JP2018006454A - 太陽電池製造用印刷マスク、及び、太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スクリーン印刷法によって太陽電池の受光面側に形成される電極のもとになる電極ペーストの使用量を低減することができる太陽電池製造用印刷マスクを得ること。
【解決手段】太陽電池製造用印刷マスク4は、太陽電池の受光面側のバス電極及びグリッド電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクであって、バス電極を形成するためのバス部5と、グリッド電極を形成するためのグリッド部6とを有する。バス部5は、複数の帯部5aを有する。複数の帯部5aの各々は、隣の帯部5aと離れており、隣り合う二つの帯部5aの間には、バス開口5bが形成されている。
【選択図】図2
【解決手段】太陽電池製造用印刷マスク4は、太陽電池の受光面側のバス電極及びグリッド電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクであって、バス電極を形成するためのバス部5と、グリッド電極を形成するためのグリッド部6とを有する。バス部5は、複数の帯部5aを有する。複数の帯部5aの各々は、隣の帯部5aと離れており、隣り合う二つの帯部5aの間には、バス開口5bが形成されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、太陽電池の受光面側の電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクと、太陽電池の製造方法とに関する。
従来、太陽電池の受光面側の電極を形成する際、スクリーン印刷法が用いられる(例えば、特許文献1参照)。具体的には、銀を含む電極ペーストをスクリーン印刷法により受光面に塗布し、電極ペーストを焼成することによって電極を形成する。
銀は高価であるので、銀の使用量を低減することが要求されている。すなわち、銀を含む電極ペーストの使用量を低減することが要求されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スクリーン印刷法によって太陽電池の受光面側に形成される電極のもとになる電極ペーストの使用量を低減することができる太陽電池製造用印刷マスクを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池の受光面側のバス電極及びグリッド電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクにおいて、前記バス電極を形成するためのバス部と、前記グリッド電極を形成するためのグリッド部とを有する。前記バス部は、複数の帯部を有する。前記複数の帯部の各々は、隣の前記帯部と離れており、隣り合う二つの前記帯部の間は、開口である。
本発明によれば、スクリーン印刷法によって太陽電池の受光面側に形成される電極のもとになる電極ペーストの使用量を低減することができるという効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池製造用印刷マスクと太陽電池の製造方法とを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる太陽電池1の受光面側の平面を示す図である。図1に示す通り、太陽電池1は表面において、バス電極2及びグリッド電極3を有する。バス電極2には、バス電極2の幅とほぼ等しい幅のインターコネクタがはんだ付けにより接続され、バス電極2はインターコネクタにより隣り合う太陽電池の裏面側の電極と直列に接続される。バス電極2は、例えば156mm角の太陽電池1に対して、1mm幅で等間隔に39mmピッチで4本設けられる。グリッド電極3は、バス電極2と直交する方向に1mmから3mmのピッチで50から150本程度設けられ、pn接合で発電した電流をバス電極2に集電する。一例として、グリッド電極3は1.56mmピッチで100本設けられる。
図1は、実施の形態1にかかる太陽電池1の受光面側の平面を示す図である。図1に示す通り、太陽電池1は表面において、バス電極2及びグリッド電極3を有する。バス電極2には、バス電極2の幅とほぼ等しい幅のインターコネクタがはんだ付けにより接続され、バス電極2はインターコネクタにより隣り合う太陽電池の裏面側の電極と直列に接続される。バス電極2は、例えば156mm角の太陽電池1に対して、1mm幅で等間隔に39mmピッチで4本設けられる。グリッド電極3は、バス電極2と直交する方向に1mmから3mmのピッチで50から150本程度設けられ、pn接合で発電した電流をバス電極2に集電する。一例として、グリッド電極3は1.56mmピッチで100本設けられる。
太陽電池1の表面は、太陽電池1の受光面側の平面である。太陽電池1の製造方法の詳細については後述するが、太陽電池1の製造方法の概略は次の通りである。すなわち、半導体基板の受光面側の面である半導体基板の表面に拡散層及び反射防止膜を順に形成し、その後にスクリーン印刷法によって電極ペーストを塗布し、電極ペーストを焼成する。電極ペーストを焼成することによって、表面にバス電極2及びグリッド電極3を有する太陽電池1を製造する。半導体基板の一例は、p型単結晶シリコン基板である。
図2は、実施の形態1にかかる太陽電池製造用印刷マスク4の一部を示す平面図である。太陽電池製造用印刷マスク4は、太陽電池1の受光面側のバス電極2及びグリッド電極3をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる。太陽電池製造用印刷マスク4は、バス電極2を形成するためのバス部5と、グリッド電極3を形成するためのグリッド部6とを有する。
バス部5は、バス部5の幅方向と平行な複数の帯部5aを有する。帯部5aには乳剤が塗布され、電極ペーストの通過を遮蔽する。複数の帯部5aの各々は、他の帯部5aと平行に位置している。複数の帯部5aの各々は、隣の帯部5aと離れている。隣り合う二つの帯部5aの間には、バス開口5bが形成されている。つまり、隣り合う二つの帯部5aの間は、バス開口5bである。
グリッド部6は複数のグリッド遮蔽部6aを有する。複数のグリッド遮蔽部6aの各々は、帯である。複数のグリッド遮蔽部6aの各々は、他のグリッド遮蔽部6aと平行に位置している。複数のグリッド遮蔽部6aの各々は、隣のグリッド遮蔽部6aと離れている。隣り合う二つのグリッド遮蔽部6aの間には、グリッド開口6bが形成されている。つまり、隣り合う二つのグリッド遮蔽部6aの間は、グリッド開口6bである。バス部5のバス開口5bとグリッド部6のグリッド開口6bの位置は印刷性の観点から図2に示すように一致していることが望ましいが、バス開口5bとグリッド開口6bの位置は必ずしも一致している必要はない。
図3は、実施の形態1にかかる太陽電池製造用印刷マスク4を用いてp型単結晶シリコン基板11の受光面側の平面に電極ペースト7を塗布する状況を模式的に示す図である。図3は、図2のIII−III線の断面に対応する図である。図3に示す通り、p型単結晶シリコン基板11の受光面側の表面に対し、間隔をおいて太陽電池製造用印刷マスク4を平行に配置する。その際、p型単結晶シリコン基板11より鉛直上方に太陽電池製造用印刷マスク4を配置する。実際ではp型単結晶シリコン基板11の受光面側の表面には拡散層及び反射防止膜が形成されているが、図面での説明を簡単に行うために、図3には、拡散層及び反射防止膜は示されていない。
太陽電池製造用印刷マスク4のp型単結晶シリコン基板11と対向しない方の平面に電極ペースト7を載せる。スキージ8を太陽電池製造用印刷マスク4の平面と平行な方向に移動させ、スキージ8により電極ペースト7を太陽電池製造用印刷マスク4のバス開口5b及びグリッド開口6bからp型単結晶シリコン基板11の側に押し出す。これにより、p型単結晶シリコン基板11の受光面側に電極ペースト7を塗布する。太陽電池製造用印刷マスク4及びスキージ8を用いる方法は、スクリーン印刷法である。上述の通り図3は図2のIII−III線の断面に対応する図であるので、図3には、グリッド開口6bは示されていない。
電極ペースト7は、導電性材料である銀と有機溶剤とを含み、かつ粘性を有する。電極ペースト7が有機溶剤を含むと共に粘性を有するので、スキージ8によって太陽電池製造用印刷マスク4からp型単結晶シリコン基板11の側に押し出された電極ペースト7は、p型単結晶シリコン基板11の受光面側において広がる。
図2及び図3に示す通り、太陽電池製造用印刷マスク4のバス部5は、電極ペースト7を太陽電池製造用印刷マスク4からp型単結晶シリコン基板11の側に押し出すことを規制する複数の帯部5aを有する。しかしながら、複数の帯部5aの各々は隣の帯部5aと離れており、隣り合う二つの帯部5aの間にはバス開口5bが形成されている。電極ペースト7は各バス開口5bから押し出され、押し出された電極ペースト7はp型単結晶シリコン基板11の受光面側において広がるので、p型単結晶シリコン基板11の受光面側において、隣り合う二つのバス開口5bの各々から押し出された電極ペースト7はつながって一体になる。
したがって、太陽電池製造用印刷マスク4を用いたスクリーン印刷法により塗布された電極ペースト7を焼成することによって形成されるバス電極2は、図4に示す通り、途切れた部分を有することなく一体になっている。図4は、実施の形態1においてバス電極2が途切れた部分を有することなく一体になっていることを示す図である。図2に示す通りバス部5が帯部5aを有するので、スクリーン印刷法によってp型単結晶シリコン基板11の受光面側に電極ペースト7を塗布するときの電極ペースト7の使用量を、バス部5が帯部5aを有さない場合より低減することができる。
図2に示す通り、複数の帯部5aの各々は幅wを有する。幅wが大きすぎると、バス開口5bから押し出された電極ペースト7はp型単結晶シリコン基板11の受光面側において広がるものの、受光面側において、電極ペースト7がつながっていない部分が生じる。電極ペースト7がつながっていない部分が存在する状態で電極ペースト7を焼成すると、図5に示す通り、互いにつながっていない第1部分バス電極2a、第2部分バス電極2b及び第3部分バス電極2cが形成される。
つまり、バス電極には、途切れた部分が存在することになる。図5は、バス電極に途切れた部分が存在することを示す図である。バス電極に途切れた部分が存在すると、バス電極の抵抗は途切れた部分を有さずに一体になっているバス電極の抵抗より大きくなるので、太陽電池が出力する電力の量は、途切れた部分を有さずに一体になっているバス電極を有する太陽電池が出力する電力の量より少なくなる。
太陽電池が出力する電力の量を低下させずに電極ペースト7の使用量を低減するためには、各帯部5aの幅wの大きさを調整する必要がある。上述の通り、電極ペースト7はp型単結晶シリコン基板11の受光面側において広がるので、幅wは、例えば電極ペースト7のp型単結晶シリコン基板11の受光面側において広がる量の2倍以下である。好ましくは、幅wは上記の広がる量の1.5倍以下である。幅wが上記の広がる量の1.5倍以下である場合、途切れた部分を有することなく一体になっている電極ペースト7をp型単結晶シリコン基板11の受光面側においてより確実に塗布することができる。その結果、途切れた部分を有することなく一体になっているバス電極2をより確実に形成することができる。
幅wの上限は上述の通り電極ペースト7のp型単結晶シリコン基板11の受光面側において広がる量の2倍、好ましくは1.5倍であるが、幅wの下限は、太陽電池製造用印刷マスク4を製造する際の加工の煩雑性を考慮して、上記の広がる量の0.5倍、好ましくは1.0倍である。上記の広がる量は、例えば電極ペースト7の粘性を含む物性、太陽電池製造用印刷マスク4の構成及び印刷条件によって異なる。例えば、上記の広がる量が5μm以上10μm以下となるように、電極ペースト7の物性、太陽電池製造用印刷マスク4の構成及び印刷条件を調整する。
つまり、幅wは、2.5μm以上20μm以下であることが好ましく、5μm以上15μm以下であることがより好ましい。2.5μm、20μm、5μm及び15μmは以下の式により導かれる。
2.5μm=広がる量の下限5μm×倍率の下限0.5倍
20μm =広がる量の上限10μm×倍率の上限2倍
5μm =広がる量の下限5μm×倍率の好ましい下限1.0倍
15μm =広がる量の上限10μm×倍率の好ましい上限1.5倍
2.5μm=広がる量の下限5μm×倍率の下限0.5倍
20μm =広がる量の上限10μm×倍率の上限2倍
5μm =広がる量の下限5μm×倍率の好ましい下限1.0倍
15μm =広がる量の上限10μm×倍率の好ましい上限1.5倍
図2に示す通り、複数の帯部5aの各々は、隣の帯部5aと間隔gだけ離れている。間隔gが小さすぎると、バス開口5bから押し出された電極ペースト7はp型単結晶シリコン基板11の受光面側において広がるものの、受光面側において、電極ペースト7がつながっていない部分が生じる。電極ペースト7がつながっていない部分が存在する場合、電極ペースト7を焼成すると、図5に示す通り、互いにつながっていない第1部分バス電極2a、第2部分バス電極2b及び第3部分バス電極2cが形成される。つまり、バス電極には、途切れた部分が存在することになる。
バス電極に途切れた部分を存在させずに電極ペースト7の使用量を低減するためには、隣り合う二つの帯部5aの間隔gを調整する必要がある。間隔gの下限は、押し出された電極ペースト7がp型単結晶シリコン基板11の受光面側において一体になる値であればよい。例えば、間隔gの下限はグリッド部6のグリッド開口6bの幅Bである。幅Bの一例は、35μmである。
グリッド電極3は、受光面積の拡大のために細線化が求められており、印刷可能な範囲でなるべく細くするように設計される。グリッド電極3をこの設計の幅よりも細くしようとすると断線等が発生しやすくなる。従って、バス開口5bの幅をグリッド部6のグリッド開口6bの幅Bと同等かそれよりも大きくすることにより、バス電極2の断線を抑制する印刷が可能になる。一方で、バス開口5bの幅を細くした方が、バス部5の長手方向の全長に占める帯部5aの割合が大きくなり、電極ペーストの使用量を削減することができる。従って、バス開口5bの幅は、グリッド部6のグリッド開口6bの幅Bと等しくすることが最も望ましい。
現時点において、バス電極2を形成するための電極ペースト7の使用量を、現時点での使用量の1割以上低減することが要求されている。バス電極2を形成するための電極ペースト7の使用量は、各帯部5aの幅wと隣り合う二つの帯部5aの間隔gとの比に依存するので、電極ペースト7の使用量を現時点の使用量の1割以上低減するために、間隔gの上限は幅wの9倍である。好ましくは、間隔gの上限は幅wの4倍以下である。
すなわち、隣り合う二つの帯部5aの間隔gは、グリッド部6のグリッド開口6bの幅B以上180μm以下であることが好ましく、グリッド部6のグリッド開口6bの幅B以上60μm以下であることがより好ましい。180μm及び60μmは以下の式により導かれる。上述の通り、グリッド部6のグリッド開口6bの幅Bは例えば35μmである。
180μm=幅wの好ましい上限20μm×9倍
60μm=幅wのより好ましい上限15μm×4倍
180μm=幅wの好ましい上限20μm×9倍
60μm=幅wのより好ましい上限15μm×4倍
図2を用いて説明した通り、太陽電池製造用印刷マスク4は、バス電極2を形成するためのバス部5と、グリッド電極3を形成するためのグリッド部6とを有する。バス部5は、複数の帯部5aを有する。複数の帯部5aの各々は、隣の帯部5aと離れている。隣り合う二つの帯部5aの間には、バス開口5bが形成されている。複数の帯部5aは、電極ペースト7が太陽電池製造用印刷マスク4からp型単結晶シリコン基板11の側に押し出されることを規制し、押し出されなかった電極ペースト7を再利用することができるので、太陽電池製造用印刷マスク4を用いることにより、スクリーン印刷法によって太陽電池1の受光面側に形成される電極のもとになる電極ペースト7の使用量を低減することができる。
次に、太陽電池1の製造方法について図6を用いて説明する。図6は、実施の形態1の太陽電池1の製造方法を模式的に示す図である。図6では、太陽電池1が製造されるまでの各工程における物の断面が示されている。まず、図6(A)に示す通り、p型単結晶シリコン基板11を用意する。p型単結晶シリコン基板11は、太陽電池1を製造する際に用いられる半導体基板の一例である。例えば、p型単結晶シリコン基板11の厚さは200μmであり、p型単結晶シリコン基板11の表面及び裏面の大きさは、156mm×156mmである。p型単結晶シリコン基板11の厚さ及び大きさは、上記のものに限定されない。
p型単結晶シリコン基板11は、溶融したシリコンを冷却して固化することによって形成されたインゴットをワイヤーソーでスライスすることによって製造される。p型単結晶シリコン基板11の表面及び裏面には、スライスされたときのダメージを含むダメージ層が存在する。ダメージ層の結晶性は極めて悪いので、p型単結晶シリコン基板11に半導体素子の機能を発揮させるために、ダメージ層を除去する必要がある。
ダメージ層を除去するために、酸の溶液又は加熱されたアルカリ溶液を用意し、p型単結晶シリコン基板11を酸の溶液又は加熱されたアルカリ溶液に浸漬し、p型単結晶シリコン基板11の表面及び裏面をエッチングする。エッチングすることにより、ダメージ層を除去する。アルカリ溶液の一例は、水酸化ナトリウム水溶液である。
ダメージ層を除去した後に、p型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャー構造を形成する。p型単結晶シリコン基板11の表面は、受光面となる面である。例えば、イソプロピルアルコールを含有する水酸化アルカリ水溶液にダメージ層を除去したp型単結晶シリコン基板11を浸漬して、p型単結晶シリコン基板11の表面をエッチングすることにより、p型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャー構造を形成する。テクスチャー構造は、微小の凹凸である。
p型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャー構造を形成することにより、p型単結晶シリコン基板11をもとに製造される太陽電池1の表面において、光の多重反射が生じる。光の多重反射により、太陽電池1の表面に入射する光をp型単結晶シリコン基板11の内部に効率的に吸収させることができる。つまり、テクスチャー構造を形成することにより、太陽電池1の表面の反射率を低減させることができる。その結果、太陽電池1の表面に入射する光を電気エネルギーに変換する効率が高くなる。p型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャー構造が形成される際、p型単結晶シリコン基板11の裏面にもテクスチャー構造は形成される。裏面に形成されたテクスチャー構造は、太陽電池1の機能に影響を与えない。
次に、テクスチャー構造が形成されたp型単結晶シリコン基板11を熱酸化炉へ入れて、リンを含む気体のなかでp型単結晶シリコン基板11を加熱する。リンは、n型の不純物の一例である。p型単結晶シリコン基板11を熱酸化炉で加熱することにより、p型単結晶シリコン基板11の表面及び裏面においてリンを拡散させる。
リンがp型単結晶シリコン基板11の表面及び裏面に拡散するので、図6(B)に示す通り、p型単結晶シリコン基板11の表面及び裏面の各々にn型不純物拡散層12が形成される。例えば、p型単結晶シリコン基板11を、オキシ塩化リンを含む気体のもとで750℃から900℃までの温度で加熱することにより、n型不純物拡散層12を形成する。上述の通り、p型単結晶シリコン基板11の表面は、受光面となる面である。つまり、p型単結晶シリコン基板11の表面においてリンを拡散させることにより、p型単結晶シリコン基板11の受光面側にn型不純物拡散層12を形成する。n型不純物拡散層12は、拡散層の一例である。
n型不純物拡散層12が形成されることにより、p型単結晶シリコン基板11とn型不純物拡散層12との界面においてpn接合13が形成される。n型不純物拡散層12を形成する際、n型不純物拡散層12のシート抵抗が30Ω/□から100Ω/□までとなるように、好ましくは50Ω/□から80Ω/□までとなるように、リンの拡散を制御する。
リンをp型単結晶シリコン基板11の表面に拡散させる際、n型不純物拡散層12はp型単結晶シリコン基板11の側面にも形成される。リンをp型単結晶シリコン基板11の表面及び裏面に拡散させる際、リンガラスがp型単結晶シリコン基板11の表面、裏面及び側面に形成される。リンガラスは太陽電池1には不要な物であるので、例えばフッ酸水溶液を用いてリンガラスを除去する。
次に、図6(C)に示す通り、p型単結晶シリコン基板11の側面に形成されたn型不純物拡散層12を除去する。例えば、プラズマエッチング法を用いた端面エッチングにより、側面に形成されたn型不純物拡散層12を除去する。又は、例えば、レーザを用いた溶融分離法により側面に形成されたn型不純物拡散層12を除去する。レーザを用いてn型不純物拡散層12を除去する場合、後に説明する図6(E)の工程を行った後に、p型単結晶シリコン基板11の側面に形成されたn型不純物拡散層12を除去してもよい。
次に、光の反射を抑制して光電変換効率を高めるために、図6(D)に示す通り、n型不純物拡散層12の受光側の面に、反射防止膜14を形成する。反射防止膜14の一例は、シリコン窒化膜である。例えば、シランとアンモニアとの混合ガスを用いるプラズマ化学気相成長法により、シリコン窒化膜である反射防止膜14を形成する。屈折率が異なる2層以上の層を積み重ねることにより、反射防止膜14を形成してもよい。プラズマ化学気相成長法と異なる成膜方法によって、反射防止膜14を形成してもよい。反射防止膜14は、シリコン酸化膜であってもよい。
次に、スクリーン印刷法により、表面側の銀電極ペースト、裏面側のアルミニウム電極ペースト及び裏面側の銀電極ペーストを適切な順番で印刷する。これにより、p型単結晶シリコン基板11の受光面側及び裏面側の各々に電極ペーストを形成する。p型単結晶シリコン基板11の受光面側に銀電極ペーストを形成する際、図2を用いて説明した太陽電池製造用印刷マスク4を、図3を用いて説明したスクリーン印刷法において用いることにより、p型単結晶シリコン基板11の受光面側にバス電極2及びグリッド電極3を形成するための銀電極ペーストを形成する。太陽電池製造用印刷マスク4を用いることにより、銀電極ペーストの消費量を低減することができる。
その後、各電極ペーストを焼成し、図6(E)に示す通り、受光面側電極15と、裏面側電極16とを形成する。受光面側電極15は、バス電極2及びグリッド電極3によって構成される。すなわち、太陽電池製造用印刷マスク4を用いてp型単結晶シリコン基板11の受光面側にバス電極2及びグリッド電極3によって構成される受光面側電極15を形成する。
各電極ペーストを焼成する場合、大気雰囲気中で、例えば750℃から900℃の範囲で焼成を実行する。各電極ペーストを焼成する際の温度は、太陽電池1の構造及びペーストの種類を考慮して決定される。受光面側電極15のなかの銀が反射防止膜14を貫通し、受光面側電極15はn型不純物拡散層12と電気的に接続される。
裏面側では、アルミニウム電極ペースト及び銀電極ペーストが焼成されて、図6(E)に示す通り、裏面アルミニウム電極16a及び裏面銀電極16bが形成されると共に、アルミニウムと銀とによって構成される合金部16cが形成される。合金部16cは、裏面アルミニウム電極16aと裏面銀電極16bとを接続する。裏面アルミニウム電極16a、裏面銀電極16b及び合金部16cは、裏面側電極16を構成する。
裏面側電極16が形成される際、アルミニウム電極ペーストは、p型単結晶シリコン基板11とも反応し、反応後に固化することによって、アルミニウムを含むバックサーフェス電界層17が形成される。バックサーフェス電界層17に含まれるアルミニウムは、ドーパントである。
バックサーフェス電界層17は、p型単結晶シリコン基板11と同型の導電性を持つ不純物をp型単結晶シリコン基板11より高い濃度で含む層であって、不純物の濃度の相違によりフェルミレベルと価電子帯とのエネルギーギャップの差を生じさせ、差により内部電界を形成させる。内部電界により裏面で発電の損失が生じることを防止することができ、ひいてはより多くの電力を太陽電池1から出力させることができる。
印刷及び焼成により比較的容易にバックサーフェス電界層17を形成することができるため、太陽電池1を製造する際の上述したバックサーフェス電界層17の形成方法は広く普及している。上述の通りに、太陽電池1は製造される。
なお、太陽電池1の製造方法は、図6を用いて説明した製造方法に限定されない。太陽電池製造用印刷マスク4を用いる太陽電池1の製造方法は、受光面側のバス電極2及びグリッド電極3を有する太陽電池1を製造する場合に適用される。
実施の形態2.
図7は、実施の形態2にかかる太陽電池製造用印刷マスク4Aの一部を示す平面図である。太陽電池製造用印刷マスク4Aは、バス電極2を形成するためのバス部5と、グリッド電極3を形成するためのグリッド部6とを有する。バス部5は、バス部5の長手方向と直交する複数の帯部5aを有する。帯部5aには乳剤が塗布され、帯部5aは電極ペーストの通過を遮蔽する。複数の帯部5aの各々は、他の帯部5aと平行に位置している。複数の帯部5aの各々は、隣の帯部5aと離れている。隣り合う二つの帯部5aの間には、バス開口5bが形成されている。つまり、隣り合う二つの帯部5aの間は、バス開口5bである。
図7は、実施の形態2にかかる太陽電池製造用印刷マスク4Aの一部を示す平面図である。太陽電池製造用印刷マスク4Aは、バス電極2を形成するためのバス部5と、グリッド電極3を形成するためのグリッド部6とを有する。バス部5は、バス部5の長手方向と直交する複数の帯部5aを有する。帯部5aには乳剤が塗布され、帯部5aは電極ペーストの通過を遮蔽する。複数の帯部5aの各々は、他の帯部5aと平行に位置している。複数の帯部5aの各々は、隣の帯部5aと離れている。隣り合う二つの帯部5aの間には、バス開口5bが形成されている。つまり、隣り合う二つの帯部5aの間は、バス開口5bである。
実施の形態1と同様に、帯部5aの幅wは、2.5μm以上20μm以下であることが好ましく、5μm以上15μm以下であることがより好ましい。また、バス開口5bの幅は、グリッド部6のグリッド開口6bの幅と等しくすることが最も望ましい。
なお、図8に示すように、グリッド部6を結ぶ箇所はグリッド開口6bとし、帯部5aを設けないことが望ましい。図8は、変形例の太陽電池製造用印刷マスク4Bの一部を示す平面図である。スクリーン印刷の場合、グリッド部6の長手方向と直交する方向に沿ってスキージを移動させて印刷させることにより、連続的な印刷状態とし、均一なグリッド電極3のもとになる電極ペーストを形成することができる。即ち、図9の左右方向にスキージを移動させることが望ましい。図9は、変形例の太陽電池製造用印刷マスク4Bを俯瞰した場合の平面図である。ここで、バス開口5bの幅をグリッド開口6bの幅と同一にして印刷することにより、連続的な印刷状態を保つことができるので、バス部5からグリッド部6へのスキージの移り変わり時にも断線のもとになる状態が発生することを抑制することができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
1 太陽電池、2 バス電極、2a 第1部分バス電極、2b 第2部分バス電極、2c 第3部分バス電極、3 グリッド電極、4,4A,4B 太陽電池製造用印刷マスク、5 バス部、5a 帯部、5b バス開口、6 グリッド部、6a グリッド遮蔽部、6b グリッド開口、7 電極ペースト、8 スキージ、11 p型単結晶シリコン基板、12 n型不純物拡散層、13 pn接合、14 反射防止膜、15 受光面側電極、16 裏面側電極、16a 裏面アルミニウム電極、16b 裏面銀電極、16c 合金部、17 バックサーフェス電界層。
Claims (6)
- 太陽電池の受光面側のバス電極及びグリッド電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクにおいて、
前記バス電極を形成するためのバス部と、
前記グリッド電極を形成するためのグリッド部とを備え、
前記バス部は、複数の帯部を有し、
前記複数の帯部の各々は、隣の前記帯部と離れており、
隣り合う二つの前記帯部の間は、開口である
ことを特徴とする太陽電池製造用印刷マスク。 - 前記帯部の幅は、2.5μm以上20μm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池製造用印刷マスク。 - 前記帯部の幅は、5μm以上15μm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池製造用印刷マスク。 - 隣り合う二つの前記帯部の間隔は、前記グリッド部の開口の幅以上180μm以下である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池製造用印刷マスク。 - 隣り合う二つの前記帯部の間隔は、前記グリッド部の幅以上60μm以下である
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽電池製造用印刷マスク。 - 半導体基板の受光面側に拡散層を形成するステップと、
請求項1から5のいずれか1項に記載の太陽電池製造用印刷マスクを用いて前記受光面側にバス電極及びグリッド電極を形成するための電極ペーストを塗布するステップと
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
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JP2016128819A JP2018006454A (ja) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | 太陽電池製造用印刷マスク、及び、太陽電池の製造方法 |
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- 2016-06-29 JP JP2016128819A patent/JP2018006454A/ja active Pending
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