JP5804558B2

JP5804558B2 - 太陽電池の製造方法

Info

Publication number: JP5804558B2
Application number: JP2011227513A
Authority: JP
Inventors: 豊篠田
Original assignee: 株式会社セリアエンジニアリング; 株式会社セリアコーポレーション
Priority date: 2011-10-15
Filing date: 2011-10-15
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-10-15
Also published as: JP2013089701A

Description

本発明は、導電性ペーストを半導体基板にスクリーン印刷する太陽電池の製造方法に関する。

結晶シリコン系太陽電池においては、半導体基板にバスバー電極及びフィンガー電極を形成する方法として、スクリーン印刷が一般的に用いられている。ここで、太陽電池の光電変換効率を向上させるには、可能な限りフィンガー電極の面積を小さくして、受光面の遮光面積を小さくする必要がある。このため、スクリーン印刷により電極を形成する方法では、フィンガー電極をより細く、かつ、より厚く形成する手段としてスクリーン印刷を複数回行う、いわゆる「重ね合わせ印刷」が採用されている。

しかしながら、「重ね合わせ印刷」を行う場合、フィンガー電極の印刷ズレが起きたのでは、受光面の遮光面積が増加して太陽電池の光電変換効率が低下してしまう。そのため、ターゲットマークをカメラで認識して、フィンガー電極の印刷ズレを回避するのが一般的である。この例として、特許文献１に記載された太陽電池の製造方法がある。この製造方法では、フィンガー電極の一部をターゲットマーク（アライメントマーク）の一部として使用し、フィンガー電極の印刷ズレを回避している。

特開２０１０−２０８３１７号公報

しかし、上記従来の特許文献１に記載された太陽電池の製造方法では、フィンガー電極の一部をターゲットマークの一部として使用しているため、電極以外の部分もターゲットマークとして使用され、その部分により受光面の遮光面積が増加し太陽電池の光電変換効率が低下してしまう。

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、受光面の遮光面積を減少させ、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる太陽電池の製造方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る太陽電池の製造方法の特徴は、導電性ペーストを半導体基板に複数回スクリーン印刷することにより、バスバー電極及び該バスバー電極から櫛歯状に伸びるフィンガー電極を形成する太陽電池の製造方法において、前記フィンガー電極と、前記バスバー電極の一部を形成するターゲットマークと、を同時にスクリーン印刷する第１工程と、前記フィンガー電極と、前記ターゲットマークの部分を除く前記バスバー電極と、を同時に１回のみスクリーン印刷のみスクリーン印刷する第２工程と、を有し、前記ターゲットマークは、中空円形であることである。

請求項１に係る太陽電池の製造方法においては、第１工程及び第２工程において、フィンガー電極を印刷しているため、フィンガー電極がより細く、かつ、より厚く形成される。また、バスバー電極の一部をターゲットマークの全部として使用しているため、フィンガー電極以外の受光面をターゲットマークとすることがない。したがって、この太陽電池の製造方法によれば、受光面の遮光面積を減少させ、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。なお、バスバー電極は第２工程のみで印刷されているが、これはバスバー電極が幅広であり導電性ペーストがのり易いためである。また、バスバー電極を２回印刷したのでは、バスバー電極とフィンガー電極との接合部分がにじみ易く、不安定となるためである。
更に、ターゲットマークを中空円形にしている。発明者の実験により、この形状において印刷時に導電性ペーストがにじみ難くなることが判明した。なお、本明細書における「中空円」の外周及び内周の円には、真円だけでなく、真円に近い楕円も含まれる。

実施形態の太陽電池の製造方法に係り、スクリーン印刷済みの半導体基板の概要図。実施形態の太陽電池の製造方法に係り、１回目のスクリーン印刷パターン。実施形態の太陽電池の製造方法に係り、１回目のスクリーン印刷パターンの拡大図。実施形態の太陽電池の製造方法に係り、２回目のスクリーン印刷パターン。実施形態の太陽電池の製造方法に係り、２回目のスクリーン印刷パターンの拡大図。

本発明に係る太陽電池の製造方法を具体化した実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、この太陽電池の製造方法により得られたスクリーン印刷済みの半導体基板の概要図であり、半導体基板１の受光面側にバスバー電極３及びバスバー電極３から櫛歯状に伸びるフィンガー電極２がスクリーン印刷されている。半導体基板１は、結晶シリコンのｐｎ接合を含む基板である。また、フィンガー電極２は、数十μｍ幅の導電性ペーストで形成され、個々の太陽電池セルで発電された電気を集めるものである。さらに、バスバー電極３は、数ｍｍ幅の導電性ペーストで形成され、各フィンガー電極２を接続するものである。また、バスバー電極３には、ターゲットマーク４が含まれている。

太陽電池の製造方法では、第１工程において、図２に示す導電性ペーストの印刷パターンがスクリーン印刷される。この印刷パターンは、フィンガー電極２と、バスバー電極３の一部を形成するターゲットマーク４とからなっている。ターゲットマーク４は円形をなし、次の第２工程における「重ね合わせ印刷」の位置合わせに用いられる。ここで、本実施形態においては、円形のターゲットマーク４を採用しているが、図３に示すように、中空円形のターゲットマーク５を使用してもよい。

次に、第２工程において、図４に示す導電性ペーストの印刷パターンの「重ね合わせ印刷」が行われる。この印刷パターンは、フィンガー電極２と、ターゲットマーク４の部分を除くバスバー電極３とからなっている。この際、第１工程においてカメラにより認識されたターゲットマーク４が「重ね合わせ印刷」の位置合わせとして用いられる。第２工程が終了すると、図１のスクリーン印刷済みの半導体基板１を得ることができる。

第１工程において、図３に示す中空円形のターゲットマーク５を使用した場合、第２工程では図５に示す導電性ペーストの印刷パターンの「重ね合わせ印刷」が行われる。この印刷パターンは、フィンガー電極２と、ターゲットマーク５の部分を除くバスバー電極３とからなっている。この際、第１工程においてカメラにより認識されたターゲットマーク５が「重ね合わせ印刷」の位置合わせとして用いられる。第２工程が終了すると、図１のスクリーン印刷済みの半導体基板１を得ることができる。

実施形態に係る太陽電池の製造方法においては、第１工程及び第２工程において、フィンガー電極２を印刷しているため、フィンガー電極２がより細く、かつ、より厚く形成される。また、バスバー電極３の一部をターゲットマーク４の全部として使用しているため、フィンガー電極２以外の受光面をターゲットマーク４とすることがない。したがって、この太陽電池の製造方法によれは、受光面の遮光面積を減少させ、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。なお、バスバー電極３は第２工程のみで印刷されているが、これはバスバー電極３が幅広であり導電性ペーストがのり易いためである。また、バスバー電極３を２回印刷したのでは、バスバー電極３とフィンガー電極２との接合部分がにじみ易く、不安定となるためである。

また、この太陽電池の製造方法においては、ターゲットマーク４を円形にしているため、印刷時に導電性ペーストがにじみ難くなる。さらに、中空円形のターゲットマーク５を使用した場合であっても、印刷時に導電性ペーストがにじみ難くなる。

以上、本発明の太陽電池の製造方法を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

１…半導体基板、２…フィンガー電極、３…バスバー電極、４、５…ターゲットマーク。

Claims

導電性ペーストを半導体基板に複数回スクリーン印刷することにより、バスバー電極及び該バスバー電極から櫛歯状に伸びるフィンガー電極を形成する太陽電池の製造方法において、
前記フィンガー電極と、前記バスバー電極の一部を形成するターゲットマークと、を同時にスクリーン印刷する第１工程と、
前記フィンガー電極と、前記ターゲットマークの部分を除く前記バスバー電極と、を同時に１回のみスクリーン印刷する第２工程と、
を有し、
前記ターゲットマークは、中空円形であることを特徴とする太陽電池の製造方法。