JP2003234490A - 基板上に補強膜を形成するための方法と装置および太陽電池 - Google Patents
基板上に補強膜を形成するための方法と装置および太陽電池Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Hybrid Cells (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄くて割れやすい基板の取り扱い中の割れを
低減させ、その基板を利用する製品の信頼性を低下させ
ることなく製造コストを低減させる。 【解決手段】 本発明の一つの態様では、基板（１）上
の所定領域に補強膜を形成する方法は、その所定領域の
外側に第１の液状物質で第１の膜（２）を形成し、基板
（１）に対しては濡れ性がよくかつ第１の膜（２）に対
しては濡れ性が悪い第２の液状物質で補強膜となる第２
の膜（３）を第１の膜（２）の内側の領域に形成する工
程を含んでいる。本発明の他の態様では、基板上の所定
領域に補強膜を形成する方法は、その所定領域に第３の
液状物質で第３の膜を形成し、基板に対しては濡れ性が
悪くかつ第３の膜に対しては濡れ性がよい第４の液状物
質で補強膜となる第４の膜を第３の膜の全領域上に形成
する工程を含んでいる。
低減させ、その基板を利用する製品の信頼性を低下させ
ることなく製造コストを低減させる。 【解決手段】 本発明の一つの態様では、基板（１）上
の所定領域に補強膜を形成する方法は、その所定領域の
外側に第１の液状物質で第１の膜（２）を形成し、基板
（１）に対しては濡れ性がよくかつ第１の膜（２）に対
しては濡れ性が悪い第２の液状物質で補強膜となる第２
の膜（３）を第１の膜（２）の内側の領域に形成する工
程を含んでいる。本発明の他の態様では、基板上の所定
領域に補強膜を形成する方法は、その所定領域に第３の
液状物質で第３の膜を形成し、基板に対しては濡れ性が
悪くかつ第３の膜に対しては濡れ性がよい第４の液状物
質で補強膜となる第４の膜を第３の膜の全領域上に形成
する工程を含んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄くて割れやすい基
板上に補強膜パターンを形成する技術に関し、特に、良
好な精度で補強膜パターンを形成するための方法と装置
およびその補強膜パターンが形成された半導体太陽電池
に関するものである。
板上に補強膜パターンを形成する技術に関し、特に、良
好な精度で補強膜パターンを形成するための方法と装置
およびその補強膜パターンが形成された半導体太陽電池
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池セル用の単結晶または多結晶の
シリコン基板は、内周刃スライサ、外周刃スライサまた
はワイヤーソーなどを用いて、単結晶または多結晶のシ
リコンインゴットから３００〜３５０μｍ程度の厚さに
切出される。太陽電池セルの製造においては、光電変換
を生じさせるｐｎ接合をシリコン基板内に形成し、その
基板内への光の入射を増大させる反射防止膜や光電変換
電流を効率良く取出すための電極などが形成される。
シリコン基板は、内周刃スライサ、外周刃スライサまた
はワイヤーソーなどを用いて、単結晶または多結晶のシ
リコンインゴットから３００〜３５０μｍ程度の厚さに
切出される。太陽電池セルの製造においては、光電変換
を生じさせるｐｎ接合をシリコン基板内に形成し、その
基板内への光の入射を増大させる反射防止膜や光電変換
電流を効率良く取出すための電極などが形成される。
【０００３】さらに、導電性の金属帯からなるインター
コネクタを太陽電池セル間に接続し、数十枚の太陽電池
セルを含む太陽電池モジュールが製造される。太陽電池
モジュールにおいては、アレイ状に配列された数十枚の
太陽電池セルの表側にガラス板が透明樹脂で接合されて
いて、その裏側には絶縁フィルムや防湿フィルムなどが
付与されており、太陽電池セル回路の両端から外部に電
流を取り出すための端子が引出されている。
コネクタを太陽電池セル間に接続し、数十枚の太陽電池
セルを含む太陽電池モジュールが製造される。太陽電池
モジュールにおいては、アレイ状に配列された数十枚の
太陽電池セルの表側にガラス板が透明樹脂で接合されて
いて、その裏側には絶縁フィルムや防湿フィルムなどが
付与されており、太陽電池セル回路の両端から外部に電
流を取り出すための端子が引出されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような太陽電池モ
ジュールのコスト低減を図るには、そのコストの大きい
部分を占めるシリコン基板を薄くして、高価なシリコン
材料の使用量を削減する必要がある。しかし、シリコン
基板を薄くすれば、太陽電池セルおよびモジュールの製
造工程中で太陽電池セルの割れが多くなって生産歩留が
低下し、必ずしもコスト低減に繋がらない。また、太陽
電池セルを薄くすれば、完成品の太陽電池モジュールの
使用中に受ける温度サイクルなどによって太陽電池セル
の割れが発生しやすくなり、そのモジュールの品質や信
頼性の低下が懸念される。したがって、量産される従来
の太陽電池セルのシリコン基板は３００〜３５０μｍ程
度の厚さが一般的である。
ジュールのコスト低減を図るには、そのコストの大きい
部分を占めるシリコン基板を薄くして、高価なシリコン
材料の使用量を削減する必要がある。しかし、シリコン
基板を薄くすれば、太陽電池セルおよびモジュールの製
造工程中で太陽電池セルの割れが多くなって生産歩留が
低下し、必ずしもコスト低減に繋がらない。また、太陽
電池セルを薄くすれば、完成品の太陽電池モジュールの
使用中に受ける温度サイクルなどによって太陽電池セル
の割れが発生しやすくなり、そのモジュールの品質や信
頼性の低下が懸念される。したがって、量産される従来
の太陽電池セルのシリコン基板は３００〜３５０μｍ程
度の厚さが一般的である。
【０００５】すなわち、シリコンインゴットから切り出
されるシリコンウエハを薄くすれば、シリコン基板、太
陽電池セル、さらには太陽電池モジュールの製造工程中
で、そのシリコン基板のエッジ部において目に見えない
小さな亀裂、傷、欠けなどが生じやすくなり、それらの
欠陥を起点に大きなひびや割れに発展する確率が大きく
なる。製造工程中のシリコン基板の割れは、基板材料の
損失、割れた基板の取替え、割れた破片を製造装置から
取り除くための追加的作業の必要性などを生じさせ、太
陽電池セルやモジュールのコストを上昇させる原因とな
る。特に、太陽電池モジュールの製造中に太陽電池セル
基板（ウエハ）が割れた場合、そのモジュール全体が不
良品となり、損失が大きくなる。また、完成直後の太陽
電池モジュールに異常がなくても、太陽電池セル基板が
薄ければ、そのモジュール使用中の温度サイクルなどに
よってセルに割れが発生しやすくなる懸念がある。
されるシリコンウエハを薄くすれば、シリコン基板、太
陽電池セル、さらには太陽電池モジュールの製造工程中
で、そのシリコン基板のエッジ部において目に見えない
小さな亀裂、傷、欠けなどが生じやすくなり、それらの
欠陥を起点に大きなひびや割れに発展する確率が大きく
なる。製造工程中のシリコン基板の割れは、基板材料の
損失、割れた基板の取替え、割れた破片を製造装置から
取り除くための追加的作業の必要性などを生じさせ、太
陽電池セルやモジュールのコストを上昇させる原因とな
る。特に、太陽電池モジュールの製造中に太陽電池セル
基板（ウエハ）が割れた場合、そのモジュール全体が不
良品となり、損失が大きくなる。また、完成直後の太陽
電池モジュールに異常がなくても、太陽電池セル基板が
薄ければ、そのモジュール使用中の温度サイクルなどに
よってセルに割れが発生しやすくなる懸念がある。
【０００６】以上のような従来技術における課題に鑑
み、本発明は、太陽電池セルに用いられる半導体基板を
薄くしても太陽電池セルやモジュールの製造工程におけ
るセル割れを低減することによって、太陽電池セルやモ
ジュールの信頼性を低下させることなく製造コストを下
げることを目的としている。さらに、本発明は、太陽電
池セル用半導体基板に限られずに、薄くて割れやすいあ
らゆる基板の取り扱い中の割れを低減することによっ
て、それらの基板を利用する製品の信頼性を低下させる
ことなく製造コストを下げることをも目的としている。
み、本発明は、太陽電池セルに用いられる半導体基板を
薄くしても太陽電池セルやモジュールの製造工程におけ
るセル割れを低減することによって、太陽電池セルやモ
ジュールの信頼性を低下させることなく製造コストを下
げることを目的としている。さらに、本発明は、太陽電
池セル用半導体基板に限られずに、薄くて割れやすいあ
らゆる基板の取り扱い中の割れを低減することによっ
て、それらの基板を利用する製品の信頼性を低下させる
ことなく製造コストを下げることをも目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
れば、基板上の所定領域に補強膜を形成する方法は、そ
の所定領域の外側に第１の液状物質で第１の膜を形成す
る工程と、基板に対しては濡れ性がよくかつ第１の膜に
対しては濡れ性が悪い第２の液状物質で補強膜となる第
２の膜を第１の膜の内側の領域に形成する工程とを含む
ことを特徴としている。
れば、基板上の所定領域に補強膜を形成する方法は、そ
の所定領域の外側に第１の液状物質で第１の膜を形成す
る工程と、基板に対しては濡れ性がよくかつ第１の膜に
対しては濡れ性が悪い第２の液状物質で補強膜となる第
２の膜を第１の膜の内側の領域に形成する工程とを含む
ことを特徴としている。
【０００８】なお、第１の膜が硬化した後に第２の液状
物質を供給することが好ましい。また、通常は、第２の
膜が第１の膜より厚く形成される。第１の液状物質とし
てはインクまたは塗料が用いられ、第２の液状物質とし
ては紫外線硬化型塗料が用いられ得る。
物質を供給することが好ましい。また、通常は、第２の
膜が第１の膜より厚く形成される。第１の液状物質とし
てはインクまたは塗料が用いられ、第２の液状物質とし
ては紫外線硬化型塗料が用いられ得る。
【０００９】本発明の他の態様によれば、基板上の所定
領域に補強膜を形成する方法は、その所定領域に第３の
液状物質で第３の膜を形成する工程と、基板に対しては
濡れ性が悪くかつ第３の膜に対しては濡れ性がよい第４
の液状物質で補強膜となる第４の膜を第３の膜の全領域
上に形成する工程とを含むことを特徴としている。
領域に補強膜を形成する方法は、その所定領域に第３の
液状物質で第３の膜を形成する工程と、基板に対しては
濡れ性が悪くかつ第３の膜に対しては濡れ性がよい第４
の液状物質で補強膜となる第４の膜を第３の膜の全領域
上に形成する工程とを含むことを特徴としている。
【００１０】なお、第３の膜が硬化する前に第４の液状
物質を供給することが好ましい。第３の膜はスクリーン
印刷により形成され得る。
物質を供給することが好ましい。第３の膜はスクリーン
印刷により形成され得る。
【００１１】以上の発明の態様において、補強膜は通常
０．１ｍｍ以上の厚さに形成される。また、基板は半導
体からなり得る。
０．１ｍｍ以上の厚さに形成される。また、基板は半導
体からなり得る。
【００１２】本発明のさらに他の態様によれば、基板上
の所定領域に補強膜を形成する装置は、その所定領域の
外側に第１の液状物質で第１の膜を印刷する印刷装置
と、基板に対しては濡れ性がよくかつ第１の膜に対して
は濡れ性が悪い第２の液状物質で補強膜となる第２の膜
を第１の膜の内側の領域に形成する吐出装置とを含むこ
とを特徴としている。
の所定領域に補強膜を形成する装置は、その所定領域の
外側に第１の液状物質で第１の膜を印刷する印刷装置
と、基板に対しては濡れ性がよくかつ第１の膜に対して
は濡れ性が悪い第２の液状物質で補強膜となる第２の膜
を第１の膜の内側の領域に形成する吐出装置とを含むこ
とを特徴としている。
【００１３】本発明のさらに他の態様によれば、基板上
の所定領域に補強膜を形成する装置は、その所定領域に
第３の液状物質で第３の膜を形成する印刷装置と、基板
に対しては濡れ性が悪くかつ第３の膜に対しては濡れ性
がよい第４の液状物質で補強膜となる第４の膜を形成す
る吐出装置とを含んでいることを特徴としている。
の所定領域に補強膜を形成する装置は、その所定領域に
第３の液状物質で第３の膜を形成する印刷装置と、基板
に対しては濡れ性が悪くかつ第３の膜に対しては濡れ性
がよい第４の液状物質で補強膜となる第４の膜を形成す
る吐出装置とを含んでいることを特徴としている。
【００１４】本発明のさらに他の態様によれば、太陽電
池が上述の補強膜形成方法によって補強された半導体基
板を含むことを特徴としている。
池が上述の補強膜形成方法によって補強された半導体基
板を含むことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明者らはまず、薄くて割れや
すい基板を機械的に補強するために、基板の一主面上に
ＵＶ液（紫外線硬化型樹脂液）などの塗布によって、所
定のパターンで補強膜を形成することを考えた。塗布方
法としては、使用する塗料の粘度、膜厚、基板の表面状
態、描きたい塗布パターンなどに適した塗布条件を選定
し、直接的に基板表面上に塗料をノズルから吐出し塗布
パターンを描くディスペンス塗布方法またはスクリーン
印刷法などが考えられる。
すい基板を機械的に補強するために、基板の一主面上に
ＵＶ液（紫外線硬化型樹脂液）などの塗布によって、所
定のパターンで補強膜を形成することを考えた。塗布方
法としては、使用する塗料の粘度、膜厚、基板の表面状
態、描きたい塗布パターンなどに適した塗布条件を選定
し、直接的に基板表面上に塗料をノズルから吐出し塗布
パターンを描くディスペンス塗布方法またはスクリーン
印刷法などが考えられる。
【００１６】しかし、本発明者らの予備的調査によれ
ば、従来の塗布方法であるノズル吐出方法では正確な塗
布パターンを描くことが困難であることが判明した。こ
のことは、補強膜がその機能を発揮するためには少なく
とも０．１ｍｍ以上の厚さを必要とすることと関連す
る。すなわち、基板表面に対する補強用塗料の濡れ性が
良好な場合、ノズル吐出方法で所望の塗布パターンを描
こうとしても、比較的厚い塗膜の周縁部がその良好な濡
れ性によって大きく広がり、所望のパターンからはみ出
してしまうことが多い。また、スクリーン印刷方法では
微細な網目を通して塗料が基板面上に付与されるので、
所望の塗布パターンを０．１ｍｍ以上の均一な厚膜で形
成することが容易ではない。そこで、本発明者らはさら
に調査を進めて、以下のような本発明の実施形態を考え
出した。
ば、従来の塗布方法であるノズル吐出方法では正確な塗
布パターンを描くことが困難であることが判明した。こ
のことは、補強膜がその機能を発揮するためには少なく
とも０．１ｍｍ以上の厚さを必要とすることと関連す
る。すなわち、基板表面に対する補強用塗料の濡れ性が
良好な場合、ノズル吐出方法で所望の塗布パターンを描
こうとしても、比較的厚い塗膜の周縁部がその良好な濡
れ性によって大きく広がり、所望のパターンからはみ出
してしまうことが多い。また、スクリーン印刷方法では
微細な網目を通して塗料が基板面上に付与されるので、
所望の塗布パターンを０．１ｍｍ以上の均一な厚膜で形
成することが容易ではない。そこで、本発明者らはさら
に調査を進めて、以下のような本発明の実施形態を考え
出した。
【００１７】図１は、本発明の実施形態の一例を模式的
な平面図で示している。この実施形態は、薄くて割れや
すい基板１の表面に対して補強膜用のＵＶ塗料３の濡れ
性が良好な場合である。
な平面図で示している。この実施形態は、薄くて割れや
すい基板１の表面に対して補強膜用のＵＶ塗料３の濡れ
性が良好な場合である。
【００１８】まず、図１（Ａ）に示されているように、
基板１に対する補強膜用ＵＶ塗料３の濡れ性を低下させ
る塗料を用いて、補強膜用ＵＶ塗料３の塗布パターン外
周に沿って線引きを行ない、塗布パターン枠２を描く。
その後、図１（Ａ）に示されているように塗布パターン
枠２内に補強膜用ＵＶ塗料３を吐出すれば、図１（Ｂ）
に示されているように塗布パターン枠２内のみにおいて
そのＵＶ塗料３が広がる。なぜならば、補強膜用ＵＶ塗
料３は塗布パターン枠２に対してほとんど濡れることが
できないので、基板１面上でその塗布パターン枠２の内
周部で止まるからである。補強膜用ＵＶ塗料３の吐出量
は、所望の膜厚に必要な量にあらかじめ調整しておくこ
とができる。
基板１に対する補強膜用ＵＶ塗料３の濡れ性を低下させ
る塗料を用いて、補強膜用ＵＶ塗料３の塗布パターン外
周に沿って線引きを行ない、塗布パターン枠２を描く。
その後、図１（Ａ）に示されているように塗布パターン
枠２内に補強膜用ＵＶ塗料３を吐出すれば、図１（Ｂ）
に示されているように塗布パターン枠２内のみにおいて
そのＵＶ塗料３が広がる。なぜならば、補強膜用ＵＶ塗
料３は塗布パターン枠２に対してほとんど濡れることが
できないので、基板１面上でその塗布パターン枠２の内
周部で止まるからである。補強膜用ＵＶ塗料３の吐出量
は、所望の膜厚に必要な量にあらかじめ調整しておくこ
とができる。
【００１９】ここで、塗布パターン枠２は基板１に対す
る補強膜用ＵＶ塗料３の濡れ性を低下させるだけの機能
を発揮すればよいので、その厚さは非常に薄くてもよ
い。したがって、塗布パターン枠２の線を形成した後
に、その線幅が広がる問題を生じることはない。なお、
塗布パターン枠２は線状の枠である必要性はなく、その
枠の外側全面に濡れ性を低下させる塗料を塗布してもよ
いことは言うまでもない。
る補強膜用ＵＶ塗料３の濡れ性を低下させるだけの機能
を発揮すればよいので、その厚さは非常に薄くてもよ
い。したがって、塗布パターン枠２の線を形成した後
に、その線幅が広がる問題を生じることはない。なお、
塗布パターン枠２は線状の枠である必要性はなく、その
枠の外側全面に濡れ性を低下させる塗料を塗布してもよ
いことは言うまでもない。
【００２０】なお、図２（Ａ）に示されているように塗
布パターン枠２を形成することなく補強膜用ＵＶ塗料３
を基板１上に吐出すれば、図２（Ｂ）に示されているよ
うに濡れ性の良好な補強膜用ＵＶ塗料３が所望の補強膜
パターンをはみ出して不規則に広がる。
布パターン枠２を形成することなく補強膜用ＵＶ塗料３
を基板１上に吐出すれば、図２（Ｂ）に示されているよ
うに濡れ性の良好な補強膜用ＵＶ塗料３が所望の補強膜
パターンをはみ出して不規則に広がる。
【００２１】図３は、本発明の実施形態の他の例を模式
的な平面図で示している。この実施形態は、薄くて割れ
やすい基板４の表面に対して補強膜用のＵＶ塗料６の濡
れ性が低い場合である。
的な平面図で示している。この実施形態は、薄くて割れ
やすい基板４の表面に対して補強膜用のＵＶ塗料６の濡
れ性が低い場合である。
【００２２】まず、図３（Ａ）に示されているように、
基板４に対する補強膜用ＵＶ塗料６の濡れ性を向上させ
る塗料５を用いて、形成されるべき補強膜用ＵＶ塗料６
の塗布パターンと同じパターンを形成する。この塗料５
のパターンは補強膜用ＵＶ塗料６の濡れ性を向上させる
ように機能するだけでよいので、きわめて薄い数十μｍ
程度の厚さを有していれば十分である。したがって、濡
れ性改善用塗料５のパターンが形成された後に広がると
いう問題を生じることはない。
基板４に対する補強膜用ＵＶ塗料６の濡れ性を向上させ
る塗料５を用いて、形成されるべき補強膜用ＵＶ塗料６
の塗布パターンと同じパターンを形成する。この塗料５
のパターンは補強膜用ＵＶ塗料６の濡れ性を向上させる
ように機能するだけでよいので、きわめて薄い数十μｍ
程度の厚さを有していれば十分である。したがって、濡
れ性改善用塗料５のパターンが形成された後に広がると
いう問題を生じることはない。
【００２３】その後、図３（Ａ）に示されているように
濡れ性改善用塗料５上に補強膜用ＵＶ塗料６を吐出すれ
ば、図３（Ｂ）に示されているように濡れ性改善用塗料
５上のみにおいて補強膜用ＵＶ塗料６が広がる。なぜな
らば、補強膜用ＵＶ塗料６は濡れ性改善用塗料５に対し
ては良好に濡れるが基板４に対しては濡れ性が低いの
で、基板４面上でその濡れ性改善用塗料５の領域を超え
て広がることが困難だからである。補強膜用ＵＶ塗料６
の吐出量は、所望の膜厚に必要な量にあらかじめ調整し
ておくことができる。
濡れ性改善用塗料５上に補強膜用ＵＶ塗料６を吐出すれ
ば、図３（Ｂ）に示されているように濡れ性改善用塗料
５上のみにおいて補強膜用ＵＶ塗料６が広がる。なぜな
らば、補強膜用ＵＶ塗料６は濡れ性改善用塗料５に対し
ては良好に濡れるが基板４に対しては濡れ性が低いの
で、基板４面上でその濡れ性改善用塗料５の領域を超え
て広がることが困難だからである。補強膜用ＵＶ塗料６
の吐出量は、所望の膜厚に必要な量にあらかじめ調整し
ておくことができる。
【００２４】なお、図４（Ａ）に示されているように濡
れ性を向上させる濡れ性改善用塗料５を形成することな
く補強膜用ＵＶ塗料６を基板４上に吐出すれば、図４
（Ｂ）に示されているように濡れ性の低い補強膜用ＵＶ
塗料６が所望の補強膜パターンの領域全体に広がること
ができない。
れ性を向上させる濡れ性改善用塗料５を形成することな
く補強膜用ＵＶ塗料６を基板４上に吐出すれば、図４
（Ｂ）に示されているように濡れ性の低い補強膜用ＵＶ
塗料６が所望の補強膜パターンの領域全体に広がること
ができない。
【００２５】以上のように、本発明によれば、基板表面
に対する補強膜用ＵＶ塗料の濡れ性を基板上の領域に依
存して制御することにより、補強膜用ＵＶ塗料の塗布パ
ターンを０．１ｍｍ以上の安定した膜厚で正確に描くこ
とが可能になる。
に対する補強膜用ＵＶ塗料の濡れ性を基板上の領域に依
存して制御することにより、補強膜用ＵＶ塗料の塗布パ
ターンを０．１ｍｍ以上の安定した膜厚で正確に描くこ
とが可能になる。
【００２６】図５は、本発明を太陽電池セルに適用した
実施形態を説明するための模式的な平面図である。図５
（Ａ）においては太陽電池セルの受光面側である表面が
示されており、図５（Ｂ）においてはそのセルの裏面が
示されている。このような太陽電池セルは、一般に１２
５ｍｍ×１２５ｍｍの面積と３００μｍの厚さを有して
いる。そのような太陽電池セルの薄い半導体基板を補強
するために好ましい補強膜パターン５６のストライプ幅
は約１０ｍｍであり、その厚さは０．１ｍｍから０．３
ｍｍの範囲内にあることが好ましく、０．２ｍｍ以上で
あることがより好ましい。補強膜パターン５６に関する
これらの好ましい数値は、本発明者らが太陽電池セルお
よび太陽電池モジュールの製造工程において試験的に補
強したセルを流し、製造歩留りが向上しかつ補強材料の
使用量が少なくなる最適値を求めた結果である。
実施形態を説明するための模式的な平面図である。図５
（Ａ）においては太陽電池セルの受光面側である表面が
示されており、図５（Ｂ）においてはそのセルの裏面が
示されている。このような太陽電池セルは、一般に１２
５ｍｍ×１２５ｍｍの面積と３００μｍの厚さを有して
いる。そのような太陽電池セルの薄い半導体基板を補強
するために好ましい補強膜パターン５６のストライプ幅
は約１０ｍｍであり、その厚さは０．１ｍｍから０．３
ｍｍの範囲内にあることが好ましく、０．２ｍｍ以上で
あることがより好ましい。補強膜パターン５６に関する
これらの好ましい数値は、本発明者らが太陽電池セルお
よび太陽電池モジュールの製造工程において試験的に補
強したセルを流し、製造歩留りが向上しかつ補強材料の
使用量が少なくなる最適値を求めた結果である。
【００２７】一般的に太陽電池セルの製造においては、
ｐ型シリコンウェハ５１の受光面側にｎ型ドーピングを
行なってから反射防止膜５２を形成し、その上にバスバ
ー電極５３とグリッド電極５４を形成する。ウエハ５１
の裏面側には、そのほぼ全領域上に裏面電極５５が形成
される。そして、本発明においては、裏面電極５５上
に、さらに補強膜パターン５６が形成される。
ｐ型シリコンウェハ５１の受光面側にｎ型ドーピングを
行なってから反射防止膜５２を形成し、その上にバスバ
ー電極５３とグリッド電極５４を形成する。ウエハ５１
の裏面側には、そのほぼ全領域上に裏面電極５５が形成
される。そして、本発明においては、裏面電極５５上
に、さらに補強膜パターン５６が形成される。
【００２８】図６は、基板上に補強膜を形成するための
装置の一例を模式的な平面図で示している。図６におい
ては、太陽電池セルである基板１に対して良好な濡れ性
を有する補強膜パターンを描く場合が示されている。
装置の一例を模式的な平面図で示している。図６におい
ては、太陽電池セルである基板１に対して良好な濡れ性
を有する補強膜パターンを描く場合が示されている。
【００２９】図６において、供給ポジション７にある基
板１は、供給アーム８によって回転テーブル９上のポジ
ション１０に供給される。基板１がポジション１０に供
給されれば回転テーブル９が回転し、基板１が線引きポ
ジション１１に移動させられる。線引きポジション１１
においては、駆動装置１２に装着されたＩＪＰ（インク
ジェットプリンタ）１３が塗布パターン枠２を線引きす
る。この塗布パターン枠２を線引きする液材は、基板１
に対する補強膜用塗料の濡れ性を低下させるものであ
る。なお、駆動装置１２は固定アームに対して直交する
ように装着された可動アームを有し、ＩＪＰはその可動
アームに装着されている。そして、可動アームは固定ア
ームにそって移動可能で、ＩＪＰは可動アームにそって
移動可能である。
板１は、供給アーム８によって回転テーブル９上のポジ
ション１０に供給される。基板１がポジション１０に供
給されれば回転テーブル９が回転し、基板１が線引きポ
ジション１１に移動させられる。線引きポジション１１
においては、駆動装置１２に装着されたＩＪＰ（インク
ジェットプリンタ）１３が塗布パターン枠２を線引きす
る。この塗布パターン枠２を線引きする液材は、基板１
に対する補強膜用塗料の濡れ性を低下させるものであ
る。なお、駆動装置１２は固定アームに対して直交する
ように装着された可動アームを有し、ＩＪＰはその可動
アームに装着されている。そして、可動アームは固定ア
ームにそって移動可能で、ＩＪＰは可動アームにそって
移動可能である。
【００３０】塗布パターン枠２の線引きが完了すれば、
テーブル９が再び回転することによって、基板１は補強
膜用塗料の吐出ポジション１４に移動させられる。塗料
吐出ポジション１４においては、駆動装置１５が塗料吐
出ノズル１６を移動させ、補強膜用ＵＶ塗料３が塗布パ
ターン枠２内に吐出される。なお、ここでの駆動装置１
５と吐出ノズル１６との関係は、前述の駆動装置１２と
ＩＪＰ１３との関係と同様である。
テーブル９が再び回転することによって、基板１は補強
膜用塗料の吐出ポジション１４に移動させられる。塗料
吐出ポジション１４においては、駆動装置１５が塗料吐
出ノズル１６を移動させ、補強膜用ＵＶ塗料３が塗布パ
ターン枠２内に吐出される。なお、ここでの駆動装置１
５と吐出ノズル１６との関係は、前述の駆動装置１２と
ＩＪＰ１３との関係と同様である。
【００３１】吐出された補強膜用ＵＶ塗料３は基板１に
対して良好な濡れ性を有しているので、基板１上で短時
間で広がり始める。しかし、補強膜用ＵＶ塗料３の濡れ
性は塗布パターン枠２によって低下させられるので、そ
の補強膜用ＵＶ塗料３の広がりはパターン枠の線２を超
えることなく停止する。そして、塗布パターン枠２内の
みにおいて補強膜用ＵＶ塗料３が広がり、０．１ｍｍ以
上の安定した膜厚で正確な補強膜パターンを描くことが
できる。
対して良好な濡れ性を有しているので、基板１上で短時
間で広がり始める。しかし、補強膜用ＵＶ塗料３の濡れ
性は塗布パターン枠２によって低下させられるので、そ
の補強膜用ＵＶ塗料３の広がりはパターン枠の線２を超
えることなく停止する。そして、塗布パターン枠２内の
みにおいて補強膜用ＵＶ塗料３が広がり、０．１ｍｍ以
上の安定した膜厚で正確な補強膜パターンを描くことが
できる。
【００３２】補強膜パターンの形成後にテーブル９が再
び回転し、基板１が排出ポジション１７に移動させられ
る。基板１が排出ポジション１７に移されれば、その基
板１は排出アーム１８によって後工程ポジション１９に
払出されて、後工程に送られる。
び回転し、基板１が排出ポジション１７に移動させられ
る。基板１が排出ポジション１７に移されれば、その基
板１は排出アーム１８によって後工程ポジション１９に
払出されて、後工程に送られる。
【００３３】図７は、基板上に補強膜を形成するための
装置の他の例を模式的な平面図で示している。図７にお
いては、太陽電池セルである基板４に対して低い濡れ性
を有する補強膜パターンを描く場合が示されている。
装置の他の例を模式的な平面図で示している。図７にお
いては、太陽電池セルである基板４に対して低い濡れ性
を有する補強膜パターンを描く場合が示されている。
【００３４】図７において、供給ポジション７にある基
板４は、供給アーム８によって回転テーブル９上のポジ
ション１０に供給される。基板４がポジション１０に供
給されればテーブル９が回転し、基板４は供排ポジショ
ン２０に移動させられる。供排ポジション２０に移され
た基板４は、供排アーム２１によってスクリーン印刷機
２２へ供給される。スクリーン印刷機２２においては、
基板４上に形成されるべき補強膜用ＵＶ塗料６のパター
ンと同じパターンで、濡れ性改善用塗料５が数十μｍ程
度の薄い厚さで印刷される。
板４は、供給アーム８によって回転テーブル９上のポジ
ション１０に供給される。基板４がポジション１０に供
給されればテーブル９が回転し、基板４は供排ポジショ
ン２０に移動させられる。供排ポジション２０に移され
た基板４は、供排アーム２１によってスクリーン印刷機
２２へ供給される。スクリーン印刷機２２においては、
基板４上に形成されるべき補強膜用ＵＶ塗料６のパター
ンと同じパターンで、濡れ性改善用塗料５が数十μｍ程
度の薄い厚さで印刷される。
【００３５】この印刷の終了後、基板４は供排アーム２
１によってスクリーン印刷機２２から排出されて供排ポ
ジション２０に戻される。基板４がスクリーン印刷機２
２から供排ポジション２０に戻されれば、再びテーブル
９が回転し、基板４は塗料吐出ポジション１４に移動さ
せれる。
１によってスクリーン印刷機２２から排出されて供排ポ
ジション２０に戻される。基板４がスクリーン印刷機２
２から供排ポジション２０に戻されれば、再びテーブル
９が回転し、基板４は塗料吐出ポジション１４に移動さ
せれる。
【００３６】塗料吐出ポジション１４においては、駆動
装置１５によって塗料吐出ノズル１６が移動し、濡れ性
改善用塗料５の領域上に補強膜用ＵＶ塗料６が吐出され
る。吐出された補強膜用ＵＶ塗料６は、濡れ性改善用塗
料５上で素早く広がり始める。しかし、補強膜用ＵＶ塗
料６は濡れ性改善用塗料５上では良好な濡れ性を有して
いるが、基板４に対しては低い濡れ性しか有していな
い。したがって、濡れ性改善用塗料５上だけで補強膜用
ＵＶ塗料６は広がり、その補強膜用ＵＶ塗料６は０．１
ｍｍ以上の安定した膜厚で正確な塗布パターンを描くこ
とができる。
装置１５によって塗料吐出ノズル１６が移動し、濡れ性
改善用塗料５の領域上に補強膜用ＵＶ塗料６が吐出され
る。吐出された補強膜用ＵＶ塗料６は、濡れ性改善用塗
料５上で素早く広がり始める。しかし、補強膜用ＵＶ塗
料６は濡れ性改善用塗料５上では良好な濡れ性を有して
いるが、基板４に対しては低い濡れ性しか有していな
い。したがって、濡れ性改善用塗料５上だけで補強膜用
ＵＶ塗料６は広がり、その補強膜用ＵＶ塗料６は０．１
ｍｍ以上の安定した膜厚で正確な塗布パターンを描くこ
とができる。
【００３７】補強膜パターンの形成後にテーブル９が再
び回転し、基板４が排出ポジション１７に移動させられ
る。基板１が排出ポジション１７に移されれば、その基
板４は排出アーム１８によって後工程ポジション１９に
払出されて、後工程に送られる。
び回転し、基板４が排出ポジション１７に移動させられ
る。基板１が排出ポジション１７に移されれば、その基
板４は排出アーム１８によって後工程ポジション１９に
払出されて、後工程に送られる。
【００３８】以上の実施の形態において、インクジェッ
ト印刷またはスクリーン印刷によって形成したパターン
枠と補強膜用塗料との間の濡れ性の悪さを利用して補強
膜用厚膜パターンを形成する場合には、パターン枠用の
第１の液状物質が乾燥して硬化した後に、補強膜用厚膜
を形成するための第２の液状物質を供給することが好ま
しい。このようにパターン枠の硬化前と硬化後の濡れ性
の違いを利用すれば、パターン枠用の第１の液状物質と
して速乾性インクまたは一般的な熱硬化性樹脂なども用
いることができる。
ト印刷またはスクリーン印刷によって形成したパターン
枠と補強膜用塗料との間の濡れ性の悪さを利用して補強
膜用厚膜パターンを形成する場合には、パターン枠用の
第１の液状物質が乾燥して硬化した後に、補強膜用厚膜
を形成するための第２の液状物質を供給することが好ま
しい。このようにパターン枠の硬化前と硬化後の濡れ性
の違いを利用すれば、パターン枠用の第１の液状物質と
して速乾性インクまたは一般的な熱硬化性樹脂なども用
いることができる。
【００３９】また、インクジェット印刷またはスクリー
ン印刷によって形成した濡れ性改善用薄膜パターンを利
用して濡れ性の悪い補強膜用厚膜を形成する場合には、
濡れ性改善用の第３の液状物質が硬化しないうちに補強
膜用厚膜を形成するための第４の液状物質を供給するこ
とが好ましい。すなわち、第３の液状物質が硬化しない
状態ではその第３の液状物質と第４の液状物質との間の
濡れ性がより良好であり、第３液状物質が乾燥して硬化
した後は第４の液状物質との濡れ性が低下するからであ
る。
ン印刷によって形成した濡れ性改善用薄膜パターンを利
用して濡れ性の悪い補強膜用厚膜を形成する場合には、
濡れ性改善用の第３の液状物質が硬化しないうちに補強
膜用厚膜を形成するための第４の液状物質を供給するこ
とが好ましい。すなわち、第３の液状物質が硬化しない
状態ではその第３の液状物質と第４の液状物質との間の
濡れ性がより良好であり、第３液状物質が乾燥して硬化
した後は第４の液状物質との濡れ性が低下するからであ
る。
【００４０】さらに、第３の液状物質の薄膜上に第４の
液状物質の厚膜を形成する場合には、第３の液状物質と
第４の液状物質は同一の材料、たとえば組成がほとんど
同じ紫外線硬化型塗料であることが好ましい。そうする
ことによって、第３の液状物質の薄膜と第４の液状物質
の厚膜との間の密着性が向上し、特に第４の液状物質に
よる厚膜を薄い基板の機械的強度を高める補強材料とし
て用いるような場合により効果的になる。なお、第４の
液状物質は所望の膜厚を得るのに適した粘度を持つよう
に調整することができる。
液状物質の厚膜を形成する場合には、第３の液状物質と
第４の液状物質は同一の材料、たとえば組成がほとんど
同じ紫外線硬化型塗料であることが好ましい。そうする
ことによって、第３の液状物質の薄膜と第４の液状物質
の厚膜との間の密着性が向上し、特に第４の液状物質に
よる厚膜を薄い基板の機械的強度を高める補強材料とし
て用いるような場合により効果的になる。なお、第４の
液状物質は所望の膜厚を得るのに適した粘度を持つよう
に調整することができる。
【００４１】さらにまた、パターン枠と補強膜用厚膜の
パターンは種々に変更することができ、たとえば間隔を
あけて複数のパターン枠を形成してそれらの枠内に補強
膜用厚膜を形成したり、濡れ性改善用薄膜の複数を間隔
をあけて形成し、それらの薄膜上に補強膜用厚膜を形成
するなどの種々の変更が可能である。
パターンは種々に変更することができ、たとえば間隔を
あけて複数のパターン枠を形成してそれらの枠内に補強
膜用厚膜を形成したり、濡れ性改善用薄膜の複数を間隔
をあけて形成し、それらの薄膜上に補強膜用厚膜を形成
するなどの種々の変更が可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、薄くて
割れやすい基板の取り扱い中の割れを低減することによ
って、その基板を利用する製品の信頼性を低下させるこ
となく製造コストを下げることができる。特に、太陽電
池セルに用いられる半導体基板を薄くしても太陽電池セ
ルやモジュールの製造工程におけるセル割れを低減する
ことができ、太陽電池セルやモジュールの信頼性を低下
させることなく製造コストを下げることができる。
割れやすい基板の取り扱い中の割れを低減することによ
って、その基板を利用する製品の信頼性を低下させるこ
となく製造コストを下げることができる。特に、太陽電
池セルに用いられる半導体基板を薄くしても太陽電池セ
ルやモジュールの製造工程におけるセル割れを低減する
ことができ、太陽電池セルやモジュールの信頼性を低下
させることなく製造コストを下げることができる。
【図１】 本発明の１つの実施の形態における補強膜形
成方法を説明するための模式平面図である。
成方法を説明するための模式平面図である。
【図２】 図１の方法に対比され得る従来の方法を説明
するための模式的平面図である。
するための模式的平面図である。
【図３】 本発明の他の実施の形態における補強膜形成
方法を示す模式平面図である。
方法を示す模式平面図である。
【図４】 図３の方法に対比され得る従来の方法を説明
するための模式的平面図である。
するための模式的平面図である。
【図５】 太陽電池セルにおける補強膜パターンの一例
を示す模式的平面図である。
を示す模式的平面図である。
【図６】 本発明の他の実施の形態における補強膜形成
装置を示す模式的平面図である。
装置を示す模式的平面図である。
【図７】 本発明のさらに他の実施の形態における補強
膜形成装置を示す模式的平面図である。
膜形成装置を示す模式的平面図である。
１ 基板、２ 濡れ性を低下させるための塗布パターン
枠、３ 基板１に対して良好な濡れ性を有する補強膜用
ＵＶ塗料、４ 基板、５ 濡れ性改善用塗料、６ 基板
４に対して低い濡れ性を有する補強膜用ＵＶ塗料、７
供給ポジション、８ 供給アーム、９ 回転テーブル、
１０ ポジション、１１ 線引きポジション、１２ 駆
動装置、１３ インクジェットプリンタ、１４ 塗料吐
出ポジション、１５ 駆動装置、１６ 塗料吐出ノズ
ル、１７ 塗料吐出ポジション、１８ 排出アーム、１
９ 後工程ポジション、２０ 供排ポジション、２１
供排アーム、２２ スクリーン印刷機、５１ 太陽電池
セル基板、５２ 反射防止膜、５３ バスバー電極、５
４ グリッド電極、５５ 裏面電極、５６ 補強膜パタ
ーン。
枠、３ 基板１に対して良好な濡れ性を有する補強膜用
ＵＶ塗料、４ 基板、５ 濡れ性改善用塗料、６ 基板
４に対して低い濡れ性を有する補強膜用ＵＶ塗料、７
供給ポジション、８ 供給アーム、９ 回転テーブル、
１０ ポジション、１１ 線引きポジション、１２ 駆
動装置、１３ インクジェットプリンタ、１４ 塗料吐
出ポジション、１５ 駆動装置、１６ 塗料吐出ノズ
ル、１７ 塗料吐出ポジション、１８ 排出アーム、１
９ 後工程ポジション、２０ 供排ポジション、２１
供排アーム、２２ スクリーン印刷機、５１ 太陽電池
セル基板、５２ 反射防止膜、５３ バスバー電極、５
４ グリッド電極、５５ 裏面電極、５６ 補強膜パタ
ーン。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０５Ｄ 7/00 Ｈ０１Ｍ 14/00 Ｐ
// Ｈ０１Ｍ 14/00 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｈ
(72)発明者 山口 勝美
東京都豊島区高田１丁目18番１号 オリジ
ン電気株式会社内
(72)発明者 赤間 広志
東京都豊島区高田１丁目18番１号 オリジ
ン電気株式会社内
(72)発明者 最上 久敬
東京都豊島区高田１丁目18番１号 オリジ
ン電気株式会社内
Ｆターム(参考） 4D075 AC45 AC92 AE02 AE04 AE17
BB26Z BB92Z CA35 DA06
DB11 DC21 DC22 EA07 EA21
EA33
4F040 AA02 AA12 AB04 AC01 AC04
AC06 BA01
5F051 AA02 AA03 BA11 CB13 CB30
FA14 FA16
5H032 AA06 AS06 AS09 AS16 BB05
BB07 BB10 EE04 HH04
Claims (12)
- 【請求項１】 基板上の所定領域に補強膜を形成する方
法であって、 前記所定領域の外側に第１の液状物質で第１の膜を形成
する工程と、 前記基板に対しては濡れ性がよくかつ前記第１の膜に対
しては濡れ性が悪い第２の液状物質で補強膜となる第２
の膜を前記第１の膜の内側の前記所定領域に形成する工
程とを含むことを特徴とする補強膜形成方法。 - 【請求項２】 前記第１の膜が硬化した後に前記第２の
液状物質を供給することを特徴とする請求項１に記載の
補強膜形成方法。 - 【請求項３】 前記第２の膜は前記第１の膜より厚く形
成されることを特徴とする請求項１または３に記載の補
強膜形成方法。 - 【請求項４】 前記第１液状物質はインクまたは塗料で
あり、前記第２の液状物質は紫外線硬化型塗料であるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の
補強膜形成方法。 - 【請求項５】 基板上の所定領域に補強膜を形成する方
法であって、 前記所定領域に第３の液状物質で第３の膜を形成する工
程と、 前記基板に対しては濡れ性が悪くかつ前記第３の膜に対
しては濡れ性がよい第４の液状物質で補強膜となる第４
の膜を前記第３の膜の全領域上に形成する工程とを含む
ことを特徴とする補強膜形成方法。 - 【請求項６】 前記第３の膜が硬化する前に前記第４の
液状物質を供給することを特徴とする請求項５に記載の
補強膜形成方法。 - 【請求項７】 前記第３の膜はスクリーン印刷により形
成されることを特徴とする請求項５または６に記載の補
強膜形成方法。 - 【請求項８】 前記補強膜は０．１ｍｍ以上の厚さに形
成されることを特徴とする請求項１から７のいずれかの
項に記載の補強膜形成方法。 - 【請求項９】 前記基板は半導体からなることを特徴と
する請求項１から８のいずれかの項に記載の補強膜形成
方法。 - 【請求項１０】 基板上の所定領域に補強膜を形成する
装置であって、 前記所定領域の外側に第１の液状物質で第１の膜を印刷
する印刷装置と、前記基板に対しては濡れ性がよくかつ
前記第１の膜に対しては濡れ性が悪い第２の液状物質で
補強膜となる第２の膜を前記第１の膜の内側の前記所定
領域に形成する吐出装置とを含むことを特徴とする補強
膜形成装置。 - 【請求項１１】 基板上の所定領域に補強膜を形成する
装置であって、 前記所定領域に第３の液状物質で第３の膜を形成する印
刷装置と、 前記基板に対しては濡れ性が悪くかつ前記第３の膜に対
しては濡れ性がよい第４の液状物質で補強膜となる第４
の膜を形成する吐出装置とを含むことを特徴とする補強
膜形成装置。 - 【請求項１２】 請求項９に記載の補強膜形成方法によ
って補強された半導体基板を含むことを特徴とする太陽
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032769A JP3910075B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 太陽電池用基板上に補強膜を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002032769A JP3910075B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 太陽電池用基板上に補強膜を形成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003234490A true JP2003234490A (ja) | 2003-08-22 |
| JP3910075B2 JP3910075B2 (ja) | 2007-04-25 |
Family
ID=27775791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002032769A Expired - Fee Related JP3910075B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 太陽電池用基板上に補強膜を形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3910075B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009054748A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール、太陽電池、及びこれらの製造方法 |
| WO2014196089A1 (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | 株式会社エヌ・ピー・シー | 太陽電池セルの移載装置及び移載方法 |
-
2002
- 2002-02-08 JP JP2002032769A patent/JP3910075B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009054748A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール、太陽電池、及びこれらの製造方法 |
| WO2014196089A1 (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | 株式会社エヌ・ピー・シー | 太陽電池セルの移載装置及び移載方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3910075B2 (ja) | 2007-04-25 |
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