JPH07501184A - 改良した太陽電池及びその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 した太　電　びその製　法 買量扶術 よ−３里の分野 本発明は、広くは光電池に関するものである。また、より詳しくは、本発明は光 電池における金属被覆層（メタライゼーション層）の形成及び保護に関するもの である。

ｌ−１ツ壮むか男敷ツ シリコン光電池は、一方の表面に近接して形成された浅いｐ−ｎ接合を有する導 電型式の半導体基板を基本的に備えている。

光電池である太陽電池の製作方法の一例は、平坦な薄板状、即ちウェーハ形状の 半導体基板を用意する。この半導体基板は、その一方の表面（一般的に「前面」 と呼んでいる）に近接した浅いｐ−ｎ接合を有する。この半導体基板には、その 前面に絶縁性の反射防止膜（ｒＡＲＪ　）を含有してもよ（、このような半導体 基板を一般的に「太陽電池ブランク」と呼んでいる。反射防止膜は、太陽光を透 過させる。シリコン太陽電池では、反射防止膜は窒化珪素や酸化珪素、或いはチ タン等で形成することが多い。好ましくは、窒化珪素はプラズマ・デポジション 法を用いて形成されるが、ただし必ずしもこれに限られるわけではない。

典型的な太陽電池ブランクは、ＥＦＧ法で成長させたｐ型導電型の矩形のシリコ ン基板であって、その厚さは０．０１２〜０．０１６インチ（約０．　３〜０゜ ４報）であり、基板の前面の表面から約０．５ミクロンにｐ−ｎ接合を配置させ 、更に、厚さが約８００オングストロームの窒化珪素の膜で前面を被覆したもの である。これと類似の太陽電池ブランクであって、別の公知のものとしては、例 えば単結晶シリコン基板を備えるものや、鋳造法によって製作した多結晶シリコ ン基板を備えるもの等がある。

太陽電池が太陽光に曝されているときに、その太陽電池から電流を取り出すため に、太陽電池は、その半導体基板の前面と背面との両方に電気接点（通常は「電 極」と呼んでいる）を必要とする。それら電極は、典型的には、アルミニウム、 銀、ないしはニッケル等で形成される。例えば、シリコン基板を有する太陽電池 の一般的な装置は、裏電極はアルミニウムで形成し、表電極は銀で形成するよう にしている。

太陽電池の前面の表電極は一般的にはグリッド状電極として形成され、即ち、複 数本の細線部と、それら細線部と交わる少なくとも１本の細長い集合母線部とか ら成るアレイとして構成される。細線部の本数、各々の細線部の幅寸法、それに 細線部の配置の仕方は、太陽光に曝される前面の面積を最大とするようになって いる。更に、太陽電池の変換効率を向上させるために、少なくとも表電極で被覆 されていない太陽電池の第１の側の領域に上述の反射防止膜が塗布される。

コストやその他の理由から裏電極はアルミニウムが好ましい。その裏電極が太陽 電池ブランクの背面の全面を被覆してもよいが、より一般的には、太陽電池ブラ ンクの縁部の近くまで形成するものの、その縁部にまで達することなく、その手 前で終わるように形成されている。ところで、アルミニウム電極の表面は空気中 に露出していると酸化され易く、はんだ付けを困難にする。そのことから、はん だ付けを容易にするには、次のようにすれば良いことが見いだされた。それは、 アルミニウム膜に幾つかの開口を形成しておき、それら開口の中に夫々に銀のは んだ付はパッドを形成し、それら銀のはんだ付はパッドが、隣接しているアルミ ニウム層に僅かに重なっているようにするというものである。銀のはんだ付はパ ッドは、アルミニウム電極の層の下の基板とオームポンドを形成し、アルミニウ ム電極とも低抵抗で電気的に接続された状態になり、それら銀のはんだ付はパッ ドは、配線用の鋼リボンを裏電極にはんだ付けするためのはんだ付箇所として用 いられる。この構成とすると、銅リボンを直接にアルミニウム電極にはんだ付け する構成よりも高い効率が得られる。この種の電極構成の一例は、米国特許出願 第０７１５６１１０１号に基づいたＰＣＴ国際特許出願公開第ＷＯ９２１０２９ ５２号公報に開示されている。尚、米国特許出願第０７１５６１１０１号は、１ ９９０年９月１日付でＦｒａｎｋ　Ｂｏｔｔａｒｉ　ｅｔ　ａｌによって出願さ れており、その発明の名称は「太陽電池に金属被覆接点を塗布する方法（Ｍｅｔ ｈｏｄ　Ｏｆ　Ａｐｐｌｙｉｎｇ　Ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ　Ｃｏｎｔａｃｔｓ　 Ｔｏ　Ａ　５ｏｌａｒ　Ｃｅ１ｌ）　Ｊである。表電極及び裏電極を形成する方 法には様々なものがあるが、好ましい形成方法は、ペースト印刷／焼成法であり 、この方法では、選択した種類の金属を含有しているペーストないしインクを太 陽電池ブランクの夫々の面に印刷した後に、そのペーストないしインクに対し、 適当な所定の雰囲気中で焼成処理を施して、そのペーストないしインクの金属成 分が太陽電池ブランクに結合し且つオーム接点を形成するようにするというもの である。ペーストないしインクは、選択した種類の金属を有機ビヒクルの中に分 散させたものであり、焼成処理を施すことにより、そのビヒクルの成分が蒸発及 び／又は熱分解によって除去される。

印刷を実行する方法にも様々なものがあり、例えばシルクスクリーン印刷法、パ ッド印刷法、それに直書き印刷法等がある。適当なパッド印刷法の一例は、前掲 のＰＣＴ国際出願公開第ＷＯ９２１０２９５２号公報に記載されている方法であ る。また、米国特許出願第６６６３３４号は、１９９１年３月７日付でＪａｃｋ ｌ、　Ｈａｎｏｋａ及び５ｃｏｔｔ　Ｅ、　Ｄａｎｉｅｌｓｏｎによって出願さ れた、その発明の名称を、「接点を形成するための方法及び装置（Ｍｅｔｈｒｘ ｌ＾ｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　Ｆｏｒ　Ｆｏｒｍｉｎｇα川ｔａｃｔｓ　用　 Ｊとした特許出願であるが、この特許出願には、太陽電池ブランクの前面に直書 き法でインクの厚膜を印刷するための改良した方法が開示されている。

これら特許出願に記載されている方法は、以上のそれらへの言及をもって本開示 に組み込むものとする。

理解を容易にし意味を明確にするために、ここで、使用する用語の意味について 説明しておくと、「インク」という用語と「ペースト」という用語とは実質的に 同義語であって、それらのいずれも、流体の印刷剤を言い表わすための用語であ ると理解されたい。なぜならそれら用語は、「インク」の方が「ペースト」より も低粘度であることを示唆しているということがあるにしても、当業者がそれら 用語を実際に同義語として使用しているからである。更に、これらの用語に関し ては、流体状印刷剤の粘度は、それを塗布する方法（例えば、シルクスクリーン 印刷法、バット印刷法、それに、直書き印刷法、等々）に合わせて調節されるも のであることにも注意されたい。また「メタル・ペースト」及び「メタル・イン ク」という用語は、有機ビヒクル中に分散された離散粒子の形態で選択された金 属を備えるメタルリッチ流体を示し、その有機ビヒクルは、加熱されたならば、 例えば蒸発及び／又は熱分解によって除去ないし分解されるようにしたものであ ると理解されたい。メタル・ペーストを、ガラスフリットを配合したペーストと することも任意である。ビヒクルは、典型的には、有機バインダと、適当な性質 を有する溶剤とから成り、その具体例を挙げるならば、例えば、エチルセルロー スまたはメチルセルロースと、カルピトールまたはテルピネオールとから成るも のである。従って、［アルミニウム・メタル・ペーストＪという用語は、有機ビ ヒクルの中に分散されたアルミニウム粒子を含んだ流体アルミニウムリッチ組成 物を意味するものと理解されたい。更に「ガラスフリット・ペースト」という用 語は、上述の種類の有機ビヒクルの中に分散させた選択されたガラスフリットを 含む流体組成物を意味し、また、「メタル／ガラスフリット・ペースト」という 用語、例えば、銀メタル／ガラスフリット・ペースト等は、重量パーセント基準 で所定量の、選択した種類のガラスフリットを基本的に含んでいるメタル・ペー ストを意味するものと理解されたい。

これまでのところ、ペースト印刷／焼成法を用いてアルミニウムの裏電極を形成 するための好適な方法とされてきたのは、有機ビヒクルの中に分散されたアルミ ニウム・パウダを含むアルミニウム・メタル・ペーストで太陽電池ブランクの背 面を被覆し、その際に、太陽電池ブランクに塗布したペーストの中のアルミニウ ムーパウダの総重量が、被覆された基板表面の単位面積あたり約０．８〜２゜Ｑ 　ｍ２７ｃｍ２となるようにし、続いて、その材料に対しく乾燥処理の後に、或 いは乾燥処理をすることな（）、例えば窒素等の、非酸化性雰囲気中で焼成処理 を施すというものであった。そして、この焼成処理は、有機ビヒクルを蒸発及び ／又は熱分解させるのに適した条件下で、しかも、アルミニウムをシリコン基板 との間で合金化させてシリコン基板に融着させるのに適した条件下で行なわれる 。

その合金化のプロセスは、アルミニウム粒子と、シリコン基板のアルミニウム粒 子に接している領域とを溶融させ、続いて太陽電池ブランクを冷却することによ って、シリコン基板の溶融領域を再結晶化するというものである。再結晶化領域 は、アルミニウムが高濃度にドープされたシリコンを持つようになる。以上の焼 成及び冷却の工程によって、そのシリコン基板の背面に、そのシリコン基板の再 結晶化領域に機械的及び電気的に結合したアルミニウム電極が形成される。

前面のグリッド状電極を形成する方法についても、これまでに様々な方法が採用 されてきた。例えばある場合には、先にグリッド状電極をペースト印刷／焼成法 によって形成し、その後にその基板の前面のうち、少なくともグリッド状電極で 覆われていない部分を反射防止膜で覆うという形成方法が採用されていた。

別の形成方法として、先に半導体基板に反射防止膜を被着形成し、その後にグリ ッド状電極を形成するという形成方法もあった。この形成方法には、２通りの実 施の仕方があった。第１の方法は、反射防止膜のうち、所望のグリッド状電極の パターンに対応した部分を化学エツチングによって除去することによって、半導 体基板の前面の、そのパターンに対応した領域を露出させ、その後に、半導体基 板の前面の、反射防止膜をエツチングで除去した領域に、グリッド状電極を形成 するというものであった。

この表電極の形成方法の、第２の実施の仕方は、いわゆる「貫通焼成法」を用い るというものであった。「貫通焼成法」は、前面に反射防止膜が形成されている 太陽電池ブランクに有効であり、（１）その反射防止膜の表面に、所望のグリッ ド状電極の形状に対応した所定のパターンで、メタル／ガラスフリット・ペース トの膜を塗布する工程と、（２）被膜を形成した太陽電池ブランクを加熱する工 程とを含んでおり、この加熱工程における加熱温度及び加熱時間は、メタル／ガ ラスフリット組成物が、反射防止膜に溶解し、この反射防止膜を通過するマイグ レーションを発生し、それによって、この反射防止膜の下の基板の前面に電気的 に接続した電極を形成できるような、充分な温度及び時間とする。

銀の電極を形成するための「貫通焼成法」は、米国特許出願第２０５３０４号に 基づいたＰＣＴ国際特許出願公開第ＷＯ３９／１２３１２号公報に記載されてお り、同公開公報は１９８９年１２月１４日付で公開されている。尚、米国特許出 願第２０５３０４号は、１９８８年６月１０日付でＪａｃｋ　Ｈａｎｏｋａによ って出願されており、その発明の名称は、［改良した太陽電池の電極の製造方法 （Ｉ■ｐｒＯＶｅｄ　Ｍｅｔｈｃｘｌ　ｏｆ　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ　Ｃｏｎ ｔａｃｔｓ　ｆｏｒ　５ｏｌａｒ　Ｃｅ１ｌｓ　）　Ｊである。絶縁性の反射防 止膜を貫通させて金属電極を焼成するというアイデアは、更に、米国特許第４７ ３７１９７号にも開示されており、この米国特許はＹ、　Ｎａｇａｈａｒａ　ｅ ｔ　ａｌ、に対して発行されたものであり、その発明の名称は「ペースト製電極 を備えた太陽電池（Ｓｏｌａｒ　Ｃｅ１ｌ　ｗｉｔｈ　Ｐａ５ｔｅ　Ｃｏｎｔａ ｃｔ　）　Ｊである。

アルミニウムの裏電極を有する太陽電池を製作する従来の方法の１つに、いわゆ る「二段階焼成法」を用いた方法がある。この「二段階焼成法」では、前面に反 射防止膜（窒化珪素膜とすることが好ましい）を形成した太陽電池ブランクの背 面に、所望の裏電極のパターンでアルミニウム・メタル・インクを被覆する。

続いて、太陽電池ブランクに対し、窒素雰囲気中で焼成処理を施し、この焼成処 理は、先に説明したように、土台となっているシリコン基板との間で合金化した アルミニウム電極を形成するのに適した温度及び時間で行なう。この後、反射防 止膜の上に、先に説明したようにして、銀メタル／ガラスフリット・ペーストを 塗布して適当なグリッド状電極のパターンを画成し、更に続いて第２回目の焼成 処理を空気中で行なって、太陽電池ブランクの前面の表面に接続した銀のグリッ ド状電極を形成する。

二段階焼成法を用いる場合に、アルミニウムの裏電極の複数の開口の中に夫々に 銀のはんだ付はパッドを形成する際に、表電極であるグリッド状電極を形成する ために用いられた銀メタル・ペーストに対する焼成処理と、銀のはんだ付はパッ ドを形成するために用いられた銀メタル・ペーストのブロック即ちセグメントに 対する焼成処理とは同時に行なわれる。典型的には、銀のはんだ付はパッドを形 成するために用いた銀メタル・ペーストは、反射防止膜を貫通させて貫通焼成す る表電極を形成するために用いた銀メタル・ペーストと同様に、ガラスフリフト を含有する。これについては、１９９１年９月６日付で出願された国際特許出願 第ＰＣＴ／ＵＳ９１１０６４４５号を参照されたい。同国際特許出願は、その発 明ノ名称が［電気接点及びその製造方法（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔａｃ ｔｓ　Ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｏｆ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｓａｍｅ） 　Ｊであり、米国特許出願第５８６８９４号に基づいたものである。また、この 米国特許出願第５８６８９４号は、１９９０年９月２４日付でＤａｖｉｄ　Ａ、 　Ｓｔ、　Ａｎｇｅｌｏ　ｃｔ　ａｌ、によって出願されたものであり、同米国 出願は、この言及をもって本開示に組み込むものとする。

いわゆる「二段階焼成法」は、それに含まれる工程やそれを実行するための装厘 の関係で高コストとなる。そのため、アルミニウムの裏電極と、グリッド状電極 である銀の表電極とを同時に焼成する、いわゆる「一段階焼成法」であうで、し かも好適な結果が得られる方法を開発しようとする努力も、これまで大いになさ れてきた。

太陽電池のメーカーの主たる関心事は、電極の腐蝕を軽減したいということ、そ れに、太陽電池、または太陽電池モジュール、或いは太陽電池パネルの信頼性を 高め寿命を長くしたいということにある。太陽電池モジュールというのは、複数 の太陽電池を、適当な直列、または並列、或いは直列及び並列のマトリックス状 回路の形に接続したものであり、太陽電池モジュールを製作する際には、夫々の 太陽電池を、実質的に剛体の前面支持板と背面支持板との間に密封するようにし ており、それらのうち少なくとも前面支持板は透明板とするようにしている。

ところが、幾らかの外気は、そのように構成した太陽電池モジュールの保護封入 構造にもかかわらず侵入し、そのために、それら太陽電池に性能劣化が生じる。

外気侵入によって太陽電池の性能劣化が生じる理由の一部は、アルミニウム電極 が酸化及び腐蝕するということにある。アルミニウムの裏電極が酸化すると、太 陽電池の効率が低下することに加えて、太陽電池及び太陽電池モジュールの予測 寿命も短くなる。

更に、これまで、銀の表電極を形成するためのペーストと、アルミニウムの裏電 極を形成するためのペーストとを、同一雰囲気中で同時に焼成することに関し” ’Ｃも間Ｎが生じていた。即ち、銀ペーストに対する焼成処理は空気中で行なわ ねばならない。ところが、アルミニウム含有膜を酸素含有雰囲気中で焼成すると 、アルミニウムの酸化が急速に進むため、結果として基板の背面に多孔質アルミ ニウム電極が生じる。このような多孔質のアルミニウム金属被覆層は、慣用の促 進試験を行なってみると急速に劣化して行くことが分る。更に、アルミニウムを 空気中で焼成した場合には、そのアルミニウムが、「ポールコないし「バンプ」 等と呼ばれているものを形成してしまう傾向が強く現われる。裏電極にこの種の 異常が発生すると、複数の太陽電池を相互接続して封入することによって太陽電 池モジュールを製作する過程における太陽電池の破損率が上昇する。

更に、一段階焼成法に関し、アルミニウム電極の複数の開口に夫々に銀のはんだ 付はパッドを形成し、それら銀のはんだ付はパッドの周縁部がアルミニウム層の 周縁部の上に重なるようにすると、焼成処理後に、アルミニウムの上に重なって いる部分の銀がはがれ落ち易いことが知られている。このように、銀とアルミニ ウムとの間の機械的付着強度が低いということは、明らかに望ましくない。

従来の構成によって、太陽電池の背面のアルミニウム電極を厚くすれば、太陽電 池の全体効率を向上させ得ることが示唆されている。なぜそうなるのかは、完全 には解明されていない。ただ、アルミニウム電極を厚くするには、基板に塗布す るアルミニウム・ペーストの塗布量を増大させ、その厚いペーストの層を焼成し て、より厚いアルミニウム金属電極を形成すれば良いということがあり、そのよ うにした場合には、そのアルミニウム金属電極とその土台となっている基板との 間に形成されるアルミニウムリッチ領域（Ｐ＋領域）も厚くなると考えられる。

そして、それによって背面電界が強力となるため、結果として太陽電池の効率が 向上すると考えられる。尚、ここでいうところの「厚い」アルミニウム電極とは 、約２５ミクロン程度の厚さであり、これは、以前からある約８ミクロンを超え ることのない「薄い」アルミニウム電極に対して「厚い」という意味である。

具体的な数値例を挙げるならば、このような「厚い」アルミニウム電極を形成す るには、アルミニウム・ペーストを被覆する際に、基板のペースト塗布部分の単 位面積あたりのアルミニウムの量が、４．６〜８．　０　ｍｇ／ｃｍ”となるよ うにすれば良く、一方、「薄い」アルミニウム電極を形成するには、アルミニウ ム・ペーストを塗布する厚さを、基板のペースト塗布部分の単位面積あたりのア ルミニウムの量が、０．８〜２．　３　ｍｇ／ｃｉ＋２となるようにすれば良い 。

ただし、ＥＦＧ結晶成長法で製作した基板を備える太陽電池ブランク等の、薄板 状の多結晶形の太陽電池ブランクでは、その表面に厚いアルミニウム電極を形成 することは、二段階焼成法を採用する場合には不都合であることが判明しており 、その理由は、厚いアルミニウム電極を形成したならば、二段階焼成処理の結果 、その電極の土台となっている半導体基板に、その太陽電池を破損させてしまう ほどの大きな反りが発生してしまうからである。

３盟の柩斐 本発明は、以下に列挙する目的の１つ以上を達成することによって、改良した光 電池である太陽電池を提供することを意図したものである。

（１）シリコン太陽電池のアルミニウムの裏電極を、その太陽電池の製作時並び に製作後の使用中における、酸化、腐蝕、及び電解劣化から保護すること。

（２）アルミニウム・ペーストに焼成処理を施してアルミニウム電極を形成する ようにしている一段階焼成法に関して、そのアルミニウム・ペーストを不活性な 絶縁性ペーストの層で保護して焼成処理工程におけるアルミニウムの酸化傾向を 軽減すると共に、アルミニウム電極が様々な気候条件に暴露されることによる酸 化、腐蝕、及び電解劣化からそのアルミニウム電極を保護する保護外側被膜を設 けるようにすること。

（３）アルミニウムの裏電極を被覆する保護ガラス層を形成することを特徴とす る一段階焼成法ないし二段階焼成法による太陽電池の製作法を提供すること。

（４）太陽電池を製作するための改良した製作法であって、太陽電池の背面にア ルミニウムの裏電極と複数の銀のはんだ付はパッドとを備えており、それら銀の はんだ付はパッドが、そのアルミニウムの裏電極に形成されている複数の開口を 貫通して延在しており、そのアルミニウムの裏電極とそれら複数の銀のはんだ付 はパッドとが、それら銀のはんだ付はパッドの周縁部において、互いに重なり合 った関係にあることを特徴とする太陽電池の製作法を提供すること。

（５）アルミニウムの裏電極と複数の銀のはんだ付はパッドとを備え、それら銀 のはんだ付はパッドが、そのアルミニウムの裏電極に形成されている複数の開口 を貫通して延在しており、そのアルミニウムの裏電極がそれら複数の銀のパッド の周縁部の上に重なっているようにした太陽電池を提供し、また、そのようにし た太陽電池の製作法を提供すること。

（６）予め形成されている窒化珪素の反射防止膜を備えた太陽電池ブランクに電 極を形成するための改良した一段階焼成法を提供すること。

（７）焼成処理時の酸化作用の結果として形成される「バンプ」が、裏電極を形 成するアルミニウムの金属被覆層にできる限り僅がしか含まれないようにする、 一段階焼成法による太陽電池の製作法を提供すること。

本発明を実施するための好適な一実施態様においては、本発明の以上の目的並び にその他の目的を、以下の諸々の特徴を備えた新規な太陽電池の構成並びにその 製作法を提供することによって達成している。それら特徴について説明して行く と、先ず、太陽電池を製作するのに、その前面の表面近（に浅いｐ−ｎ接合を有 するシリコン半導体基板を備えると共に、そのシリコン半導体基板の前面を被覆 する電気絶縁性の窒化珪素の反射防止膜を備えた、太陽電池ブランクを使用する 。そして、この太陽電池ブランクに処理を施して、（１）アルミニウムの裏電極 と、（２）低電気抵抗のグリッド状の表電極と、（３）裏電極を被覆する、好ま しくは適当なガラスの、絶縁性材料の層とを、この太陽電池ブランクに形成する 。

一段階焼成法を用いて形成した１つの好適実施例においては、太陽電池は、その 太陽電池ブランクの背面の互いに離隔した２箇所以上の領域に銀を被着させてあ り、それら銀の被着部によって２個以上の銀のはんだ付はパッドを形成しである 。更に、それら銀の被着部に位置を合わせた複数の窓部を有するアルミニウム電 極を、基板の背面に電気的に接続された状態で形成してあり、それら窓部の大き さは銀の被着部の上にアルミニウムが僅かに重なるような大きさとしている。

二段階焼成法を用いて形成した別実施例においては、銀のはんだ付はパッドが、 アルミニウム電極の窓部を充填すると共に、それら窓部の周縁部においてアルミ ニウム電極の上に僅かに重なるようにしている。いずれの実施例においても、ガ ラスの層が、そのアルミニウム電極を被覆すると共に、そのアルミニウム電極の 外縁部を超えて外側まで存在するようにして、そのアルミニウム電極を外部環境 から完全に封止している。

本発明は「二段階焼成法」と「一段階焼成法」とのいずれを用いて太陽電池を製 作する場合にも適合するものであるが、ただし、二段階焼成法よりは「一段階焼 成法」の方が好ましく、その理由は、「一段階焼成法」によって製作した太陽電 池の方が、より高い効率が得られる傾向があるからである。本発明を組み込んだ 「一段階焼成法」では、二段階焼成法と比較して、Ｖｏｃの値及びフィル・ファ クタの値が、より高い値となることが判明している。従って、本発明を採用した 「一段階焼成法」によれば、太陽電池の性能が向上し信頼性が高まるということ から、コストを低減しうるという利点が得られる。

以上のことから理解されるように、本発明の好適な方法は、その広い意味におい てとらえ、しかも以下に示唆する変更や追加をも組み込むならば、概して以下の 諸々の工程を含むものとなる。それら工程とは、（１）その前面の表面近（に浅 いｐ−ｎ接合を有する半導体基板を備え、且つ、該基板の前面を覆っている例え ば窒化珪素等の反射防止膜を備えた、太陽電池ブランクを用意する工程と、（２ ）前記基板の背面を第１メタル・ペーストで選択的に被覆する工程と、（３）前 記第１メタル・ペーストの上にガラスフリット・ペーストを塗布して層となす工 程と、（４）前記反射防止膜の表面を第２メタル／ガラスフリツト・ペーストで 選択的に被覆し、その際に、この第２ペーストの被膜が所望の表電極パターンを 形成するようにする工程と、それに、（５）前記基板を加熱する加熱工程とであ る。加熱工程における加熱温度及び加熱時間は、（ａ）迅速且つ効率的に、前記 メタル／ガラスフリット・ペーストが反射防止膜を貫通し、ただしｐ−ｎ接合ま では貫通せず、そのメタル／ガラスフリット・ペーストの金属成分が基板の前面 に電気的に接続した状態になるようにし、（ｂ）前記メタル・ペーストの金属成 分が、基板の背面との間で合金化して裏電極を形成するようにし、且つ、（ｃ） 前記ガラスフリット・ペーストの中のガラスフリットが溶融して融合し、前記裏 電極に機械的に付着して該裏電極を気密封止する被膜を形成するようにするのに 充分な、温度及び時間である。

亘血の皿里望説里 全ての図面を通して、同一ないし類似の構成要素には同一ないし類似の引用符号 を付すようにした。尚、図面はあくまでも具体例を例示しているに過ぎないこと を理解されたい。また、様々な層や、被膜、ないしは領域の厚さや深さは、それ らの間の相対的な比率を正確に図示していないが、それは、作図し易いことと理 解し易いこととを旨としたからである。同様に見易さという観点から、断面図で はクロスハツチングを省略しである。

更に、説明し易く、しかも理解し易くするために、太陽電池ブランクに塗布する 様々な種類のメタル・ペーストやガラス・ペーストには、それらペーストに焼成 処理を施して得られる構成要素に付した引用符号と同一の引用符号を付しである 。

図１は、本発明に係る改良した太陽電池の上面図、図２は、図１に示した太陽電 池の底面図、図３〜図７は、本発明の好適実施例を構成している一段階焼成法の 一連の工程を図解した模式的な断面側面図、 図８〜図１１は、本発明の第２実施例を構成している二段階焼成法の一連の工程 を図解した、図３〜図７と同様の模式的な断面側面図、そして、図１２は、本発 明の一段階焼成法の実施例ないし二段階焼成法の実施例においてシリコン基板の 銀の表電極を焼成する処理の際の、そのシリコン基板の温度変化を表わしたグラ フである。

好適実施ｊの詳細な説明 図１、図２、及び図７は、一段階焼成法を採用した本発明の好適実施態様に従っ て製作した太陽電池の一般的特質を説明するための図である。太陽電池２は、Ｅ ＦＧ法で成長させた平坦なシリコン基板を含んでおり、このシリコン基板はその 前面に表電極４を備えており、この表電極４は、グリッド状電極とすることが好 ましく、グリッド状電極とする場合には、この表電極４を、例えば、細くて長い 、互いに平行な複数本の細線部６と、それら細線部６と交わる少なくとも１本の 、そして好ましくは２本の、集合母線部８とから成るアレイとして構成すれば良 い。更に、薄い反射防止Ｍ１０（図３及び図７参照）が、基板の前面のうち、グ リッド状電極４によって被覆されていない部分を被覆している。太陽電池２の背 面には裏電極１２（図２）が備えられており、この裏電極１２は、その外縁部が 矩形の太陽電池基板の外縁部にまで至らず、その手前で終っており、そのためこ の太陽電池基板の各辺に沿って延在している周縁部１４は、裏電極１２によって 被覆されずに残されている。また更に、太陽電池２の背面２には、複数のはんだ 付はパッド１６が備えられており、それらはんだ付はパッド１６は、裏電極に形 成されている夫々の開口の中を貫通して、裏電極の下の太陽電池基板に融着して いる。図２では、８個のはんだ付はパッドを３本の縦方向の（図２で見て縦方向 という意味である）列に並べて配列しであるが、ただし、それらはんだ付はパッ ドの個数と、それらはんだ付はパッドを並べる列の本数とは、図示例とは異なっ たものとし得ることを理解されたい。

図１、図２、及び図７に示した太陽電池の構造のうち、上の段落で説明した程度 のことは既に公知となっており、即ち、上で説明したことは前掲のＰＣＴ国際特 許出願公開第Ｗ０９２／’０２９５２号公報に開示されている。本発明では、絶 縁性の外側被膜１８（図７）によって、裏電極１２と、はんだ付はタブ１６の周 縁部と、裏電極で覆われていない裏面の周縁部１４の少なくとも一部分とを被覆 するようにしている。更に加えて、一段階焼成法を用いる場合には、裏電極（こ れはアルミニウム製である）を形成するより先に、複数のはんだ付！ｌパッド（ これは銀製である）を形成し、しかも図４に示すように、はんだ付はパッドの周 縁部の上に裏電極のアルミニウム層が重なるようにする。一方、二段階焼成法を 用いる場合には、図９〜図１１に示したように、アルミニウムの裏電極のうちの 、銀のはんだ付はパッドに隣接している部分の上に、銀のはんだ付はパッドの周 縁部が重なるようにすることが好ましい。このように、一段階焼成法と二段階焼 成法とでそれらの重なり方を異ならせていることには、２つの理由がある。第１ に、二段階焼成法では、銀のはんだ付はパッドとは別に、最初にアルミニウムの 裏電極だけが、窒素雰囲気中で焼成されるということである。第２に、一段階焼 成法を実施する場合に、もし裏電極を形成するためのアルミニウム・ペーストを 先に塗布し、はんだ付はパッドを形成するための銀ペーストを後から塗布して、 銀ペーストがアルミニウム・ペーストの上に僅かに重なるようにしたならば、焼 成したはんだ付はパッドのうちの、裏電極の上に重なっている部分がはがれ落ち 易く、そのために、太陽電池の効率並びに信頼性が低下してしまう。このような はがれ落ちが発生する原因は、裏電極を形成するために使用するアルミニウム・ メタル・ペーストの中の有機化合物が、はんだ付はパッドを形成するための銀メ タル・ペーストによって覆われている部分では、焼成時に完全には駆逐されない ためであると考えられる。

次に図３〜図７について説明すると、これらの図に示した本発明の好適実施例は 一段階焼成法の実施例であり、この実施例では、先ず最初に、平坦なシリコン基 板２０から構成した、平坦な太陽電池ブランク２を用意する。基板２０の好適な 例は、ＥＦＧ法で成長させた矩形のｐ型の多結晶の薄板に処理を施して、その前 面２４の表面近くに浅いｐ−ｎ接合２２を形成すると共に、その前面２４を被覆 する窒化珪素の反射防止膜１０を形成したものである。

ｐ−ｎ接合を形成するには、公知の技法を用いた適当な拡散ドープ法によること が好ましい。窒化珪素の反射防止膜を形成するには、適当なプラズマ・デポジシ ョン法によることが好ましく、具体的には、例えば、国際特許出願公開第ＷＯ８ ９１００３４号公報に開示されているプラズマ・デポジション法を利用すること ができ、同公開公報は１９８９年１月１２日付で発行され、そこにはＣｈａｕｄ ｈｕｒｉ　ｅｔ　ａｌ、の発明が記載されている。同公開公報の教示は、この言 及をもって本開示に組み込むものとする。

典型的な数値例を挙げるならば、基板２０は、その厚さが約０．０１６インチ（ 約０．４ｍｍ）を超えないものとしく例えばＯ−０１２〜０．０１６インチ（約 ０．３〜０．４ｍ■）の範囲内の厚さとし）、その抵抗率が約１〜４ΩＣａ＋の ものとする。ｐ−ｎ接合２２の位置は、基板の前面の、表面から約０．５ミクロ ンの深さの位置とし、また、窒化珪素膜の厚さは、６００〜１０００オングスト ロームの範囲内とすることが好ましく、約８００オングストロームであれば更に 好ましい。太陽電池ブランクの大きさは様々な大きさとすることができるが、た だし以１０２１０２Ｘ１０２の大きさの太陽電池ブランクに本発明を適用した場 合について説明して行く。

これより図３について説明すると、先ず、太陽電池ブランクの背面に、銀メタル ／ガラスフリット・ペーストを、各々が矩形の形状の複数のはんだ付はパッドの ブロック１６の形に塗布し、これは、例えば、パッド印刷法やシルクスクリーン 印刷法等の適当な方法を用いて行なえば良い。続いて、それらブロックを空気中 において、充分な温度で、充分な時間をかけて乾燥させることによって、それら ブロックを安定させ、それらブロックがこすられても容易には滲んだり落ちたり しないようにする。具体的には、例えば１５０℃の温度で２〜４分間に亙って加 熱することによって乾燥させるようにする。ブロック１６の大きさは、様々な大 きさとすることができる。その好適な例を挙げるならば、太陽電池ブランクの大 きさが約４×４インチ（約１０２Ｘ１０：２ｎｍ）の場合には、ブロック１６の 大きさを例えば約０．２５０Ｘ０．２５０インチ（約６−　４Ｘ６．４１１ｍ） とすれば良い。

ブロック１６を印刷法によって形成するために用いる銀メタル／ガラスフリット ・ペーストの好適な例を挙げるならば、例えば、５０〜８０重量％の銀粒子と４ 〜３０重量％のガラスフリットとを含有し、残余がビヒクルであって、そのビヒ クルが、例えばエチルセルロースやメチルセルロース等の有機がインダと、例え ばテルピネオールやカルピトール等の溶剤とから成り、それらによってこのペー ストに適当な粘度（例えば温度が２５℃で剪断速度が１ｏｓ−’のときに５０〜 １０００ポアズの範囲内の粘度）が付与されているようなペーストである。市販 の銀ペーストのうちにも、ブロック１６を印刷法によって形成するために使用す ることのできる種々の銀ペーストがある。その好適な例を挙げるならば、ブロッ ク１６を形成するための銀メタル・ペーストとして、ＤｕＰｏｎｔ社のｒ４９４ ２Ｊ銀メタル／ガラスフリット・ペーストを主剤とし、それにＥｓｔ、ｔｔのｒ Ｎｉ　２５５４　Ｊペーストを加えて調節したペーストを用いることができる。

ＥＳ頃のｒＮｉ　２５５４　Ｊペーストは、約４０〜７０％のニッケルを含有し ているものと思われ、このペーストをＤｕＰｏｎｔ社のｒ４９４２Ｊペーストに 混合して調製した混合ペーストの概略組成としては、銀が７０重量％、ニッケル が１重量％、バインダが５重量％、それに溶剤が２４重量％とする組成が考えら れる。パッド印刷法によってブロック１６を形成するのであれば、以上の組成を 有するＤｕＰｏｎｔ／ＥＳＬ混合ペーストに更に１０〜２５重量％のカルピトー ルを加えて希釈する。そして、希釈して得られたペーストをパッド印刷法によっ て塗布する際の、そのペーストの厚さは、各々のブロック１６においてペースト を塗布した基板の表面の、その単位面積あたりの銀の含有量が１８　ｍｇ／ｃｍ ２となるようにすれば良い。

続いて、図４に示すように、太陽電池ブランクの背面にアルミニウム・ペースト １２を塗布する。このとき、アルミニウム・ペースト１２が、乾燥した銀ペース トから成るはんだ付はパッドのブロック１６の上に僅かに重なるようにする一方 で、太陽電池ブランクの周縁部１４は、このアルミニウム・ペースト１２で被覆 せずに残すようにする（図２）。このアルミニウム・ペーストを塗布するに際し ては、夫々の銀ペーストのブロック１６の位置に合わせた、複数の矩形の窓部２ ６の部分を塗布せずに残すようにして、それら窓部２６が夫々のブロック１６を 縁どるようにして、それらブロック１６の周縁部に僅かに重なるようにすること が好ましい。それら窓部２６の大きさの好適な例は、その各辺を０．１８０イン チ（約４．６ｗ）とし、銀ペーストのブロックの各側辺部との間の重なり幅が約 ０．０３５インチ（約０．　９ｆｆｉｗ＋）になるようにするというものである が、ただし必ずしもこの大きさに限られるものではない。また、このアルミニウ ム・ペーストを塗布する際に、これを塗布せずに残す基板の背面の周縁部１４は 、四辺の全てにおいて同じ幅だけ残すようにし、その幅を約０．０４０インチ（ 約１．Ｏｗ＋）とすることが好ましいが、ただし必ずしもそうすることに限られ るものではない。続いて、塗布したアルミニウムの層を空気中で乾燥させるよう にし、それには約１５０℃で２〜４分間かけて乾燥させることが好ましい。

既述の如く、このアルミニウム電極を、「厚い」アルミニウム電極とすることは 、二段階焼成法を採用する場合には不適当であるが、一段階焼成法を採用する場 合には何ら不都合はない。従って一段階焼成法では、アルミニウム・ペースト１ ２の塗布量を、「薄い」アルミニウム電極と「厚い」アルミニウム電極との、い ずれを形成するのに適した分量にすることも、必要に応じて任意に選択すること ができる。太陽電池の出力の向上を考慮するならば、「厚い」アルミニウム裏電 極を形成するのに適した分量だけアルミニウム・ペースト１２を塗布することが 好ましく、例えば、単位面積あたりのアルミニウムの量が４．５〜８　ｍｇ／ｃ ｍ２の範囲内となるようにアルミニウム・ペーストを塗布し、それによって、焼 成後に形成されるアルミニウム金属電極の厚さが約２０〜３０ミクロンとなり、 また焼成後に基板に形成されるＰ＋領域の深さが５〜８ミクロンの深さとなるよ うにすることが好ましい。シリコン基板の厚さが約１２ミル（約０．３關）であ る場合には、アルミニウム電極の厚さが２０ミクロンとなり、Ｐ＋領域の深さが 約５ミクロンとなるようにすることが好ましい。また、シリコン基板の厚さが約 １６ミル（約０．４−■）である場合には、電極の厚さが３０ミクロンとなり、 Ｐ′″領域の深さが約８ミクロンとなるようにすることが好ましい。

アルミニウム・ペーストの好適な例を挙げるならば、例えば、約５０〜７０重量 ％のアルミニウム粒子を含有し、残余がビヒクルであって、そのビヒクルの成分 は、例えばエチルセルロースやメチルセルロース等の有機バインダと、例えばカ ルピトールやテルピネオール等の溶剤とであり、それらを適宜混合することによ って、そのペーストを太陽電池ブランクの表面に印刷法によって塗布するのに適 した粘度をそのペーストに付与したものである。市販のインクを利用して好適な アルミニウム・ペーストを調製することも可能である。その具体的な例を挙げる ならば、例えばＦｅｒｒｏ社のｒＦＸ５３−０１５Ｊアルミニウム・ペーストを 、１０〜２５重量％の、例えばカルピトールやテルピネオール等の溶剤を加えて 希釈することによっても、好適なアルミニウム・ペーストが得られる。

続いて図５に示すように、乾燥したアルミニウム・ペーストの上に、ガラスフリ ット・ペースト１８を塗布して被膜を形成し、その際に、乾燥したアルミニウム ・ペーストによって形成されている窓部２６よりも僅かに小さな開口即ち窓部２ ８の部分を、このガラスフリット・ペースト１８を塗布せずに残すようにし、そ れによって、乾燥した銀ペーストのブロック１６の周縁部の上に、このガラスフ リット・ペーストが重なるようにする。窓部２８の大きさの好適な例は、例えば 、約（Ｌ　１５０ＸＯ，１５０インチ（約３．８Ｘ３．８關）にするというもの であり、このように、窓部２８を窓部２６より小さくしているため、各々の窓部 ２８の各辺において、ガラスフリット・ペースト１８が、アルミニウムの層の部 分を超えて、銀ペーストのブロック１６の各側縁部の上に、約０．０３０インチ （約０．８１■）の重なり幅で重なっている。尚、図示してはいないが、ガラス フリット・ペースト１８は、アルミニウム・メタル・ペーストの層１２の外縁部 を超えてその外側まで存在していることを理解されたい。また、ガラスフリット ・ペースト１８は、太陽電池ブランクの背面の外縁部に達するまで存在している ようにすることが好ましいが、ただし必ずしもそうせねばならないわけではない 。

このガラスフリット・ペースト１８の塗布量は、焼成処理後における、ガラスの 外側被膜１８の厚さが約４ミクロンとなるような分量にしている。続いて、塗布 したガラスフリット・ペースト１８を乾燥させるようにし、それには約１５０℃ の温度で１〜４分間かけて乾燥させることが好ましい。

ガラスフリット・ペーストの好適な例を挙げるならば、例えば、市販製品を所望 の流動特性が得られるように適宜希釈して調製したものである。また、ガラスフ リット・ペーストの中のガラスフリット成分は、例えば、硼珪酸亜鉛ガラスとし たり、硼珪酸鉛ガラスとすることができるが、鉛含有物質の使用及び廃棄に関す る政府の規制条件を考慮するならば亜鉛系ガラスの方が好ましいといえる。

ここで説明している用途においては、様々な理由から、硼珪酸鉛や硼珪酸亜鉛を 含有したガラスフリットないしガラスフリット・ペーストが好ましい。理由の第 １は、それらの種類のガラスフリットは入手が容易な上、それらのガラスフリッ トを混合してペースト状にしたものは、例えばシルクスクリーン法や、パッド印 刷法、それに直書き法等の、通常の厚膜塗布法を用いて塗布することができると いうことにある。また、理由の第２は、硼珪酸鉛フリットを含有しているペース トは入手が容易だということである。その種のペーストの一例として、米国、カ リフォルニア州、サンタバーバラに所在のＦｅｒｒｏ社が製造している、製品番 号「１１４９Ｊのペーストがある。このＦｅｒｒｏ社のｒｌ１４９Ｊという製品 の具体的な組成は同社が独占権を有するものであるが、ただしこの製品の概略的 な組成は、硼珪酸鉛の粒子が６０〜７０％、有機バインダが１０％、それに溶剤 が２０〜３０％であるものと思われる。更にこの製品は、例えばＦｅｒｒｏ社の 製品番号ｒ＃８００Ｊの溶剤を１０〜２５重量％加えて希釈する等して、その粘 度を適当に調節すれば、基板の表面に塗布することができるようになる。これを 塗布する方法としてはパッド印刷法を用いることが好ましく、なぜならば、バッ ト印刷法を用いれば、半導体基板に加わる応力を比較的小さくすることができ、 それによって破損問題の発生率を低下させることができるからである。適当な、 そして好ましいガラスフリット・ペーストは、次のようにして調製することも可 能である。それは、例えば、米国、ニューヨーク州、コーニングに所在のＣｏｒ ｎｉｎｇ　Ｇｌａｓｓ社の、製品番号ｒ＃７５７４　Ｊの硼珪酸亜鉛ガラスフリ ットに、バインダとしての３．５重量％のエチルセルロースまたはメチルセルロ ースと、揮発性溶剤としての４２．５重量％のテルピネオールまたはカルピトー ルを混合するというものである。以上に例示したいずれの硼珪酸ガラスも、その 軟化点は太陽電池の電極を形成するためにアルミニウム・メタル・ペーストや銀 メタル・ペーストに焼成処理を施す際に必要とされる時間及び温度に矛盾しない 。それらのガラスの特性としては更に、アルミニウムの表面に強固に付着するこ と、湿気が存在する環境においても化学的に安定であること、それに、アルミニ ウム、銀、及びシリコンのいずれとも化学反応を起こさないということがある。

更に加えて、それらのガラスは、耐腐蝕性を備えている。

続いて、その窒化珪素膜の上に、例えば図１に示したパターン４等の適当なグリ ッドの形状を画成するパターンで、銀／ガラスフリット・ペーストを塗布する。

このペーストを塗布する方法には様々なものがあり、例えばスクリーン印刷性ヤ 「マイクロヘン原書きマシン（Ｍｉｃｒｏｐｅｎ　ｄｉｒｅｃｔ　ｗｒｉｔｉｎ ｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　）　Ｊを用いた直書き法等の方法がある。図６に示すよう に、このペースト４を塗布する際には、反射防止膜１０に対して相対的に厚い膜 を形成するようにしている。その好適な数値例を挙げるならば、このペースト４ を塗布する際には、焼成後の厚さが２０〜５０ミクロンの範囲内の厚さとなるよ うに塗布し、また、基板の塗布した領域の単位面積あたりのこのペーストの銀成 分の量が、略々１ｏＩ１ｇ／ｃＩ＋２になるようにすることが好ましい。続いて 、この銀／ガラスフリット・ペーストを空気中で乾燥させて揮発性溶剤を除去す る。この乾燥は、約１５０’Ｃで１〜４分間に亙って加熱することによって行な うことが好ましい。

グリッド状電極を形成するために使用可能な銀メタル／ガラスフリット・ペース トには様々なものがある。適当なペーストの組成は、例えば、５０〜８０重量％ の金属粒子と、４〜３０重量％のガラスフリットと、１０〜２５％の有機化合物 （即ち、有機ビヒクルを構成しているバインダと溶剤）とを含有したものである 。グリッド状電極を形成するために用いる銀メタル／ガラスフリット・ペースト は、硼珪酸鉛ガラスフリットを含有するものであることが好ましいが、ただし、 硼珪酸亜鉛ガラスフリットも使用可能である。市販の銀／ガラスフリット・ペー ストないし銀／ガラスフリット・インクのうちにも使用可能なものがある。その 具体例としては、例えばＦｅｒｒｏ社のｒ３３４９Ｊペーストを用いて、グリッ ド状電極を形成するためのペーストを調製することができる。購入したＦｅｒｒ ｏｕの「３３４９」ペーストは、約５０〜７５重量％の銀と、約１０ｆｆｉ量％ のガラスフリットとを成分として含有しているように思われた。このＦｅｒｒｏ 社のｒ３３４９Ｊペーストを、カルピトールまたはテルピネオールで希釈して、 グリッド状電極のパターンを印刷するために実際に用いる具体的な印刷法に必要 な流動特性が得られるようにすれば良い。

この後、以上の膜形成処理を完了した太陽電池ブランクに対し、酸素含有雰囲気 中で焼成処理を施す。この焼成処理は、最大温度が８００〜９００℃の範囲にあ る放射加熱式のヘルド形炉の中で行なうことが好ましい。この焼成処理は、基板 が到達するピーク温度が７８０〜８１０℃になるように、そして好ましくは７９ ０〜８００℃になるようにして行ない、また、基板がそのピーク温度に保持され る時間が、以下の（１）〜（６）を可能にする、充分な長さになるようにする。

（１）夫々のペーストから、揮発性ないし熱分解性の有機成分の全てを除去する こと。（２）銀ペーストのブロックを、基板２０と電気的接触状態にある銀のは んだ付はパッドに変化させること。（３）アルミニウム金属粒子を、基板との間 で合金化させ、且つ、銀のはんだ付はパッド１６に結合させること。（４）ガラ スフリット・ペーストを、固化した付着性の外側被膜１８に変化させること。（ ５）銀メタル／ガラスフリット・ペーストを、窒化珪素膜を貫通させて貫通焼成 させ、且つ、そのペーストが、基板の上面の表面に付着した銀電極を形成するよ うにすること。そして、（６）太陽電池の諸特性、即ち、電池効率、フィル・フ ァクタ、及び予測寿命を最適化すること。焼成して形成されるグリッド状電極４ の厚さは、このグリッド状電極が窒化珪素の層の上へ突出するような厚さとし、 それによって、このグリッド状電極へ導体リボンを容易に接続できるようにする 。好ましい数値例を挙げるならば、例えば、基板がそのピーク温度である７８０ 〜８１０℃に実際に保持される時間が１〜６秒間、そして、基板が７００℃以上 の温度にある時間が約５〜約２０秒となるようにする。ただし、太陽電池が炉内 に滞在する時間は、例えば約２分間から約１０分間までというように様々であり 、この時間は「温度上昇」時間及び「温度降下」時間の長さに左右され、即ち、 （ａ）基板を焼成温度にまで加熱するために必要な時間と、（ｂ）基板を焼成温 度から室温近くの温度、ここでいう「室温近（の温度」とは、基板をその後型に 室温まで冷却させたり、基板を収納したり、或いは、その他の後続の製造処理の ために、その基板を取り扱うことのできる程度の温度のことである、にまで冷却 させるために必要な時間とに左右される。

ＥＦＧ法で成長させたシリコン基板を使用し、以上に説明した一段階焼成法に従 って製作した太陽電池では、一般的に、そのフィル・ファクタの値が０．７２〜 ０．７９となり、その効率が１２．５〜１４％の範囲内となり、そして、次のよ うな利点を提供するものとなる。即ち、先ず、高温・高湿の条件下における劣化 に対する耐性が向上し、ガラスの外側被膜を形成せずに製作した太陽電池と比べ て５０％以上の耐久性の向上が得られるという利点が得られる。また更に、ペー ストの層を、電極やはんだ付はパッドに変化させている間に基板が破損する破損 率が顕著に減少するという利点が得られる（この利点は「厚い」アルミニウムの 裏電極を形成するときに特に重要である）。

先に簡単に触れたように、本発明に従って設けるガラスの外側被膜は、二段階焼 成法を用いた太陽電池の製造過程においても、その裏電極の耐蝕性を向上させる という目的に有用なものである。二段階焼成法では、先ず、基板２０の背面をア ルミニウム・メタル・ペーストで被覆しくこのとき、銀のはんだ付はパッドを設 けるための窓部を形成することもあり、形成しないこともある）、続いてそのア ルミニウム・ペーストに対し、窒素雰囲気中で焼成処理を施して裏電極を形成す る。はんだ付はパッド１６を設けない場合には、これに続いて、最後に被覆した アルミニウム・ペーストの上を覆う被膜として、ガラスフリット・ペーストを塗 布して乾燥させる。この後、反射防止膜の上に、銀／ガラスフリット・ペースト を所定のグリッド状電極のパターンで塗布し、更に、空気中で焼成処理を施して 、グリッド状電極を形成する。

一方、銀のはんだ付はパッドをその中に収容するための開口を備えた裏電極を形 成する場合には、アルミニウム・ペーストの乾燥の実行後で且つ上述のガラスフ リット・ペーストの塗布の実行前に、銀メタル／ガラスフリット・ペーストの塗 布を行なう。即ち、アルミニウム・メタル・ペーストの層に形成した夫々の開口 の中に、銀メタル／ガラスフリット・ペーストを印刷法によって塗布して乾燥さ せることにより、はんだ付はパッドの基となる銀ペーストのブロック１６Ａを形 成するようにし、これは、反射防止膜の上に銀／ガラスフリット・ペーストを塗 布する前に行なうことが好ましい。こうして追加した、はんだ付はパッド１６を 形成するための銀メタル／ガラスフリット・ペーストに対する焼成処理は、グリ ッド状電極を形成するための銀／ガラスフリット・ペーストの焼成処理と同時に 行なう。

二段階焼成法を実施するための好適な方法を、図８〜図１１に示した。図８に示 すように、基板２０の背面にアルミニウム・メタル・ペーストを塗布して被膜１ ２Ａを形成し、その際に、このアルミニウム・メタル・ペーストの被膜の外縁部 が、基板の外縁部に達せずにその手前で終るようにして、図１に引用符号１４で 示したように基板の周縁部を被覆しないまま残すようにすると共に、基板２０の 背面の互いに離隔した複数の限られた領域３０を露出させている開口２６Ａを形 成する。残念なことに、二段階焼成法を採用する場合には、「厚い」アルミニウ ムの裏電極を形成するということは不都合であり、それは、「厚い」アルミニウ ムの裏電極を形成したならば、応力やその他の要因によって太陽電池ブランクが 反りを生じ、最終的には割れを生じてしまうからであり、これについては既に述 べたとおりである。続いて、塗布したアルミニウム・メタル・ペーストに対して 、窒素中において、７００〜８５０°Ｆで、約０．２５〜４分間かけて焼成処理 を施す。

続いて、図９に示すように、基板の背面の複数の開口２６Ａの中に、印刷法を用 いて銀メタル・ペーストを塗布することによって、複数のブロック１６Ａを形成 し、その際に、乾燥したアルミニウム・ペーストの層１２Ａの上に、それらブロ ック１６Ａが僅かに重なるようにする。また更に、同じく図９に示すように、反 射防止膜１０の上に所望のグリッド状電極のパターンで、銀メタル／ガラスフリ ット・ペースト４Ａを塗布する。続いて、印刷法によって塗布した銀メタル・ペ ーストのブロック１６Ａと、印刷法によって塗布した銀メタル／ガラスフリット の層４Ａとを、先に説明したのと同じ条件で乾燥させることが好ましいが、ただ し必ずしもその条件で乾燥させねばならないわけではない。

一段階焼成法と二段階焼成法のいずれを採用している場合でも、基板の前面への 銀メタル／ガラスフリット・ペーストの塗布と、基板の背面への銀メタル・ペー ストの塗布とのどちらを先にするかという順序は、決して絶対的なものではない が、ただし、それらいずれの焼成法を採用している場合でも、基板の背面への銀 メタル・ペーストの塗布を先にし、反射防止膜の上への銀メタル／ガラスフリッ ト・ペーストの塗布を後にする方が好ましいといえる。また、それらいずれの焼 成法を採用している場合でも、それら２種類の銀含有形ペーストのいずれに対し ても先に説明した乾燥処理条件で乾燥処理を施すことが好ましい。

この後、先に説明したものと同じガラスフリット・ペースト１８Ａを基板の背面 に塗布し、その際に、図１０に示したように、このガラスフリット・ペースト１ ８Ａが、窓部２８Ａにおいて銀ペーストのブロック１６Ａの上に部分的に重なる ようにする。

続いて、基板に対して、先に説明した焼成処理条件で焼成処理を施し、それによ って、はんだ付はバットと表電極とを形成すると共に、裏電極を被覆するガラス の外側被膜を形成する。

尚、この二段階焼成法では、アルミニウム・メタル・ペーストを塗布する厚さを 、基板のそのペーストを塗布した領域における単位面積あたりの金属アルミニウ ムの成分量が、１．　５　ｍｇ／ｃｍ２となるような厚さにしている。

以下の具体例を参照することによって、本発明を更に明瞭に理解することができ る。

具体例１ （一段階焼成法） 図３〜図７を参照しつつ説明して行くと、先ず、ＥＦＧ法で成長させた４Ｘ４イ ンチ（約１０２１０２Ｘ１０２の大きさのｐ型のシリコン基板２０を用意する。

このシリコン基板２０は、その導電率が約１〜４ΩＣ■、その厚さが約０．０１ ６インチ（約０．４ｍ１）のものである。このシリコン基板は、その前面の表面 から０．５ミクロンの深さの位置に、リン・スプレー拡散法やその他の適当な拡 散法によって浅いｐ−ｎ接合２２を形成してあり、更に、厚さが約８００オング ストロームの窒化珪素の反射防止膜１０で、この基板４の前面を被覆してあり、 この反射防止膜１０は、前掲の米国特許第４７５１１９１号に記載されている方 法に従って形成したものである。

続いて、この基板の背面の互いに離隔した８個の小さな領域（各々が約０．２５ ０ＸＯ，２５０インチ（約６．４Ｘ６．　４＋ｍ）の大きさの領域）を、銀メタ ル・ペーストの層で均一に被覆して、印刷した銀ペーストのブロック１６を形成 する。これを形成するのに使用する銀メタル・ペーストは、ＤｕＰｏｎｔ社のｒ ４９４２Ｊ銀メタル・ペーストを、ＥＳ床のｒ＃２５５４　Ｊニッケル・ペース トと約１０〜２５重量％のカルピトールとで希釈したものである。ブロック１６ を印刷するには、バット印刷法を用いるようにし、また、塗布するペーストの厚 さは、印刷した各々の層１６において、基板のペーストを塗布した表面の単位面 積あたりの銀の重量が、約１８　ｍｇ／ｃｍ２になるような厚さにする。続いて 、それらペーストのプロツり１６を、空気中において、１５０℃で、２〜４分間 かけて乾燥させる（図３参照）。

続いて、基板の背面の領域をアルミニウム・ペーストの層で被覆する。ここで使 用するアルミニウム・ペーストは、ｐｅｒｒｏ社のｒＦＸ５３−０１５Ｊアルミ ニウム・メタル・インクに、約１０〜２５重量％のカルピトールを加えて希釈し たものである。このアルミニウム・メタル・ペーストを塗布する際には、基板４ の背面の中央部分にパッド印刷法によって塗布するようにし、またその際に、基 板の周縁部１４の、幅が約０．０４０インチ（約１．０■■）の帯状部分を、被 覆しないまま残すようにする。更に、このアルミニウム・メタル・ペーストを印 刷法によって塗布する際には、先に説明したように、銀メタル・ペーストのブロ ック１６の周縁部に約０．０３０インチ（約０．　８ｍｍ）の幅で重なりを生じ るような大きさの複数の窓部２６を形成する。また、このアルミニウム・メタル ・ペーストを塗布する際には、アルミニウム・ペーストの層１２の中のアルミニ ウムの含有量が約８　ｍｇ／ｃ■２となるようにする。続いてこのアルミニウム の層１２を、空気中において、１５０℃で、２〜４分間かけて乾燥させる（図４ 参照）。

この後、Ｃｏｒｎｉｎｇ社のｒ７５７４Ｊガラスフリットを配合した亜鉛含有形 硼珪酸ガラスフリット・ペーストの層１８を、乾燥したアルミニウム・ペースト の層１２の上と、基板の周縁部１４の上とに、パッド印刷法を用いて塗布し、こ のとき塗布する厚さは、焼成後に形成されるガラスの層の厚さが約４ミクロンに なるような厚さにする。このガラスフリット・ペーストの層１８の中のガラスフ リットの総量は約１，５曹ｇ／ｃｍ２である。ガラスフリット・ペーストの層１ ８は、基板の外縁部まで存在するようにし、また、このガラスフリット・ペース トの層１８には、銀メタル・ペーストの夫々のブロック１６に位置を合わせた８ 個の矩形の開口２８を形成し、それら開口２８の大きさは、このガラスフリット ・ペーストの層１８が、アルミニウム・ペーストの層１２の窓部２６の周縁部の 上に、約０゜０１５インチ（約０．４１１１１）の幅で重なるような大きさにす る（即ち、各々の窓部２８の大きさを、約０．１５０ＸＯ，１５０インチ（約３ −８Ｘ３．８詐）にする）。続いて、このガラスフリット・ペーストの層１８を 、１５０℃で、１〜４分間かけて乾燥させる。

続いて、窒化珪素膜１０の上に、図１に示すようなグリッド状電極のパターンで 、銀メタル／ガラスフリット・ペーストを印刷法を用いて塗布する。このペース トはＦｅｒｒｏ社のｒ＃３３４９　Ｊ銀／ガラスフリット・ペーストを含む。こ のペーストを塗布して銀／ガラスフリットの膜を形成するに際しては、（１）基 板のこのペーストを塗布した領域の単位面積あたりの銀の成分量が、約１０曹ｇ ／ｃ＠２となり、且つ、（２）太陽電池ブランクに焼成処理を施した後に形成さ れるグリッド状電極の厚さく即ち高さ）が、略々３０ミクロン程度になるように 、その塗布を行なう。

この後、シリコン基板を用いたこの太陽電池ブランクに対し、放射加熱式のベル ト形炉の炉内において、酸素含有形雰囲気中で焼成処理を施す。この焼成処理に かける時間は、基板が約７９０℃のピーク温度に達した後に、基板をそのピーク 温度に１〜６秒間保持することのできる時間とする。炉の搬出領域の温度は約１ ００〜１２５℃とし、また、炉内のコンベヤ・ベルトの搬送速度は、個々の基板 が炉内に滞在する時間が、２〜１０分間、これは、基板の温度が次第に上昇して ピーク温度に達し、その後に今度は次第に低下して、炉から出るときには、約７ ０℃となっているようにするための充分な時間である、になるようにする搬送速 度にする。

以上のようにして得られる太陽電池はそのアルミニウム電極の厚さが約３０ミク ロンとなり、また、その基板のアルミニウム／シリコン界面に形成されるＰ＋層 の深さが約８ミクロンとなる。更に、この具体例に従って製造した太陽電池は、 一般的に、その効率が１２．５〜１４％となり、フィル・ファクタの値が０．７ ２〜０．７９となり、更に、腐蝕に対する優れた耐性を備えたものとなる。

次の具体例は、本発明を組み込んだ二段階焼成法を示したものである。

黒体例旦 （二段階焼成法） 具体例Ｉに関して説明したものと同じ太陽電池ブランクを用意する。基板２０の 背面に、具体例Ｉで使用したものと同じアルミニウム・メタル・ペーストを塗布 して層１２Ａとし、その際に、この層１２Ａが、約０．１７０ＸＯ，１７０イン チ（約４−　３Ｘ４．３＋■）の大きさの８個の矩形の開口２６Ａを備えるよう にすると共に、図１に引用符号１４で示したように、基板の周縁部を約０．　０ ４０インチ（約１．０ｍ）の幅で被覆しないまま残すようにする。このペースト を塗布する厚さは、基板のペースト塗布領域における単位面積あたりのアルミニ ウム金属粒子の量が、１．　５　ｍｇ／ｃ■２となるようにする。続いて、その 太陽電池ブランクに対し、炉内で、窒素雰囲気中において焼成処理を施し、その 際に、その太陽電池ブランクを８２０℃のピーク温度にまで加熱した後に、その ピーク温度に約０．２５分間保持するようにする。

こうしてアルミニウム・メタル・ペーストの焼成が完了したならば、ＤｕＰｏｎ ｔ社のｒ４９４２Ｊ銀ペーストとＥｓ床のｒ２５５４ＪＮｉペーストとの混合物 を１０〜２５％のカルピトールで希釈して調製した銀メタル／ガラスフリット・ ペーストを基板の背面の複数の開口２６Ａの中に塗布して、銀メタル・ペースト の複数のブロック１６Ａを形成し、その際に、それらブロックの銀メタル・ペー ストが、その銀メタル・ペーストを充填した開口２６Ａの各側辺部において、約 ０．４０インチ（約１．Ｏ龍）の幅で、焼成したアルミニウムの上に重なるよう にする。銀ペーストのブロック１６Ａを、空気中で１５０℃で２〜４分間かけて 乾燥させる。扼Ｉ’ｏｎ　を社とＥｓ床の夫々のペーストを混合して調製した上 述のペースト混合物は具体例■で使用したものと同じであるが、ただしこのペー ストを塗布する量は、基板のこのペーストを塗布した領域における単位面積あた りのアルミニウムの量が約２−　Ｏｍｇ／ｃ■２となるような塗布量とする。

続いて、アルミニウム電極の上に、約５５重量％の硼珪酸亜鉛ガラスと約４５Ｍ ｍ％の有機ビヒクルとから成るガラスフリット・ペーストを、印刷法を用いて塗 布する。このペーストを塗布する量は、その塗布面における単位面積あたりのガ ラスフリット量が約１．　５　ｍｇ／ｃｍ２となるような塗布量とする。続いて このガラスフリット・ペーストを、空気中において約１５０℃で、１〜４分間か けて乾燥させる。

続いて窒化銀の反射防止膜の上に、銀メタル・ガラスフリット・ペーストを印刷 法を用いて塗布する。このとき塗布するペーストの組成と、それを塗布するため に用いる印刷法とは、具体例Ｉにおけるものと同じである。続く次の工程として 、この銀ペーストの層４Ａ（図１０）を１５０℃で１〜４分間かけて乾燥させる ようにしても良い。ただし、途中で乾燥処理を行なうことなく焼成処理をする方 が良ければ、この乾燥処理は省略しても良い。

この後、具体例Ｉに関して説明した焼成処理の仕方で、太陽電池ブランクに対し て焼成処理を施す。

二段階焼成法を用いて製作した太陽電池の、電池効率とフィル・ファクタの値と は、一段階焼成法を用いて製作した太陽電池におけるそれらの値と略々間等であ るものの、僅かに低い値になる。二段階焼成法を用いて製作した太陽電池の耐蝕 性の向上度は一段階焼成法を用いて製作した太陽電池のものと変わらない。

図１２は、本発明に係る一段階焼成法の実施例と二段階焼成法の実施例とのいず れにも関係した図であり、基板に焼成処理を施して、窒化珪素の反射防止膜の上 に塗布してあった銀／ガラスフリット・ペーストから表電極を形成する際の、基 板の温度変化を示したグラフである。図１２かられかるように、基板の温度は７ ９０℃まで急速に上昇して行き、その後、基板が炉内の冷却領域を通過するにつ れて今度は急速に低下して行く。基板が７００℃以上の温度に保持される時間は 、５〜２０秒間とすべきである。また図１２に示すように、基板が７００℃以上 の温度に保持される時間は、約１２秒間とすることが好ましい。

本発明の構成には多くの利点がある。先ず、ガラスの層は、太陽電池の使用中に おけるアルミニウムの裏電極の腐蝕を効果的に防止する。従って、複数の太陽電 池から成る太陽電池モジュールを封入せねばならないということの重要性を軽減 している。更にガラスの層は、良好な誘電体としての性質を備えおり、電気絶縁 層として機能する。このことは、例えばラップアラウンド形の表電極を形成した い場合等に、特に重要である。

本発明の教示に従って製作した装置は、通常の促進試験の条件下（高温・高温の 条件下）に置くことによって示される予測寿命が、保護層を備えていない太陽機 能を果たすことによって、焼成処理時並びに太陽電池の使用中におけるアルミ止 される。更に、以上に説明した一段階焼成法によれば、裏電極を従来のアルミニ ウムの裏電極と比べて格段に厚く形成することができる。本発明によって得られ る利点としては更に、効率の平均値が１２．５〜１４．０％で、フィル・ファ製 作した太陽電池よりも低い値となる傾向がある。

当業者には容易に理解されるように、本発明は、以上の詳細な説明を考慮すれ形 成した基板を使用せずとも、上述の効果を得ることは可能である。即ち、その他 の方法で形成した単結晶基板及び多結晶基板も使用可能である。更に、例えば太 陽電池の裏電極に関しても、引用符号１６で示したようなはんだ付はパッドをあ る。従って、以上の明細書の記載は、あくまでも具体例を提示するためのもので あって、本発明をその最も広い範囲において限定しているというものではないこ とを理解されたい。従って、本発明の範囲を限定しているのは、添付の請求の範 囲だけであるということを理解されたい。

ＦＩＧ、　１ Ｉｒ４ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　７ 時間（秒）□ ＦＩＧ、１２ 補１１−書の翻訳文提出書 （特５′［法第１８４条の７第１項） 平成　６年　Ｉ　Ｊ］２７１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光電池において、 前面と、背面と、前記前面の表面近くの浅いｐ−ｎ接合とを有する半導体基板と 、 前記背面に機械的に付着し且つ電気的に接続した第１導電性金属層と、所定のグ リッド状電極パターンを画成している、前記前面に付着し且つ電気的に接続した 第２導電性金属層と、 放射を透過させる性質を備え、前記基板の前記前面のうち少なくとも前記第２導 電性金属層によって被覆されていない部分を被覆している、反射防止膜と、前記 第１導電金属層を被覆し封止している、電気絶縁性で耐触性である無機材料の保 護膜と、 を備えたことを特徴とする光電池。 ２．前記基板がシリコン製の基板であることを特徴とする請求項１記載の光電池 。 ３．前記反射防止膜が窒化珪素から成る膜であることを特徴とする請求項２記載 の光電池。 ４．前記反射防止膜の厚さが約８００オングストロームであることを特徴とする 請求項３記載の光電池。 ５．前記第１金属層が金属アルミニウム層であることを特徴とする請求項２記載 の光電池。 ６．前記金属アルミニウム層が、３．７８１×３．７８１インチ（約９６．０× ９６．０ｍｍ）の面積あたりの重量が約４００〜約７００ｍｇとなるような含有 量の金属アルミニウムを含有していることを特徴とする請求項５記載の光電池。 ７．前記金属アルミニウム層の厚さが約２０〜約３０ミクロンであることを特徴 とする請求項６記載の光電池。 ８．前記第２金属層が金属銀と無機ガラスフリットとを含有していることを特徴 とする請求項２記載の光電池。 ９．前記第２金属層の厚さが前記反射防止膜の厚さよりも厚いことを特徴とする 請求項２記載の光電池。 １０．前記保護膜が、ガラスの膜であることを特徴とする請求項１記載の光電池 。 １１．前記ガラスが、鉛含有硼珪酸ガラス、亜鉛含有硼珪酸ガラス、及び亜鉛含 有硼珪酸ガラスと鉛含有硼珪酸ガラスとの混合物、のうちから選択したものであ ることを特徴とする請求項１０記載の光電池。 １２．前記ガラスが硼珪酸鉛ガラスであることを特徴とする請求項１１記載の光 電池。 １３．前記ガラスが硼珪酸亜鉛ガラスであることを特徴とする請求項１１記載の 光電池。 １４．前記ガラスの厚さが約４ミクロンであることを特徴とする請求項１０記載 の光電池。 １５．前記ガラスが約７６０〜約８００℃の温度で軟化して流動するものである ことを特徴とする請求項１０記載の光電池。 １６．前記基板がシリコン製の基板であり、前記第１金属層の主たる成分がアル ミニウムであり、前記第２金属層の主たる成分が銀であり、前記反射防止膜が窒 化珪素の膜であり、更に、 前記アルミニウム層は、該アルミニウム層を貫通している２つ以上の開口を、前 記基板の前記背面の夫々の選択位置に備えており、前記開口の各々の中に、夫々 に銀のはんだ付けパッドを設けてあり、それら銀のはんだ付けパッドの各々は、 その周縁部が前記アルミニウム層に電気的に接触していると共に、その底面が前 記背面に機械的に付着し且つ電気的に接触しており、 前記保護膜は、前記アルミニウム層を被覆していると共に、該保護膜を貫通して いる２つ以上の宅部を備えており、それら窓部は前記２つ以上の開口に対して位 置合せされており、それら窓部は前記開口よりも寸法が小さく、それによってそ れら窓部は、前記複数の銀のはんだ付けパッドの周縁部の上に重なる一方で、そ れら銀のはんだ付けパッドの中央部分を外部回路要素に接続できるように露出さ せている、 ことを特徴とする請求項１記載の光電池。 １７．有効寿命を改善した光電池の製作方法において、（ａ）前面と、背面と、 前記前面の表面近くの浅いｐ−ｎ接合とを有する半導体基板を備えると共に、前 記前面を被覆している反射防止膜を備えた、太陽電池ブランクを用意する工程と 、 （ｂ）前記基板の前記背面にメタル・ペーストを塗布して層となすことによって 前記背面の殆ど全ての部分を実質的に被覆する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）で 前記背面に塗布した前記メタル・ペーストの上に無様ガラスフリット・ペースト を塗布して層となす工程と、（ｄ）前記反射防止膜の上に所定の電極パターンで メタル／ガラスフリット・ペーストを塗布する工程と、 （ｅ）前記ブランクに対し、酸素含有雰囲気中において焼成処理を施す焼成工程 であって、その焼成処理の温度及び時間を、（１）前記メタル／ガラスフリット ・ぺーストが前記反射防止膜を貫通して、該メタル／ガラスフリット・ペースト の金属成分が、前記基板の前記前面に機械的に付着し且つ電気的に接触した電極 を形成し、且つ、（２）前記工程（ｂ）で塗布した前記メタル・ペーストの金属 成分が、前記基板の前記背面に機械的に付着し且つ電気的に接触した金属電極を 形成し、且つ、（３）前記ガラスフリット・ペーストの中のガラスフリットが融 合して、前記基板の前記背面に形成された前記金属電極に付着して該金属電極を 封入する保護ガラス層を形成するような、温度及び時間とする、焼成工程と、を 含んでいることを特徴とする方法。 １８．前記半導体基板がシリコン製の基板であり、前記工程（ｂ）で使用するメ タル・ペーストがアルミニウム・メタル・ペーストであり、前記メタル／ガラス フリット・ペーストが銀／ガラスフリット・ペーストであることを特徴とする請 求項１７記載の方法。 １９．前記反射防止膜が、窒化珪素から成る厚さが約８００オングストロームの 膜であることを特徴とする請求項１８記載の方法。 ２０．前記工程（ｅ）の実行前における前記ガラスフリット・ペーストの層の厚 さが約１０ミクロンであることを特徴とする請求項１８記載の方法。 ２１．前記メタル／ガラスフリット・ペーストの中のガラスフリットが、鉛含有 硼珪酸ガラス、亜鉛含有硼珪酸ガラス、及び、鉛含有硼珪酸ガラスと亜鉛含有硼 珪酸ガラスとの混合物、のうちから選択したものであることを特徴とする請求項 １８記載の方法。 ２２．前記ガラスフリット・ペーストのガラスフリット成分が、鉛含有硼珪酸ガ ラス、亜鉛含有硼珪酸ガラス、またはそれらの混合物からなることを特徴とする 請求項１７記載の方法。 ２３．前記工程（ｂ）において、前記メタル・ペーストをパッド印刷法を用いて 塗布することを特徴とする請求項１８記載の方法。 ２４．前記焼成工程（ｅ）を空気中において実行することを特徴とする請求項１ ８記載の方法。 ２５．前記基板を焼成する際に、該基板を７８０〜８１０℃のピーク温度にまで 加熱するようにし、しかも該基板の温度が７００℃以上である時間が２０秒を超 えないようにすることを特徴とする請求項２４記載の方法。 ２６．前記基板を７８０〜８１０℃の温度に１〜６秒間だけ保持することを特徴 とする請求項１７記載の方法。 ２７．前記工程（ｂ）で塗布した前記ペーストを前記工程（ｃ）の実行前に乾燥 させることを特徴とする請求項１７記載の方法。 ２８．前記工程（ｃ）で塗布した前記ペーストを前記工程（ｄ）の実行前に乾燥 させることを特徴とする請求項１７記載の方法。 ２９．前記乾燥工程を、空気中において約１５０℃の温度で実行することを特徴 とする請求項１７記載の方法。 ３０．前記工程（ｂ）で塗布した前記ペーストを前記工程（ｃ）の実行前に乾燥 させ、前記工程（ｃ）で塗布した前記ペーストを前記工程（ｄ）の実行前に乾燥 させることを特徴とする請求項１７記載の方法。 ３１．前記工程（ｂ）において前記メタル・ペーストを塗布する際に、２つ以上 の窓部を有する層を形成するようにし、それら窓部は各々が前記基板の前記背面 の所定部分を露出させるものであり、更に、前記工程（ｂ）の実行後で且つ前記 工程（ｃ）の実行前に、露出している前記背面の前記所定部分を被覆するように 、前記メタル・ペーストとは別の第２メタル・ペーストを塗布し、更に、前記ガ ラスフリット・ペーストを塗布する際に、前記窓部に位置合せした複数の開口を 形成するようにし、それら複数の開口の大きさを、前記ガラスフリット・ペース トが前記窓部において最初に言及した前記ペーストとの間に重なり部分を有する ような大きさとすることを特徴とする請求項１７記載の方法。 ３２．前記基板の厚さが約１２〜約１６ミル（約０．３〜約０．４ｍｍ）である ことを特徴とする請求項１７記載の方法。 ３３．前記工程（ｂ）の実行前に、前記背面に、先に言及した前記メタルーペー ストとは別の、はんだ付け可能な金属を含有している第２メタル・ペーストを塗 布して、前記背面の互いに離隔した複数の領域に、該第２メタル・ペーストの複 数のブロックを形成するようにし、更に、最初に言及した前記メタル・ペースト を塗布する際に、少なくとも２つ以上の窓部を有するメタル・ペースト層を形成 するようにし、それら窓部は各々が前記複数のブロックのうちの１つのブロック の所定部分を露出させるものであるが、ただし、このメタル・ペーストの層がそ れらブロックの周縁部の上に重なるようにするものであり、更に、前記ガラスフ リット・ペーストを塗布する際に、前記宅部に位置合せした複数の開口を形成す るようにし、それら複数の開口の大きさを、前記ガラスフリット・ペーストが前 記窓部において最初に言及した前記ペーストとの間に重なり部分を有するような 大きさとすることを特徴とする請求項１７記載の方法。 ３４．前記第２メタル・ペーストが銀メタル・ペーストであり、最初に言及した 前記ペーストがアルミニウム・メタル・ペーストであることを特徴とする請求項 ３３記載の方法。 ３５．前記工程（ｄ）において前記基板を焼成する際に、その基板の温度が略々 図１２に示したように変化するようにすることを特徴とする請求項１７記載の方 法。 ３６．有効寿命を改善した光電池の製作方法において、（ａ）前面と、背面と、 前記前面の表面近くの浅いｐ−ｎ接合とを有する半導体基板を備えると共に、前 記前面を被覆している反射防止膜を備えた、太陽電池ブランクを用意する工程と 、 （ｂ）前記基板の前記背面に第１メタル・ペーストを塗布して層となすことによ って前記背面の所定の第１領域部分を被覆する工程と、（ｃ）前記基板の前記背 面に第２メタル・ペーストを塗布して層となすことによって前記第１メタル・ペ ーストで被覆されていない前記背面の複数の第２領域部分を被覆し、その際に、 前記第２メタル・ペーストの層が前記第１メタル・ペーストの層との間に重なり 部分を有するようにする工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）で前記背面に塗布した前 記第２メタル・ぺーストの層の上に無機ガラスフリット・ペーストを塗布して層 となす工程と、（ｅ）前記反射防止膜の上に所定の電極パターンでメタル／無機 ガラスフリット．ペーストを塗布する工程と、 （ｆ）前記ブランクに対し酸素含有雰囲気中において焼成処理を施す焼成工程で あって、その焼成処理の温度及び時間を、（１）前記メタル／ガラスフリット・ ペーストが前記反射防止膜を充分に貫通して、該メタル／ガラスフリット・ペー ストの金属成分が、前記前面に接触した低電気抵抗の電極を形成し、且つ、（２ ）前記工程（ｂ）で塗布した前記第１メタル・ペーストの金属成分が、前記背面 の前記第１領域部分の各々において該背面に機械的に付着し且つ電気的に接触し た金属層を形成し、且つ、（３）前記工程（ｃ）で塗布した前記第２メタル・ペ ーストの金属成分が、前記基板との間で合金化して前記背面の前記第２領域部分 に電気的に接触した裏電極を形成し、且つ、（４）前記ガラスフリット・ペース トの中のガラスフリットが融合して、前記裏電極に付着し該裏電極を封入する付 着連続ガラス層を形成するような、温度及び時間とする、焼成工程と、を含んで いることを特徴とする方法。 ３７．焼成の実行前における前記ガラスフリット・ペーストの厚さが約１０ミク ロンであることを特徴とする請求項３６記載の方法。 ３８．前記メタル／ガラスフリット・ペーストの中のガラスフリットが、鉛含有 硼珪酸ガラスであることを特徴とする請求項３６記載の方法。 ３９．前記ガラスフリット・ペーストの中のガラスフリットが、鉛含有硼珪酸ガ ラス、亜鉛含有硼珪酸ガラス、及び、鉛含有硼珪酸ガラスと亜鉛含有硼珪酸ガラ スとの混合物、のうちから選択したものであることを特徴とする請求項３６記載 の方法。 ４０．前記太陽電池ブランクに前記第１メタル・ペーストを塗布する際と、前記 太陽電池プランクに前記第２メタル・ペーストを塗布する際とには、パッド印刷 法を用いて塗布を行ない、前記太陽電池ブランクに前記メタル／ガラスフリット ・ペーストを塗布する際には、直書き法を用いて塗布を行なうことを特徴とする 請求項３６記載の方法。 ４１．前記基板がシリコン基板であり、前記焼成工程を酸素含有雰囲気中で実行 することを特徴とする請求項３６記載の方法。