JP2005150540A - 受光面電極形成用スクリーンおよびそれを用いる太陽電池セルの製造方法、並びに、その製造方法で製造された太陽電池セル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】細長い集電用メイン電極と細長い集電用グリッド電極とが互いに交差してなる受光面電極を所定方向にへら状のスキージを移動させて太陽電池セルの受光面に印刷するためのスクリーンであって、受光面電極に対応した形状のメッシュパターンを有し、メッシュパターンは、集電用メイン電極の形状に対応する第1パターンと、集電用グリッド電極の形状に対応する第2パターンが互いに交差してなり、第2パターンはスキージの移動方向に延び第1パターンへ入り込む導入部と、第1パターンからスキージの移動方向に延出し始める導出部とを有し、導入部の幅は導出部の幅よりも広い。
【選択図】図1
Description
このような製造方法によれば、スムーズなスクリーン印刷を行うことができ、印刷かすれによる集電用グリッド電極の断線が防止できる。
集電用メイン電極139は、モジュール化される際にインターコネクタが接続される部分であるためある程度の幅を有するが、集電用グリッド電極138はシャドーロスを少なくするために集電用メイン電極139と比較して非常に細く形成される。
次に、図32に示されるように、印圧を加えながらスキージ144を移動方向Fへ移動させ、太陽電池セル130上に受光面電極137を印刷する。この際、スキージ144に移動方向Fは、銀ペースト143がスクリーン140のメッシュから抜け易くなるように、集電用グリッド電極138に対応する細いパターンが延びる方向に沿った方向であるのが一般的である。
一方、スキージ144の移動方向Fへ向かって集電用メイン電極139から延出する集電用グリッド電極138は、その線幅が集電用メイン電極139から延出する箇所において設計値よりも太くなる傾向がある。
すなわち、スキージ144の移動方向Fに向かって集電用メイン電極139へ接する集電用グリッド電極138では、印刷工程時にグリッド中のペーストが集電用メイン電極139に引き込まれるため線幅が細くなると考えられる。
一方、スキージ144の移動方向Fへ向かって集電用メイン電極139から延出する集電用グリッド電極138では、印刷工程時に集電用メイン電極139からペーストが押し出されるため線幅が太くなると考えられる。
また、線幅が設計値よりも太く印刷されるとシャドーロスの原因となるばかりでなく、高価な銀ペーストの使用量が増大することになりコストアップの原因ともなる。
背景技術の項で紹介した従来の製造方法は、このような目詰まりの課題を解決するものであるが、受光面電極のパターンを従来から変更することなく、安定した印刷を行うことが求められている。
この発明の実施例1による受光面電極形成用スクリーンについて図1および図2に基づいて説明する。図1は実施例1による受光面電極形成用スクリーンの平面図、図2は図1のA部拡大図である。
図1および図2に示されるように、第2パターン13はスキージ26(図8参照)の移動方向Fに延び第1パターン12と接する導入部13aと、第1パターン12からスキージ26の移動方向Fに延出する導出部13bとを有し、導入部13aの幅は導出部13bの幅よりも広く形成されている。
図2に示される第1パターン12は幅W3が1.5mmである。一方、第2パターン13は導入部13aの幅W1が150μm、導出部13bの幅W2が125μmである。第2パターン13は導入部13a側と導出部13b側で上記の通り幅が異なるが、いずれも一定の幅を維持したままストレート形状で延びている。
まず、図3に示されるように、ワイヤーソーにより125mm角、厚さ300μmにスライスされたp型シリコンウエハ20にアルカリエッチングを施し、スライス時におけるダメージ層を除去する。
次に、図4に示されるように、受光面となるウエハ20の表面にリン(P)系の化合物を含有したn型の不純物を塗布し、800〜900℃の熱拡散により面抵抗値が約50Ωのn型拡散層21を形成する。
次に、図6(a)および図6(b)に示されるように、ウエハ20の裏面にアルミペーストをスクリーン印刷法により印刷し、150℃程度で乾燥させた後、700〜800℃程度で焼成し、不純物となるアルミを拡散させてP+層からなるBSF層(図示せず)を形成すると共に裏面集電極23を形成する。
なお、この裏面集電極23の形成の際、図6(b)に示されるように、裏面集電極の一部に後の工程で裏面配線用電極30(図11参照)を形成するための開口部23aを形成しておく。
次に、図8に示すように、印圧を加えながらスキージ26を移動方向Fへ移動させ、ウエハ20上に受光面電極27(図9参照)を印刷する。なお、スキージ26の移動方向Fは、第2パターン13(図1参照)の延びる方向に沿っている。
図9および図10に示されるように、実施例1による受光面電極形成用スクリーン10(図1参照)を用いて印刷された受光面電極27の集電用グリッド電極28は、第2パターン13の導入部13aおよび導出部13bとそれぞれ対応する導入部対応部28aおよび導出部対応部28bにおいて、線幅がほぼ等しく印刷されている。
特に、第2パターン13の導入部13aと対応する導入部対応部28aにおいて、十分な線幅が確保されているため断線が発生し難く、歩留まりの向上に寄与する。
その後、はんだディップを行うことにより受光面電極27および裏面配線用電極30の表面がはんだ層31で被覆され、実施例1による太陽電池セル40が完成する。
図13および図14に示されるように、実施例2による受光面電極形成用スクリーン50は、第2パターン53が、導入部53aを基端としてそこからスキージ26(図8参照)の移動方向Fと逆方向へ向かって徐々に幅が狭くなっている。
また、第2パターン53の導出部53bは幅W6が125μmで、導出部53b側はこの幅を維持したままストレート形状で延びている。
また、導入部対応部68a側が先細に形成されているため、シャドーロスが少なくなり、特性のよい太陽電池セルが得られる。
図17および図18に示されるように、実施例3による受光面電極形成用スクリーン70は、第2パターン73が、導入部73aを基端としてそこからスキージ26(図8参照)の移動方向Fと逆方向へ向かって段階的に幅が狭くなっている。
また、第2パターン73の導出部73bは幅W10が125μmで、導出部73b側はこの幅を維持したままストレート形状で延びている。
また、集電用グリッド電極88の導入部対応部88a側が、断線の恐れの高い箇所、すなわち導入部対応部88aでのみ通常より若干太く形成され、そこからは先へは通常の太さで形成されるため、シャドーロスが最小限に抑えられ、より特性のよい太陽電池セルが得られる。
図21および図22に示されるように、実施例4による受光面電極形成用スクリーン90は、第2パターン93が、導出部93bを基端としてそこからスキージ26(図8参照)の移動方向Fへ向かって段階的に幅が広くなっている。
また、第2パターン93の導出部93bは、導出部93bからスキージ26の移動方向Fへ向かって1cmの区間の幅W13が100μmで、1cmを超えた箇所で幅W14が125μmに広げられ、そこから先端まではこの幅を維持したままストレート形状で延びている。
上述の実施例1〜4に対する比較例として作製した太陽電池セルについて図25〜図28に基づいて説明する。図25は比較例に係る受光面電極形成用スクリーンの平面図、図26は図25のJ部拡大図、図27は比較例による受光面電極形成用スクリーンを用いて印刷された受光面電極の平面図、図28は図27のK部拡大図である。
図25および図26に示されるように、比較例による受光面電極形成用スクリーン110は、第2パターン113が、導入部113aおよび導出部113bともに同一の幅W16,W17を有し、導入部113a側および導出部113b側ともにストレート形状で延びている。
図26に示される導入部113aおよび導出部113bの幅W16,W17はいずれも125μmである。一方、第1パターン112の幅W18は、実施例1〜4と同様に1.5mmである。
また、第2パターン113の導出部113bと対応する導出部対応部128bでは、線幅が設計値以上に太く印刷され、シャドーロスが大きくなっている。
ここで、比較例による太陽電池セルに対する、実施例1〜4による太陽電池セルの各特性の変化率を表1に示す。
11,141・・・メッシュパターン
12,52,72,92,112・・・第1パターン
13,53,73,93,113・・・第2パターン
13a,53a,73a,93a,113a・・・導入部
13b,53b,73b,93b,113b・・・導出部
14・・・枠体
15・・・メッシュ
16・・・乳剤
20・・・ウエハ
21・・・n型拡散層
22・・・反射防止膜
23・・・裏面集電極
24,143・・・銀ペースト
25,142・・・スクレーパー
26,144・・・スキージ
27,67,87,107,127,137・・・受光面電極
28,68,88,108,128,138・・・集電用グリッド電極
28a,68a,88a・・・導入部対応部
28b,68b,88b,108b・・・導出部対応部
29,139・・・集電用メイン電極
30・・・裏面配線用電極
31・・・はんだ層
40,130・・・太陽電池セル
140・・・スクリーン
Claims (6)
- 細長い集電用メイン電極と細長い集電用グリッド電極とが互いに交差してなる受光面電極を所定方向にへら状のスキージを移動させて太陽電池セルの受光面に印刷するためのスクリーンであって、受光面電極に対応した形状のメッシュパターンを有し、メッシュパターンは、集電用メイン電極の形状に対応する第1パターンと、集電用グリッド電極の形状に対応する第2パターンが互いに交差してなり、第2パターンはスキージの移動方向に延び第1パターンへ入り込む導入部と、第1パターンからスキージの移動方向に延出し始める導出部とを有し、導入部の幅は導出部の幅よりも広いことを特徴とする受光面電極形成用スクリーン。
- 第2パターンは、導入部を基端としてそこからスキージの移動方向と逆方向へ向かって徐々に幅が狭くなる請求項1に記載の受光面電極形成用スクリーン。
- 第2パターンは、導入部を基端としてそこからスキージの移動方向と逆方向へ向かって段階的に幅が狭くなる請求項1に記載の受光面電極形成用スクリーン。
- 第2パターンは、導出部を基端としてそこからスキージの移動方向へ向かって段階的に幅が広くなる請求項1〜3のいずれか1つに記載の受光面電極形成用スクリーン。
- 請求項1〜4のいずれか1つに記載の受光面電極形成用スクリーンを光電変換層の受光面上に配置し、前記スクリーン上に導電性金属ペーストを塗布し、前記スクリーン上でスキージを第2パターンの延びる方向に移動させて受光面上に導電性金属ペーストからなる受光面電極パターンを印刷する工程を備える太陽電池セルの製造方法。
- 請求項5に記載の太陽電池セルの製造方法によって製造された太陽電池セル。
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