JP7560259B2 - 被膜良否判定方法、絶縁層良否判定方法、被膜を有する基材の製造方法、および絶縁層を有する太陽電池の製造方法 - Google Patents
被膜良否判定方法、絶縁層良否判定方法、被膜を有する基材の製造方法、および絶縁層を有する太陽電池の製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、被膜良否判定方法、絶縁層良否判定方法、被膜を有する基材の製造方法、および絶縁層を有する太陽電池の製造方法に関する。
特許文献１および２には、バックコンタクト型の太陽電池セルにおける２つの極性の電極と配線部材との接続に関する技術が開示されている。特許文献１および２には、バックコンタクト型の太陽電池において、
・第１電極および第２電極に交差する第１配線および第２配線を有し、
・第１配線は、第１電極と交差する点で第１電極と接続され、第２電極と交差する点で絶縁層によって第２電極と絶縁され、
・第２配線は、第２電極と交差する点で第２電極と接続され、第１電極と交差する点で絶縁層によって第１電極と絶縁される、
ことが記載されている。
・第１電極および第２電極に交差する第１配線および第２配線を有し、
・第１配線は、第１電極と交差する点で第１電極と接続され、第２電極と交差する点で絶縁層によって第２電極と絶縁され、
・第２配線は、第２電極と交差する点で第２電極と接続され、第１電極と交差する点で絶縁層によって第１電極と絶縁される、
ことが記載されている。
製造の容易性の観点から、絶縁層の形成方法として、印刷法が用いられることがある。この場合、絶縁層が均一な膜に形成されないことがある。例えば、絶縁層に孔が発生することがある。すると、電極層と配線部材とに不所望な短絡が生じてしまう。
そこで、製造プロセス中に、絶縁層が均一な膜に形成されているか、例えば絶縁層に孔が発生していないか（以下、絶縁層の被膜不良ともいう。）、を確認することが望まれる。
この点に関し、プローブを使用して、絶縁層１つずつ、かつ各絶縁層の複数個所について、絶縁層の被膜不良を確認することが考えられる。しかし、この方法では、時間がかかる。更に、この方法では、絶縁層の被膜不良の有無を確認できるが、絶縁層の被膜不良の箇所を確認することが難しい。
なお、このような問題は、種々の基材に種々の被膜を形成する種々の技術分野においても生じる。
本発明は、製造プロセス中に、絶縁層の被膜不良の箇所を確認できる絶縁層良否判定方法、および絶縁層を有する太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、製造プロセス中に、被膜の被膜不良の箇所を確認できる被膜良否判定方法、および被膜を有する基材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る被膜良否判定方法は、基材に形成される被膜の良否判定を行う方法であって、前記基材における少なくとも一部には、前記被膜が形成されており、前記基材を酸化条件下または硫化条件下にさらし、前記基材の露出部分を変色させる変色工程と、前記基材の表面を撮影して画像処理を行う画像処理工程と、前記画像処理の結果に基づいて、前記被膜の良否判定を行う判定工程と、を備える。
本発明に係る絶縁層良否判定方法は、半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側の一部に順に積層された第１半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に順に積層された第２半導体層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池において、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層と配線部材との間に形成される絶縁層の良否判定を行う方法であって、前記半導体基板における、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の上の前記配線部材に対応する少なくとも一部には、前記絶縁層が形成されており、前記半導体基板を酸化条件下または硫化条件下にさらし、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の露出部分を変色させる変色工程と、前記半導体基板の前記一方主面側を撮影して画像処理を行う画像処理工程と、前記画像処理の結果に基づいて、前記絶縁層の良否判定を行う判定工程と、を備える。
本発明に係る他の被膜良否判定方法は、基材に形成される被膜の良否判定を行う方法であって、前記基材における少なくとも一部には、前記被膜が形成されており、前記基材を磁化条件下にさらし、砂鉄を付着させることにより、前記基材の露出部分を変色させる変色工程と、前記基材の表面を撮影して画像処理を行う画像処理工程と、前記画像処理の結果に基づいて、前記被膜の良否判定を行う判定工程と、を備える。
本発明に係る他の絶縁層良否判定方法は、半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側の一部に順に積層された第１半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に順に積層された第２半導体層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池において、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層と配線部材との間に形成される絶縁層の良否判定を行う方法であって、前記半導体基板における、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の上の前記配線部材に対応する少なくとも一部には、前記絶縁層が形成されており、前記半導体基板を磁化条件下にさらし、砂鉄を付着させることにより、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の露出部分を変色させる変色工程と、前記半導体基板の前記一方主面側を撮影して画像処理を行う画像処理工程と、前記画像処理の結果に基づいて、前記絶縁層の良否判定を行う判定工程と、を備える。
本発明に係る被膜を有する基材の製造方法は、前記基材における少なくとも一部に前記被膜を形成し、上記の被膜良否判定方法を用いて、前記変色工程、前記画像処理工程および前記判定工程を実施する。
本発明に係る他の被膜を有する基材の製造方法は、前記基材における少なくとも一部に前記被膜を形成し、上記の被膜良否判定方法を用いて、前記変色工程、前記画像処理工程、前記判定工程および前記復色工程を実施し、前記判定工程において前記被膜が不良であると判定された場合、再度、前記被膜の形成を行う。
本発明に係る絶縁層を有する太陽電池の製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側の一部に順に積層された第１半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に順に積層された第２半導体層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層と配線部材との間に形成される絶縁層を有する前記太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板における、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の上の前記配線部材に対応する少なくとも一部に、前記絶縁層を形成し、上記の絶縁層良否判定方法を用いて、前記変色工程、前記画像処理工程および前記判定工程を実施する。
本発明に係る他の絶縁層を有する太陽電池の製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側の一部に順に積層された第１半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に順に積層された第２半導体層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層と配線部材との間に形成される絶縁層を有する前記太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板における、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の上の前記配線部材に対応する少なくとも一部に、前記絶縁層を形成し、上記の絶縁層良否判定方法を用いて、前記変色工程、前記画像処理工程、前記判定工程および前記復色工程を実施し、前記判定工程において前記絶縁層が不良であると判定された場合、再度、前記絶縁層の形成を行う。
本発明によれば、製造プロセス中に、絶縁層の被膜不良の箇所を確認することができる。また、本発明によれば、製造プロセス中に、被膜の被膜不良の箇所を確認することができる。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。
（太陽電池）
図１は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図２Ａは、図１の太陽電池におけるIIA－IIA線断面図であり、図２Ｂは、図１の太陽電池におけるIIB－IIB線断面図である。図１、図２Ａおよび図２Ｂに示す太陽電池１は、裏面電極型（バックコンタクト型、裏面接合型ともいう。）の太陽電池である。
図１は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図２Ａは、図１の太陽電池におけるIIA－IIA線断面図であり、図２Ｂは、図１の太陽電池におけるIIB－IIB線断面図である。図１、図２Ａおよび図２Ｂに示す太陽電池１は、裏面電極型（バックコンタクト型、裏面接合型ともいう。）の太陽電池である。
太陽電池１は、２つの主面を備える半導体基板１１を備え、半導体基板１１の主面において第１領域７と第２領域８とを有する。以下では、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の主面を受光面とし、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の主面（一方主面）を裏面とする。
第１領域７は、帯状の形状をなし、Ｙ方向（第２方向）に延在する。同様に、第２領域８は、帯状の形状をなし、Ｙ方向に延在する。第１領域７と第２領域８とは、Ｙ方向に交差するＸ方向（第１方向）に交互に設けられている。
太陽電池１は、半導体基板１１の受光面側に順に積層されたパッシベーション層１３および光学調整層１５を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の一部（第１領域７）に順に積層されたパッシベーション層２３、第１導電型半導体層２５および第１電極層２７を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の他の一部（第２領域８）に順に積層されたパッシベーション層３３、第２導電型半導体層３５および第２電極層３７を備える。また、太陽電池１は、第１電極層２７に対応する第１コンタクト４１および第１絶縁層５１と、第２電極層３７に対応する第２コンタクト４２および第２絶縁層５２とを備える。
半導体基板１１は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｎ型ドーパントがドープされたｎ型の半導体基板である。なお、半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｐ型ドーパントがドープされたｐ型の半導体基板であってもよい。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられる。半導体基板１１は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。
半導体基板１１の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。
パッシベーション層１３は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。パッシベーション層２３は、半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。パッシベーション層３３は、半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。パッシベーション層１３，２３，３３は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコン材料を主成分とする材料で形成される。パッシベーション層１３，２３，３３は、半導体基板１１で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。
光学調整層１５は、半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３上に形成されている。光学調整層１５は、入射光の反射を防止する反射防止層として機能するとともに、半導体基板１１の受光面側およびパッシベーション層１３を保護する保護層として機能する。光学調整層１５は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の絶縁体材料で形成される。
第１導電型半導体層２５は、パッシベーション層２３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。一方、第２導電型半導体層３５は、パッシベーション層３３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。すなわち、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５は、帯状の形状をなし、Ｙ方向に延在する。第１導電型半導体層２５と第２導電型半導体層３５とは、Ｘ方向に交互に並んでいる。第２導電型半導体層３５の一部は、隣接する第１導電型半導体層２５の一部の上に重なっていてもよい（図示省略）。
第１導電型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第１導電型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料にｐ型ドーパント（例えば、上述したホウ素（Ｂ））がドープされたｐ型の半導体層である。
第２導電型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第２導電型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料にｎ型ドーパント（例えば、上述したリン（Ｐ））がドープされたｎ型の半導体層である。なお、第１導電型半導体層２５がｎ型の半導体層であり、第２導電型半導体層３５がｐ型の半導体層であってもよい。
第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５上に順に積層された第１透明電極層２８と第１金属電極層２９とを有する。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に順に積層された第２透明電極層３８と第２金属電極層３９とを有する。すなわち、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、帯状の形状をなし、Ｙ方向に延在する。第１金属電極層２９と第２金属電極層３９とは、Ｘ方向に交互に設けられている。
第１透明電極層２８および第２透明電極層３８は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物）、ＺｎＯ（Zinc Oxide：酸化亜鉛）等が挙げられる。
第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、金属材料または磁化可能な材料で形成される。金属材料としては、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌおよびこれらの合金等が用いられる。第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、例えば、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成されてもよい。また、磁化可能な材料としては、鉄、ケイ素鉄、パーマロイ等の軟磁性材料が用いられる。
第１コンタクト４１および第１絶縁層５１は、第１金属電極層２９上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。第２コンタクト４２および第２絶縁層５２は、第２金属電極層３９上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。
また、第１絶縁層５１および第２コンタクト４２は、Ｘ方向（第１方向）に延在する第１直線Ｘ１上に配置されている。第２絶縁層５２および第１コンタクト４１は、Ｘ方向（第１方向）に延在する第１直線Ｘ１と異なる第２直線Ｘ２上に配置されている。第１直線Ｘ１および第２直線Ｘ２は、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９と交差し、Ｙ方向（第２方向）に交互に並んでいる。
第１絶縁層５１は、第１金属電極層２９の表面および側面、および第１透明電極層２８の側面を覆う。同様に、第２絶縁層５２は、第２金属電極層３９の表面および側面、および第２透明電極層３８の側面を覆う。
第１絶縁層５１のＹ方向（第２方向）の幅および第２コンタクト４２のＹ方向の幅は、第１配線部材９１の幅よりも大きい。同様に、第２絶縁層５２のＹ方向（第２方向）の幅および第１コンタクト４１のＹ方向の幅は、第２配線部材９２の幅よりも大きい。例えば、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の幅、および第１コンタクト４１および第２コンタクト４２の幅は、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。これによれば、配線部材接続時のアライメントのクリアランスを確保することができる。
第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の材料としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等が挙げられる。また、例えばスクリーン印刷によって塗布し、焼成することができるエポキシ樹脂系またはレジンエステル系などの熱硬化性樹脂を用いることもできる。これらの樹脂に対して、印刷性向上または耐薬品性向上の目的で、シリカまたはタルクなどの無機系の粒子を混合してもよい。
第１コンタクト４１および第２コンタクト４２の材料としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌおよびこれらの合金等が用いられる。第１金属電極層２９および第２金属電極層３９は、例えば、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成されてもよい。
図１に示すように、第１配線部材９１は、第１直線Ｘ１に沿ってＸ方向（第１方向）に延在する。同様に、第２配線部材９２は、第２直線Ｘ２に沿ってＸ方向（第１方向）に延在する。すなわち、第１配線部材９１および第２配線部材９２は、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９と交差し、Ｙ方向（第２方向）に交互に並んでいる。
第１配線部材９１は、第２コンタクト４２によって第２金属電極層３９に電気的に接続され、第１絶縁層５１によって第１金属電極層２９と電気的に絶縁される。同様に、第２配線部材９２は、第１コンタクト４１によって第１金属電極層２９に電気的に接続され、第２絶縁層５２によって第２金属電極層３９と電気的に絶縁される。
第１配線部材９１と第２配線部材９２とのＹ方向の中心間隔（ピッチ）は、第１金属電極層２９と第２金属電極層３９とのＸ方向の中心間隔（ピッチ）よりも大きい。例えば、第１配線部材９１と第２配線部材９２との中心間隔（ピッチ）は、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。これによれば、金属電極層を流れる電流経路を短くすることができ、電極抵抗に起因する出力ロスを低減することができ、太陽電池セルの発電効率を向上することができる。
第１配線部材９１および第２配線部材９２としては、公知のタブ線等が挙げられる。
ここで、製造の容易性の観点から、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２、および第１コンタクト４１および第２コンタクト４２の形成方法として、印刷法が用いられることがある。この場合、図３に示すように、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２が均一な膜に形成されないことがある。例えば、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２に孔５５が発生することがある。すると、第１金属電極層２９と第１配線部材９１とに、または第２金属電極層３９と第２配線部材９２とに、不所望な短絡が生じてしまい、モジュール化の際にリーク原因になる。
また、絶縁層の印刷、コンタクトの印刷の順に行われるが、コンタクトの印刷後では、絶縁層の再印刷が難しい。そのため、絶縁層の印刷後であってコンタクトの印刷前に（製造プロセス中に）、絶縁層が均一な膜に形成されているか、例えば絶縁層に孔が発生していないか（以下、絶縁層の被膜不良ともいう。）、を確認する必要がある。
この点に関し、コンタクトの印刷前に、プローブを使用して、絶縁層１つずつ、かつ各絶縁層の複数個所について、絶縁層の被膜不良を確認することが考えられる。しかし、この方法では、時間がかかる。更に、この方法では、絶縁層の被膜不良の有無を確認できるが、絶縁層の被膜不良の箇所を確認することが難しい。
そこで、本実施形態では、製造プロセス中に、絶縁層の被膜不良の箇所を確認できる絶縁層の良否判定方法を提供する。また、本実施形態では、絶縁層の被膜不良の箇所の確認後に、絶縁層の再印刷が可能な状態に復元し、製造プロセスに戻すことができる絶縁層の良否判定方法を提供する。
（第１実施形態）
次に、図４および図５を用いて、第１実施形態に係る太陽電池における絶縁層の良否判例方法、およびその絶縁層の良否判例方法を用いた太陽電池の製造方法について説明する。図４は、本実施形態に係る絶縁層良否判定方法のフローチャートであり、図５は、図４に示す絶縁層良否判定方法における変色工程について説明するための図である。
次に、図４および図５を用いて、第１実施形態に係る太陽電池における絶縁層の良否判例方法、およびその絶縁層の良否判例方法を用いた太陽電池の製造方法について説明する。図４は、本実施形態に係る絶縁層良否判定方法のフローチャートであり、図５は、図４に示す絶縁層良否判定方法における変色工程について説明するための図である。
まず、第１金属電極層２９上の第１直線Ｘ１上に、すなわち第１金属電極層２９上の第１配線部材９１に対応する一部に、第１絶縁層５１が形成され、第２金属電極層３９上の第２直線Ｘ２上に、すなわち第２金属電極層３９上の第２配線部材９２に対応する一部に、第２絶縁層５２が形成された半導体基板１１を準備する。
次に、半導体基板１１を酸化条件下または硫化条件下にさらす。これにより、図５に示すように、第１金属電極層２９の露出部分２９Ａ、または第２金属電極層３９の露出部分３９Ａを変色させる（変色工程Ｓ１）。これにより、金属電極層の露出部分が絶縁層に対して視覚的に識別可能となる。
上述したように、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の材料としては、Ａｇ、Ｃｕ等が挙げられる。また、上述したように、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の材料としては、ＳｉＯ等の無機材料やエポキシなどの有機材料が挙げられる。
「酸化条件下にさらす」とは、オゾン（Ｏ３）水溶液に浸漬すること、オゾンガス中に投入すること等の、酸化雰囲気下にさらすことが挙げられる。また、「酸化条件下にさらす」とは、空気中にて加熱することが挙げられる。
「硫化条件下にさらす」とは、Ｈ２Ｓガスや水溶液にさらすこと、Ｓ（硫黄）の蒸気にさらすこと等の、硫化雰囲気下にさらすことが挙げられる。
例えば、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の材料がＡｇである場合、酸化反応により、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所における露出されたＡｇは黒色化される（４Ａｇ＋Ｏ2→２Ａｇ２Ｏ）。一方、ＳｉＯ等の第１絶縁層５１および第２絶縁層５２は変色されない。
また、例えば、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の材料がＡｇである場合、硫化反応により、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所における露出されたＡｇは黒色化される（２Ａｇ＋Ｓ→Ａｇ２Ｓ）。一方、ＳｉＯ等の第１絶縁層５１および第２絶縁層５２は変色されない。
次に、例えばカメラ等の公知の撮像装置を用いて、半導体基板１１の裏面を撮影する。この際、撮影する方向は、裏面の正面のみでもよいし、裏面に対して異なる二方向以上であってもよい。裏面に対して例えばＸ方向に４５度傾けた異なる二方向から撮影することで、電極の側面の情報をより細かく確認できる。そして、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算プロセッサで構成される公知の画像処理装置を用いて、撮影した画像の画像処理を行う（画像処理工程Ｓ２）。
次に、画像処理の結果に基づいて、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の良否判定を行う（判定工程Ｓ３）。例えば、変色（例えば、上述したように黒色化）された箇所２９Ａ，３９Ａに基づいて、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所を確認する。
第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所の確認は、ディスプレイ等の表示装置に表示された画像処理の結果を目視にて行ってもよい。或いは、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所の確認は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算プロセッサで構成される装置を用いて自動的に行ってもよい。
次に、半導体基板１１を還元条件下にさらす。これにより、第１金属電極層２９の露出部分２９Ａ、または第２金属電極層３９の露出部分３９Ａの変色を戻す（復色工程Ｓ４）。
上述したように、変色工程が酸化の場合、「還元条件下にさらす」とは、水素（Ｈ２）ガス、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、または炭化水素（ＣＨ４、Ｃ３Ｈ８など）ガス中に導入すること等の、還元雰囲気下にさらすことが挙げられる。この場合、半導体基板を加熱しながら還元雰囲気下にさらしてもよい。また、「還元条件下にさらす」とは、空気中にて加熱すること（例えば、２００度）が挙げられる。
また、変色工程が硫化の場合、「還元条件下にさらす」とは、水素（Ｈ２）ガス、一酸化炭素(ＣＯ)ガス中に導入すること等の、還元雰囲気下にさらすことが挙げられる。この場合、半導体基板を加熱しながら還元雰囲気下にさらしてもよい。
この復色工程が行われることにより、半導体基板を製造プロセスに戻すことができる。
例えば、判定工程において、絶縁層の被膜不良の箇所が確認されなかった良品を、次工程のコンタクト形成工程に進める。
例えば、判定工程において、絶縁層の被膜不良の箇所が確認されなかった良品を、次工程のコンタクト形成工程に進める。
一方、例えば、判定工程において、絶縁層の被膜不良の箇所が確認された不良品を、再度絶縁層形成工程に戻す。これにより、絶縁層の被膜不良の箇所を改善した後、次工程のコンタクト形成工程に進める。また、絶縁膜形成においてスクリーン印刷のような印刷版を使用する場合、複数のサンプルを測定し、絶縁層の被膜不良の箇所が複数のサンプルで共通している場合は、印刷版の不良であることが予想される。なお、印刷版以外ではリソグラフィーのフォトマスクなどマスクを使うプロセスでも同じようにマスクの不良であることが予想できる。このように印刷版またはマスクの不良を素早く特定できると、製造プロセスの歩留まり向上につながる。
以上説明したように、第１実施形態の絶縁層の良否判定方法、およびその絶縁層の良否判定方法を用いた太陽電池の製造方法によれば、半導体基板１１を酸化条件下または硫化条件下にさらし、第１金属電極層２９または第２金属電極層３９の露出部分を変色させ（変色工程Ｓ１）、半導体基板１１の裏面を撮影して画像処理を行い（画像処理工程Ｓ２）、画像処理の結果に基づいて第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の良否判定を行う（判定工程Ｓ３）。これにより、製造プロセス中に、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所を確認することができる。
また、第１実施形態の絶縁層の良否判定方法、およびその絶縁層の良否判定方法を用いた太陽電池の製造方法によれば、判定工程の後に、半導体基板１１を還元条件下にさらし、第１金属電極層２９または第２金属電極層３９の露出部分の変色を戻す（復色工程Ｓ４）。これにより、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所の確認後に、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の再印刷が可能な状態に復元し、製造プロセスに戻すことができる。これにより、歩留まりを向上させることができる。
（第２実施形態）
次に、図４および図６を用いて、第２実施形態に係る太陽電池における絶縁層の良否判例方法、およびその絶縁層の良否判例方法を用いた太陽電池の製造方法について説明する。
次に、図４および図６を用いて、第２実施形態に係る太陽電池における絶縁層の良否判例方法、およびその絶縁層の良否判例方法を用いた太陽電池の製造方法について説明する。
まず、上述同様に、第１金属電極層２９上の第１直線Ｘ１上に、すなわち第１金属電極層２９上の第１配線部材９１に対応する一部に、第１絶縁層５１が形成され、第２金属電極層３９上の第２直線Ｘ２上に、すなわち第２金属電極層３９上の第２配線部材９２に対応する一部に、第２絶縁層５２が形成された半導体基板１１を準備する。
次に、半導体基板１１を磁化条件下にさらす。これにより、図６に示すように、第１金属電極層２９の露出部分２９Ａ、または第２金属電極層３９の露出部分３９Ａを磁化させる。そして、第１金属電極層２９の露出部分２９Ａ、または第２金属電極層３９の露出部分３９Ａに砂鉄を付着させることにより、第１金属電極層２９の露出部分２９Ａ、または第２金属電極層３９の露出部分３９Ａを変色（例えば、砂鉄の黒色化）させる（変色工程Ｓ１）。これにより、金属電極層の露出部分が絶縁層に対して視覚的に識別可能となる。なお、絶縁層と砂鉄との色が識別困難である場合、予め砂鉄に、絶縁層と異なる色の塗料を塗っておいてもよい。
上述したように、第１金属電極層２９および第２金属電極層３９の材料としては、磁化可能な材料、具体的には鉄、ケイ素鉄、パーマロイ等の軟磁性材料が挙げられる。また、上述したように、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の材料としては、ＳｉＯ等が挙げられる。
「磁化条件下にさらす」とは、磁場（磁界）雰囲気下にさらすことが挙げられる。
次に、上述同様に、例えばカメラ等の公知の撮像装置を用いて、半導体基板１１の裏面を撮影する。この際、上述したように、撮影する方向は、裏面の正面のみでもよいし、裏面に対して異なる二方向以上であってもよい。そして、例えばＤＳＰ、ＦＰＧＡ等の演算プロセッサで構成される公知の画像処理装置を用いて、撮影した画像の画像処理を行う（画像処理工程Ｓ２）。
次に、上述同様に、画像処理の結果に基づいて、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の良否判定を行う（判定工程Ｓ３）。例えば、変色（例えば、上述したように黒色化）された箇所２９Ａ，３９Ａに基づいて、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所を確認する。
次に、半導体基板１１を消磁条件下にさらす。これにより、第１金属電極層２９の露出部分２９Ａ、または第２金属電極層３９の露出部分３９Ａの磁化が消磁される。そして、第１金属電極層２９の露出部分２９Ａ、または第２金属電極層３９の露出部分３９Ａの砂鉄を例えばエアブロー等により除去することにより、第１金属電極層２９の露出部分２９Ａ、または第２金属電極層３９の露出部分３９Ａの変色を戻す（復色工程Ｓ４）。
「消磁条件下にさらす」とは、半導体基板を加熱することによる熱消磁や、コイルと交流電源を用いた交流消磁などの消磁雰囲気下にさらすことが挙げられる。
この復色工程が行われることにより、半導体基板を製造プロセスに戻すことができる。
例えば、判定工程において、絶縁層の被膜不良の箇所が確認されなかった良品を、次工程のコンタクト形成工程に進める。
例えば、判定工程において、絶縁層の被膜不良の箇所が確認されなかった良品を、次工程のコンタクト形成工程に進める。
一方、例えば、判定工程において、絶縁層の被膜不良の箇所が確認された不良品を、再度絶縁層形成工程に戻す。これにより、絶縁層の被膜不良の箇所を改善した後、次工程のコンタクト形成工程に進める。また、上述したように、絶縁膜形成においてスクリーン印刷のような印刷版を使用する場合、複数のサンプルを測定し、絶縁層の被膜不良の箇所が複数のサンプルで共通している場合は、印刷版の不良であることが予想される。また、印刷版以外ではリソグラフィーのフォトマスクなどマスクを使うプロセスでも同じようにマスクの不良であることが予想できる。このように印刷版またはマスクの不良を素早く特定できると、製造プロセスの歩留まり向上につながる。
以上説明したように、第２実施形態の絶縁層の良否判定方法、およびその絶縁層の良否判定方法を用いた太陽電池の製造方法によれば、半導体基板１１を磁化条件下にさらし、第１金属電極層２９または第２金属電極層３９の露出部分に砂鉄を付着させることにより、第１金属電極層２９または第２金属電極層３９の露出部分を変色させ（変色工程Ｓ１）、半導体基板１１の裏面を撮影して画像処理を行い（画像処理工程Ｓ２）、画像処理の結果に基づいて第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の良否判定を行う（判定工程Ｓ３）。これにより、製造プロセス中に、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所を確認することができる。
また、第２実施形態の絶縁層の良否判定方法、およびその絶縁層の良否判定方法を用いた太陽電池の製造方法によれば、判定工程の後に、半導体基板１１を消磁条件下にさらし、砂鉄を除去することにより、第１金属電極層２９または第２金属電極層３９の露出部分の変色を戻す（復色工程Ｓ４）。これにより、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の被膜不良の箇所の確認後に、第１絶縁層５１または第２絶縁層５２の再印刷が可能な状態に復元し、製造プロセスに戻すことができる。これにより、歩留まりを向上させることができる。
なお、第２実施形態の絶縁層の良否判定方法は、磁場（磁界）に対して耐性を有する素子に好適である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、太陽電池における絶縁層の良否判定方法、およびその絶縁層の良否判定方法を用いた太陽電池の製造方法について説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、種々の基材に形成された種々の被膜の良否判定、およびその被膜の良否判定を用いた基材の製造にも適用可能である。例えば、
・半導体素子の製造において、基材の金属めっき前の保護膜（絶縁性の被膜）の良否判定（めっきしてからでは遅いため）、
・異種金属コートのタブ線（配線部材）の製造（ＣｕコアにＡｇコート、或いはＡｇコアにＣｕコートなど）において、金属コア（基材）の金属コート（金属の被覆）の良否判定（配線部材の抵抗値だけでは被覆率はわからないため）、
にも適用可能である。
・半導体素子の製造において、基材の金属めっき前の保護膜（絶縁性の被膜）の良否判定（めっきしてからでは遅いため）、
・異種金属コートのタブ線（配線部材）の製造（ＣｕコアにＡｇコート、或いはＡｇコアにＣｕコートなど）において、金属コア（基材）の金属コート（金属の被覆）の良否判定（配線部材の抵抗値だけでは被覆率はわからないため）、
にも適用可能である。
例えば、基材における少なくとも一部に形成された被膜の良否判定方法において、基材を酸化条件下または硫化条件下にさらし、基材の露出部分を変色させ（変色工程）、基材の表面を撮影して画像処理を行い（画像処理工程）、画像処理の結果に基づいて、被膜の良否判定を行ってもよい（判定工程）。また、被膜を有する基材の製造方法において、基材における少なくとも一部に被膜を形成した後、上記の被膜良否判定方法を用いて、変色工程、画像処理工程および判定工程を実施してもよい。これにより、製造プロセス中に、被膜の被膜不良の箇所を確認することができる。
また、この被膜の良否判定方法において、判定工程の後に、基材を還元条件下にさらし、基材の露出部分の変色を戻してもよい（復色工程）。これにより、被膜の被膜不良の箇所の確認後に、被膜の再印刷が可能な状態に復元し、製造プロセスに戻すことができる。これにより、歩留まりを向上させることができる。すなわち、被膜を有する基材の製造方法において、判定工程の後に、上記の復色工程を実施し、判定工程において被膜が不良であると判定された場合、再度、被膜の形成を行なってもよい。
また、例えば、基材における少なくとも一部に形成された被膜の良否判定方法において、基材を磁化条件下にさらし、基材の露出部分に砂鉄を付着させることにより、基材の露出部分を変色させ（変色工程）、基材の表面を撮影して画像処理を行い（画像処理工程）、
画像処理の結果に基づいて、被膜の良否判定を行ってもよい（判定工程）。また、被膜を有する基材の製造方法において、基材における少なくとも一部に被膜を形成した後、上記の被膜良否判定方法を用いて、変色工程、画像処理工程および判定工程を実施してもよい。これにより、製造プロセス中に、被膜の被膜不良の箇所を確認することができる。
画像処理の結果に基づいて、被膜の良否判定を行ってもよい（判定工程）。また、被膜を有する基材の製造方法において、基材における少なくとも一部に被膜を形成した後、上記の被膜良否判定方法を用いて、変色工程、画像処理工程および判定工程を実施してもよい。これにより、製造プロセス中に、被膜の被膜不良の箇所を確認することができる。
また、この被膜の良否判定方法において、判定工程の後に、基板を消磁条件下にさらし、砂鉄を除去することにより、基材の露出部分の変色を戻してもよい（復色工程）。これにより、被膜の被膜不良の箇所の確認後に、被膜の再印刷が可能な状態に復元し、製造プロセスに戻すことができる。これにより、歩留まりを向上させることができる。すなわち、被膜を有する基材の製造方法において、判定工程の後に、上記の復色工程を実施し、判定工程において被膜が不良であると判定された場合、再度、被膜の形成を行なってもよい。
１ 太陽電池
７ 第１領域
８ 第２領域
１１ 半導体基板
１３，２３，３３ パッシベーション層
１５ 光学調整層
２５ 第１導電型半導体層
２７ 第１電極層
２８ 第１透明電極層
２９ 第１金属電極層
２９Ａ 露出部分
３５ 第２導電型半導体層
３７ 第２電極層
３８ 第２透明電極層
３９ 第２金属電極層
３９Ａ 露出部分
４１ 第１コンタクト
４２ 第２コンタクト
５１ 第１絶縁層
５２ 第２絶縁層
５５ 孔
９１ 第１配線部材
９２ 第２配線部材
Ｘ１ 第１直線
Ｘ２ 第２直線
７ 第１領域
８ 第２領域
１１ 半導体基板
１３，２３，３３ パッシベーション層
１５ 光学調整層
２５ 第１導電型半導体層
２７ 第１電極層
２８ 第１透明電極層
２９ 第１金属電極層
２９Ａ 露出部分
３５ 第２導電型半導体層
３７ 第２電極層
３８ 第２透明電極層
３９ 第２金属電極層
３９Ａ 露出部分
４１ 第１コンタクト
４２ 第２コンタクト
５１ 第１絶縁層
５２ 第２絶縁層
５５ 孔
９１ 第１配線部材
９２ 第２配線部材
Ｘ１ 第１直線
Ｘ２ 第２直線
Claims (4)
- 基材の表面に形成される被膜の良否判定を行う方法であって、
前記基材の表面における少なくとも一部には、前記被膜が形成されており、
前記基材を酸化条件下または硫化条件下にさらし、前記基材の表面の露出部分を変色させる変色工程と、
前記基材の表面を撮影して画像処理を行う画像処理工程と、
前記画像処理の結果に基づいて、前記被膜の良否判定を行う判定工程と、
前記判定工程の後に、前記基材を還元条件下にさらし、前記基材の表面の露出部分の変色を戻す復色工程と、
をこの順で備える、被膜良否判定方法。 - 半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側の一部に順に積層された第１半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に順に積層された第２半導体層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池において、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層と配線部材との間に形成される絶縁層の良否判定を行う方法であって、
前記半導体基板における、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の上の前記配線部材に対応する少なくとも一部には、前記絶縁層が形成されており、
前記半導体基板を酸化条件下または硫化条件下にさらし、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の露出部分を変色させる変色工程と、
前記半導体基板の前記一方主面側を撮影して画像処理を行う画像処理工程と、
前記画像処理の結果に基づいて、前記絶縁層の良否判定を行う判定工程と、
前記判定工程の後に、前記半導体基板を還元条件下にさらし、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の露出部分の変色を戻す復色工程と、
をこの順で備える、絶縁層良否判定方法。 - 被膜を有する基材の製造方法であって、
前記基材における少なくとも一部に、前記被膜を形成し、
請求項１に記載の被膜良否判定方法を用いて、前記変色工程、前記画像処理工程、前記判定工程および前記復色工程を実施し、
前記判定工程において前記被膜が不良であると判定された場合、再度、前記被膜の形成を行う、
被膜を有する基材の製造方法。 - 半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側の一部に順に積層された第１半導体層および第１金属電極層と、前記半導体基板の前記一方主面側の他の一部に順に積層された第２半導体層および第２金属電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層と配線部材との間に形成される絶縁層を有する前記太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板における、前記第１金属電極層または前記第２金属電極層の上の前記配線部材に対応する少なくとも一部に、前記絶縁層を形成し、
請求項２に記載の絶縁層良否判定方法を用いて、前記変色工程、前記画像処理工程、前記判定工程および前記復色工程を実施し、
前記判定工程において前記絶縁層が不良であると判定された場合、再度、前記絶縁層の形成を行う、
絶縁層を有する太陽電池の製造方法。
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