JP7626615B2 - 太陽電池ユニットおよび太陽電池ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池ユニットおよび太陽電池ユニットの製造方法に関する。

特許文献１～４には、ウェアラブル機器または腕時計等の電子機器に搭載される太陽電池セルが開示されている。このような電子機器としては、デザイン性の観点で様々な形状の製品があり、また小型な製品がある。そのため、このような電子機器に搭載される太陽電池セルとして、電子機器の形状に合った様々な形状の太陽電池セル、または小型な太陽電池セルが要求される。

このような太陽電池セルは、規定サイズ（例えば、６インチのセミスクエア形状）の大判半導体基板（Wafer）に１または複数の太陽電池セルを形成した後、例えばレーザダイシングによって１または複数の太陽電池セルを切り出すことによって、得られる。以下、レーザダイシング前の、１または複数の太陽電池セルが形成された大判半導体基板を、太陽電池ユニットという。また、太陽電池ユニットにおいて、太陽電池セルが形成された領域をセル領域といい、それ以外の領域を余白領域という。

国際公開第２０１９／１１１４９１号 国際公開第２０１９／１６３７５０号 国際公開第２０１９／１６３７５１号 国際公開第２０１９／１８１８３５号

本願発明者（ら）は、このような太陽電池ユニットの状態で、欠陥検査（評価）として、フォトルミネッセンス特性を測定することを検討している。しかし、セル領域と余白領域との区別が困難であり、検査（評価）対象のセル領域の特定（判別）が困難である。

本発明は、フォトルミネッセンス特性の測定においてセル領域の特定の簡易化が可能な太陽電池ユニットおよび太陽電池ユニットの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る太陽電池ユニットは、大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットであって、前記セル領域では、前記大判半導体基板の裏面側の一部に第１半導体層が形成されており、前記大判半導体基板の前記裏面側の他の一部に第２半導体層が形成されており、前記第１半導体層に対応して第１電極層が形成されており、前記第２半導体層に対応して第２電極層が形成されている。前記余白領域では、前記大判半導体基板の前記裏面側に前記第２半導体層における少なくともパッシベーション層が形成されており、前記余白領域の一部には、フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域が形成されている。

本発明に係る太陽電池ユニットの製造方法は、大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットの製造方法であって、前記大判半導体基板の裏面側における前記セル領域の一部に第１半導体層を形成し、前記大判半導体基板の前記裏面側における前記セル領域の他の一部に第２半導体層を形成し、前記大判半導体基板の前記裏面側における前記余白領域に前記第２半導体層における少なくともパッシベーション層を形成する半導体層形成工程と、前記セル領域の前記第１半導体層に対応する第１電極層と、前記セル領域の前記第２半導体層に対応する第２電極層とを形成する電極層形成工程と、前記大判半導体基板の受光面側から前記セル領域のフォトルミネッセンス特性を測定するＰＬ検査工程と、を含む。前記半導体層形成工程または前記電極層形成工程では、前記余白領域の一部に、前記フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域を形成し、前記ＰＬ検査工程では、前記発光抑制領域をアライメントマークとして、前記セル領域の位置を特定する。

本発明によれば、太陽電池ユニットのフォトルミネッセンス特性の測定においてセル領域の特定の簡易化が可能である。

本実施形態に係る太陽電池ユニットを裏面側からみた図である。 図１に示す太陽電池ユニットにおけるII－II線断面図である。 本実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法における半導体層形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法における電極層形成工程を示す図である。 本実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法におけるＰＬ検査工程を示す図である。 本実施形態の変形例に係る太陽電池ユニットの断面図であって、図１に示すII-II線相当の断面図である。 比較例に係る太陽電池ユニットを裏面側からみた図である。 図５に示す太陽電池ユニットにおけるVI－VI線断面図である。 比較例に係る太陽電池ユニットのＰＬ検査を示す図である。

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。

（太陽電池ユニット）
図１は、本実施形態に係る太陽電池ユニットを裏面側からみた図であり、図２は、図１に示す太陽電池ユニットにおけるII－II線断面図である。図１および図２に示す太陽電池ユニット１は、規定サイズ（例えば、６インチのセミスクエア形状）の半導体基板（大判半導体基板）（Wafer）１１を備える。太陽電池ユニット１は、半導体基板１１の主面において、複数の太陽電池セルの各々が形成された複数のセル領域２と、それ以外の余白領域３とを有する。また、太陽電池ユニット１は、余白領域３の一部に、フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される複数の発光抑制領域４を有する。

（セル領域）
セル領域２は、例えばレーザダイシングによって、太陽電池ユニット１から切り出されることにより、裏面電極型（バックコンタクト型、裏面接合型ともいう。）であってヘテロ接合型の太陽電池セルとなる領域である。

太陽電池セルは、例えばウェアラブル機器または腕時計等の電子機器に搭載される太陽電池セルである。このような電子機器としては、デザイン性の観点で様々な形状の製品があり、また小型な製品がある。そのため、このような電子機器に搭載される太陽電池セルとして、電子機器の形状に合った様々な形状の太陽電池セル、または小型な太陽電池セルが要求される。

図２に示すように、セル領域２は、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を裏面とする。

セル領域２では、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１３および光学調整層１５が順に形成されている。また、セル領域２では、半導体基板１１の裏面側の一部（第１領域７）にパッシベーション層（第１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が順に形成されている。また、セル領域２では、半導体基板１１の裏面側の他の一部（第２領域８）にパッシベーション層（第２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が順に形成されている。なお、パッシベーション層（第１パッシベーション層）２３および第１導電型半導体層２５が第１半導体層であり、パッシベーション層（第２パッシベーション層）３３および第２導電型半導体層３５が第２半導体層である。

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、またはＳｉＯｘ（ｘは任意の正の数）等の誘電体材料で形成される。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。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に対応して、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電極層３７は、第２導電型半導体層３５に対応して、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１電極層２７は、第１導電型半導体層２５上に順に形成された第１透明電極層２８および第１金属電極層２９を有する。一方、第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に順に形成された第２透明電極層３８および第２金属電極層３９を有する。

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、例えば印刷法、スパッタリング等のＰＶＤ法、またはめっき法を用いて形成された銀、銅、アルミニウム等の金属材料を含む。

（余白領域）
図２に示すように、余白領域３では、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１３および光学調整層１５が順に形成されている。また、余白領域３では、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５が順に積層されている。なお、余白領域３では、第２導電型半導体層３５は必ずしも形成されていなくてもよく、少なくともパッシベーション層３３が形成された形態であってもよい。

ここで、図５は、比較例に係る太陽電池ユニットを裏面側からみた図であり、図６は、図５に示す太陽電池ユニットにおけるVI－VI線断面図である。図５および図６に示す比較例の太陽電池ユニット１Ｘは、図１および図２に示す太陽電池ユニット１と比較して、余白領域３が発光抑制領域４を有していない点で本実施形態と異なる。

本願発明者（ら）は、このような太陽電池ユニット１Ｘの状態で、フォトルミネッセンス特性を測定することにより、複数のセル領域２（すなわち、複数の太陽電池セル）の欠陥検査（評価）を同時に行うことを検討している。しかし、この場合、図７に示すように、受光面側から、セル領域２と余白領域３との区別が困難であり、検査（評価）対象のセル領域２の特定（判別）が困難である。

例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて半導体層１３，２３，２５，３３，３５を形成する場合、セル領域２のみならず余白領域３にも半導体層１３，３３，３５が形成された状態となることがある。この場合、図７に示すように、セル領域２および余白領域３、すなわち太陽電池ユニット１Ｘの全面が発光する。

例えば、両面電極型の太陽電池セルでは、受光面側に電極が形成されている。そのため、両面電極型の太陽電池セルのための太陽電池ユニットでは、全面が発光しても、電極による遮光位置により、受光面側からセル領域の特定が可能である。これに対して、裏面電極型の太陽電池セルでは、受光面側に電極が形成されていない。そのため、裏面電極型の太陽電池セルのための比較例１の太陽電池ユニット１Ｘでは、全面が発光すると、電極による遮光位置がなく、受光面側からセル領域２の特定が困難である。

また、半導体基板１１の縁または角を基準として、受光面側からセル領域２を特定することが考えられる。しかし、図７に示すように、半導体基板１１の縁部および角部の発光は弱く、半導体基板１１の縁部または角部を特定することが困難である。

この点に関し、本実施形態では、図１に示すように、余白領域３の一部に、フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される複数の発光抑制領域４が形成されている。より具体的には、発光抑制領域４では、フォトルミネッセンス特性において、半導体基板１１で生じるキャリアの非発光消滅が促進されることによって、発光が抑制される。キャリアの非発光消滅が促進されるとは、例えば、フォトルミネッセンス特性が非発光となる消滅過程を介した過剰少数キャリアの消滅が促進されることを意味する。これにより、発光抑制領域４は、半導体基板１１の受光面側から、セル領域２のフォトルミネッセンス特性を測定する際に、セル領域２の位置を特定するためのアライメントマークとして用いることができる（図３Ｃ参照）。

図２に示すように、発光抑制領域４では、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１３および光学調整層１５が順に形成されている。また、発光抑制領域４では、半導体基板１１の裏面側の一部にパッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５が順に形成されており、半導体基板１１の裏面側の他の一部にパッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５が順に積層されている。また、発光抑制領域４では、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５に対応し、これらを電気的に短絡する第３電極層３７Ａが形成されている。

第３電極層３７Ａは、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５にそれぞれ対応し、互いに離間した第１透明電極層２８および第２透明電極層３８と、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８に対応し、これらを電気的に短絡する第３金属電極層３９Ａとを備える。第３金属電極層３９Ａの材料および形成方法は、上述した第１金属電極層２９および第２金属電極層３９と同様であればよい。

なお、金属電極層によって第１導電型半導体層２５と第２導電型半導体層３５とを電気的に短絡する形態を例示したが、透明電極層によって第１導電型半導体層２５と第２導電型半導体層３５とを電気的に短絡してもよい。

複数の発光抑制領域４は、規則的に配置されていてもよい。規則的に配置されているとは、図１に示されているように、複数の発光抑制領域４が格子模様の交点などの様に等間隔に並んでいてもよいし、画像解析において発光抑制領域４を識別しやすい特徴的な規則であればどのようなものであってもよい。また、複数の発光抑制領域４において、それぞれの間隔がバラバラでランダムな位置に配置されてあっても、複数の大判半導体基板の全てにおいて、太陽電池セルが形成されたセル領域に対して同じ相対位置に発光抑制領域４が配置されていれば、複数の大判半導体基板間において規則的に配置している見なすことができ、アライメントマークとして利用することができる。これにより、フォトルミネッセンス特性を測定する際に、不規則に発生する欠陥に起因する暗部と、発光抑制領域４によるアライメントマークとを容易に区別することができる。

また、複数の発光抑制領域４は、欠陥の形状と区別可能な人工的な形状であってもよい。人工的な形状としては、例えば２つのラインをクロスさせた形状等が挙げられる。これにより、フォトルミネッセンス特性を測定する際に、自然な形状の欠陥に起因する暗部と、発光抑制領域４によるアライメントマークとを容易に区別することができる。

（太陽電池ユニットの製造方法）
次に、図３Ａ～図３Ｃを参照して、本実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法について説明する。図３Ａは、本実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法における半導体層形成工程を示す図であり、図３Ｂは、本実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法における電極層形成工程を示す図である。また、図３Ｃは、本実施形態に係る太陽電池ユニットの製造方法におけるＰＬ検査工程を示す図である。

まず、図３Ａに示すように、半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的には、セル領域２における第１領域７および余白領域３における発光抑制領域４の一部に、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５を形成する（半導体層形成工程）。

例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション層材料膜および第１導電型半導体層材料膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、またはメタルマスク、を利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５をパターニングしてもよい。

なお、ｐ型半導体層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸、または硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、ｎ型半導体層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性溶液が挙げられる。

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第１導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

次に、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的には、セル領域２における第２領域８、余白領域３、および、発光抑制領域４の他の一部に、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５を形成する（半導体層形成工程）。なお、余白領域３には、必ずしも第２導電型半導体層３５を形成せずともよく、少なくともパッシベーション層３３を形成する態様であってもよい。

例えば、上述同様に、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション層材料膜および第２導電型半導体層材料膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、またはメタルマスク、を利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５をパターニングしてもよい。

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第２導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

なお、この半導体層形成工程において、半導体基板１１の受光面側の全面、すなわちセル領域２、余白領域３、および、発光抑制領域４の受光面側の全面に、パッシベーション層１３および光学調整層１５を形成してもよい。

次に、図３Ｂに示すように、セル領域２および発光抑制領域４における第１導電型半導体層２５上に第１透明電極層２８を形成し、セル領域２および発光抑制領域４における第２導電型半導体層３５上に第２透明電極層３８を形成する（電極層形成工程）。

例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てに透明電極層材料膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて生成するレジスト、またはメタルマスク、を利用したエッチング法を用いて、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８をパターニングしてもよい。

透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸、または硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられる。

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側に第１透明電極層および第２透明電極層を積層する際に、マスクを用いて、第１透明電極層２８および第２透明電極層３８の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

次に、セル領域２における第１透明電極層２８上に第１金属電極層２９を形成し、セル領域２における第２透明電極層３８上に第２金属電極層３９を形成する。このとき、発光抑制領域４における第１透明電極層２８および第２金属電極層３９上に、これらに跨って第３金属電極層３９Ａを形成する（電極層形成工程）。

金属電極層の形成方法としては、スクリーン印刷またはグラビア印刷のようなプレス印刷、またはインクジェット印刷のような吐出印刷等のパターン印刷法が挙げられる。パターン印刷法では、Ａｇ粒子、樹脂材料および溶媒を含む印刷材料、すなわちＡｇペースト材料を印刷して焼成（硬化）することにより、金属電極層を形成する。

これにより、セル領域２の第１導電型半導体層２５に対応する第１電極層２７と、セル領域２の第２導電型半導体層３５に対応する第２電極層３７が形成される。

また、発光抑制領域４の第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５に対応し、これらを電気的に短絡する第３電極層３７Ａが形成される。これにより、余白領域３の一部に、フォトルミネッセンス特性において半導体基板１１で生じるキャリアの非発光消滅が促進され、フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域４が形成される。

以上の工程により、図１および図２に示す本実施形態の太陽電池ユニット１が得られる。

次に、図３Ｃに示すように、例えば太陽電池ユニット１の受光面側に光を照射し、太陽電池ユニット１の受光面側（すなわち、半導体基板１１の受光面側）から、セル領域２（すなわち、太陽電池セル）のフォトルミネッセンス特性の測定を行うことにより、セル領域２の欠陥検査を行う（ＰＬ検査工程）。このとき、発光抑制領域４をアライメントマークとして、セル領域２の位置を特定する。

以上説明したように、本実施形態の太陽電池ユニット１および太陽電池ユニットの製造方法によれば、余白領域３の一部に、フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域４が形成されている。これにより、太陽電池ユニット１の受光面側（すなわち、半導体基板１１の受光面側）から、セル領域２のフォトルミネッセンス特性を測定する際に、発光抑制領域４をアライメントマークとして、検査（評価）対象のセル領域２の位置を容易に特定することができる（図３Ｃ参照）。

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。
（変形例）
図４は、本実施形態の変形例に係る太陽電池ユニットの断面図であって、図１に示すII-II線相当の断面図である。図４に示す変形例１の太陽電池ユニット１Ａは、図２に示す太陽電池ユニット１において、発光抑制領域４の構成が異なる。

図４に示すように、発光抑制領域４では、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層２３，３３、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５、および第３電極層３７Ａが形成されていない。具体的には、半導体層形成工程および電極層形成工程において、半導体基板１１の裏面側の発光抑制領域４に、パッシベーション層２３，３３、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５、および第３電極層３７Ａを形成しない。
なお、発光抑制領域４では、少なくともパッシベーション層２３，３３が形成されていなければよく、フォトルミネッセンス特性の発光への寄与が小さい第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５は形成されていてもよい。具体的には、半導体層形成工程および電極層形成工程において、半導体基板１１の裏面側の発光抑制領域４に、少なくともパッシベーション層２３，３３を形成しなければよく、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５を形成してもよい。

なお、発光抑制領域４では、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション層１３および光学調整層１５が形成されていなくてもよい。なお、発光抑制領域４では、少なくともパッシベーション層１３が形成されていなければよく、フォトルミネッセンス特性の発光への寄与が小さい光学調整層１５は形成されていてもよい。

これにより、余白領域３の一部に、フォトルミネッセンス特性において半導体基板１１で生じるキャリアの再結合（すなわち、非発光消滅）が促進され、フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域４が形成される。この変形例でも、太陽電池ユニット１の受光面側（すなわち、半導体基板１１の受光面側）から、セル領域２のフォトルミネッセンス特性を測定する際に、発光抑制領域４をアライメントマークとして、検査（評価）対象のセル領域２の位置を容易に特定することができる。

（その他の変形例）
また、上述した実施形態および変形例では、半導体基板１１に複数のセル領域２を有する太陽電池ユニット１およびその製造方法を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、半導体基板に１つ以上のセル領域を有する太陽電池ユニットおよびその製造方法に適用可能である。

また、上述した実施形態および変形例では、余白領域３に複数の発光抑制領域４が形成された太陽電池ユニット１およびその製造方法を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、余白領域３に１つ以上の発光抑制領域が形成された太陽電池ユニットおよびその製造方法に適用可能である。

また、上述した実施形態および変形例では、結晶シリコン材料を用いた太陽電池セルが形成された太陽電池ユニット１およびその製造方法を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、種々の材料を用いた太陽電池セルが形成された太陽電池ユニットおよびその製造方法に適用可能である。

また、上述した実施形態および変形例では、ヘテロ接合型の太陽電池セルが形成された太陽電池ユニット１およびその製造方法を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、ホモ接合型等の種々の太陽電池セルが形成された太陽電池ユニットおよびその製造方法に適用可能である。

１，１Ａ，１Ｘ 太陽電池ユニット
２ セル領域
３ 余白領域
４ 発光抑制領域
７ 第１領域
８ 第２領域
１１ 半導体基板（大判半導体基板）
１３ パッシベーション層
１５ 光学調整層
２３ パッシベーション層（第１パッシベーション層、第１半導体層）
２５ 第１導電型半導体層（第１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
３３ パッシベーション層（第２パッシベーション層、第２半導体層）
３５ 第２導電型半導体層（第２半導体層）
３７ 第２電極層
３７Ａ 第３電極層
３８ 第２透明電極層
３９ 第２金属電極層
３９Ａ 第３金属電極層

Claims (7)

1. 光電変換基板として機能し、フォトルミネッセンス特性を有する大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットであって、
   前記大判半導体基板の裏面側には、半導体からなる第１パッシベーション層および第１導電型半導体層を含む第１半導体層、および、半導体からなる第２パッシベーション層および第２導電型半導体層を含む第２半導体層が形成されており、
   前記セル領域では、前記大判半導体基板の裏面側の一部に前記第１半導体層の一部が形成されており、前記大判半導体基板の前記裏面側の他の一部に前記第２半導体層の一部が形成されており、前記第１半導体層の一部に対応して第１電極層が形成されており、前記第２半導体層の一部に対応して第２電極層が形成されており、
   前記余白領域では、前記大判半導体基板の前記裏面側に前記第２半導体層の他の一部における第２パッシベーション層および第２導電型半導体層のうちの少なくとも第２パッシベーション層が形成されており、
   前記余白領域の一部には、前記余白領域の一部以外および前記セル領域よりも前記フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域が形成されており、
   前記発光抑制領域では、
   前記大判半導体基板の前記裏面側に前記第１半導体層の他の一部および前記第２半導体層の更に他の一部が形成されており、前記第１半導体層の他の一部および前記第２半導体層の更に他の一部に対応してこれらを電気的に短絡する第３電極層が形成されており、
   前記フォトルミネッセンス特性において前記大判半導体基板で生じるキャリアの非発光消滅が促進される、
   太陽電池ユニット。
2. 光電変換基板として機能し、フォトルミネッセンス特性を有する大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットであって、
   前記大判半導体基板の裏面側には、半導体からなる第１パッシベーション層および第１導電型半導体層を含む第１半導体層、および、半導体からなる第２パッシベーション層および第２導電型半導体層を含む第２半導体層が形成されており、
   前記セル領域では、前記大判半導体基板の裏面側の一部に前記第１半導体層が形成されており、前記大判半導体基板の前記裏面側の他の一部に前記第２半導体層の一部が形成されており、前記第１半導体層に対応して第１電極層が形成されており、前記第２半導体層の一部に対応して第２電極層が形成されており、
   前記余白領域では、前記大判半導体基板の前記裏面側に前記第２半導体層の他の一部における第２パッシベーション層および第２導電型半導体層のうちの少なくとも第２パッシベーション層が形成されており、
   前記余白領域の一部には、前記余白領域の一部以外および前記セル領域よりも前記フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域が形成されており、
   前記発光抑制領域では、
   前記大判半導体基板の前記裏面側に、第１パッシベーション層、および第２パッシベーション層が形成されておらず、
   前記フォトルミネッセンス特性において前記大判半導体基板で生じるキャリアの非発光消滅が促進される、
   太陽電池ユニット。
3. 前記発光抑制領域は、前記大判半導体基板の受光面側から、前記セル領域の前記フォトルミネッセンス特性を測定する際に、前記セル領域の位置を特定するためのアライメントマークとして用いられる、請求項１または２に記載の太陽電池ユニット。
4. 前記大判半導体基板に、複数の前記セル領域を有し、
   前記余白領域には、複数の前記発光抑制領域が形成されており、
   複数の前記発光抑制領域は、規則的に配置されている、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽電池ユニット。
5. 前記発光抑制領域は、欠陥の形状と区別可能な人工的な形状である、請求項１～４のいずれか１項に記載の太陽電池ユニット。
6. 光電変換基板として機能し、フォトルミネッセンス特性を有する大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットであって、前記大判半導体基板の裏面側には、半導体からなる第１パッシベーション層および第１導電型半導体層を含む第１半導体層、および、半導体からなる第２パッシベーション層および第２導電型半導体層を含む第２半導体層が形成された太陽電池ユニットの製造方法であって、
   前記大判半導体基板の裏面側における前記セル領域の一部に前記第１半導体層の一部を形成し、前記大判半導体基板の前記裏面側における前記セル領域の他の一部に前記第２半導体層の一部を形成し、前記大判半導体基板の前記裏面側における前記余白領域に前記第２半導体層の他の一部における第２パッシベーション層および第２導電型半導体層のうちの少なくとも第２パッシベーション層を形成する半導体層形成工程と、
   前記セル領域の前記第１半導体層の一部に対応する第１電極層と、前記セル領域の前記第２半導体層の一部に対応する第２電極層とを形成する電極層形成工程と、
   前記大判半導体基板の受光面側から、前記セル領域のフォトルミネッセンス特性を測定するＰＬ検査工程と、
   を含み、
   前記半導体層形成工程または前記電極層形成工程では、前記余白領域の一部に、前記余白領域の一部以外および前記セル領域よりも前記フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域を形成し、
   前記半導体層形成工程では、前記大判半導体基板の前記裏面側における前記発光抑制領域に前記第１半導体層の他の一部および前記第２半導体層の更に他の一部を形成し、
   前記電極層形成工程では、前記発光抑制領域の前記第１半導体層の他の一部および前記第２半導体層の更に他の一部に対応してこれらを電気的に短絡する第３電極層を形成し、
   前記半導体層形成工程または前記電極層形成工程では、前記フォトルミネッセンス特性において前記大判半導体基板で生じるキャリアの非発光消滅が促進される前記発光抑制領域を形成し、
   前記ＰＬ検査工程では、前記発光抑制領域をアライメントマークとして、前記セル領域の位置を特定する、
   太陽電池ユニットの製造方法。
7. 光電変換基板として機能し、フォトルミネッセンス特性を有する大判半導体基板に、裏面電極型の太陽電池セルが形成されたセル領域と、それ以外の余白領域とを有する太陽電池ユニットであって、前記大判半導体基板の裏面側には、半導体からなる第１パッシベーション層および第１導電型半導体層を含む第１半導体層、および、半導体からなる第２パッシベーション層および第２導電型半導体層を含む第２半導体層が形成された太陽電池ユニットの製造方法であって、
   前記大判半導体基板の裏面側における前記セル領域の一部に前記第１半導体層を形成し、前記大判半導体基板の前記裏面側における前記セル領域の他の一部に前記第２半導体層の一部を形成し、前記大判半導体基板の前記裏面側における前記余白領域に前記第２半導体層の他の一部における第２パッシベーション層および第２導電型半導体層のうちの少なくとも第２パッシベーション層を形成する半導体層形成工程と、
   前記セル領域の前記第１半導体層に対応する第１電極層と、前記セル領域の前記第２半導体層の一部に対応する第２電極層とを形成する電極層形成工程と、
   前記大判半導体基板の受光面側から、前記セル領域のフォトルミネッセンス特性を測定するＰＬ検査工程と、
   を含み、
   前記半導体層形成工程または前記電極層形成工程では、前記余白領域の一部に、前記余白領域の一部以外および前記セル領域よりも前記フォトルミネッセンス特性の発光が抑制される発光抑制領域を形成し、
   前記半導体層形成工程では、前記発光抑制領域において、前記大判半導体基板の前記裏面側には、第１パッシベーション層、および第２パッシベーション層を形成せず、
   前記半導体層形成工程または前記電極層形成工程では、前記フォトルミネッセンス特性において前記大判半導体基板で生じるキャリアの非発光消滅が促進される前記発光抑制領域を形成し、
   前記ＰＬ検査工程では、前記発光抑制領域をアライメントマークとして、前記セル領域の位置を特定する、
   太陽電池ユニットの製造方法。

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