CN102194920A - 电极形成方法以及电极形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在基板上形成电极的电极形成方法以及电极形成装置，在该方法以及装置中，减少相互交叉的电极的交点处的凹凸。在基板上形成多根指状电极之后(步骤S102)，通过涂敷形成与之交叉的宽的汇流电极。向基板涂敷含有电极材料以及光固化性树脂的涂敷液之后(步骤S 103)，经过规定时间之后向涂敷液照射UV光从而使涂敷液固化(步骤S104)。就从涂敷到光照射为止的时间差Ts而言，根据预先以实验的方式涂敷的涂敷液的高度变化的测定结果来设定(步骤S101)。

Description

电极形成方法以及电极形成装置

技术领域

本发明涉及一种在基板上形成电极的方法以及装置，涉及例如在太阳能电池基板等光电转换元件用基板的光电转换面上形成电极的方法以及装置。

背景技术

作为在基板上形成规定图形的技术，有从喷嘴喷出含有图形材料的涂敷液，以在基板上描绘图形的方法。例如在日本特开2006-138911号公报中记载的技术中，从相对于基板向单方向移动的喷嘴喷出含有光固化性树脂的糊状图形形成材料，并将其涂敷在基板上，通过照射紫外线使树脂固化，以在基板上形成图形。并且，在该技术中，在使喷嘴相对于基板进行扫描移动时，通过定期改变扫描速度、喷出量、曝光量中的任何一项，以一定间隔形成图形宽度不同的区域(節部)。

考虑将上述文献所记载的技术应用于例如太阳能电池等光电转换元件的电极形成中。例如在日本特开2005-353851号公报记载的技术中，在太阳能电池的光电转换面上形成被称作指状电极的多根细电极和横切这些细电极的被称作汇流电极(bus electrode)的宽电极。

通过涂敷液的涂敷形成这种交差的电极图形的情况下，由于在电极的交点上涂敷液在已有的电极上凸起，导致在电极上表面产生高低差。例如在太阳能电池的情况下，这会产生在后续工序中安装在电极上表面的金属电极箔的紧贴性降低从而降低设备的性能、耐久性的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述课题提出的，其目的在于提供一种在基板上形成电极的方法以及装置中能减少在相互交叉的电极交点处产生的高低差的技术。

本发明的电极形成方法的第一方式的特征在于，为达到上述目的，包括：指状电极形成工序，在基板的表面上形成沿第一方向延伸的线状的指状电极；涂敷工序，使喷出涂敷液的喷嘴相对于上述基板向与上述第一方向不同的第二方向移动，从而与上述指状电极相交叉地在上述基板上涂敷上述涂敷液，其中，上述涂敷液含有电极材料；固化工序，在从向上述基板上涂敷了上述涂敷液开始经过规定时间后，使上述涂敷液固化以形成汇流电极；和时间设定工序，在执行上述固化工序之前，基于涂敷在与上述指状电极的交叉部上的上述涂敷液的平坦化时间来设定上述规定时间。

在具有这种结构的发明中，并不是在涂敷了用于形成汇流电极的涂敷液后立即使涂敷液固化，而是经过根据涂敷液的平坦化时间而设定的时间之后使其固化。向形成有指状电极的基板上刚涂敷了液涂敷时，涂敷到指状电极上的涂敷液产生凸起，若直接固化会导致在电极图形上残留凹凸。没有固化的涂敷液的液面由于其流动性逐渐趋于平坦化(拉平)，在这里称该过程所需的时间为“平坦化时间”。即，使用平坦化时间长的涂敷液时，涂敷时的形状很难破坏，凸起的状态持续较长时间，与此相对，使用平坦化时间短的涂敷液时，涂敷后凸起在较短时间内变小。因此，通过与涂敷液的拉平速度相对应地设置从涂敷到固化为止的时间，就可以减小指状电极和汇流电极的交点处产生的凸起，可以形成高低差小的电极。

另外，一般地指状电极宽度较细且数量多，而汇流电极宽度更宽且数量少。在这里，如果先形成指状电极，则由于电极的宽度较细，涂敷到指状电极上的涂敷液不会长时间停留在电极上，凸起很快就会被消除。与此相反，如果形成汇流电极后再通过涂敷形成指状电极，则消除涂敷到较宽的汇流电极上的涂敷液的凸起需要更长的时间，这段期间涂敷到基板上的汇流电极以外地方的涂敷液也会扩散，很难得到纵横比高的指状电极。正如上述原因，优选地，采用先形成细的指状电极之后再形成宽度更宽的汇流电极这样的顺序。

并且，本发明的电极形成方法的其他方式的特征在于，为达到上述目的，包括：指状电极形成工序，在基板的表面上形成沿第一方向延伸的线状的指状电极，涂敷工序，使喷出涂敷液的喷嘴相对于上述基板向与上述第一方向不同的第二方向移动，从而与上述指状电极相交叉地在上述基板上涂敷上述涂敷液，其中，上述涂敷液含有电极材料，和固化工序，在从向上述基板上涂敷了上述涂敷液开始经过规定时间后，使上述涂敷液固化以形成汇流电极；调整从涂敷了上述涂敷液开始到执行上述固化工序为止的上述规定时间，从而控制在上述指状电极和上述汇流电极的交点处的电极的高度。

在具有这种结构的发明中，在形成有指状电极的基板上，通过涂敷形成汇流电极。这时，通过调整从涂敷了涂敷液开始到使其固化为止的时间，可以控制在和指状电极的交点处的涂敷液的扩散，并且和上述发明同样地，可以形成指状电极和汇流电极的交点处的凸起小且高低差小的电极。

在这些发明中，例如也可以在形成有指状电极的基板上涂敷涂敷液，并预先测定从涂敷了涂敷液开始到涂敷液的最大高度和指状电极的高度之差变为规定的容许高低差为止的时间，并将该时间作为上述规定时间。经过如上设定的时间之后再对涂敷液执行光照射，由此可以将形成的电极的高低差可靠地控制在容许范围之内。

并且，例如也可以在涂敷工序中将含有光固化性材料的涂敷液涂敷到基板上，在固化工序中，对涂敷到基板上的涂敷液照射光。通过向含有电极材料以及光固化性材料的涂敷液照射光，可以利用光使涂敷液固化以形成电极。

在这种情况下，也可以在固化工序中使照射光的光照射单元以与喷嘴的移动速度相等或者大致相等的速度相对于基板向第二方向移动。这样，在汇流电极内的各位置上从涂敷了涂敷液到光照射为止的时间大致恒定，可以抑制汇流电极的高度偏差。

并且，也可以在指状电极形成工序中从喷嘴喷出含有电极材料的涂敷液并涂敷到基板上，以形成指状电极。虽然用任何方法形成指状电极本发明都成立，但是使用如上所述的所谓喷嘴分配(Nozzle Dispense)方式的情况下，可以高效率地形成如指状电极那样的细微且大量的电极图形。在这种情况下，只要从喷嘴喷出除了电极材料外还含有光固化性材料的涂敷液，并且在喷出后立即执行光照射来使涂敷液固化，就可以形成电极的高度与宽度之比即电极的纵横比大的指状电极。

本发明可以适当地使用于例如在作为基板的光电转换元件的光电转换面上形成指状电极以及汇流电极情况。在这种光电转换元件中优选尽可能不遮蔽入射光且电阻低的电极。正因为本发明的电极形成方法可以以适当的宽度形成截面高度高的电极，所以适用于这种用途中。

并且，本发明的电极形成装置的特征在于，为达到上述目的，具有：基板保持单元，保持形成有沿第一方向延伸的线状的指状电极的基板；喷嘴，喷出含有电极材料和光固化性树脂的涂敷液；移动单元，使上述喷嘴相对于上述基板向与上述第一方向不同的第二方向移动；固化单元，使涂敷到上述基板上的上述涂敷液固化；和调整单元，调整从向上述基板涂敷了涂敷液开始到利用上述固化单元进行固化为止的时间。

在具有这种结构的发明中，和上述电极形成方法的发明同样地，在形成有指状电极的基板上涂敷涂敷液而形成汇流电极时，可以通过调整单元来调整从涂敷了涂敷液开始到固化为止的时间。因此，可以控制与指状电极的交点处的涂敷液的扩散，并且和上述发明同样地，可以形成指状电极和汇流电极的交点处的凸起小且高低差小的电极。

在这里，固化单元可以是例如向涂敷到基板上的涂敷液照射光的光照射单元。在这种结构中，可以使用除了电极材料以外还含有光固化性材料的涂敷液，可以使用该涂敷液在基板上形成电极。

在这种情况下，例如，移动单元也可以使喷嘴和光照射单元相对于基板一体地移动，调整单元调整喷嘴和光照射单元在第二方向上的距离。在这种结构中，根据喷嘴和光照射单元之间的距离来控制涂敷液从喷嘴涂敷到基板后从光照射单元照射光为止的时间，可以控制与指状电极的交点处的涂敷液的扩散，以形成高低差小的电极。

并且，例如，移动单元能够使光照射单元相对于基板移动，调整单元控制移动单元，使得喷嘴以及光照射单元分别相对于基板移动，并且调整从喷嘴相对于基板移动起光照射单元相对于基板移动为止的时间。这样也可以控制与指状电极的交点处的涂敷液的扩散，以形成高低差小的电极。

根据本发明的电极形成方法以及电极形成装置，调整从向形成有指状电极的基板上涂敷含电极材料的涂敷液到使涂敷液固化为止的时间，由此可以形成指状电极和汇流电极的交点处的凸起小且高低差小的电极。

附图说明

图1是表示应用本发明来制造的太阳能电池模块的一例的图。

图2A是表示本发明的电极形成顺序的流程图。

图2B是表示时间差设定处理的流程图。

图3A、图3B以及图3C是示意性地表示时间差设定处理的原理的图。

图4是表示本发明的电极形成装置的一个实施方式的图。

图5A以及图5B是更为详细地表示喷嘴部的下表面结构的放大图。

图6A以及图6B是示意性地表示指状电极形成状态的图。

图7A以及图7B是示意性地表示汇流电极形成状态的图。

图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F以及图8G是示意性地表示时间调整的第一方式的图。

图9A、图9B、图9C、图9D以及图9E是示意性地表示时间调整的第二方式的图。

图10A、图10B、图10C、图10D以及图10E是示意性地表示时间调整的第三方式的图。

具体实施方式

图1是表示应用本发明来制造的太阳能电池模块的一例的图。该太阳能电池模块M是在设有光电转换层的基板W的上表面(光入射面)上设置指状电极F和汇流电极B而形成的。指状电极F为以如下方式形成的电极：为了不遮蔽入射光而使其宽度较细，且为了做成低电阻而使其厚度较厚，并且多根电极以相互平行的方式形成。另一方面，以如下方式形成汇流电极B：为了以低损失向外部取出通过指状电极F集中的电荷，使其宽度较宽，并且以与各指状电极F交叉的方式形成一根或者多根。由于后续工序以及设备性能上的原因，使指状电极F和汇流电极B的高度相同。代表性的是，汇流电极B以及指状电极F的宽度分别为2mm以及100μm左右。并且，它们的高度都是20μm左右。

下面对用于在基板W的表面形成上述结构的电极的处理进行详细说明。上述的指状电极F以及汇流电极B都通过如下方式形成：利用喷嘴扫描法将含有电极材料(例如银粉)以及光固化性树脂的糊状涂敷液涂敷在基板W上，并向该涂敷液照射如UV光那样的光从而使其固化。具有代表性的涂敷液粘度为50Pa·S左右或该值以下。

通过涂敷这种涂敷液来形成电极、布线的情况下，由于在它们的交点处涂敷液凸起，表面的平坦性有可能成为问题。即，对于已形成电极的基板，将从喷嘴喷出的涂敷液以与已设的电极交叉的方式涂敷的情况下，若涂敷到电极上的涂敷液直接固化，则会导致该部分电极与其他部分的电极间的高度不一致。另一方面，若不使涂敷液马上固化而将其放置，则由于液体的平坦化(拉平)作用，涂敷液的液面高度差会逐渐消除。在本说明书中将此时所需时间称为“平坦化时间”。基于平坦化时间的概念，控制从涂敷至获得其效果为止的时间差，由此可以消除电极的凸起。

图2A是表示本发明的电极形成顺序的流程图。在后文中会详细说明各处理步骤中的处理内容，首先简单说明电极形成处理整体流程的概要。如图2A所示，起初执行时间差设定处理(步骤S101)。该处理用于设定从汇流电极用涂敷液涂敷到基板开始到照射光为止的时间差。

设定好时间差后，接下来形成指状电极F(步骤S102)。就指状电极F而言，不间断地执行涂敷液的涂敷以及光的照射。对以上述方式形成有指状电极F的基板W，以与多个指状电极F的每一个交叉的方式涂敷汇流电极B用涂敷液(步骤S103)。然后，间隔时间差设定处理中设定好的时间差向涂敷液照射光以使其固化，从而形成汇流电极B(步骤S104)。如此，在本发明的电极形成方法中，先形成指状电极F后再形成汇流电极B。然后，在如此形成的汇流电极B上，例如通过软钎焊的方式安装用于向外部提取电流的铜条(ribbon)(步骤S105)。

参照图2B、图3A、图3B以及图3C对时间差设定处理进行说明。图2B是表示时间差设定处理的流程图。并且，图3A、图3B以及图3C是示意性地表示时间差设定处理原理的图。在该处理中，首先准备样本用基板Ws，并在该样本用基板Ws上形成指状电极FF(步骤S201)。优选地，该指状电极FF具有与太阳能电池模块M中使用的指状电极F相同的截面形状(宽度以及高度)，而其数量可以较少。

接下来，使喷出汇流电极用涂敷液的喷嘴N相对于基板Ws向方向Dn移动，从而将涂敷液P以与事先形成的指状电极FF交叉的方式涂敷到样本基板Ws上(步骤S202)。此时，如图3A所示，优选的是涂敷液P的高度和指状电极FF的高度Hf大致相等。

这时，在与指状电极FF的交点附近产生涂敷液P的凸起。根据本申请诸发明人的实验知道了如下事实：该凸起部PP并不是产生在指状电极FF的正上方，而是产生在喷嘴N的移动方向Dn上的指状电极FF的下游侧的与该指状电极FF邻接位置。即，有如下趋势：喷嘴N刚通过指状电极FF的正上方之后，涂敷液P的凸起变得最大。

接下来，测定该凸起部PP的高度即涂敷液的最大高度Hm随时间的变化(步骤S203)。由上述实验事实可知，就最大高度Hm而言，优选在喷嘴N的移动方向Dn上指状电极FF的下游侧的邻接位置进行测定。因为凸起部PP中含有的涂敷液逐渐向周围流动而变得均匀，所以如图3B所示，最大高度Hm以刚涂敷后的高度Hm0为最大值，随着时间的经过逐渐减小。高度Hm随时间T的变化可通过如下式近似表示：

Hm≈Hm0·exp(-T/τ)。

在这里，符号τ是对应于凸起部PP的高度的变化速度的参数，换句话说是对应于上述平坦化时间的参数。

根据如此求得的凸起部PP的高度变化的测定结果，设定在形成汇流电极时从涂敷了涂敷液开始到照射光为止的时间差Ts(步骤S204)。如上所述，由于刚涂敷后在与指状电极的交点附近产生涂敷液的凸起，所以，刚涂敷后照射光的情况下，涂敷液在凸起的状态下直接固化，因此会在汇流电极上残留凹凸。这成为使后面安装的铜条对电极的紧贴性降低的原因。另一方面，虽然随着时间的经过凸起逐渐消除并最终达到大致平坦的状态，但是若间隔时间过长，则涂敷液扩散过度，导致汇流电极的高度不足，其结果指状电极和汇流电极的高度还是不一致。

因此，如图3C所示，预先确定相对于电极高度所容许的高低差的最大值ΔH。然后，将凸起部PP的最大高度Hm变为指状电极的高度Hf+容许高低差ΔH而得的值所需的时间设定为从涂敷了涂敷液到照射光为止的优选的时间差Ts。即，只要从涂敷汇流电极用涂敷液起经过时间Ts后照射光，就能够将指状电极和汇流电极的高低差控制在容许高低差ΔH以下。就容许高低差ΔH而言，没有必要严格设定为零，只要根据指状电极的排列间距、汇流电极的宽度、使用的铜条的厚度等适当设定ΔH以使其达到能够向汇流电极可靠地进行铜条的软钎焊的程度即可。

在之后的电极形成中如下所述地使用如此设定的优选时间差Ts。即，向形成有指状电极F的基板W上涂敷汇流电极B用涂敷液后，在从涂敷了涂敷液起经过时间Ts后，向涂敷液照射光。由此可以将指状电极F和汇流电极B之间的高低差控制在容许高低差ΔH以下。

另外，没有必要每次在基板上形成电极时设定该时间差Ts。如果基板以及涂敷液的种类、电极的尺寸等、使用的材料以及工艺相同，则该时间差大致相等，因此只要没有这些不变就可以直接利用之前的设定结果。

图4是表示本发明的电极形成装置的一个实施方式的图。该电极形成装置1用于例如在表面上形成有光电转换层的单晶体硅晶圆等的基板W上形成具有导电性的电极布线，从而制造例如用作为太阳能电池的光电转换设备。该装置1可以恰当地使用于例如在光电转换设备的光入射面上形成集电极的用途中。

在该电极形成装置1中，在基台11上设有工作台移动机构2，用于保持基板W的工作台3通过工作台移动机构2可以在图1的X-Y平面内移动。在基台11上以横跨工作台3的方式设有3组框架121、122、123，其中，在框架121和框架122上分别安装有第一头部5和第二头部7。第二头部7相对于第一头部5向(+X)方向隔离配置，并将第一头部5和第二头部7之间的间隔设定为比基板W在X方向上的长度长。

工作台移动机构2具有使工作台3在X方向上移动的X方向移动机构21、使工作台3在Y方向上移动的Y方向移动机构22以及使工作台3以沿Z方向的轴为中心旋转的θ旋转机构23。X方向移动机构21的结构为：在马达211上连接有滚珠丝杠212，而且，固定在Y方向移动机构22的螺母213安装在滚珠丝杠212上。在滚珠丝杠212的上方固定有导轨214。马达211旋转时，Y方向移动机构22与螺母213一起沿导轨214在X方向上滑动。

Y方向移动机构22也具有马达221、滚珠丝杠机构以及导轨224，马达221旋转时，θ旋转机构23通过滚珠丝杠机构沿导轨224在Y方向上移动。θ旋转机构23通过马达231使工作台3以沿着Z方向的轴为中心旋转。根据以上的结构，可以变更第一以及第二头部5、7相对于基板W的相对移动方向以及朝向。工作台移动机构2的各马达是由控制部6来控制的。

而且，在θ旋转机构23和工作台3之间设有工作台升降机构24。工作台升降机构24根据来自控制部6的控制指令使工作台3升降，使基板W定位在指定高度的位置上(Z方向位置)。作为工作台升降机构24，可以使用基于电磁元件(solenoid)或压电元件等促动器(actuator)的机构、基于齿轮的机构、基于楔状构件的啮合的机构等。

第一头部5在底座51的下表面具有：喷嘴部52，其在基板W上喷出液状的涂敷液；以及光照射部53，其向基板W照射UV光(紫外线)，并在喷嘴部52上安装有供给管522。供给管522经由控制阀524连接在蓄留含电极材料的涂敷液的箱525。从省略图示的氮气(N₂)供给源经由调节器526向箱525导入氮气，并以一定的压力对箱525内的涂敷液进行加压。通过利用控制部6控制控制阀524的开闭，控制来自喷嘴部52的涂敷液喷出的打开(ON)以及关闭(OFF)。

光照射部53经由光纤531连接在产生紫外线的光源单元532上。虽然省略了图示，但是光源单元532在其光出射部具有开闭自如的快门，通过其开闭以及开度就可以控制出射光的射出(ON)和截止(OFF)以及光量。光源单元532由控制部6来控制。

同样地，在第二头部7上设有底座71、喷嘴部72，在喷嘴部72上连接有供给管722、控制阀724、箱725、调节器726等。

并且，在与安装有第二头部7的框架122邻接设置的框架123中，在底座81上安装有光照射部83。在光照射部83上连接有光纤831以及光源单元832。这些各结构的功能与设置在第一头部5周围的各对应的结构的功能相同。框架123可以在X方向上自由滑动，由此能改变喷嘴部72和光照射部83间的距离。

图5A以及图5B是更为详细地表示喷嘴部的下表面结构的放大图。更为详细地，图5A是表示从下方观察到的喷嘴部52前端附近的一部分的图。并且，图5B是表示从下方观察到的喷嘴部72前端附近的图。喷嘴部52的结构如下：其内部为空洞，并且，如图5A所示，在其下表面520上，在Y方向上等间隔地设置有多个与上述空洞相连通的喷出口521。从箱525经由供给管522输送的涂敷液从喷嘴的下表面520的喷出口521向基板W喷出。涂敷到基板W上的涂敷液通过光照射固化从而形成指状电极F。

另一方面，如图5B所示，在喷嘴部72的下表面720上设有一个沿Y方向延伸的宽的喷出口721，从箱725经由供给管722输送的涂敷液从喷嘴下表面720的喷出口721向基板W喷出。涂敷到基板W上的涂敷液通过光照射固化从而形成汇流电极B。根据汇流电极B的数量，在第二头部7上设置一个喷嘴部72或者在Y方向上并排设置多个喷嘴部72。在图1的模块M的例中，因为有两根汇流电极B，所以设置两个喷嘴部72。另外，也可以和指状电极用的喷嘴部52同样地将喷嘴部72做成在Y方向上细长的一体形状，并设置与汇流电极的数量相对应的数量的喷出口721。

在该电极形成装置1中，预先在箱525、725内填充制备好的含有指状电极F以及汇流电极B的电极材料的涂敷液，并将其涂敷在形成有光电转换层的基板W上，由此能够制造太阳能电池模块M。

作为涂敷液，可以使用具有导电性以及光固化性并且含有例如导电性粒子、有机展色料(溶剂、树脂、增稠剂等的混合物)以及光聚合引发剂的糊状混合液。导电性粒子例如为作为电极材料的银粉末，有机展色料含有作为树脂材料的乙基纤维素和有机溶剂。并且，优选地，涂敷液的粘度在执行通过光照射的固化处理前为例如50Pa·S(帕秒)以下，在执行固化处理后为350Pa·S以上。填充在两个箱525、725内的涂敷液的组成可以相等，也可以准备组成分别不同的涂敷液。

图6A以及图6B是示意性地表示指状电极形成状态的图。更为详细地，图6A是在Y方向上观察从喷嘴部52喷出涂敷液的状态的图，图6B是从斜上方观察该状态的图。在电极形成装置1中，通过工作台移动机构2使放置在工作台3上的基板W在X方向上移动的同时从喷嘴部52的喷出口521喷出涂敷液。因此，喷出到基板W上的涂敷液P1和基板W一起在X方向上(图中右方)移动。即使固定基板W而移动第一头部5，在相对于基板W的扫描移动这一点上是和上述的方法等效的。但是，考虑到在第一头部5上连接有各种配管，并且要抑制由喷嘴的振动引起的喷出量的变化，所以优选的是固定第一头部5而移动基板W。

在基板移动方向Ds上，在喷嘴部52的下游侧设有光照射部53，对涂敷到基板W上的涂敷液P1照射光L1(例如紫外线)。在基板W上光L1照射到的光照射位置上，由于涂敷液含有光固化性树脂，所以受到光照射部53的光照射后开始固化。如此，通过向含有电极材料的涂敷液中添加光固化性树脂，并且涂敷后立即向涂敷液照射光以使其固化，就能够形成宽度窄、高度高且具有高纵横比的指状电极F。

接下来，在形成汇流电极B之前变更基板W的朝向。在如上所述地形成指状电极F的状态下，放置基板W的工作台3位于第一头部5和第二头部7的中间位置。这时，通过θ旋转机构23使工作台3围绕Z轴旋转90度。由此，指状电极F的延伸设置方向从X方向变成Y方向。

图7A以及图7B是示意性地表示汇流电极形成状态的图。图7A是在Y方向观察从喷嘴部72喷出涂敷液的状态的图。工作台3以及基板W的移动方向Ds是和形成指状电极时的方向相同的X方向。但是，由于基板W旋转了90度，指状电极F的延伸设置方向变为Y方向，因此从喷嘴部72喷出的涂敷液P2以与已形成的指状电极F正交的方式涂敷到基板W上。因此，在和指状电极F的交点附近产生涂敷液P2的凸起。

只要将其静置事先设定的时间Ts，则如图7B所示，凸起因涂敷液P2的拉平效果而会减小至容许高低差以下。因此，在这时从光照射部83照射光L2，就可以使涂敷液P2固化，能够减小固化后的汇流电极B和指状电极F的高低差。如此，能够制作如图1所示的指状电极F和汇流电极B相互交叉，并且在其交点处基本上没有产生电极的高低差的太阳能电池模块M。

下面，对调整从涂敷汇流电极用涂敷液到照射光为止的时间的具体方法进行说明。关于该时间调整有多种方法，下面对其中的几个方法分别进行说明。

图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F以及图8G是示意性地表示时间调整的第一方式的图。在该方式中，邻接配置(图4的位置关系)喷嘴部72和光照射部83，使基板W在其正下方扫描移动两次。在第一次移动中只执行涂敷液的涂敷，在第二次移动中只执行光照射。然后，根据两次扫描移动间的间隔(interval)来调整从涂敷到光照射为止的时间。

具体的方式如下所述。如图8A所示，将形成指状电极F后的基板W配置在喷嘴部72的上流侧。然后，如图8B所示，从喷嘴部72喷出涂敷液P2的同时使基板W向箭头方向Ds移动，以在基板W上涂敷涂敷液P2。此时，不从光照射部83照射光。向基板W涂敷完涂敷液时，如图8C所示使基板W向相反方向(-Ds方向)移动，使其回到图8D所示的位置。在该状态下使基板暂时等待。就该等待时间而言，根据预先求好的优选时间差Ts，由控制部6来确定。

然后，如图8E所示，这次在停止从喷嘴部72喷出涂敷液的状态下，只从光照射部83照射光L2的同时使基板W向方向Ds移动。如此对涂敷在基板W上的涂敷液P2整体完成光照射时，如图8F所示，在基板W上形成已固化的汇流电极B。

图8G表示在上述动作期间基板W上的1点的X方向位置随时间的变化，符号A至F分别对应于图8A至图8F的状态。通过调整符号D所表示的等待时间的长度，就可以将从涂敷了涂敷液到照射光为止的时间差设定为预先求好的优选值Ts。并且，通过使涂敷时和光照射时的基板W的移动速度相同，可以使在汇流电极B内的各位置从涂敷到光照射为止的时间差恒定，因此可以使汇流电极B的高度恒定。特别地，通过使从涂敷开始时刻到光照射开始时刻为止的时间差为上述值Ts，就可以将汇流电极B和指状电极F的高低差控制在容许高低差以内。另外，也可以用对基板W回到原位置的速度进行调整的方式来代替在停止状态下使基板W等待的方式。

图9A、图9B、图9C、图9D以及图9E是示意性地表示时间调整的第二方式的图。在该方式中，以一定速度移动基板W，并通过改变喷嘴部72和光照射部83之间的距离来调整时间差。即，通过使安装有光照射部83的框架123在基台11上在X方向上移动，如图9A所示，将从喷嘴部72到光照射部83为止的距离D1设定为和时间差Ts相对应的值。

然后，如图9B所示，从喷嘴部72喷出涂敷液P2的同时，使基板W以一定速度Vs向方向Ds移动。如图9C所示，涂敷完成之后也以相同的速度进一步移动基板W，如图9D所示，使其继续通过光照射部83的正下方，从而向涂敷液P2照射光L2。在基板W移动到光照射部83的正下方之前，是否从光照射部83输出光是任意的。

图9E表示在这期间基板W上的一点的X方向位置随时间的变化，符号A至D分别对应于图9A至图9D的状态。如图9E所示，在该状态下根据喷嘴部72与光照射部83之间的距离D1和基板W的移动速度Vs来确定从涂敷到光照射为止的时间，通过适当设置这些值能够确保时间差Ts。

图10A、图10B、图10C、图10D以及图10E是示意性地表示时间调整的第三方式的图。在该方式中，如图10A所示，使喷嘴部72和光照射部83之间的距离固定为相比基板W在X方向上的长度长的值D2。然后，如图10B所示地从喷嘴部72涂敷涂敷液P2之后，如图10C所示地使基板W停止在喷嘴部72和光照射部83之间。然后，停止控制部6根据时间差Ts来确定的一定时间，然后，如图10D所示再次使基板W向方向Ds移动并从光照射部83向涂敷液P2照射光L2。

图10E表示在这期间基板W上的一个点的X方向位置随时间的变化，符号A至D分别对应于图10A至图10D的状态。在该状态下，可以根据从涂敷完涂敷液到照射光为止的停止时间来调整时间差。

如上所述，在该实施方式中，当通过涂敷在太阳能电池基板W上形成指状电极F以及汇流电极B时，首先形成线宽比较细的指状电极F，其后形成线宽比较宽的汇流电极B。此时，就指状电极F而言，通过涂敷涂敷液后立即照射光以确保高纵横比。另一方面，就汇流电极B而言，通过调整从涂敷到光照射为止的时间差，能确保在与指状电极的交点附近凸起的涂敷液向周围扩散从而凸起被消除为止的时间(平坦化时间)。这样一来，通过控制从涂敷到固化为止的时间差，本发明的电极形成方法以及电极形成装置中能够形成相互交叉的电极，特别是减小交点处的高低差的电极。

并且，通过使涂敷涂敷液时的基板移动速度和照射光时的基板移动速度相等，并且管理从涂敷开始时刻到光照射开始时刻为止的时间差，就能够使汇流电极的高度大致恒定，并且能够使其高度与指状电极的高度大致一致。

如上述说明，在该实施方式中，工作台3发挥本发明的“基板保持单元”的功能，喷嘴部72发挥本发明的“喷嘴”的功能。并且，工作台移动机构2发挥本发明的“移动单元”的功能，光照射部83发挥本发明的“固化单元”以及“光照射单元”的功能。并且，在上述时间调整方法的第一以及第三方式中，控制部6发挥本发明的“调整单元”的功能，另一方面，在第二方式中，框架123发挥本发明的“调整单元”的功能。

另外，本发明不限定于上述的实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行上述方式以外的各种变更。例如，在上述实施方式中，通过涂敷液的涂敷以及光照射来形成指状电极F，但是指状电极的形成方法是任意的，不限定于从喷嘴涂敷涂敷液来形成电极的方法。并且，在指状电极的形成中光照射不是必需的。并且，也可以将已形成指状电极的基板搬入电极形成装置中来只形成汇流电极。

并且，例如，在上述实施方式中，通过光照射使汇流电极用涂敷液固化后软钎焊铜条，但是该工序不是必需的。并且，也可以在光照射后增加电极烧成工序。该情况下，可以在形成指状电极、汇流电极时分别执行烧成工序，也可以在形成汇流电极后一并执行烧成工序。

并且，在上述实施方式中，通过使光照射部83以和喷嘴部72相等的速度相对于基板W进行相对移动，使从涂敷了涂敷液到照射光为止的时间差在各位置上大致相同，但是不限定于上述方式。如图3B所示，涂敷液的最大高度Hm的减小量随着时间的经过逐渐减少，因此特别是在使用粘度高且平坦化时间长的涂敷液的情况下，即使稍微迟点照射光也基本上不会产生影响。所以，也可以向基板上涂敷汇流电极用涂敷液后对该涂敷液整体一并照射光。在这种情况下，可以将从涂敷开始时刻到光照射开始时刻为止的时间差设定为值Ts，也可以将从涂敷结束时刻到光照射开始时刻为止的时间差设定为值Ts。

并且，在上述实施方式中，通过预先在样本基板上涂敷涂敷液，以实验的方法求得时间差Ts，但是也可以不通过实验而是根据涂敷液的物性值进行计算来求出时间差Ts。并且，也可以将按照每种涂敷液预先求出的时间差Ts制成表格来保存，以便在选择好涂敷液后从该表格中读出并应用优选时间差Ts。

并且，在上述实施方式中，预先通过实验求出时间差Ts。但是，就从涂敷到光照射为止的时间差而言，只要在开始光照射之前确定即可。因此也可以例如如下设置。即，在电极形成装置中设置用于检测涂敷到基板上的涂敷液高度的高度检测传感器，也可以在高度检测传感器检测到汇流电极用涂敷液在基板上达到规定的高度时开始光照射。在这里，就涂敷液的高度而言，由于之前说明的原因，优选地，在喷嘴移动方向上指状电极的正上方位置的下游侧位置进行检测，而不是在指状电极的正上方位置进行检测，特别地，更优选地在多个指状电极中第一个与涂敷液交叉的指状电极的下游侧位置进行检测。

并且，在上述实施方式中，在形成汇流电极时，通过将含有电极材料以及光固化性材料的涂敷液涂敷到基板的同时对涂敷液照射光，以使涂敷液固化，从而得到汇流电极。但是，作为固化涂敷液的方法，不限定于光照射。例如，作为加热固化单元也可以使用例如输出远红外线的二氧化碳激光器，通过向涂敷到基板上的涂敷液照射远红外线，使涂敷液加热固化。并且，也可以通过邻接配置加热器或吹热风来使涂敷液加热固化。并且，也可以通过对涂敷后的基板周围环境进行减压来促进涂敷液溶剂成分的挥发，或者向涂敷后的涂敷液供给酒精从而通过分散溶剂的置换使其固化。在这种情况下，涂敷液中没有必要含有光固化性材料。并且，在涂敷汇流电极用涂敷液后一并进行固化处理时，可以采用向汇流电极用涂敷液的整个涂敷区域一并照射远红外线或者设置与整个涂敷区域对置的加热器等办法。

并且，在上述实施方式中，在硅基板上形成电极布线以制造作为太阳能电池的光电转换设备，但是基板不限定于硅。例如，在玻璃基板上形成的薄膜太阳能电池或者在除太阳能电池以外的设备上形成电极时，也可以适用本发明。

本发明可以应用于在基板上形成电极的方法以及装置中，例如可以应用于在太阳能电池基板上形成电极的方法以及装置中，特别是适合应用于形成相互交叉的指状电极以及汇流电极的情况。

Claims (11)

1.一种电极形成方法，其特征在于，包括：

指状电极形成工序，在基板的表面上形成沿第一方向延伸的线状的指状电极；

涂敷工序，使喷出涂敷液的喷嘴相对于上述基板向与上述第一方向不同的第二方向移动，从而与上述指状电极相交叉地在上述基板上涂敷上述涂敷液，其中，上述涂敷液含有电极材料；

固化工序，在从向上述基板上涂敷了上述涂敷液开始经过规定时间后，使上述涂敷液固化以形成汇流电极；和

时间设定工序，在执行上述固化工序之前，基于涂敷在与上述指状电极的交叉部上的上述涂敷液的平坦化时间来设定上述规定时间。

2.一种电极形成方法，其特征在于，包括：

指状电极形成工序，在基板的表面上形成沿第一方向延伸的线状的指状电极，

涂敷工序，使喷出涂敷液的喷嘴相对于上述基板向与上述第一方向不同的第二方向移动，从而与上述指状电极相交叉地在上述基板上涂敷上述涂敷液，其中，上述涂敷液含有电极材料，和

固化工序，在从向上述基板上涂敷了上述涂敷液开始经过规定时间后，使上述涂敷液固化以形成汇流电极；

调整从涂敷了上述涂敷液开始到执行上述固化工序为止的上述规定时间，从而控制在上述指状电极和上述汇流电极的交点处的电极的高度。

3.根据权利要求1或2所述的电极形成方法，其特征在于，在形成有上述指状电极的上述基板上涂敷涂敷液，并预先测定从涂敷了涂敷液开始到上述涂敷液的最大高度和上述指状电极的高度之差变为规定的容许高低差为止的时间，并将该时间作为上述规定时间。

4.根据权利要求1或2所述的电极形成方法，其特征在于，在上述涂敷工序中，将含有光固化性材料的上述涂敷液涂敷到上述基板上，在上述固化工序中，对涂敷到上述基板上的上述涂敷液照射光。

5.根据权利要求4所述的电极形成方法，其特征在于，在上述固化工序中，使照射上述光的光照射单元以与上述喷嘴的移动速度相等或者大致相等的速度相对于上述基板向上述第二方向移动。

6.根据权利要求1或2所述的电极形成方法，其特征在于，在上述指状电极形成工序中，从喷嘴喷出含有电极材料的涂敷液涂敷到基板上，从而形成上述指状电极。

7.根据权利要求1或2所述的电极形成方法，其特征在于，在作为上述基板的光电转换元件的光电转换面上形成上述指状电极以及上述汇流电极。

8.一种电极形成装置，其特征在于，具有：

基板保持单元，保持形成有沿第一方向延伸的线状的指状电极的基板；

喷嘴，喷出含有电极材料的涂敷液；

移动单元，使上述喷嘴相对于上述基板向与上述第一方向不同的第二方向移动；

固化单元，使涂敷到上述基板上的上述涂敷液固化；和

调整单元，调整从向上述基板涂敷了涂敷液开始到利用上述固化单元进行固化为止的时间。

9.根据权利要求8所述的电极形成装置，其特征在于，上述固化单元是向涂敷到上述基板上的上述涂敷液照射光的光照射单元。

10.根据权利要求9所述的电极形成装置，其特征在于，上述移动单元使上述喷嘴和上述光照射单元相对于上述基板一体地移动，上述调整单元调整上述喷嘴和上述光照射单元在上述第二方向上的距离。

11.根据权利要求9所述的电极形成装置，其特征在于，

上述移动单元能够使上述光照射单元相对于上述基板移动，

上述调整单元控制上述移动单元，使得上述喷嘴以及上述光照射单元分别相对于上述基板移动，并且调整从上述喷嘴相对于上述基板移动起上述光照射单元相对于上述基板移动为止的时间。

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