WO2019139020A1 - 太陽電池セル、及び、太陽電池セルの製造方法 - Google Patents

太陽電池セル、及び、太陽電池セルの製造方法 Download PDF

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WO2019139020A1
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semiconductor layer
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laser
separation
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大二 兼松
慶一郎 益子
中井 出
片山 博貴
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パナソニック株式会社
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    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a back contact solar cell, and a method of manufacturing the solar cell.
  • a back surface junction type in which both an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed on the back surface which is a surface opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate A study of solar cells is being conducted.
  • a transparent electrode layer base layer
  • a seed layer conductive layer
  • a plating layer n-side electrode and p-side electrode
  • Patent Document 1 discloses a solar battery cell in which an n-side electrode and a p-side electrode are completely separated by a separation region (separation groove) provided in a transparent electrode layer.
  • the process by a laser may be performed as a method of forming a separating groove in a base layer.
  • the underlayer is completely separated by the separation groove
  • the patterning by the laser there are places where the scanning paths intersect. If the laser is illuminated while scanning the laser in the scan path, there will be places where the laser is over-illuminated. As a result, the semiconductor layer and the semiconductor substrate may be damaged and the photoelectric conversion efficiency may be reduced.
  • this invention aims at providing the manufacturing method of the photovoltaic cell by which the damage to a semiconductor layer etc. was suppressed when the process by a laser is performed, and a photovoltaic cell.
  • a solar battery cell is a back surface contact type solar battery cell, and has a light receiving surface on which light is incident and a back surface opposite to the light receiving surface.
  • a method of manufacturing a solar battery cell is a method of manufacturing a back surface contact type solar battery cell, having a light receiving surface on which light is incident, and a back surface opposite to the light receiving surface.
  • the output of the laser is stopped at a position where the scanning path scanned the laser intersects the first separation portion and the second portion which extend in different directions at the position.
  • the separation groove separated from the separation portion is formed.
  • FIG. 1 is a plan view showing the solar battery cell according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the first embodiment, taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of manufacturing the solar battery cell according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view after the electrode forming step of the solar battery cell according to the first embodiment.
  • FIG. 5A is a plan view showing a scanning path of a laser in a laser processing process according to a comparative example.
  • FIG. 5B is a plan view showing the scanning path of the laser in the laser processing process according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a partial cross-sectional view of the solar battery cell in the manufacturing process according to Embodiment 1, taken along line VIa-VIa of FIG. 5B.
  • 6B is a partial cross-sectional view of the solar battery cell in the manufacturing process according to Embodiment 1, taken along line VIb-VIb in FIG. 5B.
  • FIG. 7A is a partial cross-sectional view after the underlayer removing step of the solar battery cell in accordance with Embodiment 1 at a position corresponding to the line VIa-VIa in FIG. 5B.
  • FIG. 7B is a partial cross-sectional view after the underlayer removing step of the solar battery cell in accordance with Embodiment 1 at a position corresponding to the VIb-VIb line in FIG. 5B.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the first embodiment after the conductive layer removing step.
  • FIG. 9 is a plan view showing a solar battery cell according to a first modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing a scanning path of a laser in a laser processing step according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 11 is a plan view showing a scanning path of a laser in a laser processing step according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • 12A is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to Variation 2 of Embodiment 1 after the laser processing step, taken along line XIIa-XIIa of FIG.
  • FIG. 12B is a partial cross-sectional view of the XIIb-XIIb line of FIG. 11 after the laser processing step of the solar battery cell according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the second modification of the first embodiment after the conductive layer removing step.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the third modification of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view showing the scanning path of the laser in the vicinity of the short side of the solar battery cell in the first embodiment.
  • FIG. 16 is an enlarged view of a region C in FIG.
  • the Z-axis direction is, for example, a direction perpendicular to the light receiving surface of the solar battery cell.
  • the X axis direction and the Y axis direction are orthogonal to each other, and both are directions orthogonal to the Z axis direction.
  • plane view means viewing from the Z-axis direction.
  • cross-sectional view refers to cutting of the solar battery cell in a plane orthogonal to the light receiving surface of the solar battery cell (for example, a plane defined by the Z axis and the X axis) It means that the face is viewed from a direction (for example, the Y-axis direction) substantially orthogonal to the cutting plane.
  • Embodiment 1 The solar cell according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.
  • a photovoltaic cell is a photoelectric conversion element (photovoltaic element) that converts light such as sunlight into electric power.
  • FIG. 1 is a plan view showing a solar battery cell 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of the solar battery cell 1 as viewed from the back side.
  • (a) of FIG. 1 is a plan view showing the solar battery cell 1 according to the present embodiment
  • (b) of FIG. 1 is an enlarged plane of a broken line frame of (a) of FIG.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of solar cell 1 according to the present embodiment, taken along line II-II in FIG. 1 (a).
  • the light receiving surface 10 a on which light is incident is illustrated to be lower than the paper surface.
  • the solar battery cell 1 has a semiconductor substrate 10 made of a semiconductor material.
  • the semiconductor substrate 10 can be made of, for example, crystalline silicon or the like. In the present embodiment, an example in which the semiconductor substrate 10 is made of n-type crystalline silicon will be described. Note that crystalline silicon includes single crystal silicon or polycrystalline silicon.
  • the semiconductor substrate 10 may be p-type crystalline silicon.
  • the material of the semiconductor substrate 10 may be a compound semiconductor such as GaAs or InP.
  • the semiconductor substrate 10 has a light receiving surface 10a on which light is incident, and a back surface 10b opposite to the light receiving surface 10a.
  • the semiconductor substrate 10 receives light at the light receiving surface 10 a.
  • the back surface 10 b is a surface to which direct light is not incident.
  • long sides along the X or Y direction and short sides along a direction intersecting both the X axis and the Y axis are alternately arranged along the outer periphery.
  • a substantially octagonal semiconductor substrate 10 is used.
  • a reflection preventing film having a substantially intrinsic i-type semiconductor layer 20i, an n-type semiconductor layer 20n having the same conductivity type as the semiconductor substrate 10, and a protective film.
  • the layers 19 (protective layer) are provided in this order.
  • the i-type semiconductor layer 20i can be made of, for example, substantially intrinsic i-type amorphous silicon or the like.
  • the n-type semiconductor layer 20 n can be made of, for example, n-type amorphous silicon or the like.
  • the antireflection layer 19 can be made of, for example, silicon nitride or the like.
  • the antireflective layer 19 also has a function of protecting the i-type semiconductor layer 20i and the n-type semiconductor layer 20n.
  • An n-type semiconductor layer 13 n and a p-type semiconductor layer 12 p are disposed on the back surface 10 b of the semiconductor substrate 10.
  • the n-type semiconductor layer 13n is disposed on a portion of the back surface 10b.
  • the n-type semiconductor layer 13 n can be made of, for example, n-type amorphous silicon or the like.
  • a substantially intrinsic i-type semiconductor layer 13i is disposed between the n-type semiconductor layer 13n and the back surface 10b.
  • the i-type semiconductor layer 13i can be made of, for example, substantially intrinsic i-type amorphous silicon or the like.
  • the p-type semiconductor layer 12p is disposed on at least a part of the portion of the back surface 10b where the n-type semiconductor layer 13n is not disposed.
  • the p-type semiconductor layer 12p and the n-type semiconductor layer 13n substantially cover the entire back surface 10b.
  • the p-type semiconductor layer 12p can be made of, for example, p-type amorphous silicon containing a p-type dopant such as boric acid.
  • a substantially intrinsic i-type semiconductor layer 12i is disposed between the p-type semiconductor layer 12p and the back surface 10b.
  • the i-type semiconductor layer 12i can be made of, for example, substantially intrinsic i-type amorphous silicon or the like.
  • n-type semiconductor layer 13n and the i-type semiconductor layer 13i, and the p-type semiconductor layer 12p and the i-type semiconductor layer 12i may be formed mutually along one direction parallel to the back surface 10b from the viewpoint of photoelectric conversion efficiency. desirable.
  • n-type semiconductor layer 13n and i-type semiconductor layer 13i, and p-type semiconductor layer 12p and i-type semiconductor layer 12i extend in the X-axis direction and are provided to be mutually inserted in the Y-axis direction. ing.
  • the n-type semiconductor layer 13n and the i-type semiconductor layer 13i, and the p-type semiconductor layer 12p and the i-type semiconductor layer 12i are provided adjacent to each other in the Y-axis direction.
  • the X-axis direction is an example of a first direction
  • the Y-axis direction is an example of a second direction intersecting the first direction.
  • the n-type semiconductor layer 13n, the p-type semiconductor layer 12p, and the i-type semiconductor layers 12i and 13i are collectively referred to as a semiconductor layer.
  • the semiconductor layer is, for example, directly laminated on the back surface 10 b of the semiconductor substrate 10.
  • the semiconductor layer may be formed to cover a wide area on the back surface 10 b of the semiconductor substrate 10. Therefore, the n-type semiconductor layer 13n and the i-type semiconductor layer 13i, and the p-type semiconductor layer 12p and the i-type semiconductor layer 12i may be stacked so as to overlap each other. For example, as shown in the separation part 21 of FIG. 2, it is preferable that one layer be stacked without gaps so as to overlap the other layer.
  • An insulating layer (not shown) is formed over the p-type semiconductor layer 12p in the entire region where the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n are stacked. Thereby, the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p, and the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n are insulated.
  • n-side underlayer 14n, an n-side conductive layer 15n, and an n-side electrode 16n are stacked on the n-type semiconductor layer 13n.
  • the p-side underlayer 14p, the p-side conductive layer 15p, and the p-side electrode 16p are stacked on the p-type semiconductor layer 12p.
  • the n-side conductive layer 15n and the p-side conductive layer 15p are collectively referred to as a conductive layer.
  • the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p are collectively referred to as an electrode.
  • the n-side underlayer 14 n, the p-side underlayer 14 p, and the first bridge portion 18 form the underlayer 14.
  • the present embodiment is characterized in that the base layer 14 includes the first bridge portion 18.
  • the base layer 14 has a function of preventing contact between the semiconductor layer and the conductive layer, and preventing alloying of the semiconductor layer and the conductive layer to increase the reflectance of incident light.
  • the underlayer 14 is, for example, a transparent conductive layer (TCO film) made of a transparent conductive material.
  • the transparent conductive layer is, for example, at least one of metal oxides such as indium oxide (In 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), and titanium oxide (TiO 2 ) having a polycrystalline structure. It is preferred that the composition contains a species.
  • dopants such as tin (Sn), zinc (Zn), tungsten (W), antimony (Sb), titanium (Ti), aluminum (Al), cerium (Ce), gallium (Ga), etc. It may be doped, for example, ITO in which Sn is doped in In 2 O 3 is particularly preferable.
  • concentration of the dopant can be 0 to 20% by mass.
  • the thickness of the transparent conductive layer is, for example, about 50 nm to 100 nm.
  • the underlayer 14 is disposed on the semiconductor layer.
  • the underlayer 14 is stacked directly on the semiconductor layer, for example.
  • the underlayer 14 is separated into the n-side underlayer 14 n and the p-side underlayer 14 p by the first separation groove 17 having the first separation part 17 a and the second separation part 17 b extending in different directions. That is, the first separation groove 17 forms the n-side underlayer 14 n and the p-side underlayer 14 p which are separated from each other.
  • the n-side base layer 14 n is disposed on the n-type semiconductor layer 13 n and electrically connected to the n-type semiconductor layer 13 n.
  • the p-side underlayer 14p is disposed on the p-type semiconductor layer 12p and is electrically connected to the p-type semiconductor layer 12p.
  • the underlayer 14 is also formed under the electrode (for example, between the electrode and the semiconductor layer).
  • the n-side base layer 14n extends in the Y-axis direction with the first n-side base portion 141n extending in the X-axis direction, and the X-axis of the first n-side base portion 141n. It is comprised from the 2nd n side base part 142n which connects the edge part by the side of positive
  • the end on the X axis plus side of the first n-side base portion 141 n is an example of the end on the other side in the first direction.
  • the p-side underlayer 14p is connected to a first p-side underlayer 141p extending in the X-axis direction and an end of the first p-side underlayer 141p on the negative X-axis side. It is comprised from two p side base parts 142p.
  • the end on the X axis minus side of the first p-side base portion 141 p is an example of the end on one side in the first direction.
  • the first n-side base portion 141 n and the first p-side base portion 141 p are disposed to be mutually inserted. That is, the first n-side base portion 141 n and the first p-side base portion 141 p are arranged adjacent to each other.
  • the first separation portion 17a extends in the X-axis direction in plan view of the solar battery cell 1, and is provided between the adjacent first n-side base portion 141n and first p-side base portion 141p
  • the second separation portion 17 b is an end portion on the negative side of the X axis of the n-side underlayer 14 n (specifically, the first n-side underlayer 141 n), the second p-side underlayer 142 p, and the p-side
  • the base layer 14p (specifically, the first p-side base portion 141p) is provided between the end on the X-axis plus side and the second n-side base portion 142n.
  • the first bridge portion 18 is provided between the first separation portion 17a and the second separation portion 17b. That is, the first bridge portion 18 separates the first separation portion 17a and the second separation portion 17b.
  • the first bridge portion 18 is provided between the end of the first separating portion 17 a in the X-axis direction and the second separating portion 17 b. That is, the first bridge portion 18 separates the end of the first separating portion 17 a in the X-axis direction from the second separating portion 17 b. Thereby, the first separation part 17a and the second separation part 17b do not intersect in plan view.
  • the first bridge portion 18 includes the end portion on the X axis minus side of the n-side underlayer 14n (specifically, the first n-side underlayer 141n) and the p-side underlayer 14p.
  • An example is shown in which the first separating portion 17a and the second separating portion 17b are separated at the boundary with the p-side underlayer 14p (specifically, the first p-side underlayer 141p).
  • the first separation portion 17a and the second separation portion 17b are separated at the boundary between the end portion on the X axis plus side and the n-side underlayer 14n.
  • the first bridge portion 18 is a boundary between an end of the plurality of n-side underlayers 14 n on the X-axis plus side and the boundary between the p-side underlayer 14 p and an end of the plurality of p-side underlayers 14 p on the X-axis minus side And the n-side base layer 14 n. That is, the solar battery cell 1 may be provided with at least one first bridge portion 18. Moreover, although the planar view shape of the 1st bridge part 18 is illustrated about the example which is substantially rectangular shape in FIG. 1, (b), it is not limited to this.
  • the end on the X axis minus side of the n-side underlayer 14n (specifically, the first n-side underlayer 141n) is an example of a first end
  • the p-side underlayer 14p (specifically, In fact, the end on the X axis plus side of the first p-side base portion 141 p) is an example of the second end.
  • the length (length in the Y-axis direction) of the second separation part 17b is the distance between the adjacent first separation parts 17a ((a) of FIG. 8 and FIG. An example is shown that is longer than the interval L2 shown in (b).
  • the first bridge portion 18 is disposed at the above-described position, whereby the n-side underlayer 14 n and the p-side underlayer 14 p are connected via the first bridge portion 18.
  • the first bridge portion 18 is made of the same material as the n-side underlayer 14 n and the p-side underlayer 14 p and thus has conductivity, but has a high resistance value, so the n-side underlayer 14n and the p-side base layer 14p can only be conducted to the extent that the photoelectric conversion efficiency is not affected.
  • the resistance of the first bridge portion 18 between the n-side underlayer 14n and the p-side underlayer 14p is 0.01 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the length L1 in the X-axis direction of the first bridge portion 18 is 30 ⁇ m or less, and the length in the Y-axis direction (width L3 in (a) of FIG. 8 and (b) in FIG. It is below.
  • the length of the first bridge portion 18 in the Y-axis direction is substantially equal to the length of the first separation portion 17a in the lateral direction.
  • the length L1 in the X-axis direction of the first bridge portion 18 is preferably equal to or less than the length in the Y-axis direction of the first bridge portion 18 (in the present embodiment, the width L3).
  • the conductive layer is disposed on the base layer 14 and functions as a seed layer for flowing current during plating growth. That is, the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p are formed by electrolytic plating using the conductive layer as a seed layer.
  • the thickness of the conductive layer is, for example, about 50 nm to 100 nm.
  • the n-side electrode 16 n is an electrode that is directly formed on the n-side conductive layer 15 n and collects carriers (electrons) from the n-type semiconductor layer 13 n.
  • the p-side electrode 16p is an electrode that is directly formed on the p-side conductive layer 15p and collects carriers (holes) from the p-type semiconductor layer 12p.
  • the n-side electrode 16n is a plating layer disposed on the n-side conductive layer 15n
  • the p-side electrode 16p is a plating layer disposed on the p-side conductive layer 15p.
  • the n-side electrode 16n includes an n-side finger electrode 161n extending in the X-axis direction and an n-side bus bar electrode 162n extending in the Y-axis direction and connecting the end of the n-side finger electrode 161n on the X-axis plus side .
  • the p-side electrode 16p is composed of a p-side finger electrode 161p extending in the X-axis direction and a p-side bus bar electrode 162p extending in the Y-axis direction and connecting the end of the p-side finger electrode 161p on the negative X-axis side Be done.
  • the n-side finger electrode 161 n and the p-side finger electrode 161 p are disposed so as to be interposed between each other. That is, the n-side finger electrode 161 n and the first p-side finger electrode 161 p are arranged adjacent to each other.
  • the n-side conductive layer 15n, the n-side electrode 16n, the p-side conductive layer 15p, and the p-side electrode 16p may be made of a metal having high conductivity and high light reflectance.
  • it is composed of an alloy containing a metal such as copper (Cu), tin (Sn), titanium (Ti), aluminum (Al), nickel (Ni), silver (Ag), gold (Au) or one or more of them. Good to be done. That is, the n-side conductive layer 15n, the n-side electrode 16n, the p-side conductive layer 15p, and the p-side electrode 16p are metal layers.
  • the n-side conductive layer 15n, the n-side electrode 16n, the p-side conductive layer 15p, and the p-side electrode 16p are made of, for example, Cu from the viewpoint of conductivity, reflectance, material cost, etc. Configured The thickness of the Cu layer is, for example, about 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the solar battery cell 1 is a back surface contact solar battery cell.
  • the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p are formed by printing or the like, the n-side conductive layer 15n and the p-side conductive layer 15p may not be provided.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of manufacturing a solar battery cell according to the present embodiment.
  • the manufacturing method according to the present embodiment is characterized in the laser processing step.
  • a first direction (X axis in this embodiment)
  • a layer forming step (S10) is performed.
  • the semiconductor substrate 10 is placed in a vacuum chamber, and an i-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are sequentially stacked by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or sputtering.
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • a semiconductor layer or the like is also formed on the light receiving surface 10a.
  • the i-type semiconductor layer 20i and the n-type semiconductor layer 20n are stacked on the light receiving surface 10a of the semiconductor substrate 10, and the i-type semiconductor layer 12i, the p-type semiconductor layer 12p, and the back surface 10b.
  • An insulating layer (not shown) is stacked.
  • the insulating layer can be formed, for example, with the same composition as the antireflective layer 19.
  • a silane gas (SiH 4 ) diluted with hydrogen (H 2 ) is used as a source gas.
  • phosphine (PH 3 ) is added to silane (SiH 4 ) and diluted with hydrogen (H 2 ) is used as a source gas.
  • diborane (B 2 H 6 ) is added to silane (SiH 4 ) and diluted with hydrogen (H 2 ) is used as a source gas.
  • stacked on the back surface 10b is patterned.
  • the insulating layer is partially etched away.
  • a resist film formed by a screen printing or inkjet coating process, a photolithographic process, or the like is used as a mask.
  • the insulating layer is silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), or silicon oxynitride (SiON), etching can be performed using, for example, an aqueous solution of hydrogen fluoride (HF).
  • the resist film is removed, and the exposed i-type semiconductor layer 12i and p-type semiconductor layer 12p are etched using the patterned insulating layer as a mask.
  • the etching of the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p is performed using, for example, an alkaline etching solution such as an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) (for example, an aqueous solution of 1% by mass of NaOH).
  • NaOH sodium hydroxide
  • the texture structure may be formed on the light receiving surface 10 a of the semiconductor substrate 10 before the i-type semiconductor layer 20 i is stacked.
  • the texture structure can be formed, for example, by anisotropically etching the (100) plane using a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution.
  • KOH potassium hydroxide
  • the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n are stacked over the entire area except the edge region on the back surface 10b. That is, the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n are stacked also on the patterned i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p.
  • the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n can be formed by PECVD similarly to the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p.
  • the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n stacked on the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p are patterned to partially remove the insulating layer.
  • the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n stacked on the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p are partially etched away. Regions of the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n to be removed are regions on the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p, which form the p-side electrode 16p in a later step.
  • a resist film formed by screen printing or the like is used as a mask, and an alkaline etching solution such as a NaOH aqueous solution is used.
  • the aqueous NaOH solution used for the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p because the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n are generally less likely to be etched than the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p.
  • high concentrations of those than e.g., 10 wt% NaOH aqueous solution
  • it is preferable to use a hydrofluoric-nitric acid a mixed aqueous solution of HF and HNO 3 (e.g., each 30% by weight)
  • the resist film is removed, and the patterned i-type semiconductor layer 13i and n-type semiconductor layer 13n are used as a mask and an aqueous HF solution is used. , Etching away the exposed insulating layer. Then, by removing a part of the insulating layer, a part of the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p is exposed.
  • the underlying layer forming step (S11) of forming the underlying layer 14 and the conductive layer 15 on the underlying layer 14 A conductive layer forming step (S12) is performed.
  • the underlayer 14 and the conductive layer 15 are stacked over the p-type semiconductor layer 12 p and the n-type semiconductor layer 13 n.
  • FIG. 4 is a cross-sectional schematic diagram after the electrode formation process of the photovoltaic cell 1 which concerns on this Embodiment.
  • step S10 In the processes from step S10 to step S12, among the components shown in FIG. 4, portions excluding the n-side electrode 16n, the p-side electrode 16p, and the resist film 22 are formed.
  • the underlayer 14 and the conductive layer 15 are formed without gaps.
  • n-side electrode 16 n and p-side electrode 16 p are separated from each other (for example, the region between n-side electrode 16 n and p-side electrode 16 p shown in FIG.
  • region corresponding to is performed (S13).
  • the resist film 22 formed in the resist application step is formed along the region on the conductive layer 15 corresponding to the separation portion 21. That is, in a plan view of the solar battery cell 1 after the resist application step, the resist film 22 and the separation portion 21 at least partially overlap and extend in the direction parallel to each other.
  • the resist film 22 is formed by screen printing. Therefore, as shown in FIG. 4, the resist film 22 has a semicylindrical shape.
  • the method of forming the resist film 22 is not limited to the screen printing method, and may be a dispenser method or another method.
  • the thickness of the resist film 22 may be a thickness that does not cause a residue during laser processing in a laser processing step performed in a later step. Further, the thickness of the resist film 22 may be a thickness that does not cause occurrence of pinholes or the like when the resist film 22 is formed. For example, the thickness that does not cause occurrence of blurring in the resist film 22 is, for example, 15 ⁇ m or more. For example, in the semicircular resist film 22 shown in FIG. 4, the thickness at a portion where the thickness is maximum is 15 ⁇ m or more. If it is less than that, a faint portion will occur, and plating will grow from the faint portion in the later step of electrode formation, causing a short circuit.
  • an electrode formation step of forming the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p by electrolytic plating using the conductive layer 15 on which the resist film 22 is formed as a seed layer is performed (S14).
  • the plating layer is formed separately by the resist film 22, the plating layer is separated to obtain the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p.
  • the conductive layer 15 is not patterned, the surface density of the current flowing at the time of plating becomes equal, and the thicknesses of the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p become comparable.
  • the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p are formed of a Cu layer, Cu plating is performed to form the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p.
  • FIG. 4 shows the solar battery cell in which the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p are formed in step S14.
  • the n-side electrode 16 n and the p-side electrode 16 p are formed in the region where the resist film 22 is not formed.
  • the base layer 14 and the conductive layer 15 are not patterned at the time of step S14. Therefore, for example, the n-type semiconductor layer 13 n and the p-type semiconductor layer 12 p are electrically connected through the base layer 14 and the conductive layer 15. Therefore, partial etching of underlying layer 14 and conductive layer 15 is performed.
  • a laser processing step of partially removing the resist film 22 by irradiating a laser is performed first (S15).
  • the scanning path of the laser in the laser processing step will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
  • FIG. 5A is a plan view showing a scanning path of a laser in a laser processing process according to a comparative example.
  • FIG. 5B is a plan view showing the scanning path of the laser in the laser processing step according to the present embodiment.
  • the scanning path of the laser is indicated by a broken arrow, and the irradiation range of the laser is indicated by a solid frame.
  • the laser is scanned along the scanning paths R111 to R113. Specifically, in the scanning in the scanning path R111, the resist film 22 in the range of the irradiation range E111 is irradiated with a laser. Similarly, in the scanning at R112 and 113, the resist film 22 in the irradiation range E112 and E113 is irradiated with a laser.
  • the laser is not irradiated. That is, in the region where the n-side electrode 16 n and the p-side electrode 16 p are formed, the output of the laser is stopped. That is, in the comparative example, the on / off of the laser output is controlled at the boundary between the region where the n-side electrode 16 n and the p-side electrode 16 p are formed and the region where the n-side electrode 16 p is not formed.
  • the laser is excessively irradiated at the four intersections C.
  • the irradiation ranges E111 and E112 overlap at two intersection points C on the X minus side. That is, at the intersection point C, the laser is irradiated in the scanning of the scanning path R111, and the laser is irradiated in the scanning of the scanning path R112.
  • a semiconductor layer etc. may be damaged and the photoelectric conversion efficiency of a photovoltaic cell may fall. Therefore, in the present embodiment, excessive irradiation of the laser at the same position is suppressed.
  • the fact that the laser is irradiated to the same position in different scanning paths is described as the laser is irradiated twice.
  • the laser is scanned along the scanning paths R1 to R3.
  • the scanning paths R1 to R3 may be the same as the scanning paths R111 to R113 shown in FIG. 5A.
  • the resist film 22 in the range of the irradiation range E1 is irradiated with a laser.
  • the resist film 22 in the irradiation ranges E2 and E3 is irradiated with a laser.
  • the scanning route R1 is a forward path for scanning from the irradiation range E3 side to the irradiation range E2 side (in FIG.
  • the scanning paths R1 to R3 are set in advance before the laser processing. That is, the irradiation ranges E2 and E3 are ranges that can be known in advance. Further, FIG. 5B shows an example in which the irradiation ranges E1 to E3 are linear ranges.
  • the laser is not irradiated twice to the same position. For example, it is realized by controlling the on and off of the laser output when scanning along the scanning path R1.
  • the output of the laser is started at the position P1 which has passed the irradiation range E3. That is, the laser irradiation is not performed until the position P1 is reached.
  • the distance between the irradiation range E3 and the position P1 is approximately equal to the length L1 shown in (b) of FIG.
  • the position P2 is a position which does not pass through the irradiation range E2 in the scanning path R1. That is, at the time of passing through the irradiation range E2 in the scanning path R1, the laser irradiation is not performed.
  • the distance between the irradiation range E2 and the position P2 is substantially equal to the distance between the irradiation range E3 and the position P1. As a result, a long irradiation range E1 extending from the position P1 to the position P2 is formed.
  • the output of the laser is started at the position P3 which has passed through the irradiation range E2. That is, laser irradiation is not performed until the position P2 is reached from the position P2.
  • the distance between the irradiation range E2 and the position P3 is approximately equal to the distance between the irradiation range E2 and the position P2.
  • the position P4 is a position which has not passed through the irradiation range E3 in the scanning path R1. That is, at the time of passing through the irradiation range E3 in the scanning path R1, the laser irradiation is not performed.
  • the distance between the irradiation range E3 and the position P4 is substantially equal to the distance between the irradiation range E3 and the position P1. Thus, a long irradiation range E1 extending from the position P3 to the position P4 is formed.
  • the output of the laser is stopped at the position intersecting the scanning paths R2 and R3.
  • the output of the laser is stopped at the position intersecting the irradiation ranges E2 and E3 in the scanning path R1.
  • the irradiation ranges E2 and E3 are irradiated with a laser.
  • the laser output is turned on and off at the boundary between the region where the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p are formed and the region where the n-side electrode 16p is not formed.
  • the on / off of the laser output in the scanning path R1 (forward path and return path) is performed in the region between the irradiation ranges E2 and E3.
  • the irradiation range E1 and the irradiation ranges E2 and E3 do not intersect (do not overlap)
  • the same position is not irradiated with the laser twice. That is, the semiconductor layer and the like can be prevented from being damaged by the laser.
  • the laser output may be turned on and off in the region between the two illumination ranges E1 in the scanning paths R2 and R3. Specifically, the laser output is turned on and off at the boundary between the region where the n-side electrode 16 n and the p-side electrode 16 p are formed and the region where the n-side electrode 16 p and the p-side electrode 16 p are not formed. Then, in the scanning paths R2 and R3, the output of the laser may be turned on and off in a region between the two irradiation ranges E1.
  • FIG. 6A is a partial cross-sectional view of solar cell 1 in the manufacturing process according to the present embodiment, taken along line VIa-VIa in FIG. 5B. That is, FIG. 6A is a partial cross-sectional view of a region not irradiated with the laser in the laser processing step.
  • FIG. 6B is a partial cross-sectional view of solar cell 1 in the manufacturing process according to the present embodiment, taken along line VIb-VIb in FIG. 5B. That is, FIG. 6B is a partial cross-sectional view of the area irradiated with the laser in the laser processing step.
  • a groove 22a penetrating to the conductive layer 15 is formed in the resist film 22.
  • a groove 22a corresponding to the irradiation range E1 is formed.
  • the first separation groove 17 is used to separate the underlayer 14 into the n-side underlayer 14n and the p-side underlayer 14p by etching the back surface 10b where the groove 22a is formed in the resist film 22.
  • An under layer removing step of forming the lower layer is performed (S16).
  • the conductive layer 15 is partially etched using the resist film 22 as a mask. Thereby, the conductive layer 15 is divided in the separation groove, and the n-side conductive layer 15n and the p-side conductive layer 15p separated from each other are formed.
  • the conductive layer 15 can be etched using, for example, a ferric chloride (FeCl 3 ) aqueous solution, hydrochloric acid hydrogen peroxide, or sulfuric acid hydrogen peroxide.
  • a part of base layer 14 which is a transparent conductive layer is exposed by this process.
  • the exposed underlayer 14 is etched using the resist film 22 and the conductive layer 15 separated in the separation groove as a mask.
  • the underlayer 14 is separated in the first separation groove 17, and the n-side underlayer 14n and the p-side underlayer 14p (see FIG. 7B described later) separated from each other are formed.
  • the underlayer 14 can be etched using, for example, a hydrogen chloride (HCl) aqueous solution or an oxalic acid aqueous solution.
  • FIG. 7A is a partial cross-sectional view of the solar battery cell 1 according to the present embodiment after the underlayer removal step, at a position corresponding to the line VIa-VIa in FIG. 5B. That is, FIG. 7A is a partial cross-sectional view of a region not irradiated with the laser in the laser processing step.
  • FIG. 7B is a partial cross-sectional view of the solar battery cell 1 according to the present embodiment after the underlayer removal step, at a position corresponding to the VIb-VIb line in FIG. 5B. That is, FIG. 7B is a partial cross-sectional view of the region irradiated with the laser in the laser processing step.
  • the conductive layer 15 and the base layer 14 are not etched. That is, the conductive layer 15 and the base layer 14 remain in the state formed in steps S11 and S12.
  • a separation groove penetrating to the conductive layer 15 and the base layer 14 is formed at a position corresponding to the groove 22a of the resist film 22.
  • the n-side conductive layer 15n and the p-side conductive layer 15p separated from each other by the separation groove are formed.
  • the base layer 14 the n-side base layer 14n and the p-side base layer 14p separated from each other by the separation groove are formed.
  • the portion separating the n-side underlayer 14n and the p-side underlayer 14p is the first separation trench 17 (in FIG. 7B, the first separation portion). Describe as 17a). That is, the first separation groove 17 is a groove that separates the n-side underlayer 14 n and the p-side underlayer 14 p.
  • the resist removing step (S17) of removing the resist film 22 after the base layer removing step, and the conductive layer removing step of removing part of the n-side conductive layer 15n and the p-side conductive layer 15p (S17) S18) is performed.
  • the resist film 22 is removed by an alkaline solution such as NaOH or KOH. Then, in the conductive layer removal step, etching can be performed using a ferric chloride (FeCl 3 ) aqueous solution, hydrochloric acid hydrogen peroxide, and sulfuric acid hydrogen peroxide.
  • FeCl 3 ferric chloride
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell 1 according to the present embodiment after the conductive layer removing step.
  • (a) of FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell 1 according to the present embodiment after the conductive layer removing step, at a position corresponding to the VIa-VIa line of FIG. 5B. That is, FIG. 8A is a partial cross-sectional view of a region not irradiated with the laser in the laser processing step.
  • (B) of FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell 1 according to the present embodiment after the conductive layer removing step, at a position corresponding to the VIb-VIb line of FIG. 5B. That is, FIG. 8B is a partial cross-sectional view of the region irradiated with the laser in the laser processing step.
  • the underlayer 14 is not etched in the region where the resist film 22 is not irradiated with the laser.
  • the underlayer 14 is composed of an n-side underlayer 14 n, a p-side underlayer 14 p, and a first bridge portion 18.
  • the first bridge portion 18 is disposed between the n-side underlayer 14n and the p-side underlayer 14p, and connects the n-side underlayer 14n and the p-side underlayer 14p.
  • the first bridge portion 18 is formed at the position where the laser is stopped at the position where the scanning path R1 and the scanning paths R2 and R3 intersect in the laser processing step.
  • the position is, for example, a region not included in the irradiation ranges E1 to E3 and included in a region between the irradiation range E1 and the irradiation ranges E2 and E3.
  • the underlayer 14 is etched and separated by the first separation portion 17a.
  • the width L3 (length in the Y-axis direction) of the first bridge portion 18 is substantially equal to the width of the first separation portion 17a.
  • the width L 3 of the first bridge portion 18 is smaller than the width of the second separation groove 23.
  • the width of the second separation groove 23 is 100 ⁇ m to 200 ⁇ m, and the width L3 of the first bridge portion 18 is 30 ⁇ m.
  • the width L3 of the first bridge portion 18 may be approximately equal to the diameter of the laser dot.
  • the manufacturing method of the photovoltaic cell 1 is not limited above.
  • the order of the steps shown in FIG. 3 may be reversed.
  • the resist removal process, the conductive layer removal process, and the underlayer removal process may be performed in this order.
  • the resist removing step removal is performed on the resist film 22 in a state in which the groove 22a shown in FIG. 6B is not formed (that is, the resist film 22 in a state formed in the resist film applying step).
  • the conductive layer removal step removal of the conductive layer 15 is performed using the n-side electrode 16 n and the p-side electrode 16 p as a mask.
  • the n-side conductive layer 15n and the p-side conductive layer 15p are formed.
  • laser processing is performed on the exposed base layer 14 to form a first separation groove 17. That is, in the laser processing, the n-side underlayer 14n, the p-side underlayer 14p, and the first bridge portion 18 are formed. Also in this case, as shown in FIG. 5B, the start and stop of the output of the laser are controlled so that the laser is not irradiated twice at the same position. Thereby, the photovoltaic cell 1 shown to (a) and (b) of FIG. 1 is obtained.
  • the solar battery cell 1 is a back surface contact type solar battery cell, and is a semiconductor having the light receiving surface 10a on which light is incident and the back surface 10b opposite to the light receiving surface 10a.
  • An n-type semiconductor layer 13n and a p-type semiconductor layer 12p provided on the substrate 10 and the back surface 10b of the semiconductor substrate 10 so as to extend in a first direction and to be adjacent to each other in a second direction intersecting the first direction.
  • an underlayer 14 provided on the n-type semiconductor layer 13 n and the p-type semiconductor layer 12 p.
  • the underlayer 14 is separated from each other by a first separation groove 17 having a first separation portion 17a and a second separation portion 17b extending in mutually different directions, and is provided below the n-type on the n-type semiconductor layer 13n.
  • the side underlayer 14n has a first n-side underlayer 141n extending in the first direction, and the p-side underlayer 14p extends in the first direction so as to be adjacent to the first n-side underlayer 141n.
  • the first bridge portion 18 includes the first end portion on one side in the first direction of the first n-side base portion 141 n and the p-side base layer 14 p. And the other side of the first p-side base portion 141p in the first direction. In at least one of a boundary between the second end and the n-side underlayer 14n, it separates a first separation unit 17a and a second separation unit 17b.
  • the output of the laser may be stopped at the position corresponding to the first bridge portion 18. It can. That is, it is possible to suppress the intersection of the first separation portion 17a and the second separation portion 17b. Therefore, since it can suppress that a laser is irradiated twice to the same position, when the process by a laser is performed, the photovoltaic cell 1 by which the damage to a semiconductor layer etc. was suppressed can be implement
  • the n-side underlayer 14n has a second n-side underlayer 142n extending in the second direction and connecting the other end of the first n-side underlayer 141n in the first direction
  • the p-side underlayer 14p has a second p-side underlayer 142p extending in the second direction and connecting one end of the first p-side underlayer 141p in the first direction.
  • the first separation portion 17 a extends in the first direction in plan view of the solar battery cell 1 and is provided between the adjacent first n-side base portion 141 n and the first p-side base portion 141 p.
  • the second separation portion 17b is provided between the first end and the second p-side base portion 142p, and between the second end and the second n-side base portion 142n, respectively.
  • the length in the second direction of the second separation portion 17b is longer than the distance L2 between the adjacent first separation portions 17a.
  • the first bridge portion 18 separates the end of the first separating portion 17 a in the first direction from the second separating portion 17 b.
  • the first separation groove 17 is formed by scanning the laser multiple times, it is possible to suppress the laser from being irradiated twice to the same position, so that processing by the laser is performed.
  • the solar battery cell 1 in which the damage to the semiconductor layer and the like is suppressed can be realized.
  • the length L1 of the first bridge portion 18 is equal to or less than the length in the Y axis direction of the first bridge portion 18 (in the present embodiment, the width L3).
  • the resistance of the first bridge portion 18 can be increased, so that the influence on the collection of carriers by the first bridge portion 18 is suppressed, and when the processing by the laser is performed, the semiconductor layer etc. It is possible to realize the solar battery cell 1 in which the damage to the device is suppressed.
  • the method of manufacturing a solar cell is a method of manufacturing a back surface contact type solar cell, and the light receiving surface 10a on which light is incident, and the light receiving surface 10a
  • the laser processing step by stopping the output of the laser at a position where the scanning paths R1 to R3 scanned the laser intersect, the first separation portion 17a and the second separation portion extending in different directions at the position A first separation groove 17 separated from 17b is formed.
  • the resist film 22 is removed by laser, the removed conductive layer 15 and underlayer 14 adhere to the periphery thereof as compared with the case where the conductive layer 15 and underlayer 14 are removed directly by laser. Can be suppressed.
  • FIG. 9 is a plan view showing a solar battery cell according to this modification. Specifically, FIG. 9 shows an area corresponding to (b) of FIG. 1 in the solar battery cell.
  • the underlayer has an n-side underlayer 114 n, a p-side underlayer 114 p, and a first bridge portion 118.
  • the underlayer is separated by the first separation groove 117. Specifically, the underlayer is separated into the n-side underlayer 114n and the p-side underlayer 114p by the first separation portion 117a and the second separation portion 117b.
  • the first separation portion 117a has a first end bordering the first p-side base portion 141p and the second n-side base portion 142n (see (a) in FIG. 1) in plan view of the solar battery cell. And the other end is provided at the boundary between one of the first n-side base portions 141n adjacent to the first p-side base portion 141p and the second p-side base portion 142p.
  • the second separation portion 117b is provided with one end at the boundary between the first p-side base portion 141p and the second n-side base portion 142n in plan view of the solar battery cell, and the other end is It is provided at the boundary between the other of the first n-side base portion 141 n adjacent to the first p-side base portion 141 p and the second p-side base portion 142 p.
  • the first separation portion 117a and the second separation portion 117b each have, for example, a curved shape on the end side.
  • the first bridge portion 118 is disposed between adjacent ends of the first separation portion 117a and the second separation portion 117b. That is, the first bridge portion 118 separates the first separating portion 117a and the second separating portion 117b extending in different directions at the boundary between the n-side underlayer 114n and the p-side underlayer 114p.
  • FIG. 3 The present modification is characterized in the laser processing step shown in FIG. 3 and only the laser processing step will be described. The other steps are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing the scanning path of the laser in the laser processing step according to the present modification. Specifically, FIG. 10 shows a region corresponding to the dashed region A shown in FIG.
  • scanning is performed along a scanning path R11, and a laser is irradiated.
  • the resist film 22 in the range of the irradiation range E11 is irradiated with a laser. That is, in the present modification, the groove can be formed in the resist film 22 by one scanning.
  • the irradiation range E11 indicates the range in which the laser is irradiated in the scanning path R11.
  • the scanning path R11 has a shape that is at least partially curved. That is, in the region between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p, the scanning path R11 has a curved path.
  • the laser is turned on at a curved and scanning position P11. Then, the laser is irradiated to the position P12. That is, the output of the laser is turned off before passing the position where the scanning path R11 crosses. Then, the scanning path R11 is scanned in a state where the output of the laser is stopped, and the output of the laser is turned on at a position P13 which has passed the position where the scanning path R11 intersects. That is, the laser irradiation is not performed at the position where the scanning path R11 intersects. That is, the laser is not irradiated twice at the same position. Then, the laser irradiation is performed until the position P14 is reached, and the output of the laser is stopped at the position P14.
  • the output of the laser is stopped at the position where the scanning path R11 for scanning the laser intersects, so that the first separation portion 117a and the second separation portion 117b extending in different directions at the position A first separation groove 117 separated by a first bridge portion 118 can be formed. Thereby, the photovoltaic cell 1 shown in FIG. 9 is obtained.
  • the n-side underlayer 114n extends in the second direction intersecting the first direction, and in the first direction of the first n-side underlayer 141n.
  • the p-side underlayer 114p extends in the second direction and has one side in the first direction of the first p-side underlayer 141p.
  • a second p-side base 142p connecting the ends of One end of the first separation portion 117 a is provided at the boundary between the first p-side base portion 141 p and the second n-side base portion 142 n in plan view of the solar battery cell, and the other end is
  • the first p-side base portion 141p is provided at the boundary between one of the first n-side base portions 141n adjacent to the first p-side base portion 141p and the second p-side base portion 142p.
  • the second separation portion 117b has one end provided at the boundary between the first p-side base portion 141p and the second n-side base portion 142n in plan view of the solar battery cell, and the other end A portion is provided at the boundary between the other of the first n-side base portion 141 n adjacent to the first p-side base portion 141 p and the second p-side base portion 142 p.
  • the first bridge portion 118 separates adjacent end portions of the first separation portion 117a and the second separation portion 117b.
  • the solar battery cell according to the present modification will be described below with reference to FIGS. 11 to 13.
  • the present modification is characterized in the irradiation range to which the laser is irradiated in the laser processing process. That is, the positions at which the first separating portion and the second separating portion are formed are different from those in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing the scanning path of the laser in the laser processing step according to the present modification.
  • the laser is irradiated along a substantially central portion between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p, but in this modification, as shown in FIG. 11, the n-side electrode 16n and the p-side The laser is irradiated along the position between the electrode 16p and one of the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p.
  • the laser is irradiated by the scanning paths R21 to R23.
  • the scanning path R21 is between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p and of the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p.
  • the position near the n-side electrode 16 n is scanned. Therefore, the irradiation range E21 is formed between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p and at a position closer to the n-side electrode 16n among the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p.
  • the irradiation range E21 is formed between the n-side finger electrode 161n and the p-side finger electrode 161p (see (a) in FIG. 1) and at a position near the n-side finger electrode 161n.
  • the scanning path R22 scans a position between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p and near the n-side electrode 16n. Therefore, the irradiation range E22 is formed between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p and at a position near the n-side electrode 16n. For example, the irradiation range E22 is formed between the n-side finger electrode 161n and the p-side bus bar electrode 162p (see (a) in FIG. 1) and at a position close to the n-side bus bar electrode 162n.
  • the scanning path R23 scans a position between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p and near the n-side electrode 16n. Therefore, the irradiation range E23 is formed between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p and at a position near the n-side electrode 16n. For example, the irradiation range E23 is formed between the p-side finger electrode 161p and the n-side bus bar electrode 162n (see (a) in FIG. 1) and at a position close to the n-side bus bar electrode 162n.
  • Positions P21 to P24 correspond to the positions P1 to P4 shown in FIG. 5B, respectively. That is, the laser irradiation is started at the positions P21 and P23, and the laser irradiation is stopped at the positions P22 and P24. That is, the irradiation range E21 is formed between the irradiation ranges E22 and E23.
  • FIG. 12A is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the present variation after the laser processing step, taken along line XIIa-XIIa of FIG. 12B is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the present variation after the laser processing step, taken along line XIIb-XIIb in FIG.
  • a groove 122a penetrating to the conductive layer 15 is formed in the resist film 22.
  • grooves 122a corresponding to the irradiation range E21 are formed.
  • the groove 122a is formed between the position where the thickness of the resist film 22 is maximized and the n-side electrode 16n or the p-side electrode 16p in a cross-sectional view of the solar battery cell.
  • the resist film 22 is formed in a semicylindrical shape.
  • the position at which the thickness of the resist film 22 reaches the maximum value is a position approximately at the center of the width (length in the Y-axis direction) of the resist film 22.
  • the position at which the thickness of the resist film 22 is maximized is a substantially central position between the n-side electrode 16 n and the p-side electrode 16 p. Therefore, the groove 122a is formed at a position close to one of the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p in a cross sectional view of the solar battery cell. In the present embodiment, the groove 122a is formed at a position near the n-side electrode 16n.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the present variation after the underlayer removal step.
  • FIG. 13 (a) is a partial cross-sectional view taken along line XIIa-XIIa of FIG. 11, after the base layer removing step of the solar battery cell according to the present modification.
  • FIG. 13B is a partial cross-sectional view of the XIIb-XIIb line in FIG. 11 after the underlayer removing step of the solar battery cell according to the present modification.
  • the underlayer 14 is not etched in the region where the resist film 22 is not irradiated with the laser.
  • the underlayer 14 includes an n-side underlayer 214 n, a p-side underlayer 214 p, and a first bridge portion 218.
  • the first bridge portion 218 is disposed between the n-side underlayer 214n and the p-side underlayer 214p, and connects the n-side underlayer 214n and the p-side underlayer 214p.
  • the base layer 14 is etched and separated by the first separation portion 217 a.
  • the first bridge portion 218 and the first separation portion 217 a have the n-side electrode 16 n and the p-side electrode 16 p in a sectional view of the solar battery cell.
  • the p-side electrode 16p is formed on the side.
  • separation part formed of the irradiation range E22 is formed in the p side electrode 16p side in the cross sectional view of a photovoltaic cell.
  • separation part formed of the irradiation range E23 is formed in the n side electrode 16n side in the cross sectional view of a photovoltaic cell.
  • a separation groove is formed by the first separation portion 217a and the second separation portion.
  • the solar battery cell according to the present modification is provided on the n-side conductive layer 15n, provided on the n-side electrode 16n formed of a plating film, and on the p-side conductive layer 15p, and plating And a p-side electrode 16p formed of a film.
  • the first separation groove (for example, the first separation portion 17a) is between the n-side electrode 16n and the p-side electrode 16p in plan view of the solar battery cell, and the n-side electrodes 16n and p It is disposed at a position near one of the electrodes 16p.
  • the portion different from the portion where the thickness of the resist film 22 is maximum can be processed by laser, so that the groove 122a can be formed without increasing the laser output. it can. That is, even when the thickness of the resist film 22 is large, it is possible to suppress an increase in damage to the semiconductor layer by increasing the output of the laser. Therefore, in this modification, when processing by laser is performed, a solar battery cell in which damage to a semiconductor layer or the like is suppressed can be realized.
  • the position at which the thickness of the resist film 22 is maximized and the n-side electrode 16 n or p in the cross sectional view of the solar cell is scanned between the side electrodes 16p.
  • the laser may be scanned at a position near one of the n-side electrode 16 n and the p-side electrode 16 p in a cross-sectional view of the solar battery cell.
  • the laser beam can be processed to a portion different from the portion where the thickness of the resist film 22 is maximum, so that the groove 122a can be formed without increasing the laser output. it can. That is, even when the thickness of the resist film 22 is large, it is possible to suppress an increase in damage to the semiconductor layer by increasing the output of the laser. Furthermore, since the portion where the thickness of the resist film 22 is maximum is not processed by the laser, it is possible to suppress the generation of the remaining film of the resist film 22 after the laser processing. Therefore, when the process by a laser is performed, the damage to a semiconductor layer etc. can be suppressed and a solar cell with an improved yield can be realized.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the present modification. Specifically, (a) of FIG. 14 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the present modification at a position corresponding to the VIa-VIa line of FIG. 5B. (B) of FIG. 14 is a partial cross-sectional view of the solar battery cell according to the present modification at a position corresponding to the VIb-VIb line of FIG. 5B. In the present modification, the conductive layer removing step shown in FIG. 3 is not performed.
  • a conductive layer is comprised from the n side conductive layer 315n, the p side conductive layer 315p, and the 2nd bridge part 24.
  • the second bridge portion 24 is formed on the first bridge portion 18.
  • the second bridge portion 24 is formed, for example, on the first bridge portion 18 shown in (b) of FIG.
  • the n-side conductive layer 315 n and the p-side conductive layer are provided at the positions corresponding to the first separation portion 17 a and the second separation portion 17 b shown in FIG. It has separation grooves separated into 315p. That is, the conductive layer has a separation groove consisting of two separation parts extending in different directions.
  • the second bridge portion 24 separates the two separation portions.
  • a separation groove e.g., the first separation portion 23a of (b) in FIG. 14
  • a separation groove for separating the conductive layer into the n-side conductive layer 315n and the p-side conductive layer 315p is an example of a second separation groove. .
  • the second bridge portion 24 By arranging the second bridge portion 24 at the above position, the n-type semiconductor layer 13 n and the p-type semiconductor layer 12 p are connected via the second bridge portion 24.
  • the second bridge portion 24 is formed.
  • the resistance of the second bridge portion 24 is, for example, about the same as the resistance of the first bridge portion 18.
  • the resistance of the second bridge portion 24 is 1 k ⁇ / ⁇ or more.
  • the sheet resistance of the conductive layer (in the present embodiment, the second bridge portion 24, the n-side conductive layer 315n, and the p-side conductive layer 315p) is 1 k ⁇ / ⁇ or more.
  • the size of the second bridge portion 24 in plan view is substantially equal to that of the first bridge portion 18. Therefore, the resistance of the second bridge portion 24 is high, and conduction between the n-side conductive layer 315 n and the p-side conductive layer 315 p can be suppressed.
  • a process of increasing the resistance value of the second bridge portion 24 may be performed.
  • the heat treatment may be performed in an oxygen atmosphere to increase the resistance.
  • the conductive layer is separated into the n-side conductive layer 315 n and the p-side conductive layer 315 p by the first separation part 23 a.
  • the width (length in the Y-axis direction) of the first separation portion 23a is, for example, approximately equal to the width of the first separation portion 17a.
  • the solar battery cell according to the present modification includes the conductive layer 15 provided on the n-side underlayer 14 n and the p-side underlayer 14 p.
  • the conductive layer 15 is separated from each other by the second separation groove (for example, the first separation portion 23a), and the n-side conductive layer 315n provided on the n-side underlayer 14n and the p-side underlayer 14p.
  • a second bridge portion 24 provided on the first bridge portion 18 and separating a second separation groove.
  • FIG. 15 is an enlarged view of the vicinity of the short side of the solar battery cell according to the present modification.
  • region B in FIG. 15 is an enlarged view of region B in FIG.
  • the region B is rotated 180 degrees with respect to FIG. 1 in order to facilitate understanding of the drawing.
  • R32a and R32b show the scanning path of a laser.
  • FIG. 16 is an enlarged view of the area C in FIG. 15, and shows the scanning path of the laser in the area C and the laser irradiation ranges E31, E32, and E33.
  • the scanning path of the laser in the vicinity of the short side (near the corner) of the solar battery cell will be described.
  • the shape of the solar battery cell is a substantially octagon having long sides and short sides as in this modification, for example, the X coordinate of the tip of the finger electrode 161pe provided at both ends in the Y-axis direction of the solar battery cell. Is different from the X coordinate of the tip of the finger electrode 161p provided at the center in the Y-axis direction. That is, the X coordinate of the tip of finger electrode 161pe is smaller than the X coordinate of the tip of finger electrode 161p.
  • the laser scanning is simple.
  • the tip of the finger electrode 161p is irradiated with laser in the scanning path R32a to form two finger electrodes 161pe.
  • Each tip is separately irradiated with a laser in a scanning path in a direction parallel to the Y axis. That is, three laser scans need to be performed.
  • a desired region can be irradiated with a laser by two laser scans of the scanning paths R32a and R32b.
  • the two end portions in this modification are a region of several mm to several cm from the outer peripheral portion of the solar cell to the central portion of the solar cell.
  • the scanning path R32b is a direction that intersects both the X axis and the Y axis, and is appropriately determined by the X coordinate of each tip of the finger electrode 161pe and the like.
  • the scanning path R32 of the laser preferably intersects the finger electrodes 161n on the outer peripheral side of the scanning path R31.
  • the resist film 22 in the vicinity of the tip of the finger electrode 161pe preferably has a wider width in the X-axis direction than the resist film 22 in the vicinity of the tip of the finger electrode 161p.
  • the scanning path R32b of the laser runs in the direction intersecting the arrangement position of the resist film 22 with both the X axis and the Y axis. That is, the laser irradiation range E33 also extends in the direction intersecting both the X axis and the Y axis.
  • the laser irradiation range E33 can be formed without damaging the tip of the finger electrode 161pe.
  • the width of the resist film 22 in the X-axis direction may have a width sufficient to form the laser irradiation range E33.
  • the finger electrodes 161 p and 161 pe have been described, but the same process may be performed on the finger electrodes 161 n. That is, laser irradiation may be performed in the same scanning path of the laser as described above at the tips of finger electrodes 161ne (not shown) provided at both ends in the Y-axis direction of the solar battery cell.
  • the solar battery cell is described as being substantially octagonal, but the form of the solar battery cell is not limited to this.
  • finger electrodes 161pe and finger electrodes 161p provided on both ends in the Y-axis direction of the solar battery cell are described separately.
  • such an electrode arrangement may not necessarily be provided at both ends of the solar battery cell.
  • this modification is applicable even if the portion to deform the pattern is at the center of the solar cell in the Y-axis direction.
  • the present modification is applicable not only to the back surface contact type solar battery cell but also to the double side light receiving type solar battery as long as a similar manufacturing process is used.
  • the i-type semiconductor layer 12i and the p-type semiconductor layer 12p are stacked and then the i-type semiconductor layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n are stacked.
  • the layer 13i and the n-type semiconductor layer 13n may be stacked first.
  • the order of each process in the manufacturing method of the photovoltaic cell demonstrated by the said embodiment and modification is an example, and is not limited to this. In addition, a part of each step may not be performed.
  • each process in the manufacturing method of the photovoltaic cell demonstrated by the said embodiment and modification may be implemented by one process, and may be implemented by a separate process.
  • to be performed in one step means that each step is performed using one device, each step is performed sequentially, or that each step is performed in the same place. It is. Also, separate steps may be performed using different devices, each step may be performed at different times (eg, different days), or each step may be performed at different places. It is an intention to include.

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Abstract

太陽電池セル(1)は、受光面(10a)及び裏面(10b)を有する半導体基板(10)と、半導体基板(10)の裏面(10b)に、第一の方向に延び、第一の方向と交差する第二の方向に、互いに隣り合って設けられたn型半導体層(13n)及びp型半導体層(12p)と、n型半導体層(13n)及びp型半導体層(12p)の上に設けられた下地層(14)とを備える。下地層(14)は、第一の分離部(17a)及び第二の分離部(17b)を有する第一の分離溝(17)で互いに分離されたn側下地層(14n)、及び、p側下地層(14p)と、第一の分離部(17a)及び第二の分離部(17b)を隔てる第一のブリッジ部(18)とを有する。そして、第一のブリッジ部(18)は、n側下地層(14n)及びp側下地層(14p)の第一の方向における境界の少なくとも一方において、第一の分離部(17a)と第二の分離部(17b)とを隔てる。

Description

太陽電池セル、及び、太陽電池セルの製造方法
 本発明は、裏面接合型の太陽電池セル、及び、当該太陽電池セルの製造方法に関する。
 光電変換効率が改善された太陽電池セルとして、半導体基板における光が入射する受光面と背向する面である裏面に、n型半導体層及びp型半導体層の双方が形成された裏面接合型の太陽電池セルの検討が行われている。裏面接合型の太陽電池セルでは、裏面に、透明電極層(下地層)、シード層(導電層)、及び、発電した電力を取り出すためのめっき層(n側電極及びp側電極)が積層して設けられる。
 特許文献1には、n側電極とp側電極とが、透明電極層に設けられた分離領域(分離溝)により完全に分離されている太陽電池セルが開示されている。
国際公開第2016/157701号
 ところで、下地層に分離溝を形成する方法として、レーザによる加工が行われることがある。上記のように、下地層が分離溝で完全に分離されている場合、レーザによるパターニングにおいて、走査経路が交差する箇所が生じる。当該走査経路でレーザを走査している間レーザが照射されていると、レーザが過剰に照射される箇所が生じる。これにより、半導体層、及び、半導体基板がダメージを受けて光電変換効率が低下することがある。
 そこで、本発明は、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制された太陽電池セル、及び、太陽電池セルの製造方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る太陽電池セルは、裏面接合型の太陽電池セルであって、光が入射する受光面、及び、前記受光面と背向する裏面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記裏面に、第一の方向に延び、前記第一の方向と交差する第二の方向に、互いに隣り合って設けられたn型半導体層及びp型半導体層と、前記n型半導体層及び前記p型半導体層の上に設けられた下地層とを備え、前記下地層は、異なる方向に延びる第一の分離部及び第二の分離部を有する第一の分離溝で互いに分離され、前記n型半導体層の上に設けられたn側下地層、及び、前記p型半導体層の上に設けられたp側下地層と、前記第一の分離部及び前記第二の分離部を隔てる第一のブリッジ部とを有し、前記n側下地層は、前記第一の方向に延びる第一のn側下地部を有し、前記p側下地層は、前記第一の方向に延び、前記第一のn側下地部と隣り合って設けられた第一のp側下地部を有し、前記第一のブリッジ部は、前記第一のn側下地部の前記第一の方向における一方側の第一の端部と前記p側下地層との境界、及び、前記第一のp側下地部の前記第一の方向における他方側の第二の端部と前記n側下地層との境界の少なくとも一方において、前記第一の分離部と前記第二の分離部とを隔てる。
 また、本発明の一態様に係る太陽電池セルの製造方法は、裏面接合型の太陽電池セルの製造方法であって、光が入射する受光面、及び、前記受光面と背向する裏面を有する半導体基板の前記裏面に、第一の方向に延び、前記第一の方向と交差する第二の方向に互いに隣り合って設けられたn型半導体層及びp型半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記n型半導体層及びp型半導体層が形成された前記裏面に下地層を形成する下地層形成工程と、前記下地層の上に導電層を形成する導電層形成工程と、前記導電層の上であり、前記n型半導体層及び前記p型半導体層に対応する領域にレジストを塗布するレジスト形成工程と、前記レジスト形成工程でレジスト膜が形成された前記導電層をシード層として、電解めっきにより、n側電極及びp側電極を形成する電極形成工程と、前記電極形成工程の後に、レーザを走査することで前記レジスト膜に前記シード層まで貫通する溝を形成するレーザ加工工程と、前記溝が形成された前記裏面をエッチングして前記下地層をn側下地層及びp側下地層に分離する分離溝を形成する下地層除去工程と、前記下地層除去工程の後に前記レジスト膜を除去するレジスト除去工程と、を含み、前記レーザ加工工程において、前記レーザを走査した走査経路が交差する位置において前記レーザの出力が停止されることで、前記位置において、異なる方向に延びる第一の分離部と第二の分離部とが隔てられた前記分離溝を形成する。
 本発明によれば、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制された太陽電池セル、及び、当該太陽電池セルの製造方法を実現することができる。
図1は、実施の形態1に係る太陽電池セルを示す平面図である。 図2は、図1のII-II線における、実施の形態1に係る太陽電池セルの部分断面図である。 図3は、実施の形態1に係る太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。 図4は、実施の形態1に係る太陽電池セルの電極形成工程後の断面模式図である。 図5Aは、比較例に係るレーザ加工工程におけるレーザの走査経路を示す平面図である。 図5Bは、実施の形態1に係るレーザ加工工程におけるレーザの走査経路を示す平面図である。 図6Aは、図5BのVIa-VIa線における、実施の形態1に係る製造工程中の太陽電池セルの部分断面図である。 図6Bは、図5BのVIb-VIb線における、実施の形態1に係る製造工程中の太陽電池セルの部分断面図である。 図7Aは、図5BのVIa-VIa線に対応する位置における、実施の形態1に係る太陽電池セルの下地層除去工程後の部分断面図である。 図7Bは、図5BのVIb-VIb線に対応する位置における、実施の形態1に係る太陽電池セルの下地層除去工程後の部分断面図である。 図8は、実施の形態1に係る太陽電池セルの導電層除去工程後の部分断面図である。 図9は、実施の形態1の変形例1に係る太陽電池セルを示す平面図である。 図10は、実施の形態1の変形例1に係るレーザ加工工程におけるレーザの走査経路を示す平面図である。 図11は、実施の形態1の変形例2に係るレーザ加工工程におけるレーザの走査経路を示す平面図である。 図12Aは、図11のXIIa-XIIa線における、実施の形態1の変形例2に係る太陽電池セルのレーザ加工工程後の部分断面図である。 図12Bは、図11のXIIb-XIIb線における、実施の形態1の変形例2に係る太陽電池セルのレーザ加工工程後の部分断面図である。 図13は、実施の形態1の変形例2に係る太陽電池セルの導電層除去工程後の部分断面図である。 図14は、実施の形態1の変形例3に係る太陽電池セルの部分断面図である。 図15は、実施の形態1における、太陽電池セルの短辺付近におけるレーザの走査経路を示す平面図である。 図16は、図15中の領域Cの拡大図である。
 以下では、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置、接続形態、工程、および、工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
 また、「略**」との記載は、実質的に**と認められるものを含む意図であり、例えば「略直交」を例に挙げて説明すると、完全に直交はもとより、実質的に直交と認められるものを含む意図である。例えば、「略**」との記載は、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
 また、各図において、Z軸方向は、例えば、太陽電池セルの受光面に垂直な方向である。X軸方向及びY軸方向は互いに直交し、かつ、いずれもZ軸方向に直交する方向である。例えば、以下の実施の形態において、「平面視」とは、Z軸方向から見ることを意味する。また、以下の実施の形態において、「断面視」とは、太陽電池セルの受光面と直交する面(例えば、Z軸とX軸とで規定される面)において当該太陽電池セルを切断した切断面を、当該切断面から略直交する方向(例えば、Y軸方向)から見ることを意味する。
 (実施の形態1)
 以下、図1~図8を用いて、本実施の形態に係る太陽電池セルについて説明する。
 [1.太陽電池セルの構成]
 まず、本実施の形態に係る太陽電池セルの概略構成について、図1及び図2を用いて説明する。太陽電池セルは、太陽光等の光を電力に変換する光電変換素子(光起電力素子)である。
 図1は、本実施の形態に係る太陽電池セル1を示す平面図である。図1は、太陽電池セル1を裏面側から見た平面図である。具体的には、図1の(a)は、本実施の形態に係る太陽電池セル1を示す平面図であり、図1の(b)は、図1の(a)の破線枠の拡大平面図である。図2は、図1の(a)のII-II線における、本実施の形態に係る太陽電池セル1の部分断面図である。なお、図2では、光が入射する受光面10aが紙面に対して下側となるように図示している。
 図2に示すように、太陽電池セル1は、半導体材料からなる半導体基板10を有する。半導体基板10は、例えば、結晶シリコンなどにより構成することができる。本実施の形態では、半導体基板10がn型結晶シリコンからなる例について説明する。なお、結晶シリコンとは、単結晶シリコン、または多結晶シリコンを含むものとする。半導体基板10は、p型結晶シリコンであってもよい。また、半導体基板10の材料は、GaAsやInP等の化合物半導体であってもよい。
 半導体基板10は、光が入射する受光面10a、及び、受光面10aと背向する裏面10bを有する。半導体基板10は、受光面10aにおいて光を受光する。裏面10bは、直接光が入射しない面である。本実施の形態に係る太陽電池セル1には、XまたはY方向に沿った長辺と、X軸及びY軸の双方と交差する方向に沿った短辺とが外周に沿って交互に並んだ、略八角形の半導体基板10を用いている。
 半導体基板10の受光面10aの上には、実質的に真性なi型半導体層20iと、半導体基板10と同じ導電型を有するn型半導体層20nと、保護膜としての機能を兼ね備えた反射防止層19(保護層)とがこの順番で設けられている。i型半導体層20iは、例えば実質的に真性なi型アモルファスシリコンなどにより構成することができる。n型半導体層20nは、例えば、n型アモルファスシリコンなどにより構成することができる。反射防止層19は、例えば、窒化ケイ素などにより構成することができる。反射防止層19は、i型半導体層20i及びn型半導体層20nを保護する機能も有する。
 半導体基板10の裏面10bの上には、n型半導体層13nと、p型半導体層12pとが配置されている。
 n型半導体層13nは、裏面10bの一部分の上に配置されている。n型半導体層13nは、例えば、n型アモルファスシリコンなどにより構成することができる。n型半導体層13nと裏面10bとの間には、実質的に真性なi型半導体層13iが配置されている。i型半導体層13iは、例えば実質的に真性なi型アモルファスシリコンなどにより構成することができる。
 p型半導体層12pは、裏面10bのn型半導体層13nが配置されていない部分の少なくとも一部の上に配置されている。このp型半導体層12pとn型半導体層13nとにより裏面10bの実質的に全体が覆われている。
 p型半導体層12pは、例えば、ホウ酸などのp型ドーパントを含むp型アモルファスシリコンなどにより構成することができる。p型半導体層12pと裏面10bとの間には、実質的に真性なi型半導体層12iが配置されている。i型半導体層12iは、例えば、実質的に真性なi型アモルファスシリコンなどにより構成することができる。
 n型半導体層13n及びi型半導体層13iと、p型半導体層12p及びi型半導体層12iとは、光電変換効率の観点から、裏面10bに平行な一方向に沿って互いに形成されることが望ましい。本実施の形態では、n型半導体層13n及びi型半導体層13iと、p型半導体層12p及びi型半導体層12iとは、X軸方向に延び、かつY軸方向に互いに間挿して設けられている。つまり、n型半導体層13n及びi型半導体層13iと、p型半導体層12p及びi型半導体層12iとは、Y軸方向に互いに隣り合って設けられている。なお、X軸方向は、第一の方向の一例であり、Y軸方向は第一の方向と交差する第二の方向の一例である。また、以降においては、n型半導体層13n、p型半導体層12p、i型半導体層12i及び13iを合わせて半導体層とも記載する。半導体層は、例えば、半導体基板10の裏面10b上に直接積層される。
 また、半導体層は、半導体基板10の裏面10b上の広範囲を覆うように形成されるとよい。このため、n型半導体層13n及びi型半導体層13iと、p型半導体層12p及びi型半導体層12iとが互いに重なり合うように、積層されるとよい。例えば、図2の分離部21に示すように、一方の層が他方の層にオーバーラップして隙間なく積層されるとよい。
 なお、p型半導体層12p上において、i型半導体層13i及びn型半導体層13nが積層される領域の全域において、絶縁層(図示しない)が形成される。これにより、i型半導体層12i及びp型半導体層12pと、i型半導体層13iとn型半導体層13nとが絶縁される。
 n型半導体層13nの上には、n側下地層14n、n側導電層15n、及び、n側電極16nが積層される。一方、p型半導体層12pの上には、p側下地層14p、p側導電層15p、及び、p側電極16pが積層される。なお、n側導電層15n及びp側導電層15pを合わせて導電層とも記載する。また、n側電極16n及びp側電極16pを合わせて電極とも記載する。
 図1の(b)に示すように、n側下地層14n、p側下地層14p、及び、第一のブリッジ部18により下地層14が構成される。本実施の形態では、下地層14が第一のブリッジ部18を有する点に特徴を有する。
 下地層14は、半導体層と導電層との接触を防止し、半導体層と導電層との合金化を防いで入射光の反射率を高める機能を有する。下地層14は、例えば、透明な導電性材材料から構成される透明導電層(TCO膜)である。透明導電層は、例えば、多結晶構造を有する酸化インジウム(In)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化錫(SnO)、及び酸化チタン(TiO)等の金属酸化物のうち少なくとも1種を含んで構成されることが好ましい。これらの金属酸化物に、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、タングステン(W)、アンチモン(Sb)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、セリウム(Ce)、ガリウム(Ga)などのドーパントがドープされていてもよく、例えば、InにSnがドープされたITOが特に好ましい。ドーパントの濃度は、0~20質量%とすることができる。透明導電層の厚みは、例えば、50nm~100nm程度である。
 下地層14は、半導体層の上に配置される。下地層14は、例えば、半導体層の上に直接積層される。
 下地層14は、異なる方向に延びる第一の分離部17a及び第二の分離部17bを有する第一の分離溝17により、n側下地層14nとp側下地層14pとに分離される。つまり、第一の分離溝17により、互いに分離されたn側下地層14n及びp側下地層14pが形成される。これにより、n側下地層14nは、n型半導体層13nの上に配置され、n型半導体層13nと電気的に接続される。また、p側下地層14pは、p型半導体層12pの上に配置され、p型半導体層12pと電気的に接続される。
 また、図1の(a)、及び、図2に示すように、電極の下(例えば、電極と半導体層との間)にも下地層14は形成されている。図1の(a)に示すように、n側下地層14nは、X軸方向に延びる第一のn側下地部141nと、Y軸方向に延び、第一のn側下地部141nのX軸プラス側の端部を接続する第二のn側下地部142nとから構成される。第一のn側下地部141nのX軸プラス側の端部は、第一の方向における他方側の端部の一例である。また、p側下地層14pは、X軸方向に延びる第一のp側下地部141pと、Y軸方向に延び、第一のp側下地部141pのX軸マイナス側の端部を接続する第二のp側下地部142pとから構成される。第一のp側下地部141pのX軸マイナス側の端部は、第一の方向における一方側の端部の一例である。なお、本実施の形態では、第一のn側下地部141nと第一のp側下地部141pとが、互いに間挿して配置される。つまり、第一のn側下地部141nと第一のp側下地部141pとが、隣り合って配置される。
 また、第一の分離部17aは、太陽電池セル1の平面視において、X軸方向に延び、隣り合う第一のn側下地部141n及び第一のp側下地部141pの間に設けられ、第二の分離部17bは、n側下地層14n(具体的には、第一のn側下地部141n)のX軸マイナス側の端部と第二のp側下地部142p、及び、p側下地層14p(具体的には、第一のp側下地部141p)のX軸プラス側の端部と第二のn側下地部142nとの間にそれぞれ設けられる。
 第一のブリッジ部18は、第一の分離部17aと第二の分離部17bとの間に設けられる。すなわち、第一のブリッジ部18は、第一の分離部17aと第二の分離部17bとを隔てる。本実施の形態では、第一のブリッジ部18は、第一の分離部17aのX軸方向の端部と第二の分離部17bとの間に設けられる。すなわち、第一のブリッジ部18は、第一の分離部17aのX軸方向の端部と第二の分離部17bとを隔てる。これにより、第一の分離部17aと第二の分離部17bとは、平面視において交差していない。
 図1の(b)では、第一のブリッジ部18は、n側下地層14n(具体的には、第一のn側下地部141n)のX軸マイナス側の端部とp側下地層14pとの境界において、第一の分離部17aと第二の分離部17bとを隔てている例を示しているが、p側下地層14p(具体的には、第一のp側下地部141p)のX軸プラス側の端部とn側下地層14nとの境界においても、同様に、第一の分離部17aと第二の分離部17bとを隔てている。第一のブリッジ部18は、複数のn側下地層14nのX軸プラス側の端部とp側下地層14pとの境界、及び、複数のp側下地層14pのX軸マイナス側の端部とn側下地層14nとの境界の少なくとも1つに設けられる。すなわち、太陽電池セル1は、少なくとも1つの第一のブリッジ部18を備えていればよい。また、図1の(b)では、第一のブリッジ部18の平面視形状は、略矩形状である例について図示しているが、これに限定されない。
 なお、n側下地層14n(具体的には、第一のn側下地部141n)のX軸マイナス側の端部とは、第一の端部の一例であり、p側下地層14p(具体的には、第一のp側下地部141p)のX軸プラス側の端部とは、第二の端部の一例である。また、図1の(b)では、第二の分離部17bの長さ(Y軸方向の長さ)は、隣り合う第一の分離部17aの間隔(図8の(a)及び図8の(b)に示す間隔L2を参照)より長い例を示している。
 第一のブリッジ部18は、上記の位置に配置されることで、n側下地層14nとp側下地層14pとが第一のブリッジ部18を介して接続される。なお、第一のブリッジ部18は、n側下地層14n及びp側下地層14pと同一の材料で構成されているので導電性を有しているが、抵抗値が高いので、n側下地層14nとp側下地層14pとは、光電変換効率に影響がない程度でしか導通されない。例えば、n側下地層14nとp側下地層14pとの間における第一のブリッジ部18の抵抗は、0.01Ω・cm以上である。例えば、第一のブリッジ部18のX軸方向の長さL1は、30μm以下であり、Y軸方向の長さ(図8の(a)及び図8の(b)における幅L3)は、30μm以下である。なお、第一のブリッジ部18のY軸方向の長さは、第一の分離部17aの短手方向の長さと略等しい。また、第一のブリッジ部18のX軸方向の長さL1は、第一のブリッジ部18のY軸方向の長さ(本実施の形態では、幅L3)以下であるとよい。
 導電層は、下地層14の上に配置され、めっき成長の際に電流を流すシード層として機能する。つまり、導電層をシード層として電解めっきによりn側電極16n及びp側電極16pが形成される。導電層の厚みは、例えば、50nm~100nm程度である。
 n側電極16nは、n側導電層15nの上に直接形成され、n型半導体層13nからキャリア(電子)を収集する電極である。p側電極16pは、p側導電層15pの上に直接形成され、p型半導体層12pからキャリア(正孔)を収集する電極である。
 本実施の形態では、n側電極16nは、n側導電層15nの上に配置されためっき層であり、p側電極16pは、p側導電層15pの上に配置されためっき層である。n側電極16nは、X軸方向に延びるn側フィンガー電極161nと、Y軸方向に延び、n側フィンガー電極161nのX軸プラス側の端部を接続するn側バスバー電極162nとから構成される。また、p側電極16pは、X軸方向に延びるp側フィンガー電極161pと、Y軸方向に延び、p側フィンガー電極161pのX軸マイナス側の端部を接続するp側バスバー電極162pとから構成される。本実施の形態では、n側フィンガー電極161nとp側フィンガー電極161pとが、互いに間挿して配置される。つまり、n側フィンガー電極161nと第一のp側フィンガー電極161pとが、隣り合って配置される。
 n側導電層15n、n側電極16n、p側導電層15p、及び、p側電極16pは、高い導電性を有し、かつ光の反射率が高い金属から構成されるとよい。例えば、銅(Cu)、錫(Sn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)、金(Au)などの金属またはそれらの1種以上を含む合金から構成されるとよい。すなわち、n側導電層15n、n側電極16n、p側導電層15p、及び、p側電極16pは、金属層である。
 本実施の形態では、n側導電層15n、n側電極16n、p側導電層15p、及び、p側電極16pは、例えば、導電性、反射率、及び、材料コスト等の観点から、Cuにより構成される。Cu層の厚みは、例えば、10μm~20μm程度である。
 上記のように、本実施の形態に係る太陽電池セル1は、裏面接合型の太陽電池セルである。なお、n側電極16n及びp側電極16pが印刷などにより形成される場合には、n側導電層15n及びp側導電層15pは設けられなくてもよい。
 [2.太陽電池セルの製造方法]
 続いて、上記の太陽電池セル1の製造方法について、図3~図8を参照しながら説明する。
 図3は、本実施の形態に係る太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。なお、本実施の形態に係る製造方法は、レーザ加工工程に特徴を有する。
 図3に示すように、まず光が入射する受光面10a、及び、受光面10aと背向する裏面10bを有する半導体基板10の裏面10bに、第一の方向(本実地の形態では、X軸方向)に延び、第一の方向と交差する第二の方向(本実施の形態では、Y軸方向)に互いに隣り合って設けられたn型半導体層13n及びp型半導体層12pを形成する半導体層形成工程(S10)が行われる。半導体形成工程では、半導体基板10を真空チャンバ内に設置して、プラズマ化学気相成長(PECVD)やスパッタリングにより、i型半導体層、及び、n型半導体層を順に積層する。なお、半導体形成工程では、受光面10aにも半導体層などが形成される。
 半導体形成工程において、まず半導体基板10の受光面10a上に、i型半導体層20i及びn型半導体層20nを積層し、裏面10b上に、i型半導体層12i、p型半導体層12p、及び、絶縁層(図示しない)を積層する。絶縁層としては、例えば、反射防止層19と同様の組成で形成することができる。
 PECVDによるi型半導体層12i及び20iの積層工程では、例えば、シランガス(SiH)を水素(H)で希釈したものを原料ガスとして使用する。また、n型半導体層13n及び20nの積層工程では、例えば、シラン(SiH)にホスフィン(PH)を添加し、水素(H)で希釈したものを原料ガスとして使用する。また、p型半導体層12pの積層工程では、例えば、シラン(SiH)にジボラン(B)を添加し、水素(H)で希釈したものを原料ガスとして使用する。
 そして、裏面10bに積層された各層をパターニングする。まず、絶縁層を部分的にエッチングして除去する。絶縁層のエッチング工程では、例えば、スクリーン印刷やインクジェットによる塗工プロセス、またはフォトリソプロセス等により形成されたレジスト膜をマスクとして使用する。絶縁層が酸化ケイ素(SiO)、窒化ケイ素(SiN)、又は、酸窒化ケイ素(SiON)である場合は、例えば、フッ化水素(HF)水溶液を用いてエッチングできる。
 絶縁層のエッチング終了後、例えば、レジスト膜を除去し、パターニングされた絶縁層をマスクとして、露出しているi型半導体層12i及びp型半導体層12pをエッチングする。i型半導体層12i及びp型半導体層12pのエッチングは、例えば、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液(例えば、1質量%NaOH水溶液)等のアルカリ性エッチング液を用いて行う。この工程により、裏面10b上にパターニングされたi型半導体層12i及びp型半導体層12p、及び、絶縁層が形成される。
 なお、i型半導体層20iを積層する前において、半導体基板10の受光面10aにテクスチャ構造を形成するとよい。テクスチャ構造は、例えば、水酸化カリウム(KOH)水溶液を用いて、(100)面を異方性エッチングすることで形成できる。
 続いて、裏面10b上の端縁領域を除く全域にi型半導体層13i及びn型半導体層13nを積層する。つまり、パターニングしたi型半導体層12i及びp型半導体層12p上にもi型半導体層13i及びn型半導体層13nが積層される。i型半導体層13i及びn型半導体層13nは、i型半導体層12i及びp型半導体層12pと同様に、PECVDによって形成することができる。
 続いて、i型半導体層12i及びp型半導体層12p上に積層されたi型半導体層13i及びn型半導体層13nをパターニングし、絶縁層を部分的に除去する。まず、i型半導体層12i及びp型半導体層12p上に積層されたi型半導体層13i及びn型半導体層13nを部分的にエッチングして除去する。除去するi型半導体層13i及びn型半導体層13nの領域は、後工程でp側電極16pを形成するi型半導体層12i及びp型半導体層12p上の領域である。i型半導体層13i及びn型半導体層13nのエッチングでは、例えば、スクリーン印刷等によって形成されるレジスト膜をマスクとして使用し、NaOH水溶液等のアルカリ性エッチング液を用いて行う。
 i型半導体層13i及びn型半導体層13nは、通常、i型半導体層12i及びp型半導体層12pよりもエッチングされ難いため、i型半導体層12i及びp型半導体層12pに使用されるNaOH水溶液よりも高濃度のもの(例えば、10質量%NaOH水溶液)、又は、フッ硝酸(HFとHNOの混合水溶液(例えば、各々30質量%))を用いることが好ましい。あるいは、NaOH水溶液を70~90℃程度に加熱して用いること(熱アルカリ処理)も好ましい。
 続いて、i型半導体層13i及びn型半導体層13nのエッチング終了後、レジスト膜を除去し、パターニングされたi型半導体層13i及びn型半導体層13nをマスクとして使用し、HF水溶液を用いて、露出している絶縁層をエッチングして除去する。そして、絶縁層の一部が除去されることで、i型半導体層12i及びp型半導体層12pの一部が露出する。
 次に、p型半導体層12p及びn型半導体層13nが形成された裏面10b上に、下地層14を形成する下地層形成工程(S11)、及び、下地層14の上に導電層15を形成する導電層形成工程(S12)が行われる。下地層14及び導電層15は、p型半導体層12p及びn型半導体層13n上の全域に積層される。
 ここで、ステップS10~S12までの工程で作製された太陽電池セルについて、図4を参照しながら説明する。
 図4は、本実施の形態に係る太陽電池セル1の電極形成工程後の断面模式図である。
 ステップS10~S12までの工程において、図4に示す各構成要素のうち、n側電極16n、p側電極16p、及び、レジスト膜22を除く部分が形成される。下地層14及び導電層15が切れ間なく形成されている。
 図3を再び参照して、導電層15上において、n側電極16n及びp側電極16pを分離溝(例えば、図1の(b)に示すn側電極16n及びp側電極16pの間の領域)に対応する領域上にレジストを塗布するレジスト塗布工程が行われる(S13)。レジスト塗布工程で形成されたレジスト膜22は、分離部21に対応する導電層15上の領域に沿って形成される。すなわち、レジスト塗布工程後の太陽電池セル1の平面視において、レジスト膜22と分離部21とは、少なくとも一部が重なり、かつ互いに平行な方向に延びる。
 レジスト膜塗布工程では、例えば、スクリーン印刷によりレジスト膜22が形成される。そのため、図4に示すように、レジスト膜22は、かまぼこ状の形状を有する。なお、レジスト膜22の形成方法は、スクリーン印刷法に限定されず、ディスペンサ法であってもよいし、その他の方法であってもよい。
 レジスト膜22の厚みは、後工程で行われるレーザ加工工程において、レーザ加工時の抜け残りが発生しない程度の厚みであるとよい。また、レジスト膜22の厚みは、レジスト膜22を形成するときに、ピンホールなどのかすれが発生しない程度の厚みであるとよい。例えば、レジスト膜22にかすれが発生しない程度の厚みとは、例えば15μm以上である。例えば、図4に示すかまぼこ状のレジスト膜22において厚みが最大となる部分における厚みが、15μm以上である。それ以下であると、かすれの部分が発生し、後工程の電極形成工程において、当該かすれの部分からめっきが成長しショートの原因となる。
 続いて、レジスト膜22が形成された導電層15をシード層として、電解めっきにより、n側電極16n、及び、p側電極16pを形成する電極形成工程が行われる(S14)。ここで、めっき層が、レジスト膜22により区分けされて形成されるため、めっき層が分離されてn側電極16n、及び、p側電極16pが得られる。また、この工程では、導電層15がパターニングされていないため、めっき処理時に流れる電流の面密度が等しくなり、n側電極16n、及び、p側電極16pの厚みは同程度となる。
 本実施の形態では、n側電極16n、及び、p側電極16pがCu層から構成されるので、Cuめっきを行い、n側電極16n、及び、p側電極16pを形成する。
 図4は、ステップS14において、n側電極16n及びp側電極16pが形成された太陽電池セルを示す。レジスト膜22が形成されていない領域に、n側電極16n及びp側電極16pが形成されている。図4に示すように、ステップS14の時点では、下地層14及び導電層15は、パターニングされていない。そのため、例えば、n型半導体層13n及びp型半導体層12pは、下地層14及び導電層15を介して導通している。よって、下地層14及び導電層15を部分的にエッチングすることが行われる。
 下地層14及び導電層15を部分的にエッチングするために、まずレーザを照射することでレジスト膜22を部分的に除去するレーザ加工工程が行われる(S15)。レーザ加工工程におけるレーザの走査経路について、図5A及び図5Bを参照しながら説明する。
 図5Aは、比較例に係るレーザ加工工程におけるレーザの走査経路を示す平面図である。図5Bは、本実施の形態に係るレーザ加工工程におけるレーザの走査経路を示す平面図である。図5A及び図5Bでは、レーザの走査経路を破線の矢印で示しており、レーザの照射範囲を実線の枠で示している。
 図5Aに示すように、比較例では、レーザは、走査経路R111~R113に沿って走査される。具体的には、走査経路R111における走査において、照射範囲E111の範囲のレジスト膜22にレーザが照射される。R112及び113における走査においても同様に、照射範囲E112及びE113の範囲のレジスト膜22にレーザが照射される。
 なお、n側電極16n及びp側電極16pが形成されている領域においては、レーザが照射されていない。つまり、n側電極16n及びp側電極16pが形成されている領域においては、レーザの出力が停止される。すなわち、比較例では、n側電極16n及びp側電極16pが形成されている領域と形成されていない領域との境界において、レーザの出力のオン及びオフが制御される。
 ここで、4箇所の交点Cにおいて、レーザが過剰に照射されていることがわかる。例えば、Xマイナス側にある2つの交点Cにおいて、照射範囲E111とE112とが重なる。つまり、交点Cにおいて、走査経路R111の走査においてレーザが照射され、かつ走査経路R112の走査においてレーザが照射されている。これにより、半導体層などがダメージを受けて、太陽電池セルの光電変換効率が低下することがある。そこで、本実施の形態では、レーザが同じ位置に過剰に照射されることを抑制する。なお、本実施の形態では、異なる走査経路においてそれぞれ同じ位置にレーザが照射されることを、レーザが2回照射されると記載する。
 図5Bに示すように、本実施の形態では、レーザは、走査経路R1~R3に沿って走査される。例えば、走査経路R1~R3は、図5Aに示す走査経路R111~R113と同じ経路であってもよい。具体的には、走査経路R1における走査において、照射範囲E1の範囲のレジスト膜22にレーザが照射される。走査経路R2及び3における走査においても同様に、照射範囲E2及びE3の範囲のレジスト膜22にレーザが照射される。走査経路R1は、照射範囲E3側から照射範囲E2側(図5Bでは、X軸プラス側からX軸マイナス側)に向けて走査する往路と、照射範囲E2側から照射範囲E3側(図5Bでは、X軸マイナス側からX軸プラス側)に向けて走査する復路とからなる。なお、走査経路R1~R3は、レーザ加工を行う前に、予め設定される。つまり、照射範囲E2及びE3は、予め知ることができる範囲である。また、図5Bでは、照射範囲E1~E3はそれぞれ、直線状の範囲である例について示している。
 図5Bでは、図5Aの交点Cのように、レーザの照射範囲が交差する領域はない。つまり、本実施の形態に係る太陽電池セルの製造方法では、同じ位置にレーザが2回照射されない。例えば、走査経路R1に沿って走査しているときのレーザの出力のオン及びオフを制御することで実現される。
 具体的には、走査経路R1(往路)において、照射範囲E3を通過した位置P1においてレーザの出力が開始される。すなわち、位置P1に到達するまでは、レーザの照射は行われていない。なお、照射範囲E3と位置P1との距離は、図1の(b)に示す長さL1と略等しい。
 そして、位置P2に通過するまでは、レーザの照射が行われる。位置P2は、走査経路R1において、照射範囲E2を通過していない位置である。すなわち、走査経路R1において、照射範囲E2を通過する時点では、レーザの照射は行われていない。なお、照射範囲E2と位置P2との距離は、照射範囲E3と位置P1との距離と略等しい。これにより、位置P1から位置P2に至る長尺状の照射範囲E1が形成される。
 また、走査経路R1(復路)において、照射範囲E2を通過した位置P3においてレーザの出力が開始される。すなわち、位置P2から位置P3に到達するまでは、レーザの照射が行われていない。なお、照射範囲E2と位置P3との距離は、照射範囲E2と位置P2との距離と略等しい。
 そして、位置P4に至るまでは、レーザの照射が行われる。位置P4は、走査経路R1において、照射範囲E3を通過していない位置である。すなわち、走査経路R1において、照射範囲E3を通過する時点では、レーザの照射は行われていない。なお、照射範囲E3と位置P4との距離は、照射範囲E3と位置P1との距離と略等しい。これにより、位置P3から位置P4に至る長尺状の照射範囲E1が形成される。
 上記のように、走査経路R1において、走査経路R2及びR3と交差する位置において、レーザの出力が停止される。例えば、走査経路R1において、照射範囲E2及びE3と交差する位置において、レーザの出力が停止される。
 その後、走査経路R2及びR3において、照射範囲E2及びE3にレーザを照射する。例えば、走査経路R2及びR3では、n側電極16n及びp側電極16pが形成されている領域と形成されていない領域との境界において、レーザ出力のオン及びオフが行われる。
 以上のように、レーザ加工工程では、走査経路R1(往路及び復路)におけるレーザの出力のオン及びオフは、照射範囲E2及びE3の間の領域で行われる。これにより、照射範囲E1と照射範囲E2及びE3とが交差しない(重ならない)ので、同じ位置に2回レーザが照射されない。つまり、レーザにより半導体層などがダメージを受けることを抑制することができる。
 なお、図5Bでは、レーザの出力のオン及びオフは、走査経路R1における照射範囲E2及びE3の間の領域で行われる例について説明したが、これに限定されない。例えば、レーザ出力のオン及びオフは、走査経路R2及びR3における、2つの照射範囲E1の間の領域で行われてもよい。具体的には、走査経路R1において、n側電極16n及びp側電極16pが形成されている領域と形成されていない領域との境界において、レーザ出力のオン及びオフが行われる。そして、走査経路R2及びR3において、2つの照射範囲E1の間の領域でレーザの出力のオン及びオフが行われてもよい。
 ここで、レーザ加工工程が行われた太陽電池セルについて、図6A及び図6Bを参照しながら説明する。
 図6Aは、図5BのVIa-VIa線における、本実施の形態に係る製造工程中の太陽電池セル1の部分断面図である。つまり、図6Aは、レーザ加工工程において、レーザが照射されていない領域の部分断面図である。図6Bは、図5BのVIb-VIb線における、本実施の形態に係る製造工程中の太陽電池セル1の部分断面図である。つまり、図6Bは、レーザ加工工程において、レーザが照射された領域の部分断面図である。
 図6Aに示すように、レジスト膜22にレーザが照射されていない領域では、レジスト膜22に溝は形成されていない。つまり、レジスト膜22は、ステップS13において形成された状態のままである。
 図6Bに示すように、レジスト膜22にレーザが照射された領域では、レジスト膜22に導電層15まで貫通する溝22aが形成される。図6Bでは、照射範囲E1に対応する溝22aが形成されている。
 図3を再び参照して、次にレジスト膜22に溝22aが形成された裏面10bをエッチングして下地層14をn側下地層14n及びp側下地層14pに分離する第一の分離溝17を形成する下地層除去工程が行われる(S16)。
 下地層除去工程では、まずレジスト膜22をマスクとして、導電層15を部分的にエッチングする。これにより、分離溝において導電層15が分断され、互いに分離されたn側導電層15n及びp側導電層15pが形成される。導電層15は、例えば、塩化第二鉄(FeCl)水溶液、塩酸過水、硫酸過水を用いてエッチングすることができる。なお、この工程により、透明導電層である下地層14の一部が露出する。
 続いて、レジスト膜22及び分離溝において分離された導電層15をマスクとして、露出した下地層14をエッチングする。これにより、第一の分離溝17において下地層14が分離され、互いに分離されたn側下地層14n及びp側下地層14p(後述する図7Bを参照)が形成される。下地層14は、例えば、塩化水素(HCl)水溶液やシュウ酸水溶液を用いてエッチングできる。
 ここで、下地層除去工程が行われた太陽電池セル1について、図7A及び図7Bを参照しながら説明する。
 図7Aは、図5BのVIa-VIa線に対応する位置における、本実施の形態に係る太陽電池セル1の下地層除去工程後の部分断面図である。つまり、図7Aは、レーザ加工工程において、レーザが照射されていない領域の部分断面図である。図7Bは、図5BのVIb-VIb線に対応する位置における、本実施の形態に係る太陽電池セル1の下地層除去工程後の部分断面図である。つまり、図7Bは、レーザ加工工程において、レーザが照射された領域の部分断面図である。
 図7Aに示すように、レジスト膜22にレーザが照射されていない領域では、導電層15及び下地層14は、エッチングされていない。つまり、導電層15及び下地層14は、ステップS11及びS12において形成された状態のままである。
 図7Bに示すように、レジスト膜22にレーザが照射された領域では、レジスト膜22の溝22aに対応した位置に、導電層15及び下地層14まで貫通する分離溝が形成される。例えば、導電層15には、当該分離溝により、互いに分離されたn側導電層15n及びp側導電層15pが形成される。また、下地層14には、当該分離溝により、互いに分離されたn側下地層14n及びp側下地層14pが形成される。なお、導電層15及び下地層14まで貫通する分離溝のうち、n側下地層14n及びp側下地層14pを分離する部分を第一の分離溝17(図7Bにおいては、第一の分離部17a)と記載する。すなわち、第一の分離溝17は、n側下地層14n及びp側下地層14pを分離する溝である。
 図3を再び参照して、下地層除去工程の後にレジスト膜22を除去するレジスト除去工程(S17)と、n側導電層15n及びp側導電層15pの一部を除去する導電層除去工程(S18)が行われる。
 レジスト除去工程では、NaOH、KOH等のアルカリ溶液によってレジスト膜22を除去する。そして、導電層除去工程では、塩化第二鉄(FeCl)水溶液、塩酸過水、硫酸過水を用いてエッチングすることができる。
 ここで、レジスト除去工程及び導電層除去工程が行われた太陽電池セル1について、図8を参照しながら説明する。
 図8は、本実施の形態に係る太陽電池セル1の導電層除去工程後の部分断面図である。具体的には、図8の(a)は、図5BのVIa-VIa線に対応する位置における、本実施の形態に係る太陽電池セル1の導電層除去工程後の部分断面図である。つまり、図8の(a)は、レーザ加工工程において、レーザが照射されていない領域の部分断面図である。図8の(b)は、図5BのVIb-VIb線に対応する位置における、本実施の形態に係る太陽電池セル1の導電層除去工程後の部分断面図である。つまり、図8の(b)は、レーザ加工工程において、レーザが照射された領域の部分断面図である。
 図8の(a)に示すように、レジスト膜22にレーザが照射されていない領域では、下地層14はエッチングされていない。具体的には、下地層14は、n側下地層14n、p側下地層14p、及び、第一のブリッジ部18とから構成される。第一のブリッジ部18は、n側下地層14n及びp側下地層14pとの間に配置され、n側下地層14n及びp側下地層14pを接続する。
 第一のブリッジ部18は、レーザ加工工程において、走査経路R1と走査経路R2及びR3とが交差する位置において、レーザが停止されることで、当該位置に形成される。なお、当該位置とは、例えば、照射範囲E1~E3に含まれない領域であって、かつ照射範囲E1と照射範囲E2及びE3との間の領域に含まれる。
 図8の(b)に示すように、レジスト膜22にレーザが照射された領域では、下地層14は、エッチングされ、第一の分離部17aにより分離される。
 図8の(a)及び図8の(b)に示すように、第一のブリッジ部18の幅L3(Y軸方向の長さ)は、第一の分離部17aの幅と略等しい。第一のブリッジ部18の幅L3は、第二の分離溝23の幅より小さい。例えば、第二の分離溝23の幅は、100μm~200μmであり、第一のブリッジ部18の幅L3は、30μmである。なお、第一のブリッジ部18の幅L3は、レーザのドットの直径と略等しくてもよい。
 これにより、図1の(a)及び(b)に示す太陽電池セル1が得られる。
 なお、太陽電池セル1の製造方法は、上記に限定されない。例えば、図3に示す各工程の順序は、入れ替えられてもよい。例えば、電極形成工程が行われた後に、レジスト除去工程、導電層除去工程、及び、下地層除去工程が、この順に行われてもよい。レジスト除去工程では、図6Bに示す溝22aが形成されていない状態のレジスト膜22(つまり、レジスト膜塗布工程で形成された状態のレジスト膜22)に対して、除去が行われる。導電層除去工程では、n側電極16n及びp側電極16pをマスクとして、導電層15の除去が行われる。これにより、n側導電層15n及びp側導電層15pが形成される。下地層除去工程では、露出した下地層14に対してレーザ加工が行われ、第一の分離溝17が形成される。すなわち、レーザ加工において、n側下地層14n、p側下地層14p、及び、第一のブリッジ部18が形成される。この場合においても、図5Bに示すように、同じ位置においてレーザが2回照射されないようにレーザの出力の開始及び停止が制御される。これにより、図1の(a)及び(b)に示す太陽電池セル1が得られる。
 [3.効果など]
 以上のように、本実施の形態に係る太陽電池セル1は、裏面接合型の太陽電池セルであって、光が入射する受光面10a、及び、受光面10aと背向する裏面10bを有する半導体基板10と、半導体基板10の裏面10bに、第一の方向に延び、第一の方向と交差する第二の方向に、互いに隣り合って設けられたn型半導体層13n及びp型半導体層12pと、n型半導体層13n及びp型半導体層12pの上に設けられた下地層14とを備える。下地層14は、互いに異なる方向に延びる第一の分離部17a及び第二の分離部17bを有する第一の分離溝17で互いに分離され、n型半導体層13nの上に設けられたn側下地層14n、及び、p型半導体層12pの上に設けられたp側下地層14pと、第一の分離部17a及び第二の分離部17bを隔てる第一のブリッジ部18とを有し、n側下地層14nは、第一の方向に延びる第一のn側下地部141nを有し、p側下地層14pは、第一の方向に延び第一のn側下地部141nと隣り合って設けられた第一のp側下地部141pを有し、第一のブリッジ部18は、第一のn側下地部141nの第一の方向における一方側の第一の端部とp側下地層14pとの境界、及び、第一のp側下地部141pの第一の方向における他方側の第二の端部とn側下地層14nとの境界の少なくとも一方において、第一の分離部17aと第二の分離部17bとを隔てる。
 これにより、下地層14をn側下地層14nとp側下地層14pとに分離するためにレーザ加工を行う際、第一のブリッジ部18に対応する位置において、レーザの出力を停止することができる。つまり、第一の分離部17aと第二の分離部17bとが交差することを抑制することができる。よって、同じ位置にレーザが2回照射されることを抑制することができるので、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制された太陽電池セル1を実現することができる。
 また、n側下地層14nは、第二の方向に延び、第一のn側下地部141nの第一の方向における他方側の端部を接続する第二のn側下地部142nを有し、p側下地層14pは、第二の方向に延び、第一のp側下地部141pの第一の方向における一方側の端部を接続する第二のp側下地部142pを有する。第一の分離部17aは、太陽電池セル1の平面視において、第一の方向に延び、隣り合う第一のn側下地部141n及び第一のp側下地部141pの間に設けられる。また、第二の分離部17bは、第一の端部と第二のp側下地部142p、及び、第二の端部と第二のn側下地部142nとの間にそれぞれ設けられ、第二の分離部17bの第二の方向における長さは、隣り合う第一の分離部17aの間隔L2より長い。そして、第一のブリッジ部18は、第一の分離部17aの第一の方向における端部と第二の分離部17bとを隔てる。
 これにより、レーザを複数回走査して第一の分離溝17を形成する場合においても、同じ位置にレーザが2回照射されることを抑制することができるので、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制された太陽電池セル1を実現することができる。
 また、第一のブリッジ部18の長さL1は、第一のブリッジ部18のY軸方向の長さ(本実施の形態では、幅L3)以下である。
 これにより、第一のブリッジ部18の抵抗を高くすることができるので、第一のブリッジ部18によるキャリアの収集への影響が抑制され、かつ、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制された太陽電池セル1を実現することができる。
 また、以上のように、本実施の形態に係る太陽電池セルの製造方法は、裏面接合型の太陽電池セルの製造方法であって、光が入射する受光面10a、及び、受光面10aと背向する裏面10bを有する半導体基板10の裏面10bに、第一の方向に延び、第一の方向と交差する第二の方向に互いに隣り合って設けられたn型半導体層13n及びp型半導体層12pを形成する半導体層形成工程(S10)と、n型半導体層13n及びp型半導体層12pが形成された裏面10bに下地層14を形成する下地層形成工程(S11)と、下地層14の上に導電層15を形成する導電層形成工程(S12)と、導電層15の上であり、n型半導体層13n及びp型半導体層12pに対応する領域にレジストを塗布するレジスト形成工程(S13)と、レジスト形成工程でレジスト膜22が形成された導電層15をシード層として、電解めっきにより、n側電極16n及びp側電極16pを形成する電極形成工程(S14)と、電極形成工程の後に、レーザを走査することでレジスト膜22に導電層15まで貫通する溝22aを形成するレーザ加工工程(S15)と、溝22aが形成された裏面10bをエッチングして下地層14をn側下地層14n及びp側下地層14pに分離する第一の分離溝17を形成する下地層除去工程(S16)と、下地層除去工程の後にレジスト膜22を除去するレジスト除去工程(S17)とを含む。そして、レーザ加工工程では、レーザを走査した走査経路R1~R3が交差する位置においてレーザの出力を停止することで、当該位置において、異なる方向に延びる第一の分離部17aと第二の分離部17bとが隔てられた第一の分離溝17を形成する。
 これにより、走査経路R1~R3が交差する位置において、レーザの出力を停止することで、第一の分離部17aと第二の分離部17bとが第一のブリッジ部18で隔てられた太陽電池セル1を実現することができる。
 また、レーザ加工工程では、レーザによりレジスト膜22を除去するので、導電層15及び下地層14を直接レーザで除去する場合に比べ、除去された導電層15及び下地層14がその周囲に付着することを抑制することができる。
 (実施の形態1の変形例1)
 以下、図9及び図10を用いて、本変形例に係る太陽電池セルについて説明する。
 図9は、本変形例に係る太陽電池セルを示す平面図である。具体的には、図9では、太陽電池セルのうち、図1の(b)に対応する領域を示している。
 図9に示すように、本実施の形態では、下地層は、n側下地層114n、p側下地層114p、及び、第一のブリッジ部118を有する。
 下地層は、第一の分離溝117により分離される。具体的には、下地層は、第一の分離部117a、及び、第二の分離部117bにより、n側下地層114n及びp側下地層114pに分離される。
 第一の分離部117aは、太陽電池セルの平面視において、一方の端部が第一のp側下地部141pと第二のn側下地部142n(図1の(a)参照)との境界に設けられ、他方の端部が第一のp側下地部141pと隣り合う第一のn側下地部141nの一方と第二のp側下地部142pとの境界に設けられる。
 第二の分離部117bは、太陽電池セルの平面視において、一方の端部が第一のp側下地部141pと第二のn側下地部142nとの境界に設けられ、他方の端部が第一のp側下地部141pと隣り合う第一のn側下地部141nの他方と第二のp側下地部142pとの境界に設けられる。
 第一の分離部117a及び第二の分離部117bはそれぞれ、例えば、端部側において湾曲した形状を有する。
 第一のブリッジ部118は、第一の分離部117a及び第二の分離部117bの隣り合う端部の間に配置されている。すなわち、第一のブリッジ部118は、異なる方向に延びる第一の分離部117a及び第二の分離部117bを、n側下地層114n及びp側下地層114pの境界において、隔てる。
 続いて、本変形例に係る太陽電池セルの製造方法について、図10を参照しながら説明する。本変形例では、図3に示すレーザ加工工程に特徴があり、レーザ加工工程についてのみ説明する。その他の工程は、実施の形態1と同様である。
 図10は、本変形例に係るレーザ加工工程におけるレーザの走査経路を示す平面図である。具体的には、図10では、図1の(a)に示す破線領域Aに対応する領域を示している。
 図10に示すように、走査経路R11に沿って走査され、レーザが照射される。具体的には、走査経路R11における走査において、照射範囲E11の範囲のレジスト膜22にレーザが照射される。つまり、本変形例では、1回の走査で、レジスト膜22に溝を形成することができる。
 照射範囲E11は、走査経路R11において、レーザが照射された範囲を示す。走査経路R11は、少なくとも一部が湾曲した形状を有する。すなわち、n側電極16nとp側電極16pとの間の領域において、走査経路R11は湾曲した経路を有する。
 走査経路R11において、湾曲して走査する位置P11でレーザがオンされる。そして、位置P12までレーザが照射される。すなわち、走査経路R11が交差する位置を通過する前にレーザの出力はオフされる。そして、レーザの出力が停止した状態で走査経路R11を走査して、走査経路R11が交差する位置を通過した位置P13においてレーザの出力がオンされる。すなわち、走査経路R11が交差する位置において、レーザの照射は行われていない。つまり、同じ位置において、レーザは2回照射されていない。そして、位置P14に到達するまで、レーザの照射が行われ、位置P14においてレーザの出力が停止される。
 レーザ加工工程において、レーザを走査した走査経路R11が交差する位置においてレーザの出力が停止されることで、当該位置において、異なる方向に延びる第一の分離部117aと第二の分離部117bとが第一のブリッジ部118で隔てられた第一の分離溝117を形成することができる。これにより、図9に示す太陽電池セル1が得られる。
 以上のように、本変形例に係る太陽電池セルは、n側下地層114nは、第一の方向と交差する第二の方向に延び、第一のn側下地部141nの第一の方向における他方側の端部を接続する第二のn側下地部142nを有し、p側下地層114pは、第二の方向に延び、第一のp側下地部141pの第一の方向における一方側の端部を接続する第二のp側下地部142pを有する。第一の分離部117aは、太陽電池セルの平面視において、一方の端部が第一のp側下地部141pと第二のn側下地部142nとの境界に設けられ、他方の端部が第一のp側下地部141pと隣り合う第一のn側下地部141nの一方と第二のp側下地部142pとの境界に設けられる。また、第二の分離部117bは、太陽電池セルの平面視において、一方の端部が第一のp側下地部141pと第二のn側下地部142nとの境界に設けられ、他方の端部が第一のp側下地部141pと隣り合う第一のn側下地部141nの他方と第二のp側下地部142pとの境界に設けられる。そして、第一のブリッジ部118は、第一の分離部117a及び第二の分離部117bの隣り合う端部を隔てる。
 これにより、レーザを1回走査して第一の分離溝117を形成する場合においても、走査経路R11が交差する位置にレーザが2回照射されることを抑制することができるので、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制された太陽電池セルを実現することができる。
 (実施の形態1の変形例2)
 以下、図11~図13を用いて、本変形例に係る太陽電池セルについて説明する。本変形例では、レーザ加工工程においてレーザが照射される照射範囲に特徴を有する。すなわち、第一の分離部及び第二の分離部が形成される位置が、実施の形態1とは異なる。
 図11は、本変形例に係るレーザ加工工程におけるレーザの走査経路を示す平面図である。
 図5Bでは、n側電極16nとp側電極16pとの間の略中央部に沿ってレーザが照射されていたが、本変形例では、図11に示すように、n側電極16nとp側電極16pとの間であって、かつn側電極16n及びp側電極16pの一方に近い位置に沿ってレーザが照射される。
 図11では、走査経路R21~R23によりレーザが照射されているが、走査経路R21は、n側電極16nとp側電極16pとの間であって、かつn側電極16n及びp側電極16pのうちn側電極16nに近い位置を走査する。そのため、照射範囲E21は、n側電極16nとp側電極16pとの間であって、かつn側電極16n及びp側電極16pのうちn側電極16nに近い位置に形成される。例えば、照射範囲E21は、n側フィンガー電極161nとp側フィンガー電極161p(図1の(a)を参照)との間であって、かつn側フィンガー電極161nに近い位置に形成される。
 また、走査経路R22は、n側電極16nとp側電極16pとの間であって、かつn側電極16nに近い位置を走査する。そのため、照射範囲E22は、n側電極16nとp側電極16pとの間であって、かつn側電極16nに近い位置に形成される。例えば、照射範囲E22は、n側フィンガー電極161nとp側バスバー電極162p(図1の(a)を参照)との間であって、かつn側バスバー電極162nに近い位置に形成される。
 また、走査経路R23は、n側電極16nとp側電極16pとの間であって、かつn側電極16nに近い位置を走査する。そのため、照射範囲E23は、n側電極16nとp側電極16pとの間であって、かつn側電極16nに近い位置に形成される。例えば、照射範囲E23は、p側フィンガー電極161pとn側バスバー電極162n(図1の(a)を参照)との間であって、かつn側バスバー電極162nに近い位置に形成される。
 位置P21~位置P24はそれぞれ、図5Bに示す位置P1~P4に相当する。つまり、位置P21及びP23でレーザの照射が開始され、位置P22及びP24でレーザの照射が停止される。すなわち、照射範囲E21は、照射範囲E22及びE23の間に形成される。
 図12Aは、図11のXIIa-XIIa線における、本変形例に係る太陽電池セルのレーザ加工工程後の部分断面図である。図12Bは、図11のXIIb-XIIb線における、本変形例に係る太陽電池セルのレーザ加工工程後の部分断面図である。
 図12Aに示すように、レジスト膜22にレーザが照射されていない領域では、レジスト膜22に溝は形成されていない。つまり、レジスト膜22は、図3に示すステップS13において形成された状態のままである。
 図12Bに示すように、レジスト膜22にレーザが照射された領域では、レジスト膜22に導電層15まで貫通する溝122aが形成される。図12Bでは、照射範囲E21に対応する溝122aが形成されている。具体的には、溝122aは、太陽電池セルの断面視において、レジスト膜22の厚みが最大となる位置と、n側電極16n又はp側電極16pとの間に形成されている。本実施の形態では、レジスト膜22は、かまぼこ状に形成されている。レジスト膜22の厚みが最大値となる位置は、レジスト膜22の幅(Y軸方向の長さ)の略中央の位置となる。例えば、レジスト膜22の厚みが最大となる位置は、n側電極16nとp側電極16pとの間の略中央の位置である。そのため、溝122aは、太陽電池セルの断面視において、n側電極16n及びp側電極16pの一方に近い位置に形成される。本実施の形態では、溝122aは、n側電極16nに近い位置に形成されている。
 図13は、本変形例に係る太陽電池セルの下地層除去工程後の部分断面図である。具体的には、図13の(a)は、図11のXIIa-XIIa線における、本変形例に係る太陽電池セルの下地層除去工程後の部分断面図である。図13の(b)は、図11のXIIb-XIIb線における、本変形例に係る太陽電池セルの下地層除去工程後の部分断面図である。
 図13の(a)に示すように、レジスト膜22にレーザが照射されていない領域では、下地層14はエッチングされていない。具体的には、下地層14は、n側下地層214n、p側下地層214p、及び、第一のブリッジ部218とから構成される。第一のブリッジ部218は、n側下地層214n及びp側下地層214pとの間に配置され、n側下地層214n及びp側下地層214pを接続する。
 図13の(b)に示すように、レジスト膜22にレーザが照射された領域では、下地層14は、エッチングされ、第一の分離部217aにより分離されている。
 図13の(a)及び図13の(b)に示すように、第一のブリッジ部218及び第一の分離部217aは、太陽電池セルの断面視において、n側電極16n及びp側電極16pのうち、p側電極16p側に形成されている。
 また、図示しないが、照射範囲E22により形成される第二の分離部は、太陽電池セルの断面視において、p側電極16p側に形成される。また、照射範囲E23により形成される第二の分離部は、太陽電池セルの断面視において、n側電極16n側に形成される。第一の分離部217aと第二の分離部とで、分離溝が形成される。
 以上のように、本変形例に係る太陽電池セルは、n側導電層15nの上に設けられ、めっき膜から形成されたn側電極16nと、p側導電層15pの上に設けられ、めっき膜から形成されたp側電極16pとを備える。そして、第一の分離溝(例えば、第一の分離部17a)は、太陽電池セルの平面視において、n側電極16nとp側電極16pとの間であり、かつn側電極16n及びp側電極16pの一方に近い位置に配置される。
 これにより、レジスト膜22の厚みが厚い場合にレジスト膜22の厚みが最大となる部分とは異なる部分をレーザで加工することができるので、レーザの出力を上げることなく溝122aを形成することができる。つまり、レジスト膜22の厚みが厚い場合であっても、レーザの出力を上げることにより半導体層へのダメージが大きくなることを抑制することができる。よって、本変形例では、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制された太陽電池セルを実現することができる。
 また、以上のように、本変形例に係る太陽電池セルの製造方法は、レーザ加工工程では、太陽電池セルの断面視において、レジスト膜22の厚みが最大となる位置とn側電極16n又はp側電極16pとの間に、レーザを走査する。例えば、レーザ加工工程では、太陽電池セルの断面視において、n側電極16n及びp側電極16pの一方に近い位置に、レーザを走査してもよい。
 これにより、レジスト膜22の厚みが厚い場合にレジスト膜22の厚みが最大となる部分とは異なる部分にレーザで加工することができるので、レーザの出力を上げることなく溝122aを形成することができる。つまり、レジスト膜22の厚みが厚い場合であっても、レーザの出力を上げることにより半導体層へのダメージが大きくなることを抑制することができる。さらに、レジスト膜22の厚みの最大となる部分をレーザで加工しないので、レーザ加工後のレジスト膜22の膜残りが発生することを抑制することができる。よって、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制され、かつ歩留まりが改善された太陽電池セルを実現することができる。
 (実施の形態1の変形例3)
 以下、図14を用いて、本変形例に係る太陽電池セルについて説明する。
 図14は、本変形例に係る太陽電池セルの部分断面図である。具体的には、図14の(a)は、図5BのVIa-VIa線に対応する位置における、本変形例に係る太陽電池セルの部分断面図である。図14の(b)は、図5BのVIb-VIb線に対応する位置における、本変形例に係る太陽電池セルの部分断面図である。なお、本変形例では、図3に示す導電層除去工程は、行われない。
 図14の(a)に示すように、導電層は、n側導電層315n、p側導電層315p、及び、第二のブリッジ部24から構成される。第二のブリッジ部24は、第一のブリッジ部18の上に形成される。第二のブリッジ部24は、例えば、図1の(b)に示す第一のブリッジ部18の上に形成される。本変形例に係る太陽電池セルは、図1の(b)に示す第一の分離部17a及び第二の分離部17bに対応する位置に、導電層をn側導電層315nとp側導電層315pとに分離する分離溝を有する。すなわち、導電層は、異なる方向に延びる2つの分離部からなる分離溝を有する。第二のブリッジ部24は、2つの分離部を隔てる。なお、導電層をn側導電層315nとp側導電層315pとに分離する分離溝(例えば、図14の(b)の第一の分離部23a)は、第二の分離溝の一例である。
 第二のブリッジ部24が、上記の位置に配置されることで、n型半導体層13nとp型半導体層12pとが第二のブリッジ部24を介して接続される。n型半導体層13nとp型半導体層12pとが光電変換効率に影響がない程度の高抵抗で第二のブリッジ部24を介して接続されている場合、第二のブリッジ部24が形成されていても光電変換効率に対する影響が少ない。第二のブリッジ部24の抵抗は、例えば、第一のブリッジ部18の抵抗と同程度である。例えば、第二のブリッジ部24の抵抗は、1kΩ/□以上である。例えば、導電層(本実施の形態では、第二のブリッジ部24、n側導電層315n、及び、p側導電層315p)のシート抵抗は、1kΩ/□以上である。また、例えば、平面視したときの第二のブリッジ部24のサイズは、第一のブリッジ部18と略等しい。そのため、第二のブリッジ部24の抵抗は高く、n側導電層315nとp側導電層315pとが導通することを抑制することができる。
 なお、レジスト除去工程の後に、第二のブリッジ部24の抵抗値を上げる処理が行われてもよい。例えば、酸素雰囲気下で熱処理を行って高抵抗化させる等の処理が行われてもよい。
 図14の(b)に示すように、導電層は、第一の分離部23aにより、n側導電層315n、p側導電層315pに分離されている。第一の分離部23aの幅(Y軸方向の長さ)は、例えば、第一の分離部17aの幅と略等しい。
 以上のように、本変形例に係る太陽電池セルは、n側下地層14n及びp側下地層14pの上に設けられた導電層15を備える。そして、導電層15は、第二の分離溝(例えば、第一の分離部23a)で互いに分離され、n側下地層14nの上に設けられたn側導電層315nと、p側下地層14pの上に設けられたp側導電層315pと、第一のブリッジ部18の上に設けられ、第二の分離溝を隔てる第二のブリッジ部24とを有する。
 これにより、例えば、図3に示す導電層除去工程を省略しても、レーザによる加工が行われる場合に、半導体層等へのダメージが抑制された太陽電池セルを実現することができる。
 (実施の形態1の変形例4)
 以下、図15及び図16を用いて、本変形例に係る太陽電池セルについて説明する。
 図15は、本変形例に係る太陽電池セルの短辺付近の拡大図である。具体的には、図15の領域Bは、図1中の領域Bの拡大図である。なお、図15では、図面の理解を容易にするために、領域Bは図1に対して180度回転させている。図15において、R32a及びR32bは、レーザの走査経路を示す。図16は、図15中の領域Cの拡大図であり、領域Cにおけるレーザの走査経路と、レーザ照射範囲E31、E32、E33とを示す。
 本変形例では、太陽電池セルの短辺付近(コーナー付近)のレーザの走査経路を説明する。太陽電池セルの形状が、例えば本変形例のように長辺と短辺とを有する略八角形である場合、太陽電池セルのY軸方向の両端部に設けられるフィンガー電極161peの先端のX座標は、Y軸方向の中央部に設けられるフィンガー電極161pの先端のX座標と異なる。すなわち、フィンガー電極161peの先端のX座標は、フィンガー電極161pの先端のX座標よりも小さい。このとき、図15のR32bのように、複数のフィンガー電極161pe(図15の例では、2本のフィンガー電極161pe)の先端部のレーザ走査を一度に行うと、レーザ走査が簡便である。例えば、Y軸と略平行な方向の走査経路(例えば、走査経路R32a)のみでレーザ走査を行う場合、フィンガー電極161pの先端部を走査経路R32aでレーザを照射し、2本のフィンガー電極161peのそれぞれの先端部をY軸と平行な方向の走査経路で別々にレーザを照射する。つまり、3回のレーザ走査を行う必要がある。一方、本変形例では、走査経路R32a及びR32bの2回のレーザ走査で所望の領域にレーザを照射することができる。なお、本変形例における両端部とは、太陽電池セルの外周部から太陽電池セルの中心部に向かって数mm~数cmの領域であるものとする。また、走査経路R32bは、X軸及びY軸の双方と交差する方向であり、フィンガー電極161peのそれぞれの先端のX座標等により適宜決定される。
 レーザの走査径路R32は、走査経路R31よりも外周側でフィンガー電極161nと交差することが好ましい。そのためには、フィンガー電極161peの先端付近のレジスト膜22は、フィンガー電極161pの先端付近のレジスト膜22よりもX軸方向の幅が広いほうがよい。図16に示すように、太陽電池セルの短辺付近において、レーザの走査経路R32bは、レジスト膜22の配置位置をX軸及びY軸の双方と交差する方向に走る。すなわち、レーザ照射範囲E33もX軸及びY軸の双方と交差する方向に延びる。フィンガー電極161peの先端付近に配置されるレジスト膜22のX軸方向の幅が広いことにより、フィンガー電極161peの先端を損傷させることなく、レーザ照射範囲E33を形成することができる。レジスト膜22のX軸方向の幅は、レーザ照射範囲E33を形成するのに必要なだけの幅を有していればよい。
 本変形例では、フィンガー電極161p及び161peについて説明したが、フィンガー電極161nについても同様の処理を行ってよい。すなわち、太陽電池セルのY軸方向における両端部に設けられるフィンガー電極161ne(図示しない)の先端において、上記と同様のレーザの走査経路にてレーザ照射を行ってもよい。
 本変形例では、太陽電池セルが略八角形であるものとして説明しているが、太陽電池セルの形態は、これに限定されない。また、本変形例では、太陽電池セルのY軸方向における両端部に設けられるフィンガー電極161peと、フィンガー電極161pとを区別して説明している。しかしこのような電極の配置形態は、必ずしも太陽電池セルの両端部に設けられていなくてよい。レーザ走査を簡便にするために電極の配置パターンを変形させる場合、パターンを変形させる箇所が太陽電池セルのY軸方向の中央部であったとしても、本変形例を適用可能である。また、裏面接合型の太陽電池セルのみならず、同様な製造工程を用いる場合であれば、両面受光型の太陽電池にも本変形例が適用可能であることは言うまでもない。
 (他の実施の形態)
 以上、本発明に係る太陽電池セル等について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されない。
 例えば、上記実施の形態及び変形例では、i型半導体層12i及びp型半導体層12pを積層してからi型半導体層13i及びn型半導体層13nを積層するものとして説明したが、i型半導体層13i及びn型半導体層13nを先に積層してもよい。
 また、上記実施の形態及び変形例で説明した太陽電池セルの製造方法における各工程の順序は一例であり、これに限定されない。また、各工程の一部は、行われなくてもよい。
 また、上記実施の形態及び変形例で説明した太陽電池セルの製造方法における各工程は、1つの工程で実施されてもよいし、別々の工程で実施されてもよい。なお、1つの工程で実施されるとは、各工程が1つの装置を用いて実施される、各工程が連続して実施される、又は、各工程が同じ場所で実施されることを含む意図である。また、別々の工程とは、各工程が別々の装置を用いて実施される、各工程が異なる時間(例えば、異なる日)に実施される、又は、各工程が異なる場所で実施されることを含む意図である。
 その他、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
 1  太陽電池セル
 10  半導体基板
 10a  受光面
 10b  裏面
 12p  p型半導体層
 13n  n型半導体層
 14  下地層
 14n、214n  n側下地層
 14p  p側下地層
 15  導電層
 15n、315n  n側導電層
 15p、315p  p側導電層
 16n  n側電極
 16p  p側電極
 17、117  第一の分離溝
 17a、117a、217a  第一の分離部
 17b、117b  第二の分離部
 18、118、218  第一のブリッジ部
 22  レジスト膜
 22a、122a  溝
 23  第二の分離溝
 23a  第一の分離部
 24  第二のブリッジ部
 141n  第一のn側下地部
 141p  第一のp側下地部
 142n  第二のn側下地部
 142p  第二のp側下地部
 L1  長さ
 L3  幅
 R1~R3、R11、R21~R23、R31、R32a、R32b  走査経路

Claims (10)

  1.  裏面接合型の太陽電池セルであって、
     光が入射する受光面、及び、前記受光面と背向する裏面を有する半導体基板と、
     前記半導体基板の前記裏面に、第一の方向に延び、前記第一の方向と交差する第二の方向に、互いに隣り合って設けられたn型半導体層及びp型半導体層と、
     前記n型半導体層及び前記p型半導体層の上に設けられた下地層とを備え、
     前記下地層は、異なる方向に延びる第一の分離部及び第二の分離部を有する第一の分離溝で互いに分離され、前記n型半導体層の上に設けられたn側下地層、及び、前記p型半導体層の上に設けられたp側下地層と、前記第一の分離部及び前記第二の分離部を隔てる第一のブリッジ部とを有し、
     前記n側下地層は、前記第一の方向に延びる第一のn側下地部を有し、
     前記p側下地層は、前記第一の方向に延び、前記第一のn側下地部と隣り合って設けられた第一のp側下地部を有し、
     前記第一のブリッジ部は、前記第一のn側下地部の前記第一の方向における一方側の第一の端部と前記p側下地層との境界、及び、前記第一のp側下地部の前記第一の方向における他方側の第二の端部と前記n側下地層との境界の少なくとも一方において、前記第一の分離部と前記第二の分離部とを隔てる
     太陽電池セル。
  2.  前記n側下地層は、前記第二の方向に延び、前記第一のn側下地部の前記第一の方向における他方側の端部を接続する第二のn側下地部を有し、
     前記p側下地層は、前記第二の方向に延び、前記第一のp側下地部の前記第一の方向における一方側の端部を接続する第二のp側下地部を有し、
     前記第一の分離部は、前記太陽電池セルの平面視において、前記第一の方向に延び、隣り合う前記第一のn側下地部及び前記第一のp側下地部の間に設けられ、
     前記第二の分離部は、前記第一の端部と前記第二のp側下地部、及び、前記第二の端部と前記第二のn側下地部との間にそれぞれ設けられ、
     前記第二の分離部の前記第二の方向における長さは、隣り合う前記第一の分離部の間隔より長く、
     前記第一のブリッジ部は、前記第一の分離部の前記第一の方向における端部と前記第二の分離部とを隔てる
     請求項1に記載の太陽電池セル。
  3.  第一のブリッジ部の前記第一の方向における長さは、前記第一のブリッジ部の前記第二の方向における長さ以下である
     請求項2に記載の太陽電池セル。
  4.  前記n側下地層は、前記第一の方向と交差する第二の方向に延び、前記第一のn側下地部の前記第一の方向における他方側の端部を接続する第二のn側下地部を有し、
     前記p側下地層は、前記第二の方向に延び、前記第一のp側下地部の前記第一の方向における一方側の端部を接続する第二のp側下地部を有し、
     前記第一の分離部は、前記太陽電池セルの平面視において、一方の端部が前記第一のp側下地部と前記第二のn側下地部との境界に設けられ、他方の端部が前記第一のp側下地部と隣り合う前記第一のn側下地部の一方と前記第二のp側下地部との境界に設けられ、
     前記第二の分離部は、前記太陽電池セルの平面視において、一方の端部が前記第一のp側下地部と前記第二のn側下地部との境界に設けられ、他方の端部が前記第一のp側下地部と隣り合う前記第一のn側下地部の他方と前記第二のp側下地部との境界に設けられ、
     前記第一のブリッジ部は、前記第一の分離部及び前記第二の分離部の隣り合う端部を隔てる
     請求項1に記載の太陽電池セル。
  5.  さらに、前記n側下地層及び前記p側下地層の上に設けられた導電層を備え、
     前記導電層は、第二の分離溝で互いに分離され、前記n側下地層の上に設けられたn側導電層と、前記p側下地層の上に設けられたp側導電層と、前記第一のブリッジ部の上に設けられ、前記第二の分離溝を隔てる第二のブリッジ部とを有する
     請求項1~4のいずれか1項に記載の太陽電池セル。
  6.  さらに、
     前記n側導電層の上に設けられ、めっき膜から形成されたn側電極と、
     前記p側導電層の上に設けられ、めっき膜から形成されたp側電極とを備え、
     前記第一の分離溝は、前記太陽電池セルの平面視において、n側電極とp側電極との間であり、かつn側電極及び前記p側電極の一方に近い位置に配置される
     請求項5に記載の太陽電池セル。
  7.  前記下地層は、透明な材料で構成される
     請求項1~6のいずれか1項に記載の太陽電池セル。
  8.  裏面接合型の太陽電池セルの製造方法であって、
     光が入射する受光面、及び、前記受光面と背向する裏面を有する半導体基板の前記裏面に、第一の方向に延び、前記第一の方向と交差する第二の方向に互いに隣り合って設けられたn型半導体層及びp型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
     前記n型半導体層及びp型半導体層が形成された前記裏面に下地層を形成する下地層形成工程と、
     前記下地層の上に導電層を形成する導電層形成工程と、
     前記導電層の上であり、前記n型半導体層及び前記p型半導体層に対応する領域にレジストを塗布するレジスト形成工程と、
     前記レジスト形成工程でレジスト膜が形成された前記導電層をシード層として、電解めっきにより、n側電極及びp側電極を形成する電極形成工程と、
     前記電極形成工程の後に、レーザを走査することで前記レジスト膜に前記シード層まで貫通する溝を形成するレーザ加工工程と、
     前記溝が形成された前記裏面をエッチングして前記下地層をn側下地層及びp側下地層に分離する分離溝を形成する下地層除去工程と、
     前記下地層除去工程の後に前記レジスト膜を除去するレジスト除去工程とを含み、
     前記レーザ加工工程において、前記レーザを走査した走査経路が交差する位置において前記レーザの出力が停止されることで、前記位置において、異なる方向に延びる第一の分離部と第二の分離部とが隔てられた前記分離溝を形成する
     太陽電池セルの製造方法。
  9.  前記レーザ加工工程では、前記太陽電池セルの断面視において、前記レジスト膜の厚みが最大となる位置と前記n側電極又は前記p側電極との間に、レーザを走査する
     請求項8に記載の太陽電池セルの製造方法。
  10.  前記レーザ加工工程では、前記太陽電池セルの断面視において、前記n側電極及び前記p側電極の一方に近い位置に、レーザを走査する
     請求項8に記載の太陽電池セルの製造方法。
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