JP2010080578A - Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor - Google Patents

Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2010080578A
JP2010080578A JP2008245421A JP2008245421A JP2010080578A JP 2010080578 A JP2010080578 A JP 2010080578A JP 2008245421 A JP2008245421 A JP 2008245421A JP 2008245421 A JP2008245421 A JP 2008245421A JP 2010080578 A JP2010080578 A JP 2010080578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
hole
semiconductor substrate
photoelectric conversion
conversion element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008245421A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiro Takaba
芳朗 高場
Tsutomu Yamazaki
努 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2008245421A priority Critical patent/JP2010080578A/en
Publication of JP2010080578A publication Critical patent/JP2010080578A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/02245—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for metallisation wrap-through [MWT] type solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion element which prevents deterioration in power generation efficiency. <P>SOLUTION: A solar battery cell (photoelectric conversion element) 1 is equipped with a silicon substrate 10 formed with a through hole 10a; an electrode 21 provided on the light receiving surface of the silicon substrate 10; a through-hole electrode 22 provided inside the through hole 10a; and a rear-face electrode 23 provided on the rear face of the silicon substrate 10. The through-hole electrode 22 is formed of a silver paste 22c, containing an insulation material that prevents direct electrical connection of the through-hole electrode 22 to the silicon substrate 10; while the rear-face electrode 23 is formed of a silver paste 23c, containing an insulation material for preventing direct electrical connection of the rear-face electrode 23 to the silicon substrate 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、光電変換素子およびその製造方法に関し、特に、貫通孔が形成された半導体基板を備えた光電変換素子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion element and a method for manufacturing the photoelectric conversion element, and more particularly to a photoelectric conversion element including a semiconductor substrate having a through hole and a method for manufacturing the photoelectric conversion element.

太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する光電変換素子、いわゆる太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギー源としての期待が急激に高まっている。太陽電池は、化合物半導体または有機材料を用いたものなど、様々な種類があるが、単結晶シリコンを用いたものが、現在、主流となっている。また、単結晶シリコン以外に、多結晶シリコンや非結晶シリコンなどもよく用いられている。   In recent years, photoelectric conversion elements that directly convert solar energy into electrical energy, so-called solar cells, have been rapidly expected as next-generation energy sources, particularly from the viewpoint of global environmental problems. There are various types of solar cells, such as those using compound semiconductors or organic materials, but those using single crystal silicon are currently mainstream. In addition to single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and the like are often used.

図７は、従来の一例による太陽電池セルの構造を示した断面図である。従来の一例による太陽電池セル１０１は、図７に示すように、ｐ型のシリコン基板１１０と、シリコン基板１１０の受光面上に設けられた絶縁膜１２０および受光面電極１２１と、シリコン基板１１０の裏面上に設けられた裏面電極１２２およびアルミニウム電極１２３とを備えている。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional solar battery cell. As shown in FIG. 7, a solar cell 101 according to a conventional example includes a p-type silicon substrate 110, an insulating film 120 and a light receiving surface electrode 121 provided on the light receiving surface of the silicon substrate 110, and a silicon substrate 110. A back electrode 122 and an aluminum electrode 123 provided on the back surface are provided.

ｐ型のシリコン基板１１０には、ｐ型不純物領域１１１と、シリコン基板１１０の受光面側の部分に設けられたｎ+型不純物領域１１２と、シリコン基板１１０の裏面側の部分の所定領域に設けられたｐ+型不純物領域１１３とが形成されている。そして、ｐ型不純物領域１１１とｎ+型不純物領域１１２とによって、ｐｎ接合が形成されている。 The p-type silicon substrate 110 is provided with a p-type impurity region 111, an n + -type impurity region 112 provided on the light receiving surface side portion of the silicon substrate 110, and a predetermined region on the back surface side portion of the silicon substrate 110. Thus formed p + -type impurity region 113 is formed. The p-type impurity region 111 and the n + -type impurity region 112 form a pn junction.

受光面電極１２１は、銀などにより形成されている。また、受光面電極１２１は、インターコネクタ（図示せず）に接続されるバスバー電極と、バスバー電極から延びるフィンガー電極（図示せず）とによって構成されている。   The light receiving surface electrode 121 is formed of silver or the like. The light-receiving surface electrode 121 includes a bus bar electrode connected to an interconnector (not shown) and finger electrodes (not shown) extending from the bus bar electrode.

裏面電極１２２は、銀などにより形成されている。また、裏面電極１２２は、インターコネクタ（図示せず）に接続するように形成されている。   The back electrode 122 is made of silver or the like. The back electrode 122 is formed so as to be connected to an interconnector (not shown).

しかしながら、太陽電池セル１０１のような構造では、シリコン基板１１０の受光面上に設けられた受光面電極１２１（バスバー電極およびフィンガー電極）によって、太陽からの光が遮られ、シリコン基板１１０に入射する光の量が減少する。このため、太陽電池セル１０１の発電効率が低下するという不都合がある。また、受光面電極１２１の下部においてキャリアの再結合損失が発生するので、太陽電池セル１０１の発電効率がより低下するという不都合がある。したがって、太陽電池セル１０１の発電効率が低下するのを抑制するためには、受光面電極１２１の面積を、できる限り小さくする必要がある。   However, in a structure such as the solar battery cell 101, light from the sun is blocked by the light receiving surface electrode 121 (bus bar electrode and finger electrode) provided on the light receiving surface of the silicon substrate 110 and is incident on the silicon substrate 110. The amount of light decreases. For this reason, there exists a problem that the electric power generation efficiency of the photovoltaic cell 101 falls. In addition, since a carrier recombination loss occurs below the light-receiving surface electrode 121, there is a disadvantage that the power generation efficiency of the solar battery cell 101 is further reduced. Therefore, in order to suppress the power generation efficiency of the solar battery cell 101 from decreasing, it is necessary to make the area of the light receiving surface electrode 121 as small as possible.

そこで、受光面電極の面積を小さくするために、ＭＷＴ（Ｍｅｔａｌ Ｗｒａｐ Ｔｈｒｏｕｇｈ）構造を有する太陽電池セルが提案されている。   Therefore, in order to reduce the area of the light receiving surface electrode, a solar battery cell having an MWT (Metal Wrap Through) structure has been proposed.

図８は、ＭＷＴ構造を有する従来の太陽電池セルの構造を示した断面図である。ＭＷＴ構造を有する従来の太陽電池セル２０１は、図８に示すように、貫通孔２１０ａが設けられたｐ型のシリコン基板２１０と、シリコン基板２１０の受光面上に設けられた絶縁膜２２０および受光面電極２２１と、シリコン基板２１０の貫通孔２１０ａに埋め込まれた貫通孔電極２２２と、シリコン基板２１０の裏面上に設けられた裏面電極２２３およびアルミニウム電極２２４とを備えている。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional solar cell having an MWT structure. As shown in FIG. 8, a conventional solar cell 201 having an MWT structure includes a p-type silicon substrate 210 provided with a through hole 210a, an insulating film 220 provided on the light receiving surface of the silicon substrate 210, and a light receiving function. A surface electrode 221, a through-hole electrode 222 embedded in the through-hole 210 a of the silicon substrate 210, and a back electrode 223 and an aluminum electrode 224 provided on the back surface of the silicon substrate 210 are provided.

ｐ型のシリコン基板２１０には、ｐ型不純物領域２１１と、シリコン基板２１０の受光面側の部分に設けられたｎ+型不純物領域２１２と、シリコン基板２１０の裏面側の部分の所定領域に設けられたｎ+型不純物領域２１３およびｐ+型不純物領域２１４と、貫通孔２１０ａの内面部分に設けられたｎ+型不純物領域２１５とが形成されている。そして、ｐ型不純物領域２１１とｎ+型不純物領域２１２とによって、ｐｎ接合が形成されている。 The p-type silicon substrate 210 is provided with a p-type impurity region 211, an n + -type impurity region 212 provided on the light receiving surface side portion of the silicon substrate 210, and a predetermined region on the back surface side portion of the silicon substrate 210. N + -type impurity region 213 and p + -type impurity region 214 thus formed, and n + -type impurity region 215 provided in the inner surface portion of through-hole 210a are formed. The p-type impurity region 211 and the n + -type impurity region 212 form a pn junction.

ｎ+型不純物領域２１２は、受光面電極２２１に電気的に接続されている。 The n + -type impurity region 212 is electrically connected to the light receiving surface electrode 221.

ｎ+型不純物領域２１３は、シリコン基板２１０の裏面側の貫通孔２１０ａの周囲で、かつ、アルミニウム電極２２４の後述する開口部２２４ａの内側に設けられている。 The n + -type impurity region 213 is provided around the through hole 210 a on the back surface side of the silicon substrate 210 and inside an opening 224 a described later of the aluminum electrode 224.

ｎ+型不純物領域２１５は、ｎ+型不純物領域２１２とｎ+型不純物領域２１３とを接続し、シリコン基板２１０の厚み方向に延びるように形成されている。 N + -type impurity region 215 is formed to connect n + -type impurity region 212 and n + -type impurity region 213 and extend in the thickness direction of silicon substrate 210.

絶縁膜２２０は、シリコン基板２１０（ｎ+型不純物領域２１２）の受光面上の受光面電極２２１が形成されていない領域に設けられている。 The insulating film 220 is provided in a region where the light receiving surface electrode 221 is not formed on the light receiving surface of the silicon substrate 210 (n + -type impurity region 212).

受光面電極２２１は、貫通孔２１０ａの上側（シリコン基板２１０の受光面側）を覆うように配置されている。また、受光面電極２２１は、ｎ+型不純物領域２１２の所定領域上に配置されており、ｎ+型不純物領域２１２に電気的に接続されている。 The light receiving surface electrode 221 is disposed so as to cover the upper side of the through hole 210a (the light receiving surface side of the silicon substrate 210). Further, the light-receiving surface electrode 221 is disposed on a predetermined region of the n + -type impurity regions 212 are electrically connected to the n + -type impurity regions 212.

貫通孔電極２２２は、受光面電極２２１に電気的に接続されている。   The through hole electrode 222 is electrically connected to the light receiving surface electrode 221.

裏面電極２２３は、貫通孔２１０ａの下側（シリコン基板２１０の裏面側）を覆うように配置されており、貫通孔電極２２２に電気的に接続されている。すなわち、受光面電極２２１は、貫通孔電極２２２を介して、裏面電極２２３に電気的に接続されている。また、裏面電極２２３は、インターコネクタ（図示せず）に接続されている。   The back electrode 223 is disposed so as to cover the lower side of the through hole 210 a (the back side of the silicon substrate 210), and is electrically connected to the through hole electrode 222. That is, the light receiving surface electrode 221 is electrically connected to the back surface electrode 223 through the through-hole electrode 222. The back electrode 223 is connected to an interconnector (not shown).

また、受光面電極２２１は、ＰｂＯなどからなるガラスフリットを約５ｗｔ％含有する導電性ペーストを焼成（熱処理）することにより形成されている。   The light receiving surface electrode 221 is formed by baking (heat treatment) a conductive paste containing about 5 wt% of glass frit made of PbO or the like.

具体的には、受光面電極２２１を形成する場合、シリコン基板２１０の受光面上の全面に絶縁膜２２０が形成された状態で、絶縁膜２２０上の所定領域にガラスフリットを含有する導電性ペーストを配置する。そして、導電性ペーストを、焼成することにより絶縁膜２２０を貫通させることによって、受光面電極２２１を、ｎ+型不純物領域２１２に電気的に接続するように形成する。 Specifically, when forming the light receiving surface electrode 221, a conductive paste containing glass frit in a predetermined region on the insulating film 220 with the insulating film 220 formed on the entire light receiving surface of the silicon substrate 210. Place. Then, the light-receiving surface electrode 221 is formed so as to be electrically connected to the n + -type impurity region 212 by passing through the insulating film 220 by baking a conductive paste.

また、貫通孔電極２２２および裏面電極２２３も、受光面電極２２１と同様、ＰｂＯなどからなるガラスフリットを約５ｗｔ％含有する導電性ペーストを焼成（熱処理）することにより形成されている。   Similarly to the light-receiving surface electrode 221, the through-hole electrode 222 and the back surface electrode 223 are formed by baking (heat treatment) a conductive paste containing about 5 wt% of glass frit made of PbO or the like.

また、アルミニウム電極２２４は、アルミニウムペースト（導電性ペースト）を焼成することにより形成されている。また、アルミニウム電極２２４は、ｐ+型不純物領域２１４の裏面上に配置されており、ｐ+型不純物領域２１４に電気的に接続されている。また、アルミニウム電極２２４は、裏面電極２２３とは逆極性になっている。 The aluminum electrode 224 is formed by baking an aluminum paste (conductive paste). Further, the aluminum electrode 224, p + are arranged on the rear surface of the impurity region 214, is electrically connected to the p + -type impurity regions 214. The aluminum electrode 224 has a polarity opposite to that of the back electrode 223.

また、アルミニウム電極２２４には、貫通孔２１０ａの周囲に位置する領域に、開口部２２４ａが形成されている。この開口部２２４ａ内に位置するシリコン基板２１０の裏面には、裏面電極２２３およびｎ+型不純物領域２１２などとアルミニウム電極２２４とを絶縁するために、分離溝２１０ｂが形成されている。 The aluminum electrode 224 has an opening 224a in a region located around the through hole 210a. A separation groove 210b is formed on the back surface of the silicon substrate 210 located in the opening 224a in order to insulate the back electrode 223, the n + -type impurity region 212, and the like from the aluminum electrode 224.

図８に示したＭＷＴ構造を有する従来の太陽電池セル２０１では、受光面電極２２１を、貫通孔電極２２２を介して裏面電極２２３に電気的に接続することによって、ｐ型不純物領域２１１で生成されｎ+型不純物領域２１２に収電されたキャリアを、受光面電極２２１、貫通孔電極２２２および裏面電極２２３を介して、シリコン基板２１０の裏面側から取り出すことが可能である。これにより、受光面電極２２１の面積を小さくすることが可能である。 In the conventional solar cell 201 having the MWT structure shown in FIG. 8, the light receiving surface electrode 221 is electrically connected to the back surface electrode 223 through the through-hole electrode 222, thereby being generated in the p-type impurity region 211. Carriers collected in the n + -type impurity region 212 can be taken out from the back side of the silicon substrate 210 through the light receiving surface electrode 221, the through-hole electrode 222, and the back electrode 223. Thereby, the area of the light-receiving surface electrode 221 can be reduced.

このようなＭＷＴ構造を有する太陽電池セルは、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２００８−３４６０９号公報 A solar battery cell having such an MWT structure is disclosed in Patent Document 1, for example.
JP 2008-34609 A

図８に示したＭＷＴ構造を有する従来の太陽電池セル２０１では、上記のように、受光面電極２２１をｎ+型不純物領域２１２に電気的に接続するために、受光面電極２２１は、ＰｂＯなどからなるガラスフリットを含有する導電性ペーストを用いて形成されている。そして、貫通孔電極２２２および裏面電極２２３も、受光面電極２２１と同様、ＰｂＯなどからなるガラスフリットを含有する導電性ペーストを用いて形成されている。 In the conventional solar battery cell 201 having the MWT structure shown in FIG. 8, in order to electrically connect the light receiving surface electrode 221 to the n + -type impurity region 212 as described above, the light receiving surface electrode 221 is made of PbO or the like. It is formed using a conductive paste containing glass frit made of The through-hole electrode 222 and the back electrode 223 are also formed using a conductive paste containing glass frit made of PbO or the like, similar to the light receiving surface electrode 221.

しかしながら、貫通孔電極２２２および裏面電極２２３を、ＰｂＯなどからなるガラスフリットを含有する導電性ペーストを用いて形成する場合、導電性ペーストに含まれるガラスフリットが、ｎ+型不純物領域２１５やｎ+型不純物領域２１３を貫通する場合がある。この場合、貫通孔電極２２２とｐ型不純物領域２１１との間や、裏面電極２２３とｐ型不純物領域２１１との間でリークが発生し、太陽電池セル２０１の曲線因子ＦＦ（Ｆｉｌｌ Ｆａｃｔｏｒ）が低下する。これにより、太陽電池セル２０１の発電効率が低下するという問題点がある。 However, when the through-hole electrode 222 and the back surface electrode 223 are formed using a conductive paste containing glass frit made of PbO or the like, the glass frit contained in the conductive paste becomes n + type impurity region 215 or n + The type impurity region 213 may be penetrated. In this case, leakage occurs between the through-hole electrode 222 and the p-type impurity region 211, or between the back electrode 223 and the p-type impurity region 211, and the fill factor (FF) of the solar battery cell 201 decreases. To do. Thereby, there exists a problem that the electric power generation efficiency of the photovoltaic cell 201 falls.

また、貫通孔電極２２２を形成する際に、貫通孔２１０ａの内面部分に形成されたｎ+型不純物領域２１５にストレスが生じ、ｎ+型不純物領域２１５に割れが発生する場合がある。この場合、貫通孔電極２２２とｐ型不純物領域２１１との間でリークが発生し、太陽電池セル２０１の曲線因子ＦＦが低下する。これによっても、太陽電池セル２０１の発電効率が低下するという問題点がある。 Further, when the through-hole electrode 222 is formed, stress may occur in the n + -type impurity region 215 formed in the inner surface portion of the through-hole 210a, and the n + -type impurity region 215 may be cracked. In this case, a leak occurs between the through-hole electrode 222 and the p-type impurity region 211, and the fill factor FF of the solar battery cell 201 decreases. This also has a problem that the power generation efficiency of the solar battery cell 201 is lowered.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、発電効率が低下するのを抑制することが可能な光電変換素子およびその製造方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element capable of suppressing a decrease in power generation efficiency and a method for manufacturing the photoelectric conversion element. It is.

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による光電変換素子は、第１導電型の第１不純物層を含むとともに、貫通孔が形成された半導体基板と、半導体基板の受光面に設けられ、第１不純物層に接する第２導電型の第２不純物層と、半導体基板の貫通孔の内面に設けられ、第１不純物層に接する第２導電型の第３不純物層と、第２不純物層の第１不純物層とは反対側の面上に設けられ、第２不純物層に電気的に接続された受光面電極と、貫通孔の内部に設けられ、受光面電極に電気的に接続された貫通孔電極と、半導体基板の裏面側に設けられ、貫通孔電極に電気的に接続された裏面電極とを備え、貫通孔電極は、貫通孔電極が半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有する第１電極材料により形成されており、裏面電極は、裏面電極が半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有する第２電極材料により形成されている。   In order to achieve the above object, a photoelectric conversion element according to a first aspect of the present invention includes a first impurity layer of a first conductivity type, a semiconductor substrate having a through hole, and a light receiving surface of the semiconductor substrate. A second impurity layer of a second conductivity type provided in contact with the first impurity layer, a third impurity layer of a second conductivity type provided in an inner surface of the through hole of the semiconductor substrate and in contact with the first impurity layer; A light receiving surface electrode provided on a surface of the impurity layer opposite to the first impurity layer and electrically connected to the second impurity layer, and provided inside the through hole and electrically connected to the light receiving surface electrode The through-hole electrode is provided on the back side of the semiconductor substrate and is electrically connected to the through-hole electrode. The through-hole electrode is not electrically connected directly to the semiconductor substrate. Formed of a first electrode material containing an insulating material for And the back surface electrode is the back surface electrode is formed by the second electrode material containing an insulating material to avoid connecting electrically directly to the semiconductor substrate.

この第１の局面による光電変換素子では、上記のように、貫通孔電極を、貫通孔電極が半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有する第１電極材料により形成し、裏面電極を、裏面電極が半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有する第２電極材料により形成することによって、絶縁材料により、貫通孔電極および裏面電極が半導体基板に電気的に直接接続されるのを抑制することができる。これにより、貫通孔電極および裏面電極を形成する際に第１電極材料および第２電極材料が第２不純物層を貫通するしないにかかわらず、貫通孔電極と半導体基板の第１不純物層との間や、裏面電極と半導体基板の第１不純物層との間でリークが発生するのを抑制することができる。その結果、光電変換素子の曲線因子ＦＦが低下するのを抑制することができるので、光電変換素子の発電効率が低下するのを抑制することができる。   In the photoelectric conversion element according to the first aspect, as described above, the through-hole electrode is formed of the first electrode material containing an insulating material for preventing the through-hole electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate. Then, the back electrode is formed of the second electrode material containing an insulating material for preventing the back electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate, so that the through hole electrode and the back electrode are made of semiconductor by the insulating material. It is possible to suppress electrical connection directly to the substrate. Thereby, when forming the through-hole electrode and the back electrode, the first electrode material and the second electrode material do not penetrate the second impurity layer, but between the through-hole electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate. In addition, it is possible to suppress the occurrence of leakage between the back electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate. As a result, it is possible to suppress a decrease in the fill factor FF of the photoelectric conversion element, and thus it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency of the photoelectric conversion element.

また、第１の局面による光電変換素子では、上記のように、貫通孔電極が半導体基板に電気的に直接接続されるのを抑制することができるので、貫通孔電極を形成する際に、第３不純物層にストレスが生じ、第３不純物層に割れが発生した場合にも、貫通孔電極と半導体基板の第１不純物層との間でリークが発生するのを抑制することができる。これにより、光電変換素子の曲線因子ＦＦが低下するのをより抑制することができるので、光電変換素子の発電効率が低下するのをより抑制することができる。   In the photoelectric conversion element according to the first aspect, as described above, since the through-hole electrode can be prevented from being directly electrically connected to the semiconductor substrate, when the through-hole electrode is formed, Even when stress is generated in the three impurity layers and cracking occurs in the third impurity layer, it is possible to suppress the occurrence of leakage between the through-hole electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate. Thereby, since it can suppress more that the fill factor FF of a photoelectric conversion element falls, it can suppress more that the electric power generation efficiency of a photoelectric conversion element falls.

上記第１の局面による光電変換素子において、好ましくは、貫通孔電極および裏面電極の両方は、導電層と、導電層および半導体基板の間に配置されるとともに、絶縁材料により形成された絶縁層とを含んでいる。このように構成すれば、絶縁層により、導電層が半導体基板に接触するのを抑制することができるので、導電層が半導体基板に電気的に直接接続されるのを、容易に抑制することができる。すなわち、貫通孔電極および裏面電極が半導体基板に電気的に直接接続されるのを、容易に抑制することができる。これにより、貫通孔電極と半導体基板の第１不純物層との間や、裏面電極と半導体基板の第１不純物層との間でリークが発生するのを、容易に抑制することができる。その結果、光電変換素子の曲線因子ＦＦが低下するのを、容易に抑制することができるので、光電変換素子の発電効率が低下するのを、容易に抑制することができる。   In the photoelectric conversion element according to the first aspect, preferably, both the through-hole electrode and the back electrode are disposed between the conductive layer and the conductive layer and the semiconductor substrate, and the insulating layer is formed of an insulating material. Is included. If comprised in this way, since it can suppress that a conductive layer contacts a semiconductor substrate by an insulating layer, it can suppress easily that a conductive layer is electrically connected to a semiconductor substrate directly. it can. That is, it is possible to easily suppress the through-hole electrode and the back electrode from being directly directly connected to the semiconductor substrate. Thereby, it is possible to easily suppress the occurrence of leakage between the through-hole electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate or between the back electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate. As a result, since it can suppress easily that the fill factor FF of a photoelectric conversion element falls, it can suppress easily that the electric power generation efficiency of a photoelectric conversion element falls.

上記貫通孔電極および裏面電極の両方が導電層と絶縁層とを含む光電変換素子において、好ましくは、絶縁層は、第１電極材料および第２電極材料を熱処理した際に、絶縁材料が第１電極材料および第２電極材料の表面部分に移動することにより形成されている。このように構成すれば、絶縁層を、導電層および半導体基板の間に、容易に配置することができる。   In the photoelectric conversion element in which both the through-hole electrode and the back electrode include a conductive layer and an insulating layer, preferably, the insulating layer has a first insulating material when the first electrode material and the second electrode material are heat-treated. It is formed by moving to the surface portion of the electrode material and the second electrode material. If comprised in this way, an insulating layer can be easily arrange | positioned between a conductive layer and a semiconductor substrate.

上記貫通孔電極および裏面電極の両方が導電層と絶縁層とを含む光電変換素子において、好ましくは、絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5を含有している。このように構成すれば、容易に絶縁層を形成することができるとともに、絶縁層に十分な絶縁性を持たせることができる。 In the photoelectric conversion element in which both the through-hole electrode and the back electrode include a conductive layer and an insulating layer, preferably, the insulating material contains P 2 O 5 . If comprised in this way, while being able to form an insulating layer easily, an insulating layer can be given sufficient insulation.

上記絶縁材料がＰ2Ｏ5を含有している光電変換素子において、第１電極材料および第２電極材料に含まれる絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5を含有するガラスフリットであってもよい。 In the photoelectric conversion element in which the insulating material contains a P 2 O 5, an insulating material contained in the first electrode material and the second electrode material may be a glass frit containing P 2 O 5.

上記絶縁材料がＰ2Ｏ5を含有している光電変換素子において、好ましくは、第１電極材料および第２電極材料の両方は、導電材料と絶縁材料とを含有し、絶縁材料は、導電材料１００重量部に対して、１〜１０重量部含有されている。このように、絶縁材料を、導電材料１００重量部に対して、１重量部以上含有させることによって、絶縁層により、導電層が半導体基板に電気的に直接接続されるのを、十分に抑制することができる。また、絶縁材料を、導電材料１００重量部に対して、１０重量部以下だけ含有させることによって、貫通孔電極および裏面電極の抵抗値が大きくなるのを抑制することができる。 In the photoelectric conversion element in which the insulating material contains P 2 O 5 , preferably, both the first electrode material and the second electrode material include a conductive material and an insulating material, and the insulating material is a conductive material. 1 to 10 parts by weight is contained with respect to 100 parts by weight. In this way, by containing 1 part by weight or more of the insulating material with respect to 100 parts by weight of the conductive material, the insulating layer sufficiently suppresses the conductive layer from being directly connected to the semiconductor substrate. be able to. Moreover, it can suppress that the resistance value of a through-hole electrode and a back surface electrode becomes large by containing an insulating material only 10 weight part or less with respect to 100 weight part of electrically-conductive materials.

この発明の第２の局面による光電変換素子の製造方法は、第１導電型の第１不純物層を含む半導体基板に、貫通孔を形成する工程と、第１不純物層に接するように、半導体基板の受光面に第２導電型の第２不純物層を設ける工程と、第１不純物層に接するように、半導体基板の貫通孔の内面に第２導電型の第３不純物層を設ける工程と、第２不純物層に電気的に接続するように、第２不純物層の第１不純物層とは反対側の面上に受光面電極を設ける工程と、貫通孔の内部に第１電極材料を配置する工程と、第１電極材料を熱処理することにより、受光面電極に電気的に接続するとともに、半導体基板に電気的に直接接続しないように、貫通孔の内部に貫通孔電極を設ける工程と、半導体基板の裏面側に第２電極材料を配置する工程と、第２電極材料を熱処理することにより、貫通孔電極に電気的に接続するとともに、半導体基板に電気的に直接接続しないように、半導体基板の裏面側に裏面電極を設ける工程とを備え、第１電極材料は、貫通孔電極が半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有し、第２電極材料は、裏面電極が半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a photoelectric conversion element comprising: a step of forming a through hole in a semiconductor substrate including a first impurity layer of a first conductivity type; and a semiconductor substrate so as to be in contact with the first impurity layer. A step of providing a second impurity layer of the second conductivity type on the light receiving surface, a step of providing a third impurity layer of the second conductivity type on the inner surface of the through hole of the semiconductor substrate so as to be in contact with the first impurity layer, A step of providing a light-receiving surface electrode on a surface of the second impurity layer opposite to the first impurity layer so as to be electrically connected to the two impurity layers, and a step of disposing a first electrode material inside the through hole And a step of providing a through-hole electrode inside the through-hole so as to be electrically connected to the light-receiving surface electrode and not directly connected to the semiconductor substrate by heat-treating the first electrode material; Arranging the second electrode material on the back side of the A step of providing a back electrode on the back side of the semiconductor substrate so as to be electrically connected to the through-hole electrode and not electrically connected to the semiconductor substrate by heat-treating the material, and the first electrode material comprises: And an insulating material for preventing the through-hole electrode from being electrically connected directly to the semiconductor substrate, and the second electrode material is an insulating material for preventing the back electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate. Containing.

この第２の局面による光電変換素子の製造方法では、上記のように、第１電極材料は、貫通孔電極が半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有し、第２電極材料は、裏面電極が半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有する。これにより、絶縁材料により、貫通孔電極および裏面電極が半導体基板に電気的に直接接続されるのを抑制することができる。このため、貫通孔電極および裏面電極を形成する際に第１電極材料および第２電極材料が第２不純物層を貫通するしないにかかわらず、貫通孔電極と半導体基板の第１不純物層との間や、裏面電極と半導体基板の第１不純物層との間でリークが発生するのを抑制することができる。その結果、光電変換素子の曲線因子ＦＦが低下するのを抑制することができるので、光電変換素子の発電効率が低下するのを抑制することができる。   In the method of manufacturing a photoelectric conversion element according to the second aspect, as described above, the first electrode material contains an insulating material for preventing the through-hole electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate. The two-electrode material contains an insulating material for preventing the back electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate. Thereby, it can suppress that a through-hole electrode and a back surface electrode are electrically connected directly to a semiconductor substrate with an insulating material. Therefore, when the through-hole electrode and the back electrode are formed, the first electrode material and the second electrode material do not penetrate the second impurity layer, and the gap between the through-hole electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate is not limited. In addition, it is possible to suppress the occurrence of leakage between the back electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate. As a result, it is possible to suppress a decrease in the fill factor FF of the photoelectric conversion element, and thus it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency of the photoelectric conversion element.

また、第２の局面による光電変換素子の製造方法では、上記のように、貫通孔電極が半導体基板に電気的に直接接続されるのを抑制することができるので、貫通孔電極を形成する際に、第３不純物層にストレスが生じ、第３不純物層に割れが発生した場合にも、貫通孔電極と半導体基板の第１不純物層との間でリークが発生するのを抑制することができる。これにより、光電変換素子の曲線因子ＦＦが低下するのをより抑制することができるので、光電変換素子の発電効率が低下するのをより抑制することができる。   In the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the second aspect, as described above, since the through-hole electrode can be suppressed from being directly connected to the semiconductor substrate, the through-hole electrode is formed. In addition, even when stress is generated in the third impurity layer and cracking occurs in the third impurity layer, it is possible to suppress the occurrence of leakage between the through-hole electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate. . Thereby, since it can suppress more that the fill factor FF of a photoelectric conversion element falls, it can suppress more that the electric power generation efficiency of a photoelectric conversion element falls.

上記第２の局面による光電変換素子の製造方法において、好ましくは、貫通孔電極および裏面電極の両方は、導電層と、導電層および半導体基板の間に配置されるとともに、絶縁材料により形成された絶縁層とを含むように設けられる。このように構成すれば、絶縁層により、導電層が半導体基板に接触するのを抑制することができるので、導電層が半導体基板に電気的に直接接続されるのを、容易に抑制することができる。すなわち、貫通孔電極および裏面電極が半導体基板に電気的に直接接続されるのを、容易に抑制することができる。これにより、貫通孔電極と半導体基板の第１不純物層との間や、裏面電極と半導体基板の第１不純物層との間でリークが発生するのを、容易に抑制することができる。その結果、光電変換素子の曲線因子ＦＦが低下するのを、容易に抑制することができるので、光電変換素子の発電効率が低下するのを、容易に抑制することができる。   In the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the second aspect, preferably, both the through-hole electrode and the back electrode are disposed between the conductive layer, the conductive layer, and the semiconductor substrate, and are formed of an insulating material. And an insulating layer. If comprised in this way, since it can suppress that a conductive layer contacts a semiconductor substrate by an insulating layer, it can suppress easily that a conductive layer is electrically connected to a semiconductor substrate directly. it can. That is, it is possible to easily suppress the through-hole electrode and the back electrode from being directly directly connected to the semiconductor substrate. Thereby, it is possible to easily suppress the occurrence of leakage between the through-hole electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate or between the back electrode and the first impurity layer of the semiconductor substrate. As a result, since it can suppress easily that the fill factor FF of a photoelectric conversion element falls, it can suppress easily that the electric power generation efficiency of a photoelectric conversion element falls.

上記貫通孔電極および裏面電極の両方が導電層と絶縁層とを含む光電変換素子の製造方法において、好ましくは、絶縁層は、第１電極材料および第２電極材料を熱処理した際に、絶縁材料が第１電極材料および第２電極材料の表面部分に移動することにより形成される。このように構成すれば、絶縁層を、導電層および半導体基板の間に、容易に配置することができる。   In the method of manufacturing a photoelectric conversion element in which both the through-hole electrode and the back electrode include a conductive layer and an insulating layer, preferably, the insulating layer is an insulating material when the first electrode material and the second electrode material are heat-treated. Is formed by moving to the surface portions of the first electrode material and the second electrode material. If comprised in this way, an insulating layer can be easily arrange | positioned between a conductive layer and a semiconductor substrate.

上記貫通孔電極および裏面電極の両方が導電層と絶縁層とを含む光電変換素子の製造方法において、好ましくは、絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5を含有している。このように構成すれば、容易に絶縁層を形成することができるとともに、絶縁層に十分な絶縁性を持たせることができる。 In the method of manufacturing a photoelectric conversion element in which both the through-hole electrode and the back electrode include a conductive layer and an insulating layer, preferably, the insulating material contains P 2 O 5 . If comprised in this way, while being able to form an insulating layer easily, an insulating layer can be given sufficient insulation.

上記絶縁材料がＰ2Ｏ5を含有している光電変換素子の製造方法において、第１電極材料および第２電極材料に含まれる絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5を含有するガラスフリットであってもよい。 In the manufacturing method of a photoelectric conversion element in which the insulating material contains a P 2 O 5, an insulating material contained in the first electrode material and the second electrode material may be a glass frit containing P 2 O 5 Good.

上記絶縁材料がＰ2Ｏ5を含有している光電変換素子の製造方法において、好ましくは、第１電極材料および第２電極材料の両方は、導電材料と絶縁材料とを含有し、絶縁材料は、導電材料１００重量部に対して、１〜１０重量部含有されている。このように、絶縁材料を、導電材料１００重量部に対して、１重量部以上含有させることによって、絶縁層により、導電層が半導体基板に電気的に直接接続されるのを、十分に抑制することができる。また、絶縁材料を、導電材料１００重量部に対して、１０重量部以下だけ含有させることによって、貫通孔電極および裏面電極の抵抗値が大きくなるのを抑制することができる。 In the method for manufacturing a photoelectric conversion element in which the insulating material contains P 2 O 5 , preferably, both the first electrode material and the second electrode material contain a conductive material and an insulating material, and the insulating material is 1 to 10 parts by weight is contained with respect to 100 parts by weight of the conductive material. In this way, by containing 1 part by weight or more of the insulating material with respect to 100 parts by weight of the conductive material, the insulating layer sufficiently suppresses the conductive layer from being directly connected to the semiconductor substrate. be able to. Moreover, it can suppress that the resistance value of a through-hole electrode and a back surface electrode becomes large by containing an insulating material only 10 weight part or less with respect to 100 weight part of electrically-conductive materials.

上記第２の局面による光電変換素子の製造方法において、好ましくは、受光面電極を設ける工程に先立って、第２不純物層の第１不純物層とは反対側の面上に、絶縁膜を設ける工程をさらに備え、受光面電極を設ける工程は、絶縁膜の第２不純物層とは反対側の面上の所定領域に、第３電極材料を配置する工程と、第３電極材料を、熱処理することにより絶縁膜を貫通させ、第２不純物層に電気的に接続するように受光面電極を設ける工程とを含む。このように構成すれば、第３電極材料を用いて、容易に、受光面電極を形成することができる。   In the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the second aspect, preferably, prior to the step of providing the light-receiving surface electrode, a step of providing an insulating film on the surface of the second impurity layer opposite to the first impurity layer. The step of providing the light receiving surface electrode further includes the step of disposing the third electrode material in a predetermined region on the surface of the insulating film opposite to the second impurity layer, and heat-treating the third electrode material. And a step of providing a light receiving surface electrode so as to penetrate the insulating film and to be electrically connected to the second impurity layer. If comprised in this way, a light-receiving surface electrode can be easily formed using a 3rd electrode material.

以上のように、本発明によれば、発電効率が低下するのを抑制することが可能な光電変換素子およびその製造方法を容易に得ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to easily obtain a photoelectric conversion element capable of suppressing a decrease in power generation efficiency and a method for manufacturing the photoelectric conversion element.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態による太陽電池セルの構造を示した断面図である。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるＭＷＴ構造を有する太陽電池セル１の構造について説明する。なお、太陽電池セル１は、本発明の「光電変換素子」の一例である。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a solar battery cell according to an embodiment of the present invention. First, with reference to FIG. 1, the structure of the photovoltaic cell 1 which has the MWT structure by one Embodiment of this invention is demonstrated. The solar battery cell 1 is an example of the “photoelectric conversion element” in the present invention.

本発明の一実施形態による太陽電池セル１は、図１に示すように、複数の貫通孔１０ａが設けられたｐ型のシリコン基板１０と、シリコン基板１０の受光面上に設けられた反射防止膜２０および受光面電極２１と、シリコン基板１０の貫通孔１０ａに埋め込まれた貫通孔電極２２と、シリコン基板１０の裏面上に設けられた裏面電極２３およびアルミニウム電極２４と、アルミニウム電極２４の裏面上の所定領域に設けられた銀電極２５とを備えている。なお、シリコン基板１０は、本発明の「半導体基板」の一例であり、反射防止膜２０は、本発明の「絶縁膜」の一例である。また、ｐ型（ｐ+型）は、本発明の「第１導電型」の一例であり、ｎ型（ｎ+型）は、本発明の「第２導電型」の一例である。 As shown in FIG. 1, a solar battery cell 1 according to an embodiment of the present invention includes a p-type silicon substrate 10 provided with a plurality of through holes 10 a and an antireflection coating provided on a light receiving surface of the silicon substrate 10. Film 20 and light-receiving surface electrode 21, through-hole electrode 22 embedded in through-hole 10a of silicon substrate 10, back-surface electrode 23 and aluminum electrode 24 provided on the back surface of silicon substrate 10, and back surface of aluminum electrode 24 And a silver electrode 25 provided in a predetermined region above. The silicon substrate 10 is an example of the “semiconductor substrate” in the present invention, and the antireflection film 20 is an example of the “insulating film” in the present invention. The p-type (p + type) is an example of the “first conductivity type” in the present invention, and the n-type (n + type) is an example of the “second conductivity type” in the present invention.

シリコン基板１０は、単結晶シリコンにより形成されていることが最も好ましいが、多結晶シリコンや非結晶シリコンにより形成されていてもよい。   The silicon substrate 10 is most preferably formed of single crystal silicon, but may be formed of polycrystalline silicon or amorphous silicon.

また、シリコン基板１０の貫通孔１０ａは、平面的に見て円形状であるとともに、例えば、約０．３ｍｍの内径を有する。また、貫通孔１０ａは、例えば、単位面積（１ｍｍ2）当りに、数個〜数百個形成されている。 The through hole 10a of the silicon substrate 10 has a circular shape when seen in a plan view, and has an inner diameter of about 0.3 mm, for example. Further, for example, several to several hundreds of through holes 10a are formed per unit area (1 mm 2 ).

また、シリコン基板１０の受光面には、凹凸構造（テクスチャ構造）（図示せず）が形成されている。これにより、太陽からの光がシリコン基板１０の表面（受光面）で反射するのを抑制することが可能である。なお、シリコン基板１０の受光面に、凹凸構造が形成されていなくてもよい。   In addition, an uneven structure (texture structure) (not shown) is formed on the light receiving surface of the silicon substrate 10. Thereby, it is possible to suppress reflection of light from the sun on the surface (light receiving surface) of the silicon substrate 10. In addition, the uneven structure may not be formed on the light receiving surface of the silicon substrate 10.

また、ｐ型のシリコン基板１０には、ｐ型不純物領域１１と、シリコン基板１０の受光面側の部分に設けられたｎ+型不純物領域１２と、シリコン基板１０の裏面側の部分の所定領域に設けられたｎ+型不純物領域１３およびｐ+型不純物領域１４と、貫通孔１０ａの内面部分に設けられたｎ+型不純物領域１５とが形成されている。そして、ｐ型不純物領域１１とｎ+型不純物領域１２とによって、ｐｎ接合が形成されている。なお、ｐ型不純物領域１１は、本発明の「第１不純物層」の一例であり、ｎ+型不純物領域１２は、本発明の「第２不純物層」の一例である。また、ｎ+型不純物領域１５は、本発明の「第３不純物層」の一例である。 The p-type silicon substrate 10 includes a p-type impurity region 11, an n + -type impurity region 12 provided on the light receiving surface side portion of the silicon substrate 10, and a predetermined region on the back surface side portion of the silicon substrate 10. N + -type impurity regions 13 and p + -type impurity regions 14 provided in the n-type region and n + -type impurity regions 15 provided in the inner surface portion of the through hole 10a are formed. The p-type impurity region 11 and the n + -type impurity region 12 form a pn junction. The p-type impurity region 11 is an example of the “first impurity layer” in the present invention, and the n + -type impurity region 12 is an example of the “second impurity layer” in the present invention. The n + -type impurity region 15 is an example of the “third impurity layer” in the present invention.

ｎ+型不純物領域１２、１３および１５は、ｐ型不純物領域１１に接している。 N + -type impurity regions 12, 13 and 15 are in contact with p-type impurity region 11.

また、ｎ+型不純物領域１２は、受光面電極２１に電気的に接続されている。 Further, the n + -type impurity region 12 is electrically connected to the light receiving surface electrode 21.

また、ｎ+型不純物領域１３は、シリコン基板１０の裏面側の貫通孔１０ａの周囲で、かつ、アルミニウム電極２４の後述する開口部２４ａの内側に設けられている。 The n + -type impurity region 13 is provided around the through hole 10 a on the back surface side of the silicon substrate 10 and inside an opening 24 a described later of the aluminum electrode 24.

また、ｎ+型不純物領域１５は、貫通孔１０ａの周囲を覆うように設けられている。また、ｎ+型不純物領域１５は、ｎ+型不純物領域１２とｎ+型不純物領域１３とを接続し、シリコン基板１０の厚み方向に延びるように形成されている。 The n + -type impurity region 15 is provided so as to cover the periphery of the through hole 10a. The n + -type impurity region 15 is formed so as to connect the n + -type impurity region 12 and the n + -type impurity region 13 and extend in the thickness direction of the silicon substrate 10.

反射防止膜２０は、例えば窒化シリコン膜からなり、光の表面反射を抑制する機能と、絶縁性とを有する。また、反射防止膜２０は、シリコン基板１０（ｎ+型不純物領域１２）の受光面上の受光面電極２１が形成されていない領域に設けられている。 The antireflection film 20 is made of, for example, a silicon nitride film, and has a function of suppressing surface reflection of light and an insulating property. The antireflection film 20 is provided in a region where the light receiving surface electrode 21 is not formed on the light receiving surface of the silicon substrate 10 (n + -type impurity region 12).

受光面電極２１は、シリコン基板１０の受光面（ｎ+型不純物領域１２のｐ型不純物領域１１とは反対側の面）上の所定領域に配置されており、ｎ+型不純物領域１２に電気的に接続されている。 Light-receiving surface electrode 21, (the p-type impurity region 11 of the n + -type impurity region 12 surface opposite) the light receiving surface of the silicon substrate 10 is disposed at a predetermined region on, electricity n + -type impurity region 12 Connected.

受光面電極２１は、貫通孔１０ａの上側（シリコン基板１０の受光面側）を覆うように配置されている。   The light receiving surface electrode 21 is disposed so as to cover the upper side of the through hole 10a (the light receiving surface side of the silicon substrate 10).

また、受光面電極２１は、銀粉末（銀粒子）およびガラスフリットなどを含有している。このガラスフリットは、ＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＺｎＯなどにより形成されている。すなわち、受光面電極２１は、ガラスフリットを含有する銀ペースト（導電性ペースト）を焼成（熱処理）することにより形成されている。 The light-receiving surface electrode 21 contains silver powder (silver particles), glass frit, and the like. This glass frit is made of PbO, Bi 2 O 3 , B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3, ZnO, or the like. That is, the light receiving surface electrode 21 is formed by firing (heat treatment) a silver paste (conductive paste) containing glass frit.

貫通孔電極２２は、受光面電極２１に電気的に接続されている。   The through hole electrode 22 is electrically connected to the light receiving surface electrode 21.

ここで、本実施形態では、貫通孔電極２２は、導電層２２ａと、導電層２２ａおよびシリコン基板１０（ｎ+型不純物領域１２、１３、１５）の間に配置された絶縁層２２ｂとを含んでいる。 Here, in the present embodiment, the through-hole electrode 22 includes a conductive layer 22a, and an insulating layer 22b disposed between the conductive layer 22a and the silicon substrate 10 (n + -type impurity regions 12, 13, 15). It is out.

この導電層２２ａは、半導体基板１０の厚み方向に延びるように形成されている。また、絶縁層２２ｂは、半導体基板１０の厚み方向に延びるとともに、貫通孔１０ａの内面上に形成されている。   The conductive layer 22 a is formed so as to extend in the thickness direction of the semiconductor substrate 10. The insulating layer 22b extends in the thickness direction of the semiconductor substrate 10 and is formed on the inner surface of the through hole 10a.

また、導電層２２ａ（貫通孔電極２２）は、受光面電極２２に電気的に接続されている。また、導電層２２ａ（貫通孔電極２２）は、シリコン基板１０には電気的に直接接続されていない。   Further, the conductive layer 22 a (through hole electrode 22) is electrically connected to the light receiving surface electrode 22. Further, the conductive layer 22a (through-hole electrode 22) is not electrically connected directly to the silicon substrate 10.

また、本実施形態では、貫通孔電極２２は、銀ペースト（導電性ペースト）を焼成することによって形成されている。この銀ペーストは、後述するように、銀粉末（銀粒子）と、貫通孔電極２２がシリコン基板１０に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料とを含有している。   In the present embodiment, the through-hole electrode 22 is formed by baking a silver paste (conductive paste). As will be described later, this silver paste contains silver powder (silver particles) and an insulating material for preventing the through-hole electrode 22 from being directly electrically connected to the silicon substrate 10.

そして、導電層２２ａは、銀粉末により形成されており、絶縁層２２ｂは、絶縁材料により形成されている。   The conductive layer 22a is made of silver powder, and the insulating layer 22b is made of an insulating material.

裏面電極２３は、シリコン基板１０の裏面上（ｎ+型不純物領域１３のｐ型不純物領域１１とは反対側の面上）の所定領域に配置されている。また、裏面電極２３は、貫通孔１０ａの下側（シリコン基板１０の裏面側）を覆うように配置されている。 The back electrode 23 is arranged in a predetermined region on the back surface of the silicon substrate 10 (on the surface of the n + -type impurity region 13 opposite to the p-type impurity region 11). Moreover, the back surface electrode 23 is arrange | positioned so that the lower side (back surface side of the silicon substrate 10) of the through-hole 10a may be covered.

また、裏面電極２３は、平面的に見て、例えば、約０．６ｍｍ〜約０．７ｍｍの直径を有する円形状に形成されているとともに、貫通孔１０ａおよび貫通孔電極２２と同心円状に形成されている。   Further, the back surface electrode 23 is formed in a circular shape having a diameter of, for example, about 0.6 mm to about 0.7 mm in a plan view, and concentrically with the through hole 10 a and the through hole electrode 22. Has been.

また、本実施形態では、裏面電極２３は、導電層２３ａと、導電層２３ａおよびシリコン基板１０（ｎ+型不純物領域１３）の間に配置された絶縁層２３ｂとを含んでいる。そして、導電層２３ａが貫通孔電極２２の導電層２２ａに電気的に接続されている。すなわち、受光面電極２１は、貫通孔電極２２の導電層２２ａを介して、裏面電極２３の導電層２３ａに電気的に接続されている。これにより、ｐ型不純物領域１１で生成されｎ+型不純物領域１２に収電されたキャリアを、受光面電極２１、貫通孔電極２２および裏面電極２３を介して、シリコン基板１０の裏面側から取り出すことが可能である。その結果、受光面電極２１の面積を小さくすることが可能である。 In the present embodiment, the back electrode 23 includes a conductive layer 23a and an insulating layer 23b disposed between the conductive layer 23a and the silicon substrate 10 (n + -type impurity region 13). The conductive layer 23 a is electrically connected to the conductive layer 22 a of the through-hole electrode 22. That is, the light receiving surface electrode 21 is electrically connected to the conductive layer 23 a of the back electrode 23 through the conductive layer 22 a of the through-hole electrode 22. Thereby, the carriers generated in the p-type impurity region 11 and collected in the n + -type impurity region 12 are taken out from the back surface side of the silicon substrate 10 through the light receiving surface electrode 21, the through-hole electrode 22 and the back electrode 23. It is possible. As a result, the area of the light receiving surface electrode 21 can be reduced.

また、本実施形態では、導電層２３ａおよびシリコン基板１０の間に絶縁層２３ｂが配置されているので、導電層２３ａ（裏面電極２３）は、シリコン基板１０に電気的に直接接続されていない。   In this embodiment, since the insulating layer 23b is disposed between the conductive layer 23a and the silicon substrate 10, the conductive layer 23a (the back electrode 23) is not electrically connected directly to the silicon substrate 10.

また、本実施形態では、裏面電極２３は、銀ペースト（導電性ペースト）を焼成することによって形成されている。この銀ペーストは、後述するように、銀粉末（銀粒子）と、裏面電極２３がシリコン基板１０に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料とを含有している。   In the present embodiment, the back electrode 23 is formed by firing a silver paste (conductive paste). As will be described later, this silver paste contains silver powder (silver particles) and an insulating material for preventing the back electrode 23 from being directly electrically connected to the silicon substrate 10.

そして、導電層２３ａは、銀粉末により形成されており、絶縁層２３ｂは、絶縁材料により形成されている。   The conductive layer 23a is made of silver powder, and the insulating layer 23b is made of an insulating material.

また、裏面電極２３の導電層２３ａは、インターコネクタ（図示せず）を介して、隣接する他の太陽電池セル１の銀電極２５に電気的に接続されている。   The conductive layer 23a of the back electrode 23 is electrically connected to the silver electrode 25 of another adjacent solar battery cell 1 through an interconnector (not shown).

アルミニウム電極２４は、アルミニウムペースト（導電性ペースト）を焼成することにより形成されている。また、アルミニウム電極２４は、ｐ+型不純物領域１４の裏面上に配置されており、ｐ+型不純物領域１４に電気的に接続されている。また、アルミニウム電極２４は、裏面電極２３とは逆極性になっている。 The aluminum electrode 24 is formed by baking an aluminum paste (conductive paste). Further, the aluminum electrode 24, p + is placed on the back surface of the impurity region 14, and is electrically connected to the p + -type impurity regions 14. The aluminum electrode 24 has a polarity opposite to that of the back electrode 23.

また、アルミニウム電極２４には、貫通孔１０ａの周囲に位置する領域に、開口部２４ａが形成されている。この開口部２４ａは、平面的に見て、例えば、約２ｍｍの内径を有する円形状に形成されている。また、開口部２４ａ内に位置するシリコン基板１０の裏面には、裏面電極２３およびｎ+型不純物領域１２などとアルミニウム電極２４とを絶縁するために、分離溝１０ｂが形成されている。この分離溝１０ｂは、平面的に見て、例えば、約１ｍｍの直径を有する円形状に形成されている。 The aluminum electrode 24 has an opening 24a in a region located around the through hole 10a. The opening 24a is formed in a circular shape having an inner diameter of about 2 mm, for example, when seen in a plan view. A separation groove 10b is formed on the back surface of the silicon substrate 10 located in the opening 24a in order to insulate the back electrode 23, the n + -type impurity region 12 and the like from the aluminum electrode 24. The separation groove 10b is formed in a circular shape having a diameter of, for example, about 1 mm when viewed in a plan view.

また、アルミニウム電極２４の開口部２４ａおよびシリコン基板１０の分離溝１０ｂは、貫通孔１０ａおよび貫通孔電極２２と同心円状に形成されている。   Further, the opening 24 a of the aluminum electrode 24 and the separation groove 10 b of the silicon substrate 10 are formed concentrically with the through hole 10 a and the through hole electrode 22.

銀電極２５は、銀ペースト（導電性ペースト）を焼成することにより形成されている。また、銀電極２５は、アルミニウム電極２４と電気的に接続されている。   The silver electrode 25 is formed by firing a silver paste (conductive paste). The silver electrode 25 is electrically connected to the aluminum electrode 24.

図２〜図６は、図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態によるＭＷＴ構造を有する太陽電池セル１の製造プロセスについて説明する。   2-6 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the photovoltaic cell by one Embodiment of this invention shown in FIG. Next, with reference to FIGS. 1-6, the manufacturing process of the photovoltaic cell 1 which has the MWT structure by one Embodiment of this invention is demonstrated.

まず、図２に示すように、ｐ型のシリコン基板１０の所定の位置に、例えば、約０．３ｍｍの内径を有する貫通孔１０ａを形成する。このとき、貫通孔１０ａを、例えば、単位面積（１ｍｍ2）当りに、数個〜数百個形成する。なお、貫通孔１０ａの形成方法は特に限定されず、例えば、ＹＡＧレーザやＣＯ2レーザを集光して照射することにより、貫通孔１０ａを形成することが可能である。また、貫通孔１０ａを、ドリルを用いて機械的に形成したり、エッチングにより化学的に形成してもよい。 First, as shown in FIG. 2, a through hole 10 a having an inner diameter of about 0.3 mm is formed at a predetermined position of the p-type silicon substrate 10. At this time, for example, several to several hundreds of through holes 10a are formed per unit area (1 mm 2 ). In addition, the method of forming the through hole 10a is not particularly limited, for example, by irradiating condenses YAG laser or CO 2 laser, it is possible to form the through hole 10a. Further, the through hole 10a may be mechanically formed using a drill or chemically formed by etching.

その後、アルカリ性または酸性の溶液を用いて、シリコン基板１０の表面をエッチングすることによって、シリコン基板１０のスライス時のダメージ層（図示せず）と、貫通孔１０ａを形成した際の熱によるダメージ層（図示せず）とを除去する。このとき、エッチング条件を調整すると、シリコン基板１０の表面に凹凸構造（テクスチャ構造）（図示せず）を形成することが可能である。なお、シリコン基板１０の表面に、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法などのガスエッチングを行うことにより凹凸構造を形成してもよい。   After that, by etching the surface of the silicon substrate 10 using an alkaline or acidic solution, a damage layer (not shown) at the time of slicing the silicon substrate 10 and a damage layer due to heat when the through hole 10a is formed. (Not shown). At this time, if the etching conditions are adjusted, it is possible to form an uneven structure (texture structure) (not shown) on the surface of the silicon substrate 10. The concavo-convex structure may be formed on the surface of the silicon substrate 10 by performing gas etching such as RIE (Reactive Ion Etching).

そして、シリコン基板１０にｎ型の不純物を導入する。具体的には、シリコン基板１０を、例えば、ＰＯＣｌ3（オキシ塩化リン）を含む気体中で、約８００℃〜約９５０℃の温度で約５分〜約３０分間熱処理することにより、シリコン基板１０にｎ型の不純物を導入する。これにより、ｐ型不純物領域１１に接するように、シリコン基板１０の受光面側の部分に、ｎ+型不純物領域１２が形成される。また、ｐ型不純物領域１１に接するように、シリコン基板１０の裏面側の部分に、ｎ+型不純物領域１３が形成される。また、ｐ型不純物領域１１に接し、かつ、ｎ+型不純物領域１２とｎ+型不純物領域１３とを接続するように、ｎ+型不純物領域１５が形成される。このとき、ｐ型不純物領域１１とｎ+型不純物領域１２とによって、ｐｎ接合が形成される。 Then, n-type impurities are introduced into the silicon substrate 10. Specifically, the silicon substrate 10 is heat-treated at a temperature of about 800 ° C. to about 950 ° C. for about 5 minutes to about 30 minutes in a gas containing POCl 3 (phosphorus oxychloride), for example. An n-type impurity is introduced into. As a result, an n + -type impurity region 12 is formed in a portion on the light-receiving surface side of the silicon substrate 10 so as to be in contact with the p-type impurity region 11. Further, an n + -type impurity region 13 is formed in a portion on the back surface side of the silicon substrate 10 so as to be in contact with the p-type impurity region 11. Further, n + -type impurity region 15 is formed so as to be in contact with p-type impurity region 11 and to connect n + -type impurity region 12 and n + -type impurity region 13. At this time, the p-type impurity region 11 and the n + -type impurity region 12 form a pn junction.

なお、ｎ+型不純物領域１２、１３および１５の形成方法は、上記方法に限定されない。例えば、Ｐ（リン）などを含む化合物を含有したドーパント液を塗布して熱処理を施す方法や、スプレー方式による拡散方法を用いて、ｎ+型不純物領域１２、１３および１５を形成してもよい。 The method for forming n + -type impurity regions 12, 13 and 15 is not limited to the above method. For example, the n + -type impurity regions 12, 13, and 15 may be formed using a method in which a dopant solution containing a compound containing P (phosphorus) or the like is applied and subjected to heat treatment, or a diffusion method using a spray method. .

次に、ｎ+型不純物領域１２、１３および１５を形成した際にシリコン基板１０の受光面、裏面および貫通孔１０ａの内面部分に形成されたガラス層（図示せず）を、酸処理により除去する。そして、図３に示すように、シリコン基板１０の受光面上（ｎ+型不純物領域１２のｐ型不純物領域１１とは反対側の面上）に、例えば、プラズマＣＶＤ法などを用いて、窒化シリコン膜からなる反射防止膜２０を形成する。このとき、シリコン基板１０の貫通孔１０ａの内面上に、反射防止膜２０よりも厚みの小さい窒化シリコン膜（図示せず）が形成されてもよい。なお、反射防止膜２０は、光の表面反射を抑制する機能を有するものであれば、材料および形成方法は特に限定されない。 Next, when the n + -type impurity regions 12, 13 and 15 are formed, the glass layer (not shown) formed on the light receiving surface, the back surface, and the inner surface portion of the through hole 10a of the silicon substrate 10 is removed by acid treatment. To do. Then, as shown in FIG. 3, nitriding is performed on the light-receiving surface of the silicon substrate 10 (on the surface of the n + -type impurity region 12 opposite to the p-type impurity region 11) using, for example, a plasma CVD method. An antireflection film 20 made of a silicon film is formed. At this time, a silicon nitride film (not shown) having a thickness smaller than that of the antireflection film 20 may be formed on the inner surface of the through hole 10 a of the silicon substrate 10. The material and the formation method of the antireflection film 20 are not particularly limited as long as they have a function of suppressing the surface reflection of light.

その後、図４に示すように、シリコン基板１０の裏面上の貫通孔１０ａの周囲（開口部２４ａとなる領域）を除く領域に、アルミニウム電極２４を形成する。このとき、シリコン基板１０の裏面のアルミニウム電極２４と接している部分に、ｐ+型不純物領域１４が形成される。 Thereafter, as shown in FIG. 4, an aluminum electrode 24 is formed in a region excluding the periphery of the through hole 10 a on the back surface of the silicon substrate 10 (region that becomes the opening 24 a). At this time, the p + -type impurity region 14 is formed in a portion in contact with the aluminum electrode 24 on the back surface of the silicon substrate 10.

具体的には、シリコン基板１０の裏面上の貫通孔１０ａの周囲を除く領域に、例えば、アルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤などを含有するアルミニウムペースト２４ｂをスクリーン印刷などにより印刷する。このアルミニウムペースト２４ｂに含有されるガラスフリットは、ＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＺｎＯなどにより形成されている。 Specifically, an aluminum paste 24b containing, for example, aluminum powder, glass frit, resin, organic solvent, and the like is printed by screen printing or the like in a region excluding the periphery of the through hole 10a on the back surface of the silicon substrate 10. The glass frit contained in the aluminum paste 24b is made of PbO, Bi 2 O 3 , B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3, ZnO, or the like.

そして、アルミニウムペースト２４ｂを焼成（熱処理）することにより、アルミニウム電極２４が形成される。このとき、アルミニウムが溶融してシリコンと合金化することにより、アルミニウム−シリコン合金層（図示せず）が形成されるとともに、その合金層よりも内側（受光面側）の部分にｐ+型不純物領域１４が形成される。 Then, the aluminum electrode 24 is formed by firing (heat treatment) the aluminum paste 24b. At this time, aluminum is melted and alloyed with silicon to form an aluminum-silicon alloy layer (not shown), and a p + -type impurity is formed on the inner side (light receiving surface side) of the alloy layer. Region 14 is formed.

なお、アルミニウムペースト２４ｂを焼成することにより、アルミニウム電極２４およびｐ+型不純物領域１４を形成する場合、ｐ型の不純物であるアルミニウムを、高濃度で十分な深さまで拡散させることが可能である。このため、ｎ+型不純物領域１３の不純物の影響は無視することができ、ｐ+型不純物領域１４を形成する領域のｎ+型不純物領域１３を、除去しなくてもよい。 When the aluminum electrode 24 and the p + -type impurity region 14 are formed by baking the aluminum paste 24b, it is possible to diffuse aluminum, which is a p-type impurity, to a sufficient depth at a high concentration. Therefore, influence of the impurity of the n + -type impurity region 13 can be ignored, the n + -type impurity region 13 in the region for forming the p + -type impurity regions 14 may not be removed.

そして、図５に示すように、シリコン基板１０の裏面の貫通孔１０ａの周囲に位置する領域（シリコン基板１０の裏面の開口部２４ａ内）に、レーザアブレーションによりｎ+型不純物領域１３（シリコン基板１０）の一部を除去することによって、分離溝１０ｂを形成する。さらに、シリコン基板１０の外周部に形成されたｎ+型不純物領域（図示せず）を、レーザアブレーションにより除去する。 Then, as shown in FIG. 5, an n + type impurity region 13 (silicon substrate) is formed by laser ablation in a region (inside the opening 24a on the back surface of the silicon substrate 10) located around the through hole 10a on the back surface of the silicon substrate 10. By removing a part of 10), the separation groove 10b is formed. Further, an n + type impurity region (not shown) formed on the outer peripheral portion of the silicon substrate 10 is removed by laser ablation.

なお、ｎ+型不純物領域を除去する方法は、レーザアブレーションに限定されない。例えば、サンドブラストによる除去や、アルカリ性または酸性の溶液を用いたり、プラズマを用いたエッチングによる除去を行うことも可能である。 Note that the method for removing the n + -type impurity region is not limited to laser ablation. For example, removal by sandblasting, alkaline or acidic solution, or removal by etching using plasma can be performed.

その後、図６に示すように、アルミニウム電極２４の裏面上の所定領域に、銀電極２５を形成するための銀ペースト２５ａを、スクリーン印刷などにより印刷する。この銀ペースト２５ａは、例えば、銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤などを含有している。また、銀ペースト２５ａに含有されるガラスフリットは、ＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＺｎＯなどにより形成されている。 Thereafter, as shown in FIG. 6, a silver paste 25a for forming the silver electrode 25 is printed on a predetermined region on the back surface of the aluminum electrode 24 by screen printing or the like. The silver paste 25a contains, for example, silver powder, glass frit, resin, organic solvent, and the like. The glass frit contained in the silver paste 25a is formed of PbO, Bi 2 O 3 , B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3, ZnO, or the like.

また、貫通孔１０ａの内部に、貫通孔電極２２を形成するための銀ペースト２２ｃを、スクリーン印刷などにより印刷する。また、シリコン基板１０の裏面（ｎ+型不純物領域１３のｐ型不純物領域１１とは反対側の面）上の所定領域に、裏面電極２３を形成するための銀ペースト２３ｃを、スクリーン印刷などにより印刷する。なお、銀ペースト２２ｃは、本発明の「第１電極材料」の一例であり、銀ペースト２３ｃは、本発明の「第２電極材料」の一例である。 Further, a silver paste 22c for forming the through-hole electrode 22 is printed inside the through-hole 10a by screen printing or the like. Further, a silver paste 23c for forming the back electrode 23 is applied to a predetermined region on the back surface of the silicon substrate 10 (the surface opposite to the p-type impurity region 11 of the n + -type impurity region 13) by screen printing or the like. Print. The silver paste 22c is an example of the “first electrode material” in the present invention, and the silver paste 23c is an example of the “second electrode material” in the present invention.

この銀ペースト２２ｃおよび２３ｃは、例えば、銀粉末、ガラスフリットからなる絶縁材料、樹脂および有機溶剤などを含有している。なお、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃの銀粉末は、本発明の「導電材料」の一例である。   The silver pastes 22c and 23c contain, for example, silver powder, an insulating material made of glass frit, a resin, an organic solvent, and the like. The silver powders of the silver pastes 22c and 23c are an example of the “conductive material” in the present invention.

ここで、本実施形態では、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃに含有される絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5系のガラスフリットからなる。また、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃのガラスフリットは、それぞれ、銀１００重量部に対して、約１〜約１０重量部含有されていることが好ましい。さらに、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃのガラスフリットは、それぞれ、銀１００重量部に対して、約２〜約４重量部含有されていることが、より好ましい。 Here, in this embodiment, the insulating material contained in the silver pastes 22c and 23c is made of a P 2 O 5 glass frit. The glass frit of the silver pastes 22c and 23c is preferably contained in an amount of about 1 to about 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silver. Furthermore, it is more preferable that the glass frit of the silver pastes 22c and 23c is contained in an amount of about 2 to about 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silver.

なお、Ｐ2Ｏ5系のガラスフリットには、Ｐ2Ｏ5以外に、例えば、ＳｉＯ2やＳｎＯ2などが含有されていてもよい。 The P 2 O 5 glass frit may contain, for example, SiO 2 or SnO 2 in addition to P 2 O 5 .

また、反射防止膜２０のシリコン基板１０（ｎ+型不純物領域１２）とは反対側の面上の所定領域に、貫通孔１０ａの上側を覆うように、受光面電極２１を形成するための銀ペースト２１ａを、スクリーン印刷などにより印刷する。この銀ペースト２１ａは、例えば、銀粉末、ガラスフリット、樹脂および有機溶剤などを含有している。また、銀ペースト２１ａに含有されるガラスフリットは、ＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＺｎＯなどにより形成されている。また、銀ペースト２１ａのガラスフリットは、銀１００重量部に対して、約１〜約５重量部含有されている。なお、銀ペースト２１ａは、本発明の「第３電極材料」の一例である。 Further, silver for forming the light receiving surface electrode 21 in a predetermined region on the surface opposite to the silicon substrate 10 (n + -type impurity region 12) of the antireflection film 20 so as to cover the upper side of the through hole 10a. The paste 21a is printed by screen printing or the like. This silver paste 21a contains, for example, silver powder, glass frit, resin, organic solvent, and the like. The glass frit contained in the silver paste 21a is made of PbO, Bi 2 O 3 , B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3, ZnO, or the like. Further, the glass frit of the silver paste 21a is contained in an amount of about 1 to about 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silver. The silver paste 21a is an example of the “third electrode material” in the present invention.

その後、銀ペースト２１ａ、２２ｃ、２３ｃおよび２５ａを、約７００℃〜約９００℃の温度で焼成（熱処理）することによって、受光面電極２１、貫通孔電極２２、裏面電極２３および銀電極２５が形成される。   Thereafter, the silver pastes 21a, 22c, 23c and 25a are baked (heat treated) at a temperature of about 700 ° C. to about 900 ° C. to form the light-receiving surface electrode 21, the through-hole electrode 22, the back electrode 23 and the silver electrode 25. Is done.

具体的には、銀ペースト２１ａを焼成（熱処理）することによって、銀ペースト２１ａが反射防止膜２０を貫通する（このことをファイアスルーと言う）。そして、図１に示すように、ｎ+型不純物領域１２および貫通孔電極２２に電気的に接続するように、シリコン基板１０の受光面（ｎ+型不純物領域１２のｐ型不純物領域１１とは反対側の面）上の所定領域に、受光面電極２１が形成される。このとき、銀ペースト２１ａが反射防止膜２０を貫通し、かつ、ｎ+型不純物領域１２を貫通しないように、焼成条件などを適切に調節する。 Specifically, the silver paste 21a penetrates the antireflection film 20 by baking (heat treatment) the silver paste 21a (this is called fire-through). As shown in FIG. 1, the light receiving surface of the silicon substrate 10 (the p-type impurity region 11 of the n + -type impurity region 12 is defined so as to be electrically connected to the n + -type impurity region 12 and the through-hole electrode 22. A light receiving surface electrode 21 is formed in a predetermined region on the opposite surface. At this time, the baking conditions and the like are appropriately adjusted so that the silver paste 21 a does not penetrate the antireflection film 20 and does not penetrate the n + -type impurity region 12.

また、銀ペースト２２ｃ（図６参照）を焼成（熱処理）することによって、銀ペースト２２ｃのガラスフリットが溶融して液状ガラスになるとともに、銀粉末（銀粒子）が凝集する。そして、銀粉末が凝集することにより、受光面電極２１と電気的に接続するように、導電層２２ａが形成される。また、銀粉末が凝集する際に、銀粉末の間に存在する液状ガラスが導電層２２ａ（貫通孔電極２２）の表面部分に押し出されることにより、導電層２２ａおよびシリコン基板１０の間に、絶縁層２２ｂが形成される。このようにして、導電層２２ａおよび絶縁層２２ｂを含む貫通孔電極２２が形成される。   Moreover, by baking (heat treatment) the silver paste 22c (see FIG. 6), the glass frit of the silver paste 22c is melted to become liquid glass, and silver powder (silver particles) is aggregated. Then, the silver powder aggregates to form the conductive layer 22a so as to be electrically connected to the light receiving surface electrode 21. Further, when the silver powder agglomerates, the liquid glass existing between the silver powder is pushed out to the surface portion of the conductive layer 22a (through-hole electrode 22), thereby insulating between the conductive layer 22a and the silicon substrate 10. Layer 22b is formed. Thus, the through-hole electrode 22 including the conductive layer 22a and the insulating layer 22b is formed.

また、銀ペースト２３ｃ（図６参照）を焼成（熱処理）することによって、銀ペースト２３ｃのガラスフリットが溶融して液状ガラスになるとともに、銀粉末（銀粒子）が凝集する。そして、銀粉末が凝集することにより、貫通孔電極２２の導電層２２ａと電気的に接続するように、導電層２３ａが形成される。また、銀粉末が凝集する際に、銀粉末の間に存在する液状ガラスが導電層２３ａ（裏面電極２３）の表面部分に押し出されることにより、導電層２３ａおよびシリコン基板１０の間に、絶縁層２３ｂが形成される。このようにして、導電層２３ａおよび絶縁層２３ｂを含む裏面電極２３が形成される。   Further, by baking (heat treatment) the silver paste 23c (see FIG. 6), the glass frit of the silver paste 23c is melted to become liquid glass, and silver powder (silver particles) is aggregated. Then, when the silver powder aggregates, the conductive layer 23 a is formed so as to be electrically connected to the conductive layer 22 a of the through-hole electrode 22. Further, when the silver powder agglomerates, the liquid glass existing between the silver powder is pushed out to the surface portion of the conductive layer 23a (back electrode 23), so that an insulating layer is formed between the conductive layer 23a and the silicon substrate 10. 23b is formed. In this manner, the back electrode 23 including the conductive layer 23a and the insulating layer 23b is formed.

なお、絶縁層２３ｂは、裏面電極２３の下面側の表面部分にも形成されてもよい。この場合、裏面電極２３を半田ディップしたり、裏面電極２３に半田を用いてインターコネクタ（図示せず）などを接続する際に、裏面電極２３の下面側の絶縁層２３ｂは、半田により貫通される。このため、裏面電極２３の導電層２３ａが外部（インターコネクタなど）と電気的に接続できなくなることはない。   The insulating layer 23b may also be formed on the surface portion on the lower surface side of the back electrode 23. In this case, when the back electrode 23 is solder-dipped or when an interconnector (not shown) is connected to the back electrode 23 using solder, the insulating layer 23b on the lower surface side of the back electrode 23 is penetrated by the solder. The For this reason, the conductive layer 23a of the back electrode 23 does not become unable to be electrically connected to the outside (interconnector or the like).

また、貫通孔電極２２および裏面電極２３を、ガラスフリットを含有する銀ペースト２２ｃおよび２３ｃを用いて形成することによって、ガラスフリットを含有しない銀ペーストを用いる場合に比べて、貫通孔電極２２および裏面電極２３とシリコン基板１０との接着強度を向上させることが可能である。これにより、裏面電極２３にインターコネクタ（図示せず）などを接続した後に、裏面電極２３がシリコン基板１０（太陽電池セル１）から剥がれるのを抑制することが可能である。   Further, by forming the through-hole electrode 22 and the back electrode 23 using the silver paste 22c and 23c containing glass frit, the through-hole electrode 22 and the back electrode are compared with the case of using the silver paste not containing glass frit. It is possible to improve the adhesive strength between the electrode 23 and the silicon substrate 10. Thereby, after connecting an interconnector (not shown) etc. to the back surface electrode 23, it is possible to suppress that the back surface electrode 23 peels from the silicon substrate 10 (solar cell 1).

また、銀ペースト２５ａ（図６参照）を焼成（熱処理）することによって、アルミニウム電極２４に電気的に接続するように、銀電極２５が形成される。   Further, the silver electrode 25 is formed so as to be electrically connected to the aluminum electrode 24 by baking (heat treatment) the silver paste 25a (see FIG. 6).

以上のようにして、本発明の一実施形態による太陽電池セル１が製造される。   As described above, the solar battery cell 1 according to the embodiment of the present invention is manufactured.

なお、上記した太陽電池セル１の製造プロセスの順序は、一例であり、各工程を別の順序で行ってもよい。例えば、反射防止膜２０および受光面電極２１を形成した後に、貫通孔電極２２、裏面電極２３、アルミニウム電極２４および銀電極２５を形成してもよい。また、例えば、受光面電極２１、貫通孔電極２２、裏面電極２３、アルミニウム電極２４および銀電極２５を形成した後に、分離溝１０ｂを形成してもよい。   In addition, the order of the manufacturing process of the above-described solar battery cell 1 is an example, and each step may be performed in a different order. For example, the through-hole electrode 22, the back electrode 23, the aluminum electrode 24, and the silver electrode 25 may be formed after the antireflection film 20 and the light receiving surface electrode 21 are formed. For example, after forming the light-receiving surface electrode 21, the through-hole electrode 22, the back surface electrode 23, the aluminum electrode 24, and the silver electrode 25, the separation groove 10b may be formed.

本実施形態では、上記のように、貫通孔電極２２を、導電層２２ａと、導電層２２ａおよびシリコン基板１０の間に配置される絶縁層２２ｂとにより形成し、裏面電極２３を、導電層２３ａと、導電層２３ａおよびシリコン基板１０の間に配置される絶縁層２３ｂとにより形成している。これにより、絶縁層２２ｂおよび２３ｂにより、導電層２２ａおよび２３ａがシリコン基板１０に接触するのを抑制することができるので、導電層２２ａおよび２３ａがシリコン基板１０に電気的に直接接続されるのを抑制することができる。すなわち、貫通孔電極２２および裏面電極２３がシリコン基板１０に電気的に直接接続されるのを抑制することができる。これにより、貫通孔電極２２とシリコン基板１０のｐ型不純物領域１１との間や、裏面電極２３とシリコン基板１０のｐ型不純物領域１１との間でリークが発生するのを抑制することができる。その結果、太陽電池セル１の曲線因子ＦＦが低下するのを抑制することができるので、太陽電池セル１の発電効率が低下するのを抑制することができる。   In the present embodiment, as described above, the through-hole electrode 22 is formed by the conductive layer 22a and the insulating layer 22b disposed between the conductive layer 22a and the silicon substrate 10, and the back electrode 23 is formed by the conductive layer 23a. And an insulating layer 23b disposed between the conductive layer 23a and the silicon substrate 10. Thus, the insulating layers 22b and 23b can suppress the conductive layers 22a and 23a from coming into contact with the silicon substrate 10, so that the conductive layers 22a and 23a are electrically connected directly to the silicon substrate 10. Can be suppressed. That is, it is possible to suppress the through-hole electrode 22 and the back electrode 23 from being directly electrically connected to the silicon substrate 10. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of leakage between the through-hole electrode 22 and the p-type impurity region 11 of the silicon substrate 10 or between the back electrode 23 and the p-type impurity region 11 of the silicon substrate 10. . As a result, since it can suppress that the fill factor FF of the photovoltaic cell 1 falls, it can suppress that the electric power generation efficiency of the photovoltaic cell 1 falls.

また、本実施形態では、上記のように、貫通孔電極２２がシリコン基板１０に電気的に直接接続されるのを抑制することができるので、貫通孔電極２２を形成する際に、ｎ+型不純物領域１５にストレスが生じ、ｎ+型不純物領域１５に割れが発生した場合にも、貫通孔電極２２とシリコン基板１０のｐ型不純物領域１１との間でリークが発生するのを抑制することができる。これによっても、太陽電池セル１の曲線因子ＦＦが低下するのを抑制することができるので、太陽電池セル１の発電効率が低下するのを抑制することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, since the through-hole electrode 22 can be prevented from being directly electrically connected to the silicon substrate 10, when forming the through-hole electrode 22, the n + type is used. Even when stress is generated in the impurity region 15 and the n + -type impurity region 15 is cracked, the occurrence of leakage between the through-hole electrode 22 and the p-type impurity region 11 of the silicon substrate 10 is suppressed. Can do. Also by this, since it can suppress that the fill factor FF of the photovoltaic cell 1 falls, it can suppress that the electric power generation efficiency of the photovoltaic cell 1 falls.

また、本実施形態では、上記のように、絶縁層２２ｂおよび２３ｂは、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃを熱処理した際に、銀粉末の間に存在する液状ガラスが導電層２２ａ（貫通孔電極２２）および導電層２３ａ（裏面電極２３）の表面部分に押し出されることにより形成される。これにより、絶縁層２２ｂおよび２３ｂを、導電層２２ａおよび２３ａとシリコン基板１０との間に、容易に形成することができる。   In the present embodiment, as described above, when the insulating layers 22b and 23b are subjected to the heat treatment of the silver pastes 22c and 23c, the liquid glass existing between the silver powders becomes the conductive layer 22a (through-hole electrode 22) and It is formed by being pushed out to the surface portion of the conductive layer 23a (back electrode 23). Thus, the insulating layers 22b and 23b can be easily formed between the conductive layers 22a and 23a and the silicon substrate 10.

また、本実施形態では、上記のように、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃに、Ｐ2Ｏ5系のガラスフリットを含有させることによって、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃを熱処理することにより、銀粉末の間に存在する液状ガラスを、導電層２２ａ（貫通孔電極２２）および導電層２３ａ（裏面電極２３）の表面部分に、容易に押し出すことができる。これにより、絶縁層２２ｂおよび２３ｂを、導電層２２ａおよび２３ａとシリコン基板１０との間に、より容易に形成することができる。また、絶縁層２２ｂおよび２３ｂを、Ｐ2Ｏ5系の絶縁材料により形成することによって、絶縁層２２ｂおよび２３ｂに十分な絶縁性を持たせることができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the silver pastes 22c and 23c are present between the silver powders by heat-treating the silver pastes 22c and 23c by containing the P 2 O 5 glass frit. The liquid glass to be pushed can be easily extruded to the surface portions of the conductive layer 22a (through-hole electrode 22) and the conductive layer 23a (back electrode 23). Thereby, the insulating layers 22b and 23b can be more easily formed between the conductive layers 22a and 23a and the silicon substrate 10. Further, by forming the insulating layers 22b and 23b from a P 2 O 5 based insulating material, the insulating layers 22b and 23b can be provided with sufficient insulation.

また、本実施形態では、上記のように、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃに、ガラスフリットを、銀１００重量部に対して、約１重量部以上（より好ましくは、約２重量部以上）含有させることによって、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃを熱処理した際に、液状ガラスを、導電層２２ａ（貫通孔電極２２）および導電層２３ａ（裏面電極２３）の表面部分に十分に広がらせることができる。これにより、導電層２２ａ（貫通孔電極２２）および導電層２３ａ（裏面電極２３）がシリコン基板１０に電気的に直接接続されるのを、より抑制することができる。また、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃに、ガラスフリットを、銀１００重量部に対して、約１０重量部以下（より好ましくは、約４重量部以下）だけ含有させることによって、貫通孔電極２２および裏面電極２３の抵抗値が大きくなるのを抑制することができる。   In the present embodiment, as described above, the silver pastes 22c and 23c contain glass frit in an amount of about 1 part by weight or more (more preferably, about 2 parts by weight or more) with respect to 100 parts by weight of silver. Thus, when the silver pastes 22c and 23c are heat-treated, the liquid glass can be sufficiently spread over the surface portions of the conductive layer 22a (through-hole electrode 22) and the conductive layer 23a (back electrode 23). Thereby, it can suppress more that the conductive layer 22a (through-hole electrode 22) and the conductive layer 23a (back surface electrode 23) are electrically connected to the silicon substrate 10 directly. Further, the glass paste is contained in the silver pastes 22c and 23c by about 10 parts by weight or less (more preferably, about 4 parts by weight or less) with respect to 100 parts by weight of silver, whereby the through-hole electrode 22 and the back electrode 23 can be prevented from increasing.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

例えば、上記実施形態では、本発明の光電変換素子を、太陽電池セルに適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、太陽電池セル以外の光電変換素子に適用してもよい。   For example, in the said embodiment, although the photoelectric conversion element of this invention was shown about the example applied to the photovoltaic cell, this invention is not restricted to this, You may apply to photoelectric conversion elements other than a photovoltaic cell.

また、上記実施形態では、第１導電型をｐ型（ｐ+型）とし、第２導電型をｎ型（ｎ+型）とした例について示したが、本発明はこれに限らず、第１導電型をｎ型（ｎ+型）とし、第２導電型をｐ型（ｐ+型）としてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the first conductivity type is p-type (p + type) and the second conductivity type is n-type (n + type) has been described, but the present invention is not limited to this, The first conductivity type may be n-type (n + type), and the second conductivity type may be p-type (p + type).

また、上記実施形態では、ｎ+型不純物領域を、半導体基板に不純物を導入することにより形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ｎ+型不純物領域を、例えばＣＶＤ法などを用いて、半導体基板に不純物層を積層することにより形成してもよい。 In the above embodiment, an example in which the n + -type impurity region is formed by introducing impurities into the semiconductor substrate has been described. However, the present invention is not limited to this, and the n + -type impurity region may be formed by, for example, a CVD method or the like. May be formed by stacking an impurity layer on a semiconductor substrate.

また、上記実施形態では、絶縁材料を、Ｐ2Ｏ5系のガラスフリットにより形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、絶縁材料を、Ｐ2Ｏ5系以外のガラスフリットにより形成してもよい。また、絶縁材料は、ガラスフリットでなくてもよい。 In the above embodiment, an example in which the insulating material is formed of a P 2 O 5 glass frit has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the insulating material is made of a glass frit other than the P 2 O 5 system. It may be formed. The insulating material may not be glass frit.

また、上記実施形態では、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃに、ガラスフリットを、銀１００重量部に対して、約１〜約１０重量部含有した例について示したが、本発明はこれに限らず、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃに、ガラスフリットを、銀１００重量部に対して、約１重量部未満または約１０重量部よりも多く含有してもよい。また、銀ペースト２２ｃおよび２３ｃのガラスフリットの含有率を、互いに異なるようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the silver paste 22c and 23c showed the example which contained about 1 to about 10 weight part of glass frit with respect to 100 weight part of silver, this invention is not limited to this, Silver The pastes 22c and 23c may contain a glass frit of less than about 1 part by weight or more than about 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silver. Further, the glass frit contents of the silver pastes 22c and 23c may be different from each other.

また、上記実施形態では、電極を、銀やアルミニウムなどを含有するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、電極を、銀やアルミニウム以外の金属を含有するように構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the example which comprised the electrode so that silver, aluminum, etc. were shown was shown, this invention is not limited to this, A electrode is comprised so that metals other than silver and aluminum may be contained. May be.

また、上記実施形態では、貫通孔（貫通孔電極）、裏面電極、分離溝およびアルミニウム電極の開口部を、平面的に見て円形状に形成するとともに、裏面電極、分離溝およびアルミニウム電極の開口部を、貫通孔（貫通孔電極）と同心円状に形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、貫通孔（貫通孔電極）、裏面電極、分離溝およびアルミニウム電極の開口部を、平面的に見て円形状以外の、例えば多角形状や楕円状に形成してもよいし、多角形状や楕円状以外の形状に形成してもよい。また、裏面電極、分離溝およびアルミニウム電極の開口部を、貫通孔（貫通孔電極）と同心円状に形成しなくてもよい。   Moreover, in the said embodiment, while opening the through-hole (through-hole electrode), a back surface electrode, the isolation | separation groove | channel, and the aluminum electrode in a planar shape seeing planarly, opening of a back surface electrode, an isolation | separation groove | channel, and an aluminum electrode However, the present invention is not limited to this, and the openings of the through-hole (through-hole electrode), the back electrode, the separation groove, and the aluminum electrode are not limited to this. In addition, it may be formed in a shape other than a circular shape, for example, a polygonal shape or an elliptical shape in a plan view, or may be formed in a shape other than a polygonal shape or an elliptical shape. Moreover, it is not necessary to form the opening part of a back surface electrode, a separation groove, and an aluminum electrode concentrically with a through-hole (through-hole electrode).

また、上記実施形態では、貫通孔（貫通孔電極）、裏面電極、分離溝およびアルミニウム電極の開口部を、それぞれ、約０．３ｍｍ、約０．６ｍｍ〜約０．７ｍｍ、約１ｍｍおよび約２ｍｍの直径（内径）を有するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、貫通孔（貫通孔電極）、裏面電極、分離溝およびアルミニウム電極の開口部を、上記とは異なる大きさの直径（内径）を有するように形成してもよい。この場合、貫通孔（貫通孔電極）、分離溝およびアルミニウム電極の開口部の順に直径（内径）を大きくすればよい。なお、分離溝およびアルミニウム電極の開口部の直径（内径）は、小さいほど好ましい。   Moreover, in the said embodiment, the opening part of a through-hole (through-hole electrode), a back surface electrode, a separation groove, and an aluminum electrode is respectively about 0.3 mm, about 0.6 mm-about 0.7 mm, about 1 mm, and about 2 mm. However, the present invention is not limited to this, and the through hole (through hole electrode), the back electrode, the separation groove, and the opening of the aluminum electrode are different from the above. You may form so that it may have a diameter (inside diameter) of a magnitude | size. In this case, the diameter (inner diameter) may be increased in the order of the through hole (through hole electrode), the separation groove, and the opening of the aluminum electrode. Note that the smaller the diameter (inner diameter) of the separation groove and the opening of the aluminum electrode, the better.

本発明の一実施形態による太陽電池セルの構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the photovoltaic cell by one Embodiment of this invention. 図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the photovoltaic cell by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the photovoltaic cell by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the photovoltaic cell by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the photovoltaic cell by one Embodiment of this invention shown in FIG. 図１に示した本発明の一実施形態による太陽電池セルの製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the photovoltaic cell by one Embodiment of this invention shown in FIG. 従来の一例による太陽電池セルの構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the photovoltaic cell by an example of the past. ＭＷＴ構造を有する従来の太陽電池セルの構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the conventional photovoltaic cell which has MWT structure.

符号の説明Explanation of symbols

１ 太陽電池セル（光電変換素子）
１０ シリコン基板（半導体基板）
１０ａ 貫通孔
１１ ｐ型不純物領域（第１不純物層）
１２ ｎ+型不純物領域（第２不純物層）
１５ ｎ+型不純物領域（第３不純物層）
２０ 反射防止膜（絶縁膜）
２１ 受光面電極
２１ａ 銀ペースト（第３電極材料）
２２ 貫通孔電極
２２ａ 導電層
２２ｂ 絶縁層
２２ｃ 銀ペースト（第１電極材料）
２３ 裏面電極
２３ａ 導電層
２３ｂ 絶縁層
２３ｃ 銀ペースト（第２電極材料） 1 Solar cell (photoelectric conversion element)
10 Silicon substrate (semiconductor substrate)
10a Through hole 11 p-type impurity region (first impurity layer)
12 n + -type impurity region (second impurity layer)
15 n + -type impurity region (third impurity layer)
20 Antireflection film (insulating film)
21 Photosensitive electrode 21a Silver paste (third electrode material)
22 Through-hole electrode 22a Conductive layer 22b Insulating layer 22c Silver paste (first electrode material)
23 Back electrode 23a Conductive layer 23b Insulating layer 23c Silver paste (second electrode material)

Claims (13)

第１導電型の第１不純物層を含むとともに、貫通孔が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の受光面に設けられ、前記第１不純物層に接する第２導電型の第２不純物層と、
前記半導体基板の貫通孔の内面に設けられ、前記第１不純物層に接する第２導電型の第３不純物層と、
前記第２不純物層の前記第１不純物層とは反対側の面上に設けられ、前記第２不純物層に電気的に接続された受光面電極と、
前記貫通孔の内部に設けられ、前記受光面電極に電気的に接続された貫通孔電極と、
前記半導体基板の裏面側に設けられ、前記貫通孔電極に電気的に接続された裏面電極とを備え、
前記貫通孔電極は、前記貫通孔電極が前記半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有する第１電極材料により形成されており、
前記裏面電極は、前記裏面電極が前記半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有する第２電極材料により形成されていることを特徴とする光電変換素子。 A semiconductor substrate including a first impurity layer of a first conductivity type and having a through hole formed thereon;
A second impurity layer of a second conductivity type provided on the light receiving surface of the semiconductor substrate and in contact with the first impurity layer;
A third impurity layer of a second conductivity type provided on an inner surface of the through hole of the semiconductor substrate and in contact with the first impurity layer;
A light-receiving surface electrode provided on a surface of the second impurity layer opposite to the first impurity layer and electrically connected to the second impurity layer;
A through-hole electrode provided inside the through-hole and electrically connected to the light-receiving surface electrode;
A back electrode provided on the back side of the semiconductor substrate and electrically connected to the through-hole electrode;
The through-hole electrode is formed of a first electrode material containing an insulating material for preventing the through-hole electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate;
The back electrode is formed of a second electrode material containing an insulating material for preventing the back electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate. 前記貫通孔電極および前記裏面電極の両方は、導電層と、前記導電層および前記半導体基板の間に配置されるとともに、前記絶縁材料により形成された絶縁層とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。   Both the through-hole electrode and the back electrode include a conductive layer and an insulating layer formed between the conductive layer and the semiconductor substrate and formed of the insulating material. The photoelectric conversion element according to claim 1. 前記絶縁層は、前記第１電極材料および前記第２電極材料を熱処理した際に、前記絶縁材料が前記第１電極材料および前記第２電極材料の表面部分に移動することにより形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光電変換素子。   The insulating layer is formed by moving the insulating material to a surface portion of the first electrode material and the second electrode material when the first electrode material and the second electrode material are heat-treated. The photoelectric conversion element according to claim 2. 前記絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5を含有していることを特徴とする請求項２または３に記載の光電変換素子。 The photoelectric conversion element according to claim 2 , wherein the insulating material contains P 2 O 5 . 前記第１電極材料および前記第２電極材料に含まれる前記絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5を含有するガラスフリットであることを特徴とする請求項４に記載の光電変換素子。 The photoelectric conversion element according to claim 4, wherein the insulating material contained in the first electrode material and the second electrode material is a glass frit containing P 2 O 5 . 前記第１電極材料および前記第２電極材料の両方は、導電材料と前記絶縁材料とを含有し、
前記絶縁材料は、前記導電材料１００重量部に対して、１〜１０重量部含有されていることを特徴とする請求項４または５に記載の光電変換素子。 Both the first electrode material and the second electrode material contain a conductive material and the insulating material,
6. The photoelectric conversion element according to claim 4, wherein the insulating material is contained in an amount of 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive material. 第１導電型の第１不純物層を含む半導体基板に、貫通孔を形成する工程と、
前記第１不純物層に接するように、前記半導体基板の受光面に第２導電型の第２不純物層を設ける工程と、
前記第１不純物層に接するように、前記半導体基板の貫通孔の内面に第２導電型の第３不純物層を設ける工程と、
前記第２不純物層に電気的に接続するように、前記第２不純物層の前記第１不純物層とは反対側の面上に受光面電極を設ける工程と、
前記貫通孔の内部に第１電極材料を配置する工程と、
前記第１電極材料を熱処理することにより、前記受光面電極に電気的に接続するとともに、前記半導体基板に電気的に直接接続しないように、前記貫通孔の内部に貫通孔電極を設ける工程と、
前記半導体基板の裏面側に第２電極材料を配置する工程と、
前記第２電極材料を熱処理することにより、前記貫通孔電極に電気的に接続するとともに、前記半導体基板に電気的に直接接続しないように、前記半導体基板の裏面側に裏面電極を設ける工程とを備え、
前記第１電極材料は、前記貫通孔電極が前記半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有し、
前記第２電極材料は、前記裏面電極が前記半導体基板に電気的に直接接続しないようにするための絶縁材料を含有することを特徴とする光電変換素子の製造方法。 Forming a through hole in a semiconductor substrate including a first impurity layer of a first conductivity type;
Providing a second impurity layer of a second conductivity type on the light receiving surface of the semiconductor substrate so as to be in contact with the first impurity layer;
Providing a third impurity layer of the second conductivity type on the inner surface of the through hole of the semiconductor substrate so as to be in contact with the first impurity layer;
Providing a light receiving surface electrode on a surface of the second impurity layer opposite to the first impurity layer so as to be electrically connected to the second impurity layer;
Disposing a first electrode material inside the through hole;
Providing a through-hole electrode inside the through-hole so as to be electrically connected to the light-receiving surface electrode and not directly electrically connected to the semiconductor substrate by heat-treating the first electrode material;
Disposing a second electrode material on the back side of the semiconductor substrate;
Providing a back electrode on the back side of the semiconductor substrate so that the second electrode material is electrically connected to the through-hole electrode by heat treatment and is not electrically connected directly to the semiconductor substrate; Prepared,
The first electrode material contains an insulating material for preventing the through hole electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate;
The method for manufacturing a photoelectric conversion element, wherein the second electrode material contains an insulating material for preventing the back electrode from being directly electrically connected to the semiconductor substrate. 前記貫通孔電極および前記裏面電極の両方は、導電層と、前記導電層および前記半導体基板の間に配置されるとともに、前記絶縁材料により形成される絶縁層とを含むように設けられることを特徴とする請求項７に記載の光電変換素子の製造方法。   Both the through-hole electrode and the back electrode are provided so as to include a conductive layer, an insulating layer formed of the insulating material, and disposed between the conductive layer and the semiconductor substrate. The manufacturing method of the photoelectric conversion element of Claim 7. 前記絶縁層は、前記第１電極材料および前記第２電極材料を熱処理した際に、前記絶縁材料が前記第１電極材料および前記第２電極材料の表面部分に移動することにより形成されることを特徴とする請求項８に記載の光電変換素子の製造方法。   The insulating layer is formed by moving the insulating material to a surface portion of the first electrode material and the second electrode material when the first electrode material and the second electrode material are heat-treated. The method for producing a photoelectric conversion element according to claim 8. 前記絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5を含有していることを特徴とする請求項８または９に記載の光電変換素子の製造方法。 The method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 8, wherein the insulating material contains P 2 O 5 . 前記第１電極材料および前記第２電極材料に含まれる前記絶縁材料は、Ｐ2Ｏ5を含有するガラスフリットであることを特徴とする請求項１０に記載の光電変換素子の製造方法。 The method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 10, wherein the insulating material included in the first electrode material and the second electrode material is a glass frit containing P 2 O 5 . 前記第１電極材料および前記第２電極材料の両方は、導電材料と前記絶縁材料とを含有し、
前記絶縁材料は、前記導電材料１００重量部に対して、１〜１０重量部含有されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光電変換素子。 Both the first electrode material and the second electrode material contain a conductive material and the insulating material,
The photoelectric conversion element according to claim 10 or 11, wherein the insulating material is contained in an amount of 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive material. 前記受光面電極を設ける工程に先立って、前記第２不純物層の前記第１不純物層とは反対側の面上に、絶縁膜を設ける工程をさらに備え、
前記受光面電極を設ける工程は、
前記絶縁膜の前記第２不純物層とは反対側の面上の所定領域に、第３電極材料を配置する工程と、
前記第３電極材料を、熱処理することにより前記絶縁膜を貫通させ、前記第２不純物層に電気的に接続するように前記受光面電極を設ける工程とを含むことを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載の光電変換素子の製造方法。 Prior to the step of providing the light receiving surface electrode, the method further comprises the step of providing an insulating film on the surface of the second impurity layer opposite to the first impurity layer,
The step of providing the light receiving surface electrode includes:
Disposing a third electrode material in a predetermined region on a surface of the insulating film opposite to the second impurity layer;
The step of passing through the insulating film by heat-treating the third electrode material and providing the light-receiving surface electrode so as to be electrically connected to the second impurity layer is included. 12. The method for producing a photoelectric conversion element according to any one of 12 above.
JP2008245421A 2008-09-25 2008-09-25 Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor Pending JP2010080578A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008245421A JP2010080578A (en) 2008-09-25 2008-09-25 Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008245421A JP2010080578A (en) 2008-09-25 2008-09-25 Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010080578A true JP2010080578A (en) 2010-04-08

Family

ID=42210714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008245421A Pending JP2010080578A (en) 2008-09-25 2008-09-25 Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010080578A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080576A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Sharp Corp Photoelectric conversion element, and method of manufacturing the same
WO2013069727A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 株式会社村田製作所 Conductive paste and method for producing through electrode
US8916410B2 (en) 2011-05-27 2014-12-23 Csi Cells Co., Ltd Methods of manufacturing light to current converter devices
US9153713B2 (en) 2011-04-02 2015-10-06 Csi Cells Co., Ltd Solar cell modules and methods of manufacturing the same
US9490375B2 (en) 2011-04-04 2016-11-08 Mitsubishi Electric Corporation Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
JPWO2020184301A1 (en) * 2019-03-11 2021-11-04 株式会社カネカ Solar cell devices and solar cell modules, and methods for manufacturing solar cell devices

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080576A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Sharp Corp Photoelectric conversion element, and method of manufacturing the same
US9153713B2 (en) 2011-04-02 2015-10-06 Csi Cells Co., Ltd Solar cell modules and methods of manufacturing the same
US9490375B2 (en) 2011-04-04 2016-11-08 Mitsubishi Electric Corporation Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
US8916410B2 (en) 2011-05-27 2014-12-23 Csi Cells Co., Ltd Methods of manufacturing light to current converter devices
US9209342B2 (en) 2011-05-27 2015-12-08 Csi Cells Co., Ltd Methods of manufacturing light to current converter devices
US9281435B2 (en) 2011-05-27 2016-03-08 Csi Cells Co., Ltd Light to current converter devices and methods of manufacturing the same
WO2013069727A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 株式会社村田製作所 Conductive paste and method for producing through electrode
JPWO2020184301A1 (en) * 2019-03-11 2021-11-04 株式会社カネカ Solar cell devices and solar cell modules, and methods for manufacturing solar cell devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8569100B2 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
JP5111063B2 (en) Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof
JP5172480B2 (en) Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
KR101719949B1 (en) Solar battery cell, method for producing same, and solar battery module
US7910823B2 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
US20070209697A1 (en) Solar Cell And Manufacturing Method Therefor
WO2010001473A1 (en) Photovoltaic system and manufacturing method thereof
KR20100138565A (en) Sollar cell and fabrication method thereof
US9490375B2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
JP2010080578A (en) Photoelectric conversion element and manufacturing method therefor
JP2015159276A (en) Solar battery element, and solar battery module
WO2015114922A1 (en) Photoelectric conversion device and method for manufacturing photoelectric conversion device
US8536447B2 (en) Electrode of solar cell and fabricating method thereof
JP2003258277A (en) Solar cell
JP2010080576A (en) Photoelectric conversion element, and method of manufacturing the same
WO2012046306A1 (en) Photovoltaic device and method for manufacturing same
JP2017139351A (en) Manufacturing method of solar cell element, and solar cell element
JP5645734B2 (en) Solar cell element
KR20130068962A (en) Solar cell and method for manufacturing the same
TWI619260B (en) N-type rear emitter bifacial solar cell
KR20100012715A (en) Solar cell and method for manufacturing the same
US20110232741A1 (en) Silicon solar cell
KR101176133B1 (en) A screen mask comprising an align mark, solar cell and fabrication method of a solar cell
JP2008159997A (en) Manufacturing method for solar cell element, and conductive paste
WO2009150741A1 (en) Photovoltaic device manufacturing method