极层9。此外，由于在绝缘区域41上形成有本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3，因此，因泄漏所致的不期望的金属析出也得到抑制。
在形成p型硅系薄膜3时不使用掩模，如图4A所示，在n型晶体硅基板的第一主面51侧的整个面和侧面55也形成有p型硅系薄膜3时，能够将第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3连续成膜，因此，能够进一步提高生产效率。
如果在n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上存在形成有硅系薄膜且第一透明电极层4和第二透明电极层9均未成膜的绝缘区域，则在形成镀覆金属电极21时能够抑制不期望的金属析出。特别是，与第二本征硅系薄膜7相比先形成第一本征硅系薄膜2时，因泄漏所致的镀覆金属析出的抑制效果大。
如图4A所示，在形成第二透明电极层9时不使用掩模而在n型晶体硅基板的第二主面52侧的整个面和侧面也形成有第二透明电极层9时，通过构成透明电极层的导电性氧化物来保护硅系薄膜免受镀液的影响。因此，能够抑制由硅的合金化、镀液中的金属成分向n型晶体硅基板1中的扩散等引起的特性降低。
如图4A所示，如果在n型晶体硅基板的侧面55形成有硅系薄膜和第二透明电极层9，则在实际应用太阳能电池时，来自侧面的水分等的侵入得到抑制。另外，由于在形成第二透明电极层9时不需要使用掩模，因此不需要掩模的配置、对位的工序，能够提高太阳能电池的生产效率。此外，由于在n型晶体硅基板的第二主面52的周缘也形成有第二透明电极层9，因此，n型晶体硅基板1的第二主面侧的载流子回收效率提高。
不使用掩模地形成第二透明电极层时，一般第二透明电极层9也蔓延到n型晶体硅基板1的第一主面的周缘上，如图2E和图4A所示，形成有蔓延部20。通过第二透明电极层9的蔓延部20，能够覆盖并保护n型晶体硅基板的第一主面51的周端上和其附近的硅系薄膜。
从保护n型晶体硅基板的第一主面51的周端上和其附近的硅系薄膜的观点考虑，第二透明电极层9的蔓延部20的宽度W2优选5μm以上，更优选10μm以上。另一方面，为了提高基于第一透明电极层4的载流子回收效率，优选n型晶体硅基板1的第一主面侧的第一透明电极层的形成区域大，从防止n型晶体硅基板的第一主面51上的第二透明电极层9的蔓延部20与第一透明电极层4的短路的观点考虑，第二透明电极层9的蔓延部20的宽度W2优选在能够将n型晶体硅基板1的第一主面的周端上可靠地保护的范围内较小。W2优选3mm以下，更优选2mm以下，进一步优选1mm以下。蔓延部的宽度W2和绝缘区域的宽度W1通过太阳能电池表面的光学显微镜观察而求出。
(镀覆金属电极形成工序)
在n型晶体硅基板1上形成硅系薄膜2、3、7、8和透明电极层4、9之后，通过电镀法在第二透明电极层9上形成镀覆金属电极21。镀覆金属电极21的材料只要是可通过电镀形成的金属，就没有特别限定。例如，作为镀覆金属电极21，可以形成铜、镍、锡、铝、铬、银、金、锌、铅、钯等或它们的合金。这些之中，从电镀的析出速度大、导电率高且材料便宜的方面考虑，构成镀覆金属电极的金属优选为以铜或铜为主成分的合金。
镀覆金属电极21的形成通过以在镀液中浸渍阳极、使第二透明电极层9(或形成于其表面的镀覆基底电极25)与镀液接触的状态对阳极与第二透明电极层之间施加电压而进行。以铜为主成分的镀覆金属电极例如由酸性镀铜形成。用于酸性铜镀层的镀液为含有铜离子的镀液，可以使用以硫酸铜、硫酸、水等为主成分的公知组成的镀液。通过在该镀液中流过0.1～20A/dm2左右的电流，能够使铜析出在第二透明电极层9上。镀覆时间根据电极的面积、电流密度、阴极电流效率、设定膜厚等而适当地设定。
镀覆金属电极21可以为多个层的层叠构成。例如，在形成由铜等导电率高的材料构成的第一镀覆层之后，形成化学稳定性比第一镀覆层优异的金属层，由此能够形成低电阻且化学稳定性优异的背面金属电极。
在图1中，在第二透明电极层9上的整个面设有镀覆金属电极21，设置于第二透明电极层上的镀覆金属电极层可以具有图案形状。形成经图案化的镀覆金属电极时，将镀覆基底电极形状形成为图案状，从抑制不期望的镀覆析出、杂质扩散的观点考虑，优选在不包括镀覆基底电极形成区域的第二透明电极层9上形成绝缘层。
也可以通过如下方法形成经图案化的镀覆金属电极，即，以形成于第二透明电极层9的整个表面上的金属材料作为镀覆基底电极，在其上形成具有规定图案的开口的抗蚀层，以埋设该开口的方式形成镀覆金属电极。在该方式中，可以在形成镀覆金属电极之后除去抗蚀层，将在未设有经图案化的镀覆金属电极的区域露出的镀覆基底电极25除去。抗蚀层的开口图案可以通过光刻法或图案印刷法形成。通过使镀覆金属电极为图案状，能够取入从晶体硅太阳能电池的背面侧入射的光，提高太阳能电池模块的输出。
(图案集电极形成工序)
在第一透明电极层4上形成图案集电极11。图案集电极11的形成方法没有特别限制，可以通过镀覆法、喷墨法、丝网等印刷法、导线粘接法等而形成。例如，在丝网印刷法中，优选使用通过丝网印刷来印刷由金属粒子和树脂粘合剂构成的导电糊料的工序。
在镀覆法中，通过在第一透明电极层4上以设有具有与集电极的图案形状对应的开口的第一绝缘层10的状态进行镀覆，能够形成图案镀覆集电极。通过在第一透明电极层4上设置第一绝缘层10，能够在通过镀覆法形成图案镀覆集电极时抑制向第一透明电极层4上的图案镀覆集电极形成区域以外的不期望的镀覆金属材料的析出。因此，可以通过形成第一绝缘层10而实现高转换效率、可靠性。
形成图案镀覆集电极时，优选在第一透明电极层4上形成图案状的种子电极(seedelectrode)(未图示)(图案种子形成工序)，以覆盖第一透明电极层4的方式形成第一绝缘层10。第一绝缘层以在种子电极上的至少一部分具有开口的方式形成，经由该第一绝缘层的开口通过电镀而形成镀覆集电极。例如，如上述专利文献3(WO2013/161127号)等所公开的那样，以形成于图案集电极的种子电极上的第一绝缘层的开口为镀覆的起点使金属析出，由此形成图案集电极11。通过电镀形成图案集电极11时，为了抑制向n型晶体硅基板的侧面、第二主面上的不期望的金属析出，优选以第一透明电极层4与第二透明电极层9不短路的状态(如上形成有绝缘区域的状态)进行电镀。
图案集电极11向n型晶体硅基板1的第一主面上的形成可以在镀覆金属电极21向n型晶体硅基板1的第二主面上形成的前后任一者进行。通过电镀形成图案镀覆集电极时，也可以在形成镀覆金属电极21的同时进行图案集电极11的形成。例如，通过以第一透明电极层4与第二透明电极层9不短路的状态对n型晶体硅基板1的第一主面侧和n型晶体硅基板1的第二主面侧分别供电，能够同时形成镀覆金属电极21和图案集电极11。根据该方法，能够减少基于镀覆的电极层的形成工序数，能够提高生产率。
(配线部件连接工序)
晶体硅系太阳能电池在供于实际应用时被模块化。图8是表示一实施方式的太阳能电池模块的示意性截面图。通常，太阳能电池模块如图8所示，多个太阳能电池100介由配线部件155进行电连接。在这样的连接有多个太阳能电池的太阳能电池模块的制作中，制作多个太阳能电池100介由配线部件155彼此连接的太阳能电池串。
将多个太阳能电池串联连接时，设置于1个太阳能电池的受光面的图案集电极11和与其邻接的设置于太阳能电池的背面的镀覆金属电极21介由配线部件155进行电连接。在构成太阳能电池串的两端的太阳能电池100连接用于与外部电路电连接的配线部件150。太阳能电池的电极和配线部件介由适当的粘接剂(未图示)等进行连接。
配线部件是用于将太阳能电池间或者外部电路与太阳能电池进行连接的导电性的板状部件，具有弯曲性。作为配线部件的材料，一般使用铜。铜等的芯材的表面可以由被覆材料被覆。从容易与太阳能电池的电极接合的观点考虑，作为配线部件的被覆材料，广泛使用焊锡。作为被覆材料，可以使用银、锡、镍等金属。如果使用银作为被覆材料，则能够提高配线部件的反射率。如果使用镍作为被覆材料，则能够降低配线部件的反射率，提高太阳能电池模块的设计性。作为配线部件，可以使用在上表面(光入射面)155a具有高度5μm～100μm左右的凹凸结构的板状部件。通过配线部件在上表面具有凹凸结构，能够使配线部件表面的反射光扩散，使反射光高效地再次入射到太阳能电池，因此，能够提高模块性能。
如果光电转换部的硅系薄膜、硅基板在n型晶体硅基板的周端附近露出，则容易因与配线部件的接触而产生机械损伤。在异质结太阳能电池中，如果硅系薄膜产生机械损伤，则失去硅基板表面的钝化功能，有时转换特性大幅降低。
另一方面，在本发明中，如图9所示，在第一主面的周端，由第二透明电极层9的蔓延部20保护硅系薄膜的表面，因此，能够防止因与配线部件155的接触所致的对硅系薄膜的机械损伤。此外，通过减小第二透明电极层9的蔓延部20的厚度，电阻变高，不易产生泄漏电流。此外，如果以覆盖n型晶体硅基板1的周缘的方式形成第一绝缘层10，则即使配线部件155在第二透明电极层9的蔓延部20上与第一绝缘层10相接，也不产生泄漏电流。因此，能够提供高效的晶体硅系太阳能电池模块。
n型晶体硅基板的第一主面51侧的图案集电极11与配线部件155的下表面155b接合，与此相对，n型晶体硅基板1的第二主面侧的电极与配线部件的上表面155a接合。使用在上表面155a具有凹凸结构的配线部件时，n型晶体硅基板1的第二主面52侧容易受到因与配线部件的凹凸结构的凸部接触所致的机械损伤。如果在n型晶体硅基板1的第二主面侧存在绝缘区域41，则存在如下问题：因配线部件155的凹凸结构的凸部与绝缘区域的接触而容易产生对硅系薄膜的机械损伤，模块转换特性降低。
在本发明的太阳能电池模块的制造方法中，由于在n型晶体硅基板1的第二主面的整个面形成第二透明电极层，因此，即使使用在上表面155a具有凹凸结构的配线部件的情况下，也不易产生对n型晶体硅基板1的第二主面侧的硅系薄膜的机械损伤。因此，能够有效地再利用配线部件表面的反射散射光，并且由配线部件155的连接引起的机械损伤少，因此，得到转换特性高的太阳能电池模块。
太阳能电池100介由密封材料120夹持于保护材料131、132而形成太阳能电池模块。例如，通过在太阳能电池100的受光面侧和背面侧分别介由密封材料配置保护材料131、132而制成层叠体后，以规定条件加热层叠体，从而使密封材料120固化，进行密封。然后可以通过安装Al框(未图示)等来制作太阳能电池模块。
作为受光面侧保护材料131，使用具有透光性和隔水性的玻璃、透光性塑料等。作为背面侧保护材料132，使用PET等的树脂膜、利用树脂模夹持铝等金属箔的层叠膜等。密封材料120在表面和背面的保护材料131、132之间将太阳能电池100密封。作为密封材料，可以使用EVA、EEA、PVB、硅、氨酯、丙烯酸、环氧等透光性的树脂。
如上所述，通过密封太阳能电池，能够抑制来自外部的水分等向太阳能电池内部的侵入，提高太阳能电池模块的长期可靠性。应予说明，在太阳能电池100的受光面侧和背面侧介由密封材料120密合层叠有保护材料131、132，与此相对，太阳能电池的侧面仅由密封材料保护。因此，在太阳能电池模块中，存在来自外部的水分等容易从侧面与太阳能电池接触的趋势。本发明的太阳能电池在n型晶体硅基板1的侧面也形成有硅系薄膜，因此，抑制水分等从太阳能电池的侧面向晶体硅基板内部的侵入。特别是，如图8所示，如果在太阳能电池的侧面也形成有镀覆金属电极21，则能够进一步抑制来自侧面的水分等的侵入，因此，能够进一步提高太阳能电池模块的长期可靠性。
[因电镀所致的金属的析出]
如上所述，在镀覆金属电极形成工序中，有时镀覆金属在绝缘区域41析出。以下，参照关于比较例的图5A～E对通过电镀在n型晶体硅基板1的第二主面上形成镀覆金属电极21时的因泄漏所致的镀覆金属的析出进行说明。
作为除去第一透明电极层4与第二透明电极层9的泄漏的方法，有利用激光照射将基板的周缘割断除去的方法。此时，如图5A所示，绝缘区域91成为n型晶体硅基板1的侧面露出的状态。另外，利用激光照射除去透明电极层4而形成绝缘区域时，难以仅除去透明电极层4。因此，如图5B所示，槽到达硅基板1，在绝缘区域92中，成为n型晶体硅基板1露出的状态。
如此，如果以n型晶体硅基板1露出的状态对第二透明电极层9通电而实施电镀，则也从第二透明电极层9介由n型硅系薄膜8向n型晶体硅基板1供给电子(流过镀覆电流)，因此，镀覆金属从作为n型晶体硅基板1的露出部的绝缘区域91、92析出。这样的不期望的金属析出成为产生新的短路或泄漏路径、使太阳能电池的填充因子(曲线因子)或开路端电压降低的原因。另外，如果金属在n型晶体硅基板1的第一主面上析出，则产生因金属所致的遮光，从受光面(n型晶体硅基板1的第一主面)侧向n型晶体硅基板1取入的光的量减少，成为使太阳能电池的电流密度降低的原因。
以在n型晶体硅基板的第一主面51的周缘上配置有掩模的状态进行硅系薄膜2、3和透明电极层4的成膜，以在n型晶体硅基板的第二主面52的周缘上配置有掩模的状态进行硅系薄膜7、8和透明电极层9的成膜时，如图5C所示，在n型晶体硅基板的侧面55、第一主面51的周缘上和n型晶体硅基板的第二主面52的周缘上形成n型晶体硅基板1露出的绝缘区域93、94、95。以在n型晶体硅基板的第一主面51侧的周缘配置有掩模的状态进行硅系薄膜2、3和透明电极层4的成膜，在n型晶体硅基板的第二主面52侧的硅系薄膜7、8和透明电极层9的成膜中不使用掩模时，如图5D所示，在n型晶体硅基板的第一主面的周缘上形成n型晶体硅基板露出的绝缘区域96。在这些形态中，如果也对第二透明电极层9通电而实施电镀，则产生绝缘区域中的金属的析出、镀液中的金属离子向硅基板内的扩散。
在n型晶体硅基板的第一主面51侧的硅系薄膜2、3和第一透明电极层4的成膜以及n型晶体硅基板的第二主面52侧的硅系薄膜7、8的成膜中不使用掩模，以在n型晶体硅基板的第二主面52的周缘配置有掩模的状态进行第二透明电极层9的成膜时，如图5E所示，在n型晶体硅基板的第二主面52的周缘形成成膜有第二本征硅系薄膜7和n型硅系薄膜8且未成膜有第二透明电极层9的绝缘区域97。
如此，如果以仅在n型晶体硅基板的第二主面52侧具有绝缘区域、在n型晶体硅基板的第一主面51侧不存在绝缘区域的状态对第二透明电极层9通电而实施电镀，则也从第二透明电极层9介由n型硅系薄膜8向绝缘区域97和第一透明电极层4供给电子，镀覆金属析出。另外，如果进行镀覆金属向绝缘区域97上的析出，则第二透明电极层9和第一透明电极层4介由析出金属而导通，产生表面和背面的透明电极层的短路。
如图4A所示，在绝缘区域41中，在n型晶体硅基板的第一主面51的周缘上形成有硅系薄膜2、3，n型晶体硅基板1与p型硅系薄膜3的pn结形成了电场屏障。因此，即使对第二透明电极层9通电而实施电镀，只要在n型晶体硅基板1的表面没有露出区域，就几乎不会产生因泄漏所致的绝缘区域上的金属的析出。
但是，如果在硅系薄膜存在针孔等，则屏障形成局部变得不充分，因此，在镀覆电极形成工序中镀覆金属材料析出。因此，如图4A所示，即使在第一主面的周缘设置绝缘区域41时，实际上也难以完全抑制镀覆金属材料的析出，如图2H所示，有时在绝缘区域41上形成镀覆金属区域34。
[镀覆金属区域的形状]
在电镀法中，由于金属一般各向同性地析出，因此，形成在绝缘区域上的镀覆金属区域的形状为如图7A所示以镀覆析出的起点为中心的俯视大致圆形。根据图7B中示意性地示出的截面形状可以理解，镀覆金属区域34的宽度为厚度dA的2倍(2×dA)。镀覆金属区域的宽度通过显微镜观察等而求出。如果镀覆金属区域的形状为圆形，则镀覆金属区域的宽度由直径求出。镀覆金属区域的形状为非圆形时，将绝缘区域41的宽度方向的最大的横断线长度作为镀覆金属区域的宽度。
镀覆析出的起点的密度低时，镀覆金属区域34在绝缘区域41上以孤立的岛状区域的形式存在。岛状的镀覆金属区域34对n型晶体硅基板1的膜厚方向和膜厚方向的垂直方向(也称为水平方向)的导电没有贡献。
另一方面，如果镀覆析出的起点的密度高，则相互邻接的镀覆金属区域彼此接触，如图7C所示成为一体化的形状，因此，产生水平方向的导电。如果镀覆金属区域234成为横断绝缘区域41的形状，则第一透明电极层4与第二透明电极层9短路，导致太阳能电池特性降低。
因此，在绝缘区域41形成有镀覆金属区域34时，其形状优选为岛状。为了防止因岛状的镀覆金属区域34横断绝缘区域41所致的第一透明电极层4与第二透明电极层9的短路，绝缘区域41的宽度W1优选大于镀覆金属区域34的宽度。即，优选满足2dA＜W1的关系。从更可靠地防止产生第一透明电极层4与第二透明电极层9的短路的观点考虑，更优选满足3dA＜W1的关系，进一步优选满足4dA＜W1的关系。
图9是密封后的太阳能电池模块中的n型晶体硅基板的第一主面51的周端附近的示意性截面图。在配线部件连接工序中，配线部件155连接在图案集电极11上，也配置在绝缘区域41上。在绝缘区域41上形成有镀覆金属区域34时，镀覆金属区域34与第二透明电极层9电连接。由于配线部件155与图案集电极11和第一透明电极层4电连接，因此，如果镀覆金属区域34与配线部件155相接，则产生第一透明电极层4与第二透明电极层9的短路。为了抑制这样的短路，需要即使在镀覆金属电极形成工序中形成镀覆金属区域34的情况下，也使其厚度dA小于图案集电极的厚度d1而将配线部件155与镀覆金属区域34分离。即，只要以满足dA＜d1的关系的方式形成镀覆金属区域34即可。从更可靠地防止短路的观点考虑，更优选满足dA＜0.8×d1，进一步优选满足dA＜0.6×d1。
在镀覆金属电极形成工序中，由于n型晶体硅基板1的露出区域的电位与第二透明电极层大致相同，因此，镀覆金属区域34的厚度dA与镀覆金属电极21的厚度d2大体相同。因此，为了满足dA＜d1的关系，只要使图案集电极11的厚度d1大于镀覆金属电极的膜厚d2即可。由于镀覆金属区域的厚度dA与镀覆金属电极21的膜厚d2大体相同，因此，为了更可靠地防止短路，更优选满足d2＜0.8×d1，更优选满足d2＜0.6×d1。
图案集电极11的厚度d1、镀覆金属电极21的膜厚d2和镀覆金属区域的厚度dA通过截面的扫描式电子显微镜观察而求出。图案集电极11的厚度d1、镀覆金属电极21的膜厚d2和镀覆金属区域的厚度dA以n型晶体硅基板的表面为基准，按高度最高的点而求出。求出镀覆金属区域的厚度时，如果硅系薄膜2、3的膜厚充分小于镀覆金属区域34的厚度，则可以忽略硅系薄膜的膜厚。使用具有纹理的n型晶体硅基板时，n型晶体硅基板的表面的基准为纹理的谷部。
[硅系薄膜的成膜顺序]
如上所述，形成于绝缘区域的镀覆金属区域有时成为遮光损耗、短路的原因，因此，在制造高效的晶体硅系太阳能电池模块方面抑制镀覆金属区域的生成成为重要的要素。如上所述，在本发明中，通过与第二本征硅系薄膜7的成膜相比，先进行第一本征硅系薄膜2的成膜，能够减少镀覆金属电极形成工序中的镀覆金属区域向绝缘区域的生成。
如图4A所示，如果在绝缘区域41形成硅系薄膜，则几乎不产生因泄漏所致的绝缘区域上的金属的析出。另一方面，如图6B所示，在绝缘区域41存在n型晶体硅基板1的露出区域33时，在镀覆金属电极形成工序中n型晶体硅基板1的露出区域33与镀液相接。该状态下，如图6B的箭头所示流过镀覆电流时，镀覆金属材料在n型晶体硅基板1的露出区域33析出，形成镀覆金属区域34。如果作为镀覆析出的起点的露出区域的密度变高，则如图7C所示，邻接的镀覆金属区域彼此接触而形成面积大的镀覆金属区域234，有可能产生第一透明电极层4与第二透明电极层9的短路。
为了抑制镀覆金属区域的产生，需要减少作为形成n型晶体硅基板1的露出区域的原因的异物向n型晶体硅基板的第一主面51的附着。这是因为如果异物附着在n型晶体硅基板的第一主面51上，则遮挡在异物附近的成膜，产生未形成有硅系薄膜的区域。
一般而言，硅系薄膜通过将n型晶体硅基板设置在托盘上而成膜。硅系薄膜在n型晶体硅基板的第二主面52成膜时，由于n型晶体硅基板的第一主面51与托盘相接，因此，附着在托盘上的异物附着(转印)于n型晶体硅基板的第一主面51。
这些异物31的大小也有时达到几μm～几十μm。在通过转印而附着有托盘上的异物的n型晶体硅基板的第一主面51形成本征硅系薄膜2、p型硅系薄膜3和第一绝缘层10时，由于这些薄膜的膜厚远小于异物，因此，难以以完全覆盖异物31的方式成膜。另外，因异物31而阻挡各层的成膜。因此，在异物31的附近形成有在n型晶体硅基板的第一主面51上均未形成第一本征硅系薄膜2、p型硅系薄膜3、第一绝缘层10的n型晶体硅基板的露出区域33(图6B)。
在第二本征硅系薄膜7的成膜之前形成第一本征硅系薄膜2膜时，直到第一本征硅系薄膜2的成膜为止，不经过n型晶体硅基板的第一主面51与托盘接触的工序。因此，在第一本征硅系薄膜2向n型晶体硅基板的第一主面51上成膜时，不受托盘上的异物的影响，能够利用第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3将n型晶体硅基板的第一主面51上完全覆盖。在形成p型硅系薄膜3之后，即使异物31等附着于p型硅系薄膜3的表面，也如图6A所示，第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3处于比异物31更靠n型晶体硅基板1侧，第一本征硅系薄膜2和p型硅系薄膜3成为电流屏障，因此，在异物31附近也能够抑制镀覆金属区域34的析出。
本发明中，首先，在n型晶体硅基板1的第一主面51上的整个区域和侧面形成第一本征硅系薄膜2。从抑制镀覆电流向n型晶体硅基板1的露出区域的供给的观点考虑，优选与第一本征硅系薄膜连续地形成p型硅系薄膜。这是因此，通过连续地形成，异物附着的可能性降低。
除了在成膜装置内的异物附着以外，在装卸晶片时也存在异物附着于托盘的可能性，但托盘上的异物31在硅系薄膜的成膜中附着于绝缘区域41的可能性比附着于n型晶体硅基板的第一主面51的可能性低。因此，如果在第二本征硅系薄膜7的成膜之前形成第一本征硅系薄膜2，则能够减少在绝缘区域中镀覆金属区域34接近而生成的可能性，能够如图7A和图7B所示形成岛状的镀覆金属区域34。
另外，n型硅系薄膜8向n型晶体硅基板1的第一主面侧的蔓延的宽度比第二透明电极层9的蔓延的宽度大时，在比n型硅系薄膜8先形成p型硅系薄膜3的情况下，如图10A所示，在绝缘区域41形成n型晶体硅基板1/p型硅系薄膜3/n型硅系薄膜8的层叠结构。另一方面，在比p型硅系薄膜3先形成n型硅系薄膜8的情况下，如图10B所示，在绝缘区域241形成n型晶体硅基板1/n型硅系薄膜8/p型硅系薄膜3的层叠结构。
对于基于pn结的电流的阻挡特性，由n型晶体硅基板1/p型硅系薄膜3构成的层叠结构显示比由n型硅系薄膜/p型硅系薄膜3构成的层叠结构优异的特性。比p型硅系薄膜3先形成n型硅系薄膜8时，有时镀覆金属在绝缘区域析出。因此，从抑制向硅系薄膜的蔓延部处的绝缘区域的镀覆析出的观点考虑，也优选比n型硅系薄膜8先形成p型硅系薄膜3。
符号说明
1.n型晶体硅基板
2、7.本征硅系薄膜
3.p型硅系薄膜
8.n型硅系薄膜
4、9.透明电极层
10.第一绝缘层
20.蔓延部
21.镀覆金属电极
25.镀覆基底电极
31.异物
33.露出区域
34.镀覆金属区域
11.图案集电极
41.绝缘区域
51.n型晶体硅基板的第一主面
52.n型晶体硅基板的第二主面
100.太阳能电池
120.密封材料
131、132.保护材料
150、155.配线部件
200.太阳能电池模块

Claims (15)

1.一种晶体硅系太阳能电池的制造方法，所述晶体硅系太阳能电池具备：具有第一主面和第二主面的n型晶体硅基板，依次形成于所述n型晶体硅基板的第一主面上的第一本征硅系薄膜、p型硅系薄膜、第一透明电极层和图案集电极，依次形成于所述n型晶体硅基板的第二主面上的第二本征硅系薄膜、n型硅系薄膜、第二透明电极层和镀覆金属电极；在所述n型晶体硅基板的第一主面的周缘上具有除去了第一透明电极层与第二透明电极层的短路的绝缘区域，
所述晶体硅系太阳能电池的制造方法具有如下工序：
第一本征硅系薄膜形成工序，在所述n型晶体硅基板的第一主面上和侧面上形成第一本征硅系薄膜，
p型硅系薄膜形成工序，在所述第一本征硅系薄膜上形成p型硅系薄膜，
第一透明电极层形成工序，在所述n型晶体硅基板的第一主面侧的除周缘以外的整个区域上形成第一透明电极层，
第二本征硅系薄膜形成工序，在所述n型晶体硅基板的第二主面上和侧面上形成第二本征硅系薄膜，
n型硅系薄膜形成工序，在所述第二本征硅系薄膜上形成n型硅系薄膜，
第二透明电极层形成工序，在所述n型晶体硅基板的第二主面侧的整个面和侧面形成第二透明电极层，
图案集电极形成工序，在所述第一透明电极层上形成图案集电极，以及
镀覆金属电极形成工序，以在所述n型晶体硅基板的第一主面的周缘上具有所述绝缘区域的状态，通过电镀法在所述第二透明电极层上形成镀覆金属电极；
在所述第一本征硅系薄膜形成工序之后，实施所述第二本征硅系薄膜形成工序，
所述图案集电极的厚度d1大于所述镀覆金属电极的膜厚d2。
2.根据权利要求1所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述p型硅系薄膜形成工序之后，实施所述n型硅系薄膜形成工序。
3.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述第一透明电极层形成工序中，通过以在所述n型晶体硅基板的第一主面的周缘上配置有掩模的状态进行成膜，从而在所述n型晶体硅基板的第一主面侧的除周缘以外的整个区域形成所述第一透明电极层。
4.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述第二透明电极层形成工序中，通过在不使用掩模的情况下进行成膜，从而在所述n型晶体硅基板的第二主面上的整个面和侧面形成所述第二透明电极层。
5.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述p型硅系薄膜形成工序中，通过在不使用掩模的情况下进行成膜，从而在所述n型晶体硅基板的第一主面上的整个面和侧面形成所述p型硅系薄膜，
在所述n型硅系薄膜形成工序中，通过在不使用掩模的情况下进行成膜，从而在所述n型晶体硅基板的第二主面上的整个面和侧面形成所述n型硅系薄膜。
6.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述第二透明电极层形成工序之后且所述镀覆金属电极形成工序之前，进一步具有在所述第二透明电极层上形成镀覆基底电极的镀覆基底电极形成工序，
在所述镀覆金属电极形成工序中，在所述镀覆基底电极上形成所述镀覆金属电极。
7.根据权利要求6所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述镀覆金属电极形成工序中，通过对所述镀覆基底电极供电而形成所述镀覆金属电极。
8.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述图案集电极形成工序中，通过电镀形成图案状的镀覆集电极。
9.根据权利要求8所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，与所述镀覆金属电极形成工序同时实施所述图案集电极形成工序。
10.根据权利要求8所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述图案集电极形成工序之前依次实施在所述第一透明电极层上形成图案状的种子电极的图案种子形成工序以及形成覆盖所述第一透明电极层的第一绝缘层的第一绝缘层形成工序，
第一绝缘层以在所述种子电极上的至少一部分具有开口部的方式形成，
在所述图案集电极形成工序中，经由所述种子电极上的第一绝缘层的开口通过电镀形成所述镀覆集电极。
11.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在第一透明电极层形成工序之后且所述图案集电极形成工序之前，进一步具有在所述第一透明电极层上形成第一绝缘层的第一绝缘层形成工序。
12.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述第一本征硅系薄膜形成工序和第二本征硅系薄膜形成工序之前，进一步具有在n型晶体硅基板的表面形成纹理且所述纹理的表面被清洁化的纹理形成工序。
13.根据权利要求12所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述纹理形成工序中，使用臭氧水实施具有所述纹理的n型晶体硅基板的清洁化。
14.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池的制造方法，其中，在所述镀覆金属电极形成工序中，在所述绝缘区域岛状地形成由镀覆金属电极材料构成的镀覆金属区域，
所述镀覆金属区域的厚度dA小于所述图案集电极的厚度d1，
所述绝缘区域的宽度W1大于2dA。
15.一种晶体硅系太阳能电池模块的制造方法，通过权利要求1～14中任一项所述的方法来制造太阳能电池，
进一步具有在所述图案集电极上连接配线部件的配线部件连接工序，
在所述配线部件连接工序中，所述配线部件配置在所述绝缘区域上且所述配线部件以与所述镀覆金属区域分离的方式配置。
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