CN105900250B - 太阳能电池的制造方法以及印刷掩模 - Google Patents

Abstract

一种太阳能电池的制造方法，包括经由印刷掩模将包含作为电极材料的导电性材料的膏涂敷于基板的电极形成面的丝网印刷工序，该印刷掩模具有与具有汇流电极部和栅格电极部的电极形状相对应的开口部，所述丝网印刷工序包括使用在所述开口部设置有筛孔的所述印刷掩模来涂敷所述膏的工序，该筛孔是将两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝中横丝中的至少一个来织网而得到的。

Description

太阳能电池的制造方法以及印刷掩模

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的制造方法以及印刷掩模。

背景技术

当前，作为构成太阳能电池模块的太阳能电池，主流是在作为硅等基板材料的受光面的表面和其相反侧的背面的各面具备电极的太阳能电池。近年来，只在其两面中的背面形成有电极的太阳能电池也得以实用化，但是在两面形成有电极的太阳能电池依然大量地普及。

例如，在专利文献1中，制造太阳能电池时采用了如下的次序。首先，在硅等基板材料的表面通过蚀刻等手法来形成用于改变太阳光在基板表面的反射角度而将反射光导入基板内的纹理结构(凹凸)。接着，通过扩散等手法来形成pn结。接着，在该基板材料的至少一面通过氮化硅膜等来形成用于使太阳光的反射通过光干涉效应而降低的防反射膜。接着，在防反射膜上以所期望的图案涂敷金属膏。接着，为了通过加热金属膏而由于包含在金属膏中的玻璃使防反射膜熔融来取得与基板的电接合，实施烧制而形成电极。进而，使基板材料浸渍于具有溶解玻璃成分的特性的蚀刻液，溶解包含于电极的玻璃成分来降低电极的电阻。

另外，例如专利文献2以及专利文献3公开了在基板材料的表面侧和背面侧这两面具有电极的太阳能电池的制造方法。

一般，作为形成太阳能电池用电极的手法，采用了丝网印刷等简便的方法。关于用于丝网印刷的印刷掩模，将金属的丝或化学纤维制成网的被称为筛孔的基材固定到掩模框，将使金属膏透过的部分以外的部分用树脂进行凝固而成形，使用于被印刷物的图案形成。

为了降低太阳能电池模块的成本，完成在价格方面占大比例的太阳能电池的结构材料的成本降低实现起来极为困难。例如，从作为基材的基板材料开始至在各工序中使用的材料以及消耗器具类等为止，需要重新研究所有东西。尤其是，关于作为电极材料使用的金属膏材料，作为导电性金属使用银成为通例，但是价格非常昂贵。然而，当单纯地减少电极材料的使用量时，电极中的电阻损耗增加，太阳能电池的发电效率下降。因而，需要不使太阳能电池的发电效率下降地减少金属膏的使用量。

在用于将太阳能电池的表面侧的电流进行集电的栅格电极中，配置有栅格电极的部分不进行发电，因此最好是栅格电极宽度细。然而，仅使电极宽度变细，电阻增加，电阻损耗增加，因此最好是栅格电极的厚度厚。越是加厚栅格电极的厚度，电阻损耗越是减少，太阳能电池的发电效率越是得以提高。

在使用以往的丝网印刷掩模的情况下，电极的厚度是由筛孔的线径以及开口宽度等掩模规格来决定的。在印刷掩模中，在筛孔中使用的每1英寸(25.4mm)的丝的根数(以下称为网眼目数)和该丝的线径来表示其规格。例如，将使用每1英寸配置200根丝且线径为40μm的丝的情况表现为“200φ40”。因而，表示根数越多网眼越细，相对地线径也变细。

在以往的印刷掩模中，筛孔以筛孔的纵丝或者横丝相对于栅格电极图案倾斜20～30度的方式粘贴于掩模框。这是因为，当丝与栅格电极图案平行时，图案边沿被丝覆盖，从而无法形成精密的电极图案。

在太阳能电池模块中，将太阳能电池的汇流电极与相邻的太阳能电池的背汇流电极通过焊接铜线进行焊接来串联连接。此外，在本说明书中，汇流电极表示表面侧的汇流电极。背面侧的汇流电极描述为背汇流电极。

在用于将太阳能电池彼此用焊接铜线进行焊接来连接的汇流电极中，要求焊接的接合强度，因此对于减少汇流电极宽度是有限度的。因而，为了减少汇流电极中的金属膏的使用量，需要使汇流电极的厚度变薄。

专利文献1：日本专利第4486622号公报

专利文献2：日本专利第4319006号公报

专利文献3：日本专利第4481869号公报

发明内容

然而，汇流电极的厚度与栅格电极同样地是由筛孔的线径以及开口宽度等掩模规格决定的，因此当为了提高发电效率而加厚栅格电极的厚度时，汇流电极的厚度也变厚。此外，在汇流电极中，被集电的电流在焊接在汇流电极上的焊接铜线上流过，因此即使加厚汇流电极的厚度，也没有降低电阻损耗的效果，发电效率也得不到提高。

即，当为了提高太阳能电池的发电效率而加厚栅格电极的厚度时，汇流电极的厚度也变厚，存在金属膏的使用量增加这样的问题。另一方面，当为了削减金属膏的使用量而使汇流电极的厚度变薄时，栅格电极的厚度也变薄，存在太阳能电池的发电效率大幅地下降这样的问题。

本发明是鉴于以上内容而作出的，其目的在于获得一种能够廉价地制造具有高的发电效率的太阳能电池的太阳能电池的制造方法以及在该制造方法中使用的印刷掩模。

为了解决上述的课题、达成目的，本发明的太阳能电池的制造方法包括经由印刷掩模将包含作为电极材料的导电性材料的膏涂敷于基板的电极形成面的丝网印刷工序，该印刷掩模具有与具有汇流电极部和栅格电极部的电极形状相对应的开口部，该制造方法的特征在于，所述丝网印刷工序包括使用在所述开口部设置有筛孔的所述印刷掩模来涂敷所述膏的工序，该筛孔是将两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝和横丝中的至少一方来织网而得到的。

根据本发明，起到能够廉价地制造具有高的发电效率的太阳能电池这样的效果。

附图说明

图1是表示具备通过本发明的实施方式1的太阳能电池的制造方法所形成的电极的太阳能电池单元的受光面的图。

图2是表示与图1所示的太阳能电池单元的受光面相反侧的背面的图。

图3是本发明的实施方式1的太阳能电池单元的主要部分截面图，是图1以及图2中的A-A截面图。

图4是在用于形成电极的丝网印刷工序中使用的印刷机中的平台部分的示意截面图。

图5是图4的主要部分放大说明图。

图6是表示在本发明的实施方式1中形成电极的基板材料的例子的平面图。

图7是表示在本发明的实施方式1中形成电极的基板材料的例子的平面图。

图8是表示在丝网印刷工序中使用的印刷掩模的俯视图。

图9是图8中的B-B部分(栅格电极对应部)的放大截面图。

图10是图8中的C-C部分(汇流电极对应部)的放大截面图。

图11是表示在本发明的实施方式1的太阳能电池的制造方法中使用的印刷掩模中形成电极图案之前的掩模(空白(blank))的示意图。

图12是放大图11的四方形部DEFG后的图。

图13是表示在本发明的实施方式1的太阳能电池的制造方法中使用的印刷掩模中通过感光乳剂形成电极图案之后的印刷面侧的示意图。

图14是放大图13的四方形部DEFG后的图。

图15是放大一般的标准印刷掩模中的筛孔的一部分而示出的示意图。

图16是放大本发明的实施方式1的印刷掩模的筛孔的一部分而示出的示意图。

图17是表示一般的标准印刷掩模的栅格电极开口部中的透过厚度的计算例子的一览的图表。

图18是表示本发明的实施方式1的印刷掩模的栅格电极开口部中的透过厚度的计算例子的一览的图表。

图19是表示实施方式1的印刷掩模的筛孔相对于一般的标准印刷掩模的筛孔的相对的膏的使用比率的一览的图表。

图20是说明本发明的实施方式2的太阳能电池模块的制造方法的次序的截面示意图。

图21是说明本发明的实施方式2的太阳能电池模块的制造方法的次序的截面示意图。

(附图标记说明)

1：太阳能电池单元；2：印刷掩模；3：基板材料；4：平台；5：金属膏；6：掩模框；7：吸引机构；8：刮板；9：筛孔；10：感光乳剂；11：纵丝；12：横丝；13：外缘侧面；14：余白；20：开口部；21：栅格电极；22：表面汇流电极；23：背铝电极；24：背汇流电极；31：p型硅基板；32：n型杂质扩散层；33：防反射膜；41：栅格电极开口部；42：汇流电极开口部；51：透光性基板；52：透光性树脂部件；53：太阳能电池；54：背面薄片；55：透光性树脂层；111、112、113：纵丝；121、122、123：横丝；131、132、133、134：构成丝；201、202：纵丝；203、204：横丝；D1、D3、D4：纵丝线径；D2、D5、D6：横丝线径；Da：捻丝的虚拟的线径；M：正方形形状中的一边的宽度；M’：相当于圆角四方形形状中的一边的宽度；P1、P3：纵丝配置间距；P2、P4：横丝配置间距；W1、W3：纵丝开口宽度；W2、W4：横丝开口宽度。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的太阳能电池的制造方法以及印刷掩模的实施方式。此外，本发明不限于以下的记述，能够在不超出本发明的要旨的范围内适当变更。另外，在以下所示的附图中，为了容易理解，有时各部件的比例尺与实际不同。在各附图间也是同样的。另外，有时即使是平面图，为了容易观看附图也附加阴影。

实施方式1.

图1是表示具备通过本发明的实施方式1的太阳能电池的制造方法所形成的电极的太阳能电池单元1的受光面的图。图2是表示与图1所示的太阳能电池单元1的受光面相反侧的背面的图。

在太阳能电池单元1的受光面，设置有包括以相互正交的方式配置的栅格电极21以及表面汇流电极22的受光面侧电极。在图1中，以箭头X表示的左右方向是栅格电极21的长度方向，以箭头Y表示的上下方向是表面汇流电极22的长度方向。

在太阳能电池单元1的背面设置有包括铝的背铝电极23以及背汇流电极24。在图2中，与表面汇流电极22的长度方向相同的方向且以箭头Y表示的上下方向是表面汇流电极22的长度方向。

图3是本发明的实施方式1的太阳能电池单元1的主要部分截面图，是图1以及图2中的A-A截面图。在图中，上侧是受光面(表面)。在太阳能电池单元1中，在p型硅基板31的上表面通过磷扩散形成有n型杂质扩散层32，形成具有pn结的光电变换部。在n型杂质扩散层32的上侧形成有防反射膜33。在防反射膜33的上侧设置有表面汇流电极22。表面汇流电极22之下的防反射膜33通过烧制而溶融，表面汇流电极22与n型杂质扩散层32电连接。在p型硅基板31的背面侧设置有背铝电极23以及背汇流电极24。此外，图3示出了相邻的栅格电极21之间的区域中的沿着栅格电极21的长度方向的截面，因此没有示出栅格电极21。

接着，说明用于制造图1～图3所示的太阳能电池单元1的工序。此外，这里所说明的工序与使用硅基板的一般的太阳能电池单元的制造工序相同，因此不特别图示。

首先，将p型硅基板31投入到热氧化炉，在存在三氯氧磷(POCl₃)蒸汽的情况下进行加热。由此，在p型硅基板31的表面形成磷玻璃而将磷扩散到p型硅基板31中，在p型硅基板31的表层形成n型杂质扩散层32。

接着，在氢氟酸溶液中除去硅基板的磷玻璃层之后，作为防反射膜33，例如通过等离子体CVD法在n型杂质扩散层32上形成氮化硅膜(SiN膜)。防反射膜33的膜厚以及折射率设定为最抑制光反射的值。此外，也可以层叠折射率不同的2层以上的膜。另外，防反射膜33也可以通过溅射法等不同的成膜方法来形成。

接着，在硅基板的受光面通过丝网印刷将混入银的金属膏印刷成梳形，在硅基板的背面通过丝网印刷将混入铝的金属膏印刷于整个面，之后，实施烧制处理来形成受光面侧电极和背面电极。在硅基板的受光面，受光面侧电极之下的防反射膜33通过烧制而溶融，受光面侧电极与n型杂质扩散层32电连接。如以上那样，制作图1～图3所示的太阳能电池。

接着，说明本实施方式的太阳能电池单元的制造方法中的电极形成方法。图4是在用于形成电极的丝网印刷工序中使用的印刷机中的平台部分的示意截面图。在丝网印刷工序中，经由印刷掩模2在基板材料3的电极形成面涂敷金属膏5。图5是图4的主要部分放大说明图。

图4以及图5所示的印刷机具备设置基板材料3的平台4，并具备用于将基板材料3固定于平台4的吸引机构7。吸引机构7通过平台4中的空气的吸引而将基板材料3固定于平台4。

印刷掩模2具备掩模框6、具有纵丝11以及横丝12且粘贴在掩模框6的印刷面侧的筛孔9以及感光乳剂10。图5是省略平台4以及掩模框6而描绘出的图。

图6以及图7是示出在实施方式1中形成电极的基板材料的例子的平面图。作为基板材料3，例如图6所示那样使用正方形形状的基板、如图7所示那样使用将正方形的四角设为圆弧状的圆角四方形形状的基板。图6所示的正方形形状中的一边的宽度M、图7所示的相当于圆角四方形形状中的一边的宽度M’例如设为156mm。

作为基板材料3，例如使用作为薄板状的硅的硅片。在用于制造上述的太阳能电池单元1的工序中，例如使用形成有防反射膜33的状态的硅基板。此外，关于基板材料3，只要能够通过丝网印刷工序形成电极，则可以是任何材质。

金属膏5包含作为电极材料的导电性材料，以保持所期望的粘度的方式调整成分。作为在金属膏5中使用的代表性的导电性材料，可举出金、银、铜、铂以及钯等。金属膏5包含这些导电性材料之一或者多个。

印刷机通过在载有金属膏5的状态的印刷掩模2上使刮板8进行扫描，由此经由印刷掩模2在基板材料3的电极形成面涂敷金属膏5。在印刷掩模2中的被感光乳剂10覆盖的部分不使金属膏5通过，在使筛孔9露出的部分使金属膏5通过，由此印刷机将印刷掩模2的印刷图案转印在电极形成面上。

通过丝网印刷涂敷于基板材料3的金属膏5一般通过被称为烧制的处理而成为电极。在烧制工序中，在烧制炉中实施将峰值温度设为900度以下的温度、最好是750度至800度的温度的加热处理。烧制炉中的加热处理的时间大概设为2分钟以内。

当在基于丝网印刷的电极形成之前进行p型电极和n型电极的分离(以下称为pn分离)的情况下，为了抑制电极材料附着导致的漏电流的产生，需要抑制金属膏5向基板材料3的外缘侧面13的附着、且设置如图1所示那样的余白14。因此，最理想的是以用感光乳剂10覆盖印刷掩模2的周缘部的方式进行图案形成。另外，即使在电极形成后进行基于激光加工等的pn分离的情况下，为了抑制漏电流的产生，最理想的也是抑制金属膏5向基板材料3的外缘侧面13的附着、且设置余白14。

通过如以上那样的工序，形成太阳能电池用电极。此外，除了太阳能电池用电极的形成方法以外，通过如上所述的一般的制造方法来制造太阳能电池单元。

接着，详细地说明实施方式1的太阳能电池单元1的受光面侧电极的电极形成中使用的印刷掩模2。图8是表示在丝网印刷工序中使用的印刷掩模2的俯视图。图9是图8中的B-B部分(栅格电极对应部)的放大截面图。图9是与横丝12平行的角度下的截面图。以图8的箭头X所示的左右方向与栅格电极21的长度方向相对应。以图8的箭头Y所示的上下方向与表面汇流电极22的长度方向相对应。筛孔9具有纵丝11、横丝12以及感光乳剂10。在感光乳剂10中，如图9所示那样，作为使筛孔9露出的部分的开口部20的一部分而设置有栅格电极开口部41。

图10是图8中的C-C部分(汇流电极对应部)的放大截面图。图10是与横丝12平行的角度下的截面图。在感光乳剂10中，如图10所示那样，作为开口部20的一部分而设置有汇流电极开口部42。实施方式1的印刷掩模2的特征在于，用于保持金属膏5的筛孔9是将两根构成丝捻起来编织出的捻丝用于纵丝以及横丝并通过与一般的筛孔同样的平织来织网而得到的。此外，在图9以及图10中，简化捻丝，以单线来描绘。

图11是在实施方式1的太阳能电池的制造方法中使用的印刷掩模2中形成电极图案之前的掩模(空白)的示意图。图12是放大了图11的四方形部DEFG后的图。图11的四方形部DEFG和图12的外周角部DEFG相对应。在图11中以箭头X所示的上下方向是成为栅格电极21的长度方向的方向。在图11中以箭头Y所示的水平方向是成为表面汇流电极22的长度方向的方向。图11为使图8顺时针旋转90度后的配置图。掩模(空白)包括筛孔9和掩模框6。在掩模框6的印刷面侧粘贴筛孔9。

另外，图12是示出了筛孔9的织网方法的平面图。筛孔9具有纵丝111～113、横丝121～123。图中，为了明确纵丝和横丝，仅对纵丝加了阴影。

在实施方式1的筛孔9中，被织网成纵丝和横丝交替地调换上下。即，横丝121被织网成通过纵丝111之下、纵丝112之上、纵丝113之下。横丝122被织网成通过纵丝111之上、纵丝112之下、纵丝113之上。横丝123被织网成通过纵丝111之下、纵丝112之上、纵丝113之下。

这里，在实施方式1的筛孔9中，纵丝和横丝不是各自一根根地、而是将两根构成丝预先捻起来编织出的捻丝使用于纵丝以及横丝来织网。两根构成丝是极力紧密编织得没有间隙，以使得金属膏5不会通过该两根构成丝之间。此外，在实施方式1的印刷掩模2中，筛孔9的结构除了将两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝以及横丝以外，与一般的标准印刷掩模的筛孔的结构相同。

图13是示出在实施方式1的太阳能电池的制造方法中使用的印刷掩模2中通过感光乳剂10形成有电极图案(开口部)之后的印刷面侧的示意图。图14是放大图13的四方形部DEFG后的图。图13的四方形部DEFG和图14的外周角部DEFG相对应。另外，图13的四方形部DEFG和图11的外周角部DEFG相对应，图14的四方形部DEFG和图12的外周角部DEFG相对应。在图13中以箭头X表示的上下方向是成为栅格电极21的长度方向的方向。在图13中以箭头Y表示的左右方向是成为表面汇流电极22的长度方向的方向。

印刷掩模2是如图13以及图14所示那样将感光乳剂10的图案涂敷于筛孔9形成的，具备筛孔9、覆盖筛孔9的一部分的感光乳剂10以及掩模框6。感光乳剂10具有包括栅格电极开口部41和汇流电极开口部42的开口部20。栅格电极开口部41配置成在图13以及图14中以箭头X表示的上下方向成为长度方向。汇流电极开口部42配置成在图13以及图14中以箭头Y表示的左右方向成为长度方向。

根据印刷掩模2，在如图5所示被感光乳剂10覆盖的部分处，金属膏5向印刷面侧的通过被阻止，在使筛孔9露出的部分即开口部20处使金属膏5通过到印刷面侧。掩模框6保持感光乳剂10以及筛孔9。

关于印刷掩模2，只要是具备适合用于电极形成的丝网印刷的特性，则也可以适当变更结构。例如，在印刷掩模2中，作为筛孔的材料一般使用不锈钢。但是，不限于此，印刷掩模2也可以是代替不锈钢而使用包括合成纤维丝类材料的筛孔或包括不锈钢以外的其它金属材料的筛孔的掩模。另外，印刷掩模2也可以是代替感光乳剂10而将金属构件的图案粘贴于筛孔来使用的掩模。

接着，关于通过实施方式1的印刷掩模2中的筛孔9的金属膏的吐出量，与对一根纵丝和一根横丝进行织网而得到的一般的标准印刷掩模的筛孔进行比较来说明。图15是将一般的标准印刷掩模中的筛孔的一部分放大而表示的示意图。图16是将实施方式1的印刷掩模2的筛孔9的一部分放大来表示的示意图。图中，为了明确纵丝和横丝，仅对纵丝中加了阴影。

首先，参照图15说明一般的标准印刷掩模中的筛孔。一般的标准印刷掩模中的筛孔被织网成一根纵丝和一根横丝交替地调换上下。

纵丝201以及纵丝202以纵丝线径D1形成。横丝203以及横丝204以横丝线径D2形成。相邻的纵丝彼此隔着纵丝开口宽度W1的间隔配置。相邻的横丝彼此隔着横丝开口宽度W2的间隔配置。纵丝配置间距(pitch)P1是纵丝开口宽度W1和纵丝线径D1的合计值。横丝配置间距P2是横丝开口宽度W2和横丝线径D2的合计值。配置间距与相邻的丝的中心轴间的距离相当。

横丝在通过某个纵丝的下侧的情况下，通过与该纵丝邻接的纵丝的上侧。另外，横丝在通过某个纵丝的上侧的情况下，通过与该纵丝邻接的纵丝的下侧。通过重复这种织网图案以平织方式对纵丝和横丝进行织网，由此构成筛孔。一般，纵丝线径D1和横丝线径D2相同，纵丝开口宽度W1和横丝开口宽度W2也相同。

作为表示金属膏5从筛孔的吐出量的指标，使用透过厚度T这样的指标。根据图15来说明透过厚度T。向筛孔的开口部填充了筛孔的厚度(以下称为纱厚)的金属膏，在进行印刷操作、取下筛孔时，向该开口部的充填量并不会全部被吐出。即，填充在筛孔的开口部内的金属膏中的一部分金属膏由于表面张力而留下。

因此，所印刷的金属膏的厚度比纱厚薄与留在开口部内的金属膏的量相当的厚度。并且，在进行印刷操作、取下筛孔之后，在基板上金属膏5扩展开时的高度是透过厚度T。金属膏5从筛孔的吐出量是一般被称为透过容积或者透过体积的指标，但是是具有长度的维度的指标，因此在本说明书中称为透过厚度。另外，开口率K是从上表面看印刷掩模而没有网眼(纵丝、横丝)的部分的面积相对筛孔整体的比例。图15所示的一般的标准印刷掩模的透过厚度TA以及开口率KA通过以下的式子来表示。

透过厚度TA＝(开口面积×纱厚)/(纵丝配置间距×横丝配置间距)

开口率KA＝开口面积/(纵丝配置间距×横丝配置间距)

开口面积＝纵丝开口宽度W1×横丝开口宽度W2

纵丝配置间距P1＝纵丝开口宽度W1+纵丝线径D1

横丝配置间距P2＝横丝开口宽度W2+横丝线径D2

在通常的情况下，W1＝W2，D1＝D2，P1＝P2。纱厚一般与将纵丝线径和横丝线径相加得到的值相同。在编织了丝之后进行了如碾压那样的加工(以下称为压延加工(calendering))的筛孔中，能够使用纱厚为(纵丝线径+横丝线径)的50％左右的厚度。

图17是表示一般的标准印刷掩模的栅格电极开口部(与实施方式1的印刷掩模2中的栅格电极开口部41相对应)中的透过厚度TA的计算例子的一览的图表。在图17中，关于样本A1～样本A4这4种样本示出了透过厚度TA的计算例子。这里，将纵丝开口宽度W1和横丝开口宽度W2设为相同(W1＝W2)，将纵丝线径D1和横丝线径D2设为相同(D1＝D2)，将纵丝配置间距P1和横丝配置间距P2设为相同(P1＝P2)。

样本A1是使用每1英寸配置200根丝且线径为40μm的丝的“200φ40”。在样本A1中，每25.4mm排列200根丝，因此丝的配置间距成为25.4mm/200根＝127μm。开口宽度与从配置间距减去丝的线径所得到的值相等。在样本A1中，丝的线径是40μm，因此开口宽度成为87μm。纱厚设为与施以压延加工而得到的一般的筛孔的纱厚相等。图17所记载的纱厚是一般的筛孔的纱厚的值。在这种条件的样本A1中，开口率KA是46.9％，透过厚度TA是29.6μm。

样本A2是使用每1英寸配置250根丝且线径为30μm的丝的“250φ30”。在样本A2中，丝的配置间距成为25.4mm/250根＝102μm。开口宽度与从配置间距减去丝的线径所得到的值相等。在样本A2中，丝的线径是30μm，因此开口宽度成为72μm。纱厚设为与施以压延加工而得到的一般的筛孔的纱厚相等。图17所记载的纱厚是一般的筛孔的纱厚的值。在这种条件的样本A2中，开口率KA是49.7％，透过厚度TA是22.8μm。

样本A3是使用每1英寸配置290根丝且线径为20μm的丝的“290φ20”。在样本A3中，丝的配置间距成为25.4mm/290根＝88μm。开口宽度与从配置间距减去丝的线径所得到的值相等。在样本A3中，丝的线径是20μm，因此开口宽度成为68μm。纱厚设为与施以压延加工而得到的一般的筛孔的纱厚相等。图17所记载的纱厚是一般的筛孔的纱厚的值。在这种条件的样本A3中，开口率KA是59.5％，透过厚度TA是20.8μm。

样本A4是使用每1英寸配置360根丝且线径为16μm的丝的“360φ16”。在样本A4中，丝的配置间距成为25.4mm/360根＝71μm。开口宽度与从配置间距减去丝的线径所得到的值相等。在样本A4中，丝的线径是16μm，因此开口宽度成为55μm。纱厚设为与施以压延加工而得到的一般的筛孔的纱厚相等。图17所记载的纱厚是一般的筛孔的纱厚的值。在这种条件的样本A4中，开口率KA是59.8％，透过厚度TA是16.7μm。

接着，参照图16说明实施方式1的印刷掩模2中的筛孔9。实施方式1的印刷掩模2中的筛孔9的结构除了将两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝以及横丝以外，与一般的标准印刷掩模的筛孔的结构相同。印刷掩模2中的筛孔9通过平织被织网成一根纵丝(捻丝)和一根横丝(捻丝)交替地调换上下。

纵丝111、纵丝112以及纵丝113分别包括将纵丝线径D3的构成丝131和纵丝线径D4的构成丝132捻起来编织出的捻丝。横丝121、横丝122以及横丝123分别包括将横丝线径D5的构成丝133和横丝线径D6的构成丝134捻起来编织出的捻丝。相邻的纵丝彼此隔着纵丝开口宽度W3的间隔配置。相邻的横丝彼此隔着横丝开口宽度W4的间隔配置。纵丝配置间距P3是纵丝开口宽度W3、纵丝线径D3以及纵丝线径D4的合计值。横丝配置间距P4是横丝开口宽度W4、横丝线径D5以及横丝线径D6的合计值。配置间距与相邻的丝的中心轴间的距离相当。

横丝在通过某个纵丝的下侧的情况下，通过与该纵丝相邻的纵丝的上侧。另外，横丝在通过某个纵丝的上侧的情况下，通过与该纵丝相邻的纵丝的下侧。通过重复这种织网图案而通过平织对纵丝和横丝进行织网，构成筛孔9。图16所示的印刷掩模2的透过厚度TB以及开口率KB通过以下的式子表示。

透过厚度TB＝(开口面积×纱厚)/(纵丝配置间距×横丝配置间距)

开口率KB＝开口面积/(纵丝配置间距×横丝配置间距)

开口面积＝纵丝开口宽度W3×横丝开口宽度W4

纵丝配置间距P3＝纵丝开口宽度W3+纵丝线径D3+纵丝线径D4

横丝配置间距P4＝横丝开口宽度W4+横丝线径D5+横丝线径D6

作为一个例子，W3＝W4，D3＝D4＝D5＝D6，P3＝P4。作为一个例子，纱厚是与将纵丝线径和横丝线径相加所得到的值相同。在编织了丝之后进行了压延加工的筛孔9中，能够使用纱厚为(纵丝线径+横丝线径)50％左右的厚度。

图18是表示实施方式1的印刷掩模2的栅格电极开口部41的透过厚度TB的计算例子一览的图表。在图18中，关于样本B1～样本B4这4种样本示出了透过厚度TB的计算例子。这里，将纵丝开口宽度W3和横丝开口宽度W4设为相同(W3＝W4)，将纵丝线径D3、纵丝线径D4、横丝线径D5以及横丝线径D6设为相同(D3＝D4＝D5＝D6)，将纵丝配置间距P3和横丝配置间距P4设为相同(P3＝P4)。另外，纵丝配置间距P3以及横丝配置间距P4设为与作为比较例的一般的标准印刷的筛孔的纵丝配置间距P1相同。

样本B1是将每1英寸配置200根丝且线径为40μm的两根丝捻起来编织出的捻丝作为纵丝以及横丝来使用的“200φ40双股(double)”。这里的200根意味着捻丝为200根。在样本B1中，每25.4mm排列200本的捻丝，因此捻丝的配置间距成为25.4mm/200根＝127μm。开口宽度与从配置间距减去捻丝的线径所得到的值相等。在样本B1中，纵丝线径D3和纵丝线径D4是40μm，捻丝的表观的线径成为2倍是80μm(图18中的线径栏的()内)。但是，通过进行与一般的标准印刷相同程度的压延加工，捻丝的表观的线径Da成为63μm。因而，在样本B1中，开口宽度成为从配置间距减去捻丝的表观的线径Da所得到的值即64μm。纱厚设为单纯地将捻丝编织的值(捻丝的表观的线径Da的2倍)。在这种条件的样本B1中，开口率KB是25.4％，透过厚度TB是32.0μm。

样本B2是将每1英寸配置250根丝且线径为30μm的两根丝捻起来编织出的捻丝作为纵丝以及横丝来使用的“250φ30双股”。这里的250根意味着捻丝为250根。在样本B2中，每25.4mm排列250根捻丝，因此捻丝的配置间距成为25.4mm/250根＝102μm。开口宽度与从配置间距减去捻丝的线径所得到的值相等。在样本B2中，纵丝线径D3和纵丝线径D4是30μm，捻丝的表观的线径成为2倍的60μm(图18中的线径栏的()内)。但是，通过进行与一般的标准印刷相同程度的压延加工，捻丝的表观的线径Da成为46μm。因而，在样本B2中，开口宽度成为从配置间距减去捻丝的表观的线径Da所得到的值即56μm。纱厚设为单纯地编织捻丝的值(捻丝的表观的线径Da的2倍)。在这种条件的样本B2中，开口率KB是30.1％，透过厚度TB是27.7μm。

样本B3是将每1英寸配置290根丝且线径为20μm的两根丝捻起来编织出的捻丝作为纵丝以及横丝来使用的“290φ20双股”。这里的290根意味着捻丝为290根。在样本B3中，每25.4mm排列290根捻丝，因此捻丝的配置间距成为25.4mm/290根＝88μm。开口宽度与从配置间距减去捻丝的线径所得到的值相等。在样本B3中，纵丝线径D3和纵丝线径D4是20μm、捻丝的表观的线径成为2倍是40μm(图18中的线径栏的()内)。但是，通过进行与一般的标准印刷相同程度的压延加工，捻丝的表观的线径Da成为35μm。因而，在样本B3中，开口宽度成为从配置间距减去捻丝的表观的线径Da所得到的值即53μm。纱厚设为单纯地编织捻丝的值(捻丝的表观的线径Da的2倍)。在这种条件的样本B3中，开口率KB是36.3％，透过厚度TB是25.4μm。

样本B4是将每1英寸配置360根丝且线径为16μm的两根丝捻起来编织出的捻丝作为纵丝以及横丝来使用的“360φ16双股”。这里的360根意味着捻丝为360根。在样本B4中，每25.4mm排列360根捻丝，因此捻丝的配置间距成为25.4mm/360根＝71μm。开口宽度与从配置间距减去捻丝的线径所得到的值相等。在样本B4中，纵丝线径D3和纵丝线径D4是16μm，捻丝的表观的线径成为2倍是32μm(图18中的线径栏的()内)。但是，通过进行与一般的标准印刷相同程度的压延加工，捻丝的表观的线径Da成为28μm。因而，在样本B4中，开口宽度成为从配置间距减去捻丝的表观的线径Da所得到的值即43μm。纱厚设为单纯地编织捻丝的值(捻丝的表观的线径Da的2倍)。在这种条件的样本B4中，开口率KB是36.7％，透过厚度TB是20.5μm。

图19是表示实施方式1的印刷掩模的筛孔相对于一般的标准印刷掩模的筛孔的相对的膏的使用比率的一览的图表。图19是根据图17和图18求出的。

例如，实施方式1的印刷掩模2的样本B1：“200φ40双股”与一般的标准印刷掩模的样本A1：“200φ40”相比较时，配置间距是相同的127μm，但是开口宽度从87μm变小到64μm，因此开口率从46.9％下降到25.4％。另一方面，透过厚度从29.6μm增加到32.0μm。并且，将透过厚度和开口率相乘所得到的值从13.9减少到8.1，其比率是58.6％。

即，当将一般的标准印刷掩模的样本A1：“200φ40”的筛孔中包含的金属膏的量设为1时，实施方式1的印刷掩模2的样本B1：“200φ40双股”的筛孔9中包含的金属膏的量成为0.586。同样地，当将样本A2：“250φ30”的筛孔中包含的金属膏的量设为1时，样本B2：“250φ30双股”的筛孔9中包含的金属膏的量成为0.737。

同样地，当将样本A3：“290φ20”的筛孔中包含的金属膏的量设为1时，样本B3：“290φ20双股”的筛孔9中包含的金属膏的量成为0.742。同样地，当将样本A4：“360φ16”的筛孔中包含的金属膏的量设为1时，样本B4：“360φ16双股”的筛孔9中包含的金属膏的量成为0.753。

在这样的筛孔9中，从上表面观察筛孔9的情况下的捻丝的遮蔽部的1边中，构成丝是一根部分和两根部分被交替地配置。因此，即使在配置间距相同的情况下，与对一根丝进行平织的情况相比开口宽度也变窄，开口率变小。另一方面，在筛孔9中，捻丝是将两根构成丝捻起来编织出的，因此印刷掩模2的纱厚与对一根丝进行平织的情况相比变高。例如，虽然还依赖于压延加工的程度，但是高于构成丝两根、低于四根，能够平均地设为构成丝三根左右的高度。即，在筛孔9中，通过调整构成丝的线径和压延加工的加工程度，能够降低开口率并且增大纱厚。

这样，通过使用实施方式1的印刷掩模2来进行栅格电极的丝网印刷，能够在抑制开口率地描绘精细的细线电极图案来进行印刷的同时增加透过厚度。因而，通过使用实施方式1的印刷掩模2来进行栅格电极的丝网印刷，能够一边使栅格电极的宽度变细一边确保栅格电极的厚度变厚、实现细线电极难以断线的厚度。由此，能够降低太阳能电池的受光面侧的屏蔽损失(shadow loss)并且降低电极的电阻来降低电阻损耗，能够提高太阳能电池的发电效率。

另外，通过使用实施方式1的印刷掩模2来进行汇流电极的丝网印刷，能够将筛孔9中包含的膏量自身抑制得少。因而，能够抑制汇流电极中使用的膏量，作为电极印刷整体能够抑制膏使用量。由此，能够降低电极的成本，能够降低太阳能电池的制造成本。

即，通过使用印刷掩模2来进行丝网印刷，能够一边抑制受光面侧电极的印刷所需的金属膏5整体的使用量一边提供用于描绘厚度厚的栅格电极21足够的金属膏5，该印刷掩模2使用了用将两根构成丝捻起来编织出的丝织网而得到的筛孔9。由此，能够提高太阳能电池的发电效率，并且降低太阳能电池的制造成本。

此外，在上述中，说明了在纵丝和横丝的两者中使用捻丝的情况，但是也可以在纵丝和横丝中的至少一个中使用捻丝。但是，为了获得足够的效果，最好是在纵丝和横丝的两者中使用捻丝。

另外，在上述说明中，说明了纵丝(捻丝)的线径和横丝(捻丝)的线径相同的情况下的效果，但是在纵丝(捻丝)的线径和横丝(捻丝)的线径改变为不同的线径的情况下，也能获得与上述同样的效果。另外，在上述说明中，说明了构成纵丝(捻丝)的两根构成丝的线径是相同的情况下的效果，但是在将构成纵丝(捻丝)的两根构成丝的线径改变为各自不同的线径的情况下，也能获得与上述同样的效果。也可以改变各自的线径。同样地，在将构成横丝(捻丝)的两根构成丝的线径改变为各自不同的线径的情况下，也能获得与上述同样的效果。另外，即使构成纵丝以及横丝的各两根构成丝、即四根构成丝全部都是不同的线径，也能获得与上述同样的效果。通过这样调整构成丝的线径来改变捻丝的结构，由此能够自由地改变相邻的纵丝彼此的间隔或者纵丝的配置间距。另外，能够自由地改变相邻的横丝彼此的间隔或者横丝的配置间距。由此，能够根据电极图案来将开口率以及透过厚度调整为恰当的值。

另外，通过使用实施方式1的印刷掩模2，即使使用一般的印刷机，也能够削减电极的印刷中使用的金属膏的使用量。因此，除了作为印刷掩模使用实施方式1的印刷掩模2以外，能够通过一般的丝网印刷方法来描绘厚度厚的细线栅格电极、并且削减作为电极整体的金属膏的使用量。另外，通过在一般的印刷机中仅将印刷掩模变更为实施方式1的印刷掩模2，能够容易地实施上述的丝网印刷，通用性优良。这种实施方式1的印刷掩模2对太阳能电池的受光面侧电极的形成特别有用。

此外，在使用使配置间距相同并将两根构成丝横向排列的两根构成的纵丝(横丝)的情况下，得不到如上所述的效果。即，在仅将两根构成丝横向排列而构成纵丝(横丝)的情况下，能够降低开口率，但是不能获得纱厚。

如上所述，在实施方式1中，在电极的丝网印刷中使用采用筛孔的印刷掩模，该筛孔是使用将两根构成丝捻起来编织出的捻丝而织网出的。由此，能够形成具有即使在细线化的栅格电极的印刷中也难以断线的电极高度的电极。另外，在汇流电极的印刷中，能够降低金属膏的使用量。因而，根据实施方式1，能够提高太阳能电池的发电效率，并且降低太阳能电池的制造成本。如以上那样，实施方式1的太阳能电池的制造方法、印刷掩模以及太阳能电池对太阳能电池的低成本化是有用的。

实施方式2.

接着，说明使用通过实施方式1的太阳能电池的制造方法制作出的太阳能电池单元1的太阳能电池模块。图20以及图21是说明实施方式2的太阳能电池模块的制造方法的次序的截面示意图。在图20以及图21中，示出了上侧被设置为受光面(表面)的状态，但是在组装太阳能电池模块时，以在图20以及图21中翻转了上下的状态来进行组装。

首先，在透光性基板51之上设置透光性树脂部件52。接着，在透光性树脂部件52之上设置带布线的太阳能电池53。使采用实施方式1的太阳能电池的制造方法制作出的规定个数的太阳能电池单元1(参照图1～图3)并列，并通过作为连接部件的焊接铜线等来连接相邻的太阳能电池单元1的表面汇流电极22彼此，从而以电串联地布线接合的方式来形成带布线的太阳能电池53。此外，在布线中使用的材料除了焊接铜线以外，只要是具有导电性的材料即可。带布线的太阳能电池53以各太阳能电池单元1的背面为上，被设置在透光性树脂部件52之上。

接着，在带布线的太阳能电池53之上依次设置透光性树脂部件52以及背面薄片54。在图20中，示出了从图的上部依次叠加透光性基板51、透光性树脂部件52、带布线的太阳能电池53、透光性树脂部件52以及背面薄片54的状态。

通过在使这些部件压接的状态下施以加热处理，由此如图21所示地制作出使密封有带布线的太阳能电池53的透光性树脂层55、透光性基板51以及背面薄片54一体化的太阳能电池模块。通过使用具备通过实施方式1的太阳能电池的形成方法所形成的电极的太阳能电池单元1，能够以低的制造成本制作发电效率高的太阳能电池。

在太阳能电池模块的制作中的加热以及压接的处理中，理想的是使用被称为层压机的真空加热压接装置。层压机使透光性树脂部件52以及背面薄片54加热变形，进而通过使它们热硬化而使其一体化，并且将太阳能电池密封于透光性树脂层55。

真空加热压接装置在减压环境下对各部件进行加热以及压接。由此，对于在透光性基板51以及透光性树脂部件52之间、透光性树脂部件52以及带布线的太阳能电池53之间、带布线的太阳能电池53以及透光性树脂部件52之间、透光性树脂部件52以及背面薄片54之间中的任意中，都能够防止空隙以及气泡的残留，以均匀的压力压接各部件。

真空加热压接装置中的加热以及压接的处理是在200度以下、理想是150度至200度的温度下实施。加热以及压接的处理中的温度能够根据透光性树脂部件52的材质等而适当变更。

作为透光性基板51，例如使用玻璃基板。透光性基板51只要是能够透过太阳光即可，也可以包含玻璃以外的材质。透光性树脂部件52包含乙烯醋酸乙烯酯(ethylene-vinylacetate)系、聚乙烯缩丁醛(polyvinyl butyral)系、环氧(epoxy)系、丙烯酸(acrylic)系、聚氨酯(urethane)系、烯烃(olefin)系、聚酯(polyester)系、硅系、聚苯乙烯(polystyrene)系、聚碳酸酯(polycarbonate)系以及橡胶(rubber)系等树脂中的一个或者多个。关于透光性树脂部件52，只要能够透过太阳光，则也可以使用这里举出的材质以外的任意材质。

作为背面薄片54，使用包括聚酯系、聚乙烯系、聚碳酸酯系以及聚酰亚胺(polyimide)系等树脂中的一个或者多个的薄片。关于背面薄片54，只要是对太阳能电池模块的保护具有足够的强度、耐湿性以及耐候性的材料，则也可以是包含这里举出的材料以外的任意材质。为了提高强度、耐湿性以及耐候性，背面薄片54不仅是树脂材料，也可以设为包括粘贴了金属箔材料的复合材料。另外，背面薄片54也可以设为将具有高的光反射率的金属材料或者具有高折射率的透明部件通过蒸镀等来粘贴于树脂材料。

为了提高层压加工的紧贴性、防止来自外部的水分等的浸入，也可以通过包括橡胶系树脂部件等的带来保护太阳能电池模块的端面。作为橡胶系树脂部件，例如使用丁基橡胶等。进而，鉴于作为构造体的处理难易度，太阳能电池模块也可以设计为包围外周的框。框例如使用铝或者铝合金等金属部件来构成。

根据实施方式2，使用通过实施方式1的太阳能电池的制造方法制作出的太阳能电池单元1来制作太阳能电池模块。由此，能够不对一般的太阳能电池模块的制作方法加以变更地通过简便的手法来获得发电效率高、廉价的太阳能电池模块。因而，实施方式1的太阳能电池的制造方法以及实施方式2的太阳能电池模块的制造方法在工业上非常有用。

工业上的可利用性

如以上那样，本发明的太阳能电池的制造方法对发电效率高的太阳能电池的制造是有用的。

Claims (2)

1.一种太阳能电池的制造方法，包括经由印刷掩模将包含作为电极材料的导电性材料的膏涂敷于基板的电极形成面的丝网印刷工序，该印刷掩模具有与具有汇流电极部和栅格电极部的电极形状相对应的开口部，该制造方法的特征在于，

所述丝网印刷工序包括使用在所述开口部设置有筛孔的所述印刷掩模来涂敷所述膏的工序，该筛孔是将包含金属材料的两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝和横丝中的至少一方来织网而得到的，

所述两根构成丝的线径相同，

所述印刷掩模的纱厚比两根所述构成丝厚且比四根所述构成丝薄。

2.一种印刷掩模，在将包含作为电极材料的导电性材料的膏通过丝网印刷涂敷于基板的电极形成面时使用，该印刷掩模的特征在于，

用于保持所述膏的筛孔是将包含金属材料的两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝和横丝中的至少一方来织网而得到的，

所述两根构成丝的线径相同，

所述印刷掩模的纱厚比两根所述构成丝厚且比四根所述构成丝薄。