JP7253852B2 - 太陽電池の電気伝導体の適用方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池への電気伝導体の適用方法に関する。

太陽電池上に導体を形成する既知の方法にはいくつかの欠点があり、それらの中には、
それらがライン解像度と正確な配置に寄せるという制限がある。多くの場合、この技術は
面倒であり、バッチ処理を使用してのみ実施することができ、この技術を使用して太陽電
池の反対側に導体を適用する場合、各面を別々に処理しなければならない。

前述の欠点の少なくともいくつかを軽減する目的で、本開示の第１の態様は、太陽電池
の表面によって形成される基板に電気伝導体のパターンを適用する方法を提供し、当該方
法は：
ａ）可撓性膜を提供するステップと、
ｂ）膜の第１の面に、基板に適用される電気伝導体の所望のパターンに少なくとも部分
的に対応する溝のパターンを形成するステップと、
ｃ）溝に、組成成分として導電性粒子および接着剤を含む組成物を充填するステップで
あって、充填ステップの完了時に、組成物が膜の第１の面と同じ高さで溝を実質的に満た
し、かつ溝の間の第１の面の部分に組成物が実質的に含まれないように、１回以上のサブ
ステップで実行される充填するステップと、
ｄ）膜の第１の面を基板に向けて、膜を基板に接触させるステップと、
ｅ）膜に圧力を加えて、膜の第１の面の溝内に充填された組成物を、基板に付着させる
ステップと、
ｆ）膜を基板から分離させて、膜の第１の面の溝から基板に組成物を転写するステップ
と、
ｇ）溝から基板に転写された組成物のパターンを導電性にするために、導電性粒子を焼
結するのに十分なエネルギーを加えるステップと、を含む。

導体のパターンを形成するときに、組成物の成分に液体キャリアを添加して、液体また
はペーストの粘稠度を有する湿潤組成物を形成することができる。液体キャリアは、有機
溶媒または水性溶媒からなるものとすることができる。液体キャリアが少なくとも６０重
量％の水を含む湿潤組成物は、水性または水性系組成物と呼ぶことができ、液体キャリア
が少なくとも６０重量％の有機溶媒を含む湿潤組成物は、溶媒系組成物と呼ぶことができ
る。

充填ステップ中にドクターブレードを使用して、組成物を溝内に押し込み、かつ溝間の
基板部分から組成物を拭き取ることができる。膜に塗布された組成物を溝内に充填するた
めに膜の第１の面に接触する、スキージまたはブレードの先端の相対的な可撓性および／
または硬度は、充填される組成物の粘稠度／粘度、充填される溝の寸法、パターン内の組
成物を「拭き取る」ために加えられる力、および当業者によって容易に理解される同様の
考察に応じて選択して適合させることができる。次いで、熱または真空の適用により液体
キャリアを除去し、乾燥組成物を可撓性膜の第１の面またはその中の選択された領域にコ
ーティングすることができる。

液体キャリアを除去する（例えば、液体は蒸発によって除去される）と、溝内に残され
た組成物は収縮する傾向にある。充填ステップ（前述の方法ではステップｃ）として記載
されている）は、溝を１回だけ充填することを含み得るが、繰り返しの充填サブステップ
のような複数のサブステップを、（例えば、乾燥による）液体除去および（例えば、拭き
取りによる）溝間クリーニングの任意のサブステップとともに任意に含み得ることに留意
されたい。そのようなサブステップは、乾燥組成物が膜の第１の面と同じ高さで溝を実質
的に満たすまで繰り返す必要があり得る。充填ステップが、充填、および／または乾燥、
および／またはクリーニングの繰り返しサイクルによって実行される場合、最後のステッ
プは、膜の第１の面上の溝間のスペースに組成物が実質的に含まれないようにする。

実質的に含まれないとは、溝間のスペースに残留組成物が存在するとしても、それが転
写後に太陽電池の表面を有意にマスキングするには不十分または少なすぎる量／分布にあ
ることを意味する。溝間のスペースの面積の２％未満、または１％未満、または０．５％
未満、または０．１％未満の面積に微量の導電性粒子が含まれているとしても、実質的に
は、溝間のスペースに組成物はないといえる。そのような微量の組成物は、日常的な画像
分析によって検出および推定することができる。

溝の充填をいくつかのステップで行う場合、組成物の成分の相対比率が充填サイクル間
で変化してもよい。最初の工程では、接着剤は導電性粒子を互いに結合させるためだけに
役立ち得るが、最後の工程では、接着剤はさらに組成物を基板に付着させるために役立つ
ことができる。この理由から、組成物中の接着剤の割合を、少なくとも最後の充填ステッ
プで任意に増加させてもよい。

さらに、および代替的に、接着剤のタイプを充填ステップ間で変更することができ、最
後の充填ステップの接着剤は、初期のステップの接着剤よりも強力であり、かつ／あるい
は多量であり、基板への接着能力に関して「強力」である。いくつかの実施形態では、可
撓性膜の充填された溝上に接着剤コーティングをさらに塗布することができる。

より少量の接着剤（および／またはより強力でなく、その後、バインダと見なすことが
できるもの）と、より多量の導電性粒子と、を有する組成物は、金属ペーストと呼ぶこと
ができ、多量の（および／またはより強力な）接着剤を有し、乾燥組成物を基板へ接着さ
せるのに適した組成物は、接着剤ペーストと呼ぶことができる。「ペースト」という用語
は、特定の粘度、または固形分を示すことを意味するものではないが、より低い粘度の組
成物においては、当然のことながらより多くのキャリアを蒸発させる必要がある。その後
の基板への接着をさらに容易にする目的で、膜の充填された溝を覆うように任意に追加さ
れ得る組成物は、接着剤コーティングと呼ぶことができる。

あるいは、および付加的に、各充填ステップは、溝に充填される組成物および／または
充填条件にそれぞれ適合した異なるタイプのワイパー（例えば、スキージまたはドクター
ブレード）を使用して実行することができる。

適切に適用されたドクターブレードまたはスキージによれば、膜の第１の面の溝のない
部分を組成物から十分にクリーンにしておくという所望の結果がもたらされ得るが、その
ような目的を達成するべく、任意におよび／または付加的に、溝間の表面に残された組成
物を除去するための、例えば、擦り取り、拭き取り、ブラシ掛けを含む別のステップを実
行して、充填ステップを完了させてもよい。このようなクリーニングは、充填サブステッ
プの間、あるいは充填ステップの完了前にのみ行うことができ、充填に続いて任意に接着
剤コーティングを膜に塗布する場合には、最後の充填サブステップの実行後、かつ接着剤
コーティングの塗布前に行うことができる。この任意のクリーニングは、クリーニングさ
れる組成物と膜に適したクリーニングデバイスを使用して実行することが好ましい。

いかなるクリーニングステップが実行される場合も、その後の、膜の基板との接触を大
幅に低減し、あるいは妨げるような方法で、膜の表面に影響を与えるべきではない。クリ
ーニングサブステップは、組成物を乾燥させる前または後のいずれかに実行できることに
留意されたい。クリーニングサブステップが乾燥サブステップ後に実行される場合、必要
に応じて、クリーニング液を、クリーニング装置および／またはクリーニングされるべき
表面にさらに加えてもよい。

例えば、クリーニングは、充填デバイスの下流（例えば、溝に組成物を充填するスキー
ジまたはドクターブレードの上流）に配置されたブレードワイパーによって行うことがで
きる。クリーニングブレードは、膜に対して、充填用ブレードと同じ向きを有することが
でき、あるいは、反対の角度を形成することができる。クリーニングは、代替的に、柔ら
かい拭き取り面を有するクリーニングローラを使用して行うことができる。乾燥ステップ
に続いてクリーニングが行われる場合、クリーニング液を使用して、膜の表面上における
クリーニングデバイスの移動を容易にすることができる。そのようなクリーニング液が使
用される場合、溝間のスペースに乾燥組成物が残留しているとすれば、それらの除去も容
易にすることができる。前述の例示的な実施形態において、クリーニング液は、クリーニ
ングブレードの下流に塗布することができ、あるいはクリーニングローダの拭き取り面を
含侵させるのに役立ち得る。クリーニング液は、溝のパターン内に既に充填および／また
は乾燥された組成物に影響を与えないように選択される。例えば、クリーニング液は、可
撓性膜とは相溶性があり、組成物の液体キャリアとは相溶性がない溶媒とすることができ
る。

任意の所望のパターンの溝は、例えば、それらの断面プロファイル、それらの上面形状
、それらの寸法、それらの互いからの距離、および以下により詳細に記載される要因によ
って特徴づけることができる。パターンの溝は同一である必要はなく、任意の第１の溝は
任意の第２の溝と異なっていてもよい。さらに、いくつかの実施形態において、個々の溝
は、それ自体の長さに沿って変化していてもよい。例えば、上面から見た場合、溝の隣接
するセグメントが直線状の輪郭を形成し、他のセグメントが湾曲した輪郭を有することが
でき、あるいは、第１のセグメントが第１の幅を有し、第２のセグメントが第２の幅を有
することができる。断面視で、個々の溝は、溝の第１のセグメントに第１のプロファイル
を有し、第２のセグメントに第２のプロファイルを有し、かつ／あるいは第１のセグメン
トに第１の寸法のセットを有し、第２のセグメントに第２の寸法のセットを有することが
できる。非限定的な例として、個々の溝は、第１の高さ／深さの三角形または台形のプロ
ファイルを有する第１のセグメントと、異なる第２の高さ／深さの半楕円形または半円形
のプロファイルを有する第２のセグメントと、を含むことができる。そのような非同一の
溝を有する可撓性膜では、個々の溝は、該溝の長さに沿って交互に配置された比較的浅い
トレンチセグメントと比較的深い窪みから構成されていてもよく、より深い窪みは、転写
後に導電性材料のより高いスポットまたは接触パッドを形成し、これらは、基板の平面に
垂直な方向に形成され得る隣接するパターンを相互接続するか、あるいは導電線のパター
ンを外部回路（例えば、太陽電池によって収集された電気エネルギーを蓄えることができ
るバッテリー）接続するように機能し得る。

いくつかの実施形態における膜は、作業温度（例えば、約２３℃の周囲室温）で十分に
可撓性であり、可撓性膜のパターニング、本明細書に教示されるような組成物のいずれか
による溝の充填、組成物の乾燥、または基板との接触による膜からの乾燥組成物の剥離、
および／もしくは基板からの膜の分離などの他の必要な処理を容易にする。いくつかの実
施形態では、可撓性膜はそのように（例えば、ロールまたはシートで）予備形成して供給
され得るが、可撓性膜は、代替的に、適切な材料（例えば、冷却すると固化する熱可塑性
ポリマーまたは放射線への暴露で硬化するフォトポリマーであり、これらは、本明細書で
はプラスチックポリマーと呼ぶことができる）から注型することにより、プロセスの一部
として形成されてもよい。エンボス加工または注型され得る成形可能なプラスチックポリ
マーが当業者に知られている。

そのようなポリマーから製造された可撓性膜は、その上に形成される溝（およびパター
ン）の輪郭およびその中に充填される組成物の形状を維持するのに十分に非弾性であるこ
とが好ましい。他方で、膜は、組成物の線を転写するべく基板と十分に密接に接触できる
ように、基材の表面に適合するのに十分に可撓性であることが好ましい。比較的平滑な表
面を有する膜は、処理中の（例えば、溝を充填しているスキージとの、または基板との）
インタフェースを改善するという同様の理由から望ましい場合がある。有利には、可撓性
膜の第１の面の平均粗さＲｚは、１μｍ以下、５００ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下、または
１００ｎｍ以下である。他の望ましい機械的性質（例えば、耐伸張性、耐ストレス性、耐
熱性および耐放射性など）は容易に理解することができ、それにより膜を方法およびそれ
に使用される組成物（例えば、耐化学性、化学的不活性）と適合させることができる。

本明細書で開示する方法では、表面エネルギーが低い可撓性膜を使用することができ、
環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）
、および熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）から選択される熱可塑性ポリマーを含む膜が特
に適している。

可撓性膜は、１つ以上の適切なプラスチックポリマー、特には、前述の１つ以上の熱可
塑性ポリマーを含む単層から形成することができる。あるいは、可撓性膜は、２つ以上の
別々の膜から形成することができる。例えば、非限定的な例として、膜は、膜の機械的完
全性および／または強度（例えば、処理中にその寸法を実質的に保持する能力）を主に提
供する第１の支持層と、溝の形成を可能にするように十分に変形可能である第２の層と、
膜の中間のパターン化可能コアを「封止」する第３の層と、を備え、第３の層は、例えば
、パターンの転写およびそれに続く膜の分離前における膜の基板への接着性を改善し、あ
るいは本教示による方法にとって好ましい可能性がある任意の他の望ましい（例えば、所
望の通りにパターンを維持するのに十分な靭性を提供する）特性を改善する。全てのその
ような層は、好ましくは可撓性であり、そのような層により形成された膜全体に所望の可
撓性を提供する。膜が２層以上から形成されているこのような実施形態では、支持層の反
対側の層が、転写ステップ中に基板の表面と接触する膜の第１の面を構成する。

圧力（例えば、約０．１ｋｇＦ／ｃｍ^２～約５０ｋｇＦ／ｃｍ^２）を加えることによる
、可撓性膜から基板への乾燥組成物の転写は、任意に高温で行うことができる。そのよう
な転写温度は、可撓性膜およびそのように接触させる基板に依存し得る。それはまた、溝
内に充填された組成物、ならびに乾燥組成物の可撓性膜からの剥離、および／または、乾
燥組成物の基板への接着が、温度のよってどのように促進され得るのかにも依存し得る。
例えば、転写温度は、少なくとも６０℃、少なくとも８０℃、少なくとも１００℃、また
は少なくとも１２０℃とすることができ、かつ任意に、最大２００℃、最大１８０℃、最
大１６０℃、または最大１４０℃とすることができる。いくつかの実施形態では、１３０
～１４０℃の範囲の転写温度で圧力が加えられる。

いくつかの実施形態において、転写温度は、基板および膜を２つのローラの間で接触さ
せてそれらを一緒に加熱することによって達成され、少なくとも１つの円筒が、所望の転
写温度を迅速に達成できる温度に加熱される。他の実施形態において、転写温度は、膜を
そのままとするかまたは周囲温度に維持する一方で、基板だけを加熱することによって達
成される。基板は、伝導（例えば、ホットプレートに通す）、対流（例えば、熱風流を用
いる）、放射（例えば、ＩＲランプを用いる）、またはそのような加熱手段の組合せなど
の任意の適切な方法によって加熱され得る。

いくつかの実施形態では、適切な接触を生じさせるように圧力を加えた後であって、か
つ溝の内容物を基板へ転写させるように膜を剥がす前に温度を下げる。この中間段階では
、たとえこの付着が分離させるまでの一時的なものであっても、膜が「基板に付着してい
る」、あるいは基板が「膜に付着している」という。冷却は、伝導（例えば、膜が付着し
た基板を低温表面に通す）、対流（例えば、膜が付着した基板に向けて任意に冷却した空
気を吹き付ける）、またはそのような冷却手段の組合せによって行うことができる。

基板は、選択されて、そこに転写されるパターンの意図された用途に適合されるが、そ
のような選択は当業者に知られている。基板は、例えば、剛性または可撓性であり、１層
以上の材料で構成されており、その１つ以上の側面上での伝送に役立ち、ドープまたは非
ドープであり得る。非限定的な例として、太陽電池の製造に適した基板は、硬質ウェハま
たは可撓性フィルムであり得る。基板は、単結晶または多結晶シリコン（モノｃ－Ｓｉま
たはマルチｃ－Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）
、ポリシリコン（ｐ－Ｓｉ）、および太陽電池に使用される任意の他の基板と同様の無機
材料でできているか、あるいは可撓性ポリマーなどの有機材料でできた太陽電池の面とす
ることができる。

可撓性膜を利用して所望のパターンを形成する本方法は、太陽電池の基板が平坦ではな
い場合に特に有利であることが理解されよう。特定の用途を達成するのに望まれ得るよう
な、折り曲げおよび折り畳みができ、さらには物体の周囲に巻き付けることさえできる基
板は、所望のパターンを含む膜によってワンステップで接触させることができる。例えば
、同じボードの左パネルと右パネルの間で斜めに折り畳む必要がある物体があり、電流を
一方端から他方端に流すことができるとすると、現在の技術では、各パネルを別々に準備
して組み立て、かつ場合によっては中間接続パネルまたは回路さえも必要とされる場合が
ある。対照的に、本方法では、左パネルと可撓性膜上のパターンの対応する部分と、右パ
ネルとそれぞれのパターンとの連続的な接触を可能にし、左右のパネル（および対応する
パターンの左右の部分）間にある中間の「角度」領域により、２つをつなぐ途切れのない
回路が提供される。

さらなるステップは、金属パターンの意図された用途に応じ得る。

太陽電池の製造に使用する場合、基板は半導体ウェハとすることができる。そのような
実施形態では、組成物は、有利にはガラスフリットを含むことが好ましく、組成物を導電
性にするように該組成物を加熱によって焼結した後に、基板および組成物を焼成して導体
を基板と融着させることができる。

添付の請求項２７～２９に記載の他の態様において、本発明は、太陽電池製造用の膜お
よび本発明の方法によって製造された太陽電池を提供する。そのような膜および太陽電池
は、本明細書中に教示されるように、方法の多様な実施形態に関連して本明細書中により
詳細に示される様々な特徴によって特徴づけられ得る。

本開示の例示的実施形態を、添付の図面を参照してさらに説明する。

図１Ａ～１Ｄは、導電性粒子を含有する組成物の線のパターンを膜上に形成し、次いでそのパターンを基板に転写する、簡略化されたプロセスステップを示す断面図である。図１Ｅは、図１Ａ～１Ｄのプロセスを実施するためのプロセスの簡略図である。 図２Ａは、図１Ａに示すプロセスステップの斜視図であり、離散的に間隔を置いたパターン（それぞれ別々の各基板に用いることが意図されており、各パターンが横方向バスバーによって互いに接続された一組の平行な導体を画定している）を有する連続膜を形成することができる、線パターンの設計方法の一例を提供している。図２Ｂおよび２Ｃは、図２ＡにそれぞれＢおよびＣで示される円の拡大図であり、溝の断面を示す。 図３Ａは、膜の溝に組成物の線を形成するための、単一の組成物の適用方法を示す膜の断面図である。図３Ｂは、膜の溝に組成物の線を形成するための、２つの異なる組成物の連続的な適用方法を示す膜の断面図である。図３Ｃは、膜から組成物の線を剥離するのを助けるために、剥離層を最初に適用する方法を示す膜の断面図である。図３Ｄは、膜から基板に組成物を転写するのを助けるために、膜の表面全体を覆う接着剤コーティングを塗布する方法を示す膜の断面図である。 図４Ａ～４Ｃは、例えば、太陽電池の背面電極のような電極を広域面に形成および適用し得る方法を示す図である。 図５Ａは、本方法によって生成される例示的な金属パターンを概略的に示す図である。図５Ｂは、転写された接触線の焼結前後の断面と形状が同様であり、溝の断面のネガ画像に匹敵する、突出ダイルールの例示的な断面を概略的に示す図である。図５Ｃは、共焦点レーザ走査型顕微鏡によって撮影された、導電性粒子を含む組成物で充填された可撓性膜の溝の透視顕微鏡写真である。図５Ｄは、共焦点レーザ走査型顕微鏡によって撮影された、可撓性膜の溝から基板に転写された接触線の透視顕微鏡写真である。 複数の溝セットをそれぞれの組成物で充填するための装置の例示的な断面を概略的に示す図である。

以下の説明では、図面を参照し、非限定的な例として、本開示の教示がどのように実施
され得るのかを当業者に明らかにする。図面は、例示的な説明を目的としており、本開示
の基本的な理解に必要とされるよりも詳細に実施形態の構造の詳細を示すことを試みるも
のではない。明瞭かつ単純に説明するために、図面に描かれるいくつかの物体は一定の縮
尺で描かれていない場合がある。

簡潔さおよび明瞭さのために、図２Ａに示されるようなパターン（その拡大図は、図２
Ｂおよび２Ｃに示されている）を形成することに関して説明するが、これは単なる例に過
ぎない。当業者であれば、溝によって形成されるパターンおよびそれに対応する導体パタ
ーンは、任意の形態をとることができ、当面の事項によって決まる技術的選択の問題であ
ることを容易に理解するであろう。

［可撓性膜のパターニング］
図１Ａには、円筒加圧ローラ１０４とダイローラ１０２との間のニップを通過する、プ
ラスチック材料製の膜１００が示されている。ダイローラ１０２は、平滑な表面からルー
ル１０６および１０８が突出している円筒で形成することができる。ダイローラ１０２の
形成方法は、基本的に重要ではない。その製造方法の１つは、平滑な円筒のエッチングで
あり、あるいは円筒の周囲に突出ルール１０６および１０８を有するエンボスシム（典型
的には、ニッケルまたはクロム製）を取り付けることであり得る。図示しないが、可撓性
膜１００は、１層以上の個別の可撓性材料から形成することができる。

ルール１０６は、ダイローラ１０２の円周に平行であり、かつダイローラの軸に沿って
互いに整列しており、対向する膜の面に接触すると、膜の移動方向に平行な溝を形成する
。図１Ａの概略断面図では、そのようなルールの１つだけが見えている。ルール１０６は
、ダイローラの全周をたどっている必要はなく、それらの長さは、溝のパターンにおける
長手方向の線の所望の長さに調整される。ルール１０８は、ダイローラの軸に平行であり
、対向する膜１００の面に接触すると、膜の移動方向を横切る方向に溝を形成することが
でき、また、場合によってはルール１０６によって形成された長手方向溝と直交する方向
に溝を形成することができる。ルール１０８は、ダイローラの全長または膜の幅に沿って
延びている必要はなく、それらの長さは、溝のパターンにおいて横断する長手方向の線の
任意の所望の数に応じて調整される。ルール１０６および１０８はまた、意図される基板
の寸法と、任意の特定のパターンを囲むために必要とされ得るマージンとを考慮に入れる
ことができる。ルール１０６および１０８は直線として示されているが、ダイローラ１０
２が任意の他の所望の形状を形成するルールを担持していてもよいことが容易に理解され
る。

ルールの縁または輪郭は、膜から基板への組成物線の転写を可能にする、典型的には規
則的ないずれの所望の形状を有することができ、したがって、好ましくは先細り形状を有
することができる。そのような輪郭は、図１Ａ～１Ｄでは、半楕円形で概略的に示されて
いる。ルール１０６の縁は、例えば、台形であってもよい。すなわち、ルールは、上向き
に先細りになる側面と平坦な上面とを有する形状であってもよい。図５Ａを参照してより
詳細に説明するように、本明細書では、台形の底幅はＷ_Ｂ、フラットトップ（頂部）幅は
Ｗ_Ｔ、および２つの間の高さはｈで表されている。ルール１０８は、ルール１０６と同様
の形状の縁を有することができるが、必ずしもそうでなくてもよい。例えば、ルール１０
８は、先にルール１０６について例示したような台形などの単一の形状からではなく、突
起のアセンブリから形成されていてもよい。ルール１０８は、例えば、メッシュ材料のス
トリップによって形成することができる。ルール１０８が後にバスバーの形成に役立ち得
る太陽電池の製造では、メッシュストリップの幅は、ルール１０６の底幅より大きくても
よい。図示例のように、太陽電池の電極の例に適用される金属パターンについては、ルー
ル１０８の数は、ルール１０６の数よりも少ない。

以下の説明では、台形断面に割り当てられた用語を使用するが、ルールは、同様の範囲
を満たす任意の異なる先細り形状を有していてもよい。ルールの断面が三角形、半円形、
または半楕円形などである場合、ルールの上端は一点に達し得る。ルールの底幅は、その
機能によって異なり得る。バスバーには最大数ミリメートルの幅が適し、太陽電池の背面
電極が溝付き膜を使用して作製されている場合、そのような太陽電池の背面電極にはより
広幅のルールが適し得る。長手方向の線については、底幅が５０マイクロメータ（μｍ）
以下であることが好ましく、Ｗ_Ｂが、１０～４０μｍ、または１０～３０μｍ、または１
０～２０μｍ、または５～２０μｍの範囲にあることが特に望ましい。ルールの頂部幅も
また機能に応じて異なり、底幅とほぼ同じであるが、通常は底幅よりも小さい。長手方向
の線については、頂部幅が４０μｍ以下であることが好ましく、Ｗ_Ｔが、５～２５μｍ、
または５～１５μｍ、または１０～２０μｍの範囲にあることが特に好ましい。ルールの
高さｈは、概して５０μｍを超えず、ｈが、２５～４０μｍ、または２５～３０μｍ、ま
たは１５～２５μｍの範囲にあることが特に好ましい。ルール１０６の高さｈとその底幅
Ｗ_Ｂとの間のアスペクト比（ＡＳＰ）は、約５：１～約１：５の範囲であり、ＡＳＰが、
３：１～１．１、または２：１～１：２、または１．７５：１～１：１．７５、または１
．５：１～１：１．５、任意に、約２：１、１．５：１、または少なくとも１：１である
ことが好ましい。

さらに、パターンは、隣接する溝の対向する縁部間の距離ｄによって特徴づけられ得る
。典型的には、そのような距離は、１００μｍ以上である。いくつかの実施形態において
、隣接する溝の平行なセグメント間の距離ｄは、１５０μｍ以上、２００μｍ以上、また
は３００μｍ以上である。長手方向の線については、２つの溝間の最大距離は、意図する
用途および／または所望の効率に応じて決まる。例えば、太陽電池の製造に関しては、距
離ｄは、最大２０００μｍ、最大１５００μｍ、最大１０００μｍ、または最大５００μ
ｍである。任意の特定のルールから生じる溝および線の寸法は、必ずしも元のルールの寸
法と同じではないことに留意されたい。そのような変動は、使用される膜およびプロセス
の他の変数に依存し得る。有利には、そのような変動は、元の寸法の２５％以下である。

それにも関わらず、本方法は、一般により低い抵抗を支持する、比較的高いアスペクト
比を有する金属線を基板に転写することを可能にする。説明すると、他のすべてのパラメ
ータ（例えば、金属線組成）が同じで、金属トレースが２５μｍの幅を有し、明らかに線
が５０μｍの高さを有し、したがってアスペクト比が２：１である場合、わずか５μｍの
高さを有してＡＳＰが１：５である場合よりも抵抗が低い。

ダイローラ１０２は、典型的には非常に複雑であり、かつ／あるいはより小さい寸法の
ルールを有するが、ボール紙を折り目付けするまたは切断するためのダイを製造するのに
使用されるのと同じ方法で形成することができる。膜１００が加圧ローラ１０４とダイロ
ーラ１０２との間のニップを通過すると、膜の上面に溝または刻み目１１０が形成される
。ルール１０６および１０８は、絶縁体または半導体であり得る基板に適用される、電気
伝導体のパターンに対応する溝のパターンを膜に形成するように設計されている。本図で
は、そして図２Ａでより明確に示すように、膜に描かれた溝のパターンを形成するための
２組のルールが示されているが、異なる用途では、所望のパターンに関連して１組だけの
ルールや３組以上のルールを必要する場合があるため、これは限定的ではない。

さらに、パターン付け要素は、回転ダイローラとして示されているが、代替的に形成さ
れたルールのアセンブリが、上述のような溝を形成するのに適している場合がある。膜に
おける溝の形成は、例えば、プレートによって達成することができる。溝形成ステーショ
ンおよび溝充填ステーションなどの固定ステーションに膜を通過させて組成物を充填する
ことによってプロセスを実施する場合、ステーション間のスラック膜の長さによってプロ
セスを連続的に実施することが可能になる。充填ステップのサブステップは繰り返すこと
ができるので、組成物を塗布して乾燥させることができる充填ステーションが複数あって
もよく、特に、溝に充填する組成物が反復ごとに異なる場合には、各ステーションを異な
る条件下で操作することができる。

１つ以上の層からなる予備形成された可撓性膜に溝のパターンをエンボス加工すること
に加えて、膜は、比較的粘性があるが流動状態の材料から注型することができ、この場合
、溝はフィルムの硬化前に形成される。プリハードン材料は、「プレ膜」材料と称するこ
とができる。例えば、その輪郭の少なくとも一部に突起（硬化時のフィルムに、対応する
溝を生じさせ得る）を有するノズルを介して、プレ膜材料を押し出すことによって膜を形
成することができる。図１に示すプロセスと同様に、プレ膜材料の流体は、平滑なスロッ
トを通して注型することができ、溝は、回転ダイローラまたは所望のパターンのルールを
有するプレートによって形成することができる。本教示に従う、比較的流動性のあるプレ
膜材料を、溝のパターンを有する可撓性膜へ硬化させることは、使用される材料に応じて
、フィルムの冷却および／またはフィルムの硬化によって達成することができる。このよ
うな冷間／熱間エンボス加工およびＵＶエンボス加工が知られている。

プレ膜材料は、例えば、ＵＶ硬化材料とすることができ、例えば、回転ダイローラと透
明な対向面（例えば、加圧ローラ）との間に注型して、そのフィルムが溝または刻み目を
形成するニップを通過するときに、該フィルムをＵＶ硬化させることができる。プレ膜ポ
リマーまたはそれらの混合物は、単一の自立層として注型することができ、あるいは比較
的変形しにくい（例えば、ＰＥＴフィルムの）支持層上に、パターン化可能な（例えば、
ＣＰＰでできた）層を形成するように注型することができる。

任意に、溝は、指向性レーザビームによって形成されてもよい。そのような実施形態で
は、レーザビームは、膜の所望の位置に向けられて、膜の一部を切断するか、または膜を
加熱して収縮させる。さらに、溝は、膜に圧力を加える１つ以上のパンチによって形成さ
れてもよい。

図１Ｅは、太陽電池を形成することができる基板に電気伝導体のパターンを適用する際
のプロセスステップを示す、簡易的なフロー図である。プロセスは、適切な可撓性膜を提
供し（３０５）、膜の第１の面に溝のパターンを形成する（３１０）ことによって開始し
、このパターンは、基板に適用される電気伝導体の所望のパターンに少なくとも部分的に
対応している。次いで、導電性粒子および接着剤を含む組成物で溝を充填する（３１５）
。所望の組成物で溝を充填し、次いで、場合によってはそれを乾燥させ、かつ／あるいは
溝間のスペースをクリーニングすることを含む充填ステップは、乾燥した組成物が膜の表
面と実質的に同じ高さになるまで繰り返すことができる。次いで、膜を基板と接触させ（
３２０）、膜と基板との間に圧力を加え（３２５）、膜の第１の面の溝に充填された組成
物を基板に付着させる。次いで、膜を基板から分離し（３３０）、膜の第１の面の溝から
、いくつかの、好ましくは実質的にすべての組成物を基板に転写し、溝から基板に転写さ
れた組成物のパターンを導電性にするために、十分な熱または他の形態のエネルギーを加
えて導電性粒子を焼結させるか、そうでなければ融着させる（３３５）。

所望の組成物で溝を充填することを含む充填ステップはまた、組成物を実質的に乾燥さ
せるか、そうでなければ安定化させることを含むことができる。そのようなステップは、
十分に乾燥した組成物が膜の表面と本質的に同じ高さになるまで繰り返すことができる。
充填ステップはまた、１つ以上の充填ステップと同時に、またはそれとは別に実行するこ
とができる、ドクターブレード、スキージ、ワイパーなどの類似物による１つ以上のクリ
ーニングステップを含むことができる。あるいは、または付加的に、膜の第１の面は、拭
き取られるか、または他の方法でクリーニングされてもよい。

図２Ａの斜視図から、膜は、同じ溝のパターンが繰り返し適用される連続膜であること
が分かる。パターンは、膜の長さに平行に延びる平行線を含むことができ、これらの長手
方向の線は、ダイローラ１０２上の円周方向のルール１０６によって形成され、横方向の
バスバーは、ローラ１０２の表面上に軸方向に延びるルール１０８によって形成される。
図２Ｂに、いくつかの例示的なルール１０６の拡大断面図を示す。ダイローラ１０２上の
螺旋状のルール（不図示）を使用して、斜めに延びる溝を形成することができ、同様に、
比較的湾曲した接続ルールを使用して、以上に説明した直線状のルールを接合することが
でき、これによって任意の所望のパターンの導体を形成することが可能となる。説明を簡
潔にするために、ルール１０６または１０８はそれらのグループ間で同じ長さを有するよ
うに示されているが、必ずしもそうである必要はない（例えば、図５Ａの５２０および５
３０を参照のこと）。

[可撓性膜]
説明したように、膜は、ニップを通過した後に、プレートの下で、あるいは溝が任意の
所望の方法で形成された後に、当該膜が元の形状に戻る弾力性を有しないことが要求され
る。膜は、適切には１つ以上のプラスチックポリマー、特には、環状オレフィンコポリマ
ー（ＣＯＣ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピ
レン（ＰＰ）、ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、およびそれらの置
換型を含む群から選択された、熱可塑性ポリマーから形成され得る。しかしながら、膜は
、代替的に、溝がそれらの材料のいずれかに押し込まれた後に硬化され得る、異なるポリ
マー、またはフォトポリマーなどの非プラスチック材料から形成され得る。膜は、該膜を
コイル状にするのに十分な可撓性を有することが望ましい。膜は、（例えば、基板の）接
触面から剥離されるのに十分な柔軟性を有することも重要である。

膜のパターンを有する膜を形成する上記の方法が本発明にとって必須ではないことは、
強調すべきことである。柔軟で、好ましくは可撓性であり、所望の深さ、幅、および断面
（例えば、台形断面または三角形断面）を有する正確な溝を維持することができ、溝がパ
ターン内で所望の形状および間隔で配置される限り、押し出し、スタンピングまたは機械
加工によって形成される任意の膜を使用することができる。

膜は、シートで、または連続ウェブとして供給することができる。膜の寸法は限定的で
はないが、好ましくは、パターニング要素および意図する基板と釣り合っている必要があ
る。例えば、膜の幅は、ダイローラ１０２の軸方向の長さにほぼ対応していてもよく、膜
の長さは、個別のシートとして提供される場合、移動方向に対して平行な長さが、通常、
ローラの円周の低倍数である。膜の厚さは、ルールの高さ（すなわち、溝の深さ）よりも
大きく、概して２０～１００μｍの範囲である。膜が２層以上のポリマーによって形成さ
れる場合、膜の厚さは、２０～１５０μｍの範囲とすることができ、各層の厚さは、個々
に０．５～１００μｍの範囲とすることができる。例えば、支持層（例えば、ＰＥＴ製）
は、８～７５μｍの厚さを有することができ、パターニング可能／変形可能層（例えば、
ＣＰＰ製）は、１０～７５μｍの厚さを有することができ、基板との将来的な適切な接触
を任意に促進する保護シール層（例えば、Ｅｌｖａｘ（登録商標）として市販されている
エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂製）は、０．５～５μｍの厚さを有することができる
。

所望の基板に対する膜の積層接触が、最終製品の数に対応する領域上で平行かつ／また
は連続的に実行されるとしても、ダイローラの１サイクルによって生成されるパターンは
、そのような複数の最終製品の製作に十分であり得ることに留意されたい。

必要に応じて、可撓性膜の表面特性を（例えば、物理的または化学的処理によって）改
変して、以下の任意の材料の適用に対する膜の適合性を改善することができる。例えば、
可撓性膜が疎水性ポリマーでできていて、その後に塗布される組成物が膜を十分に湿潤さ
せないか、そうでなければ膜と相互作用し得ない場合、溝壁面の選択的改質のようなポリ
マー表面の改質、またはその一部の改質を行うことができる。可撓性膜またはその溝の濡
れ性を改善するためにその表面を処理（例えば、コロナ処理または濡れ性改善剤による化
学処理）して、比較的より親水性にすることができる。組成物はまた、それらの膜の濡れ
性を改善する薬剤を含むことができる。したがって、膜またはその一部、およびインタフ
ェース組成物は、得られるパターンを弱める可能性のあるサイズおよび／または量および
／または密度を有する気泡の不所望な閉じ込めを十分に防いで、それらの接触が十分に気
密である場合、十分に湿潤可能であるかまたは湿潤性である。好ましくは、可撓性膜と相
互作用する任意の組成物によって可撓性膜の濡れ性を最適化することにより、その後、実
質的に連続的であり、かつ／あるいは気泡を含なまい、組成物の乾燥層がもたらされる。

［導電線パターンの組成物］
膜１００に溝のパターンを形成した後、プロセスにおける次のステップは、例えば銀な
どの導電性粒子と、例えばホットメルトポリアミドなどの接着剤（転写が高温で行われる
場合）と、を含む組成物で溝を満たすことである。この充填ステップは、図１Ｂに示され
ており、ここで膜１００が加圧ローラ１３２とブレードまたはスクレーパー１３０との間
を通過すると、組成物１２０が溝１１０に押し込まれて、図１Ｂのブレード１３０の右側
に示されるように溝が満たされる。満たされた溝は、１４０として示されている。図２Ｃ
に、例示的な溝１１０の充填前の拡大断面図を示す。

以下において、組成物を形成する様々な化合物または薬剤の割合は、重量比（ｗ／ｗ）
もしくは体積比（ｖ／ｖ）、もしくは組成物のその部分の百分率で表すことができ、また
は単一の他の成分に関してさえも、その割合を重量％および体積％で表すことができる。

（金属の、またはガラスフリットなどの接着剤の）粒子は、任意の形状を有することが
でき、例えば、規則的または不規則な球形のビーズ／フレーク／ロッドなどを形成してい
る。個々の金属粒子には、後の段階で適切な焼結または焼成を妨げる可能性のある空洞が
存在していないことが好ましい。粒子の最大寸法は、その軸／次元のいずれにおいても、
溝の最小寸法よりも小さくある必要がある（例えば、粒子は、約数ミクロンであり、一般
に１０～２０μｍを超えず、著しく小さいことが多い）。大き過ぎる粒子は、それらの形
状によっては溝内に十分に埋め込まれない場合があり、このように埋め込みが不十分であ
ると、導電線が適切に形成され難くなるか、または適切に形成されなくなる。より小さい
粒子は溝内への埋め込みがより容易であるが、小さすぎる粒子は有益でない場合がある。
第一に、それらは、より大きい粒子の焼結温度よりも比較的低い温度（例えば、約１３５
℃の転移温度）で制御されない焼結をする場合がある。小さすぎる粒子のこのような時期
尚早な焼結は、その後、ペーストの移動に影響を与え（流れを妨げ）、かつその基盤との
界面に影響を及ぼし得る。第二に、多数の小粒子によって表面積が増加すると、追加の接
着剤が必要となり、組成物のレオロジーおよびペーストの加工性に影響を及ぼし得る。さ
らに、接着剤の存在量が増えると、焼結が妨げられる（予想される導電性に影響を与える
）可能性がある。そのため、最大寸法が２００ｎｍ以上であり；任意には最大１０μｍ以
下である粒子が好ましい。いくつかの実施形態において、導電性粒子の最大寸法は、０．
５～５μｍ、または１～３μｍの範囲である。サイズが不均一な粒子の集団は、特定の形
状には必須ではないが、溝内の埋め込みを改善することができ、その結果、埋め込まれた
粒子間の空隙が減少する。そのような埋め込みは、焼結および場合によっては焼成を容易
にし、完成した焼結／焼成線の導電性を改善することができる。

粒子サイズに関する情報は、一般に供給者によって提供され、また、例えば動的光散乱
（ＤＬＳ）技術を使用する日常的実験により決定することができ、粒子は等価散乱応答の
球および流体力学直径として表されるサイズに近似される。粒子の寸法はまた、顕微鏡的
方法、ならびに走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、集束イオン
ビーム（ＦＩＢ）、および／または、共焦点レーザ走査型顕微鏡技術によって捕捉された
画像の分析により推定され得る。このような方法は当業者に知られており、さらに詳細に
説明する必要はない。粒子は典型的には異なる方向に異なるサイズを有するので、完全な
球形でない限り、単純化のために、粒子から突出する最大平面における最長寸法を考慮す
る。粒子が球形であるか、または球形に近い場合、「最長寸法」はおよそＤＬＳ法で推定
できる直径である。このような場合、粒子の母集団の９０％、より一般的には母集団の５
０％の流体力学的直径が、粒子のサイズを評価するのに役立ち得る。換言すれば、形状に
応じて、粒子は、それらの最大長さＬ、それらの厚さ、それらの流体力学的直径Ｄ_Ｖ９０
、Ｄ_Ｖ５０、Ｄ_Ｎ９０、またはＤ_Ｎ５０によって特徴づけられ得る。

本明細書で使用されるとき、「導電性粒子」という用語は、金属、金属酸化物、金属塩
、有機金属、合金および導電性ポリマーを含む任意の導電性材料からなる粒子、ならびに
前述の任意の電気化学的適合性のある組合せ（例えば、２つの金属の混合、アルミニウム
と銀）を含む。電気化学的に適合性があるとは、反復される充填サブステップによって溝
の充填が行われるときに、任意の層の任意の導電性材料が、同じ層の、もしくは他の層の
任意の他の導電性材料に対して化学的に不活性であることを意味する。特に、いずれの材
料も意図する効果に有害ではなく、より具体的には、いずれの材料も本方法によって得ら
れる最終的な導電線の導電率および／または導電性に影響を与えず、またそれらを適時に
基板に正しく付着させる能力に影響を与えない。

金属は、アルミニウム、銅、金、銀、スズ、ニッケル、プラチナ、亜鉛を含む群から選
択することができる。合金は、青銅、真鍮およびパラジウム／銀を含む群から選択するこ
とができる。有機金属は、ギ酸銅（ＩＩ）（Ｃ_２Ｈ_２ＣｕＯ_４）、銅（ＩＩ）ヘキサン酸
（Ｃ_１２Ｈ_２２ＣｕＯ_４）、銅（Ｉ）メシチレン（Ｃ_９Ｈ_１１Ｃｕ）、ビニルトリメチル
シランＣｕ（Ｉ）ヘキサフルオロ－アセチルアセトネート、ネオデカン酸銀（Ｃ_１０Ｈ_１
９ＡｇＯ_２）、それらの前駆体、水和物および／または塩類を含む群から選択することが
できる。

組成物１２０は、導電性粒子に加えて接着剤を含む。選択された方法ステップおよび最
終的な基板に応じて、異なるタイプまたは量の接着剤を使用することができる。概して、
接着剤は、ａ）導電性粒子の凝集性を維持するのに十分であるが、基板への十分な付着性
を提供するには不十分な有機バインダ（「弱い接着剤」）、ｂ）基板への所望の付着性を
提供するのにより適切な有機接着剤（「強力な接着剤」）、ならびに、ｃ）この方法が、
例えば太陽電池を製造するために、ガラスおよび／またはガラス受容基板に高温で使用さ
れる場合に無機接着剤とみなされ得るガラスフリットのうちの１つ以上とすることができ
る。第１の組成物がタイプ（ｂ）の強力な有機接着剤を欠いている場合、図３を参照して
より詳細に説明されるように、適切な接着剤で強化された第２の組成物が結果として使用
される。無機ガラスフリットは、その基本的な活性である接着剤として分類されているが
、そのような化合物は、当業者に知られているように、太陽電池の製造においてさらなる
役割を果たす場合がある。

接着化合物は、転写が圧力下でのみ行われる場合は、例えば感圧接着剤とすることがで
き、転写条件がさらに高温を含む場合は、感熱接着剤（例えば、ホットメルト接着剤）と
することができる。ホットメルト接着剤は、転写に関連する範囲、例えば６０℃～１８０
℃の範囲内に軟化点を有するポリマーとすることができる。このような範囲の軟化温度は
、比較的高い軟化点を有する接着剤を、相転移温度を低下させることができる可塑剤と混
合することによって任意に達成することができる。ポリマーの軟化温度は、それらの供給
者によって提供されるが、当業者に知られている方法に従い、例えば、示差走査熱量測定
（ＤＳＣ）を使用する日常手的な実験によって評価することができる。

接着剤は、組成物の他の成分（例えば、導電性粒子、ガラスフリット、存在する場合は
、キャリア）およびプロセス条件と相溶性であり、例えば、溝内の組成物に適切な流動性
を提供し、かつ／あるいは膜表面からの過剰分の除去を提供し、パターンの完全性を維持
するように脆弱ではなく、適切な形状を維持する量で残るように導電性粒子を焼結するま
で十分に「耐熱性」である。接着剤は、好ましくは、可撓性膜に対して比較的低い（例え
ば、製造および取り扱い中に湿潤または乾燥組成物が溝内に留まるためにのみ十分であり
、積層後に基板から膜が剥がされるときに膜から剥離可能である）付着性を有するべきで
ある。その一方で、接着剤は、好ましくは、受容基板に対して比較的高い（例えば、金属
パターンの基板への転写を可能にする）付着性を有するべきである。有利には、灰の含有
量が少ない接着剤は、金属の焼結を促進し、（場合によっては焼結後の）導電性を向上さ
せることが期待される。そのオープンタイムが、高温転写温度への任意の加熱後に、金属
パターンを基板に適切に転写するのに十分に長い一方で、転写後に所望の形状（パターン
線の構造的完全性）を維持するのに十分に短い接着剤が適していると考えられる。数秒、
１秒、数百または数十ミリ秒未満のオープンタイムが好ましいことに留意されたい。

例示的な有機接着剤は、例えば、市販のホットメルトポリアミド接着剤Ｕｎｉ－Ｒｅｚ
（登録商標）１４７、Ｕｎｉ－Ｒｅｚ（登録商標）２６２０およびＵｎｉ－Ｒｅｚ（登録
商標）２７２０（以前は、Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，現在はＫｒａｔｏｎ Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，米国）、Ｍａｃｒｏｍｅｌｔ（登録商標）６２１１、Ｍａｃｒｏ
ｍｅｌｔ（登録商標）６２３８、Ｍａｃｒｏｍｅｌｔ（登録商標）６２３９、Ｍａｃｒｏ
ｍｅｌｔ（登録商標）６２６４（Ｈｅｎｋｅｌ，独国）、Ｖｅｒｓａｍｉｄ（登録商標）
７４４およびＶｅｒｓａｍｉｄ（登録商標）７５４（Ｇａｂｒｉｅｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａ
ｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，米国）を含むポリアミド；Ｓｙｌｖａｐｒｉｎｔ（登録商標
）３５２３およびＳｙｌｖａｐｒｉｎｔ（登録商標）７００２（Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ，米国）などのテンペルフェノール樹脂；Ｆｏｒａｌ（商標）ＡＸ－Ｅ（Ｅａ
ｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，米国）などの水素化ロジン；例えば、
Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．の
市販のＥｌｖａｘ（登録商標）４０Ｗを含む、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）；
または、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの市販のＥｔｈｏ
ｃｅｌ（商標）ｓｔｄ４、７、１０または２０を含む、エチルセルロースポリマーであり
得る。

太陽電池に適したガラスフリットは、一般に、以下のガラスから作られている：ｉ）酸
化鉛（ＰｂＯ）系のガラスで、通常は、鉛ホウケイ酸ガラス：ＰｂＯ－ＳｉＯ_２－Ｂ_２Ｏ
_３；ｉｉ）酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）系のガラスで、通常は、ビスマスホウケイ酸ガラ
ス：Ｂｉ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２－Ｂ_２Ｏ_３；およびｉｉｉ）酸化テルル（Ｔｌ_２Ｏ）系のガラ
ス。

上記のガラスの各々はまた、以下の１つ以上を含むことができる：酸化アルミニウム（
Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化ホウ酸（Ｂ_２Ｏ_３）、酸化鉛（ＰｂＯ
）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化テルル（Ｔｌ_２Ｏ）、
酸化タングステン（ＷＯ_３）、および酸化亜鉛（ＺｎＯ）。

導電性粒子の（存在する場合は、ガラスフリットを含む）適切な量は、全固形分（例え
ば、導電性粒子、接着剤、および存在する場合はガラスフリット）に対して３０～９５体
積％であり、より好ましくは金属ペーストについては６５～９０体積％であり、より好ま
しくは接着剤ペーストについては全固形分から５０～７０体積％である。存在する場合の
ガラスフリットの量は、概して、導電性粒子の約０．５～１５体積％であり、好ましくは
、１～５体積％の範囲である。

接着剤の適切な量は：全固形分（例えば、導電性粒子および接着剤、存在する場合はガ
ラスフリットを含む）に対して５～７０体積％であり、好ましくは接着剤ペーストの固形
分の３０～５０体積％以内であり、好ましくは金属ペーストの固形分の１０～３５体積％
以内である。

任意の可塑剤は、フタレート、ホスフェート、グリセリド、および高級脂肪酸とアミド
のエステルであり得る。例えば、必要に応じて、可塑剤は、セバジン酸ジブチル、ステア
リン酸ブチル、ココナッツ油脂肪酸のグリコールエステル、リシノール酸ブチル、フタル
酸ブチル、ひまし油、ステアリン酸ブチル、フタル酸ジフェニル、フタル酸ジシクロヘキ
シル、およびフタル酸ジオクチルを含む群のうちの１つ以上とすることができる。存在す
る場合、可塑剤は、接着剤に対して５～３０重量％で見出すことができる。

導電性粒子および接着剤を液体キャリア中で混合して、溝１１０を充填するために使用
する組成物１２０を形成することができる。好ましくは、キャリアの量は、組成物を乾燥
させるときにキャリアの除去に要する時間を短縮するために十分に少なくするべきである
。その一方で、キャリアの量は、組成物に適切な流動性を与えるのに十分な量とする必要
があり、キャリアの量が十分であれば、溝を組成物で比較的速く満たし、かつ過剰分を膜
の表面から比較的容易に除去することができる。典型的には、液体キャリアは、全ペース
トの３０～８０体積％の範囲で組成物中に存在する。

液体キャリアは、水性、有機性とすることができ、またはそれらの混合とすることがで
きる。有機溶媒は、好ましくは揮発性であり、例えば、直鎖状または分枝状のＣ１－Ｃ７
アルコールおよびＣ１－Ｃ７アルキルアセテートを含む群から選択することができ、その
ような溶媒いずれも、好ましくは９５％以上、典型的には９８％を超える高純度のもので
ある。そのようなアルコールは、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロ
パノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、ヘキサノールおよびヘプタ
ノールの１つ以上とすることができる。そのような酢酸アルキルは、酢酸メチル、酢酸エ
チル、酢酸ｎ－プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペ
ンチル、酢酸ヘキシルおよび酢酸ヘプチルの１つ以上とすることができる。

説明したように、組成物１２０は、連続的なステップで適用することができ、そのよう
なステップ間で液体キャリアを除去すると、湿潤組成物と比較して乾燥組成物に相対的な
収縮が生じる。

溝を部分的に満たす最初の充填の間における組成物の中間乾燥は、最後の充填ステップ
に続いて実行される乾燥のように広範囲である必要はないことを理解するべきである。本
明細書で使用されるとき、「乾燥した」または「実質的に乾燥した」組成物は、液体キャ
リアの存在がそのように乾燥されたパターン化された導電線の構造的完全性またはプロセ
スのいずれの他の態様を妨げない場合に限り、残留量の液体キャリアを保持している場合
がある。５体積％未満、好ましくは２体積％未満、または１体積％未満を含む組成物を、
「乾燥された」とみなすことができる。

乾燥組成物が溝を実質的に満たし（図１Ｂの１４０または図３の１４０ａ～ｄのいずれ
かを参照）、膜の第１の面と同じ高さになると、金属パターンを有する可撓性膜は、さら
なる処理のための準備が整った状態となる。さらなる処理は、同じ主体によって実行され
る必要はなく、また充填ステップに時間的に近接している必要もない。このような場合、
膜の第１の面を太陽電池基板に接触させる前後の工程は、時間的に分離することができる
。

例えば、膜の製造者によってある長さの膜が製造されると、その膜は、梱包されて、膜
を使用して太陽電池上に導体を形成するエンドユーザに送られてもよい。膜は、コイル状
に梱包することができる。膜がコイル状にされたときに、組成物が膜の反対側に付着する
のを防ぐために、膜の第２の面は、膜の第１の面に対して「非粘着」特性を有することが
できる。あるいは、好ましくは剥離面（例えば、疎水性）を有する保護シートを膜に張り
付けて、プロセスの次のステップの前にそれを膜から剥がしてもよい。

図１Ｃは、膜１００を基板１５０と接触させ、その２つを２つの加圧ローラ１５２，１
５４の間のニップ１５６を通過させて、膜の溝内の組成物１４０を基板１５０の表面に付
着させる（同じまたは異なる主体によって実行され得る）次のステップを示す。転写をさ
らに容易にするために、加圧ローラ１５２および１５４の少なくとも一方を、典型的には
６０～２００℃の範囲の温度に加熱することができる。そのような場合、転写用組成物は
、溶融ペーストとも呼ばれる。この工程は、積層ステージとも称され得る。

最後に、図１Ｄでは、ローラ１７０によって膜１００を基板１５０に対して分離点で保
持しながら、組成物が基板と既に接触している膜１００の一部を基板１５０から矢印１６
０の一般的な方向に引き離し、基板から離れた既知の領域で膜１００を剥がして、基板１
５０に付着した組成物の線１４０’を残す。

これらの線１４０’はまだ導電性ではないが、組成物中の導電性粒子を焼結、融着、ま
たはそうでなければ導電状態に変換することができる。熱焼結、光誘起焼結、マイクロ波
焼結、電気焼結および化学焼結を含む異なる焼結方法が存在し、組成および好ましいプロ
セス条件に応じて焼結方法が選択される。これらは、意図する最終製品によって決定され
る場合がある。一般に、焼結は、図１Ａのダイローラ１０２上のパターンと一致する導体
パターンを形成するように熱を加えることによって行われる。

導体パターンを半導体ウェハ（例えば、任意に反射防止コーティングを有する、研磨ま
たは非研磨、ドープまたは非ドープのシリコンウェハ）に適用する場合、特定の太陽電池
の製造において一般的であるように、半導体の表面上に電気伝導体を配置するだけでは所
望の電気的接続を達成するのに不十分であろう。そのような一実施形態において、組成物
は、好ましくはガラスフリットをさらに含み、焼成されて導体パターンを基板と融着させ
る。溶融ガラスは、半導体ウェハの誘電体層をエッチングし、その間に金属イオン（例え
ば、銀）を、それを介して基板（例えば、シリコンウェハまたは薄いフィルム）に移動さ
せ、表面金属パターンと誘電体または存在する場合パッシベーション層の下のウェハとの
間に導電経路を生成する。そのような焼成は、単に導電性粒子を焼結するために利用され
るステップとは別々に、あるいはその延長として実行することができる。しかしながら、
導体を半導体基板に融着するために必要な温度および時間は、単なる焼結に要するものと
は異なる。例えば、導電性粒子の焼結は、約１００～１５０℃から約８００℃の範囲の焼
結温度で実行することができるが、基板との電気的接触を形成するための組成物パターン
の焼成は、約５００℃～約９００℃の範囲の焼成温度で実行することができ、焼成温度は
焼結温度よりも高い。

膜１００の溝１１０を組成物１２０で充填する間、場合によっては溶媒を添加すること
によって組成物をより流動化させることができ、先に詳述したように、溶媒は水性または
有機溶液であり得る。このような場合、組成物は乾燥するにつれて収縮し、溝を完全には
満たさない。図３Ａ～３Ｄは、そのような現象を、解決しかつ任意に利用するための任意
選択のステップを概略的に示す。

図３Ａでは、溝が単一の組成物２１０で満たされている。このような任意の組成物によ
る実質的に完全な溝の充填は、溝を連続的に充填することによってもたらされ得るもので
あり、その体積は、同じ組成物の各適用体積部分がそれぞれ乾燥するにつれて減少する。
乾燥組成物２１０が膜１００の表面と同じ高さになると、１４０ａとして示される構造が
形成される。溝を完全に満たすために必要とされる連続的な充填サイクル数は、組成物、
溝寸法およびプロセス処理条件によるが、典型的には５サイクルを超えず、３または４サ
イクルが好ましい。

組成物２１０が乾燥時に収縮して膜１００の表面から離れることの影響は、図３Ｂによ
く見ることができるが、図示例では、第１のステップで適用および乾燥された組成物２１
０によって残された窪みは、第２のステップで第２の組成物２２０を使用して満たされて
いる。必要に応じてこれを繰り返し、最終的には、溝１１０が実質的に膜１００の表面レ
ベルまで満たされることを確実にすることができる。乾燥組成物２２０が、膜１００の表
面と実質的に同じ高さになると、１４０ｂとして示される構造が形成される。

溝を満たすために連続的ステップおよび／またはサイクルを実行するとき、ステップ／
サイクル間で組成物の構成成分を変化させることができる。本質的には、基板に対して十
分な接着性を有することが要求されているのは、最後に適用される組成物だけであり、初
期のステップの接着剤に求められているのは、導電性粒子を一緒に保持することだけであ
る。さらに、あるいは代替的に、反復される各充填の各組成物に使用される導電性粒子ま
たはそれらの混合物は、充填ごとに異なっていてもよい。したがって、図３Ａでは、充填
溝１４０ａを形成する唯一の組成物である組成物２１０は、比較的強力な接着剤を含み得
るが、図３Ｂでは、組成物２２０がこの目的を果たさなければならない。後者の図におけ
る組成物２１０は、「接着力が弱い」バインダまたは強力な接着剤のいずれかを含むこと
ができる。

図３Ｃでは、導電性粒子を含有する組成物で溝を満たす前に、膜１００から容易に分離
する剥離コーティング２３０を使用して当該溝を裏打ちすることにより、１４０ｃで示さ
れる充填溝断面が形成されている。もちろん、これは代替的には、例えば組成物２２０の
ような、より高濃度の接着剤を有するさらに異なる組成物層を有する多層構造であり得る
。したがって、いくつかの実施形態において、本方法によって得られる導電線は、多層構
造を有することができる。

剥離コーティング２３０は、有機溶媒（例えば、ブタノールなどのＣ１～Ｃ７アルコー
ル）中に比較的希釈されたポリマーからなり得る。「剥離」ポリマーは、膜の表面に対す
る接着性が低く、好ましくは比較的低い灰分を有し、それが金属線とともに転写されたと
しても、後の段階で（例えば、燃焼によって）実質的に完全に除去される。場合によって
は、剥離組成物のポリマーは、その上に注がれる組成物と相溶性（例えば、付着性）であ
り得る。したがって、剥離組成物は、いったん乾燥すると、溝の壁に付着したままであっ
ても、組成物線とともに移動してもよい。

「剥離」ポリマーは、そのような剥離コーティングの好ましい媒体に応じて、例えば、
非水溶性エチルセルロースポリマーまたは水溶性セルロースとすることができる。ポリマ
ー濃度は、典型的には１０重量％を超えないが、５重量％以下からなる組成物が好ましい
。他の組成物として、剥離組成物は、スキージで溝を充填するために適用することができ
、有機溶媒は乾燥によって除去される。ポリマー含有量が低いことを考慮すると、乾燥剥
離組成物は、概して、１～２μｍ以下のフィルムとして溝壁上に形成される。必要に応じ
て、剥離組成物の第２の層を同様に適用することができる。

剥離コーティング２３０は、例えば、１－ブタノール（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）
中５重量％の水溶性エチルセルロース（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙのＥ
ｔｈｏｃｅｌ（商標）Ｓｔｄ１００として入手可能なものなど）からなり得る。あるいは
、水性組成物が好ましい場合、剥離コーティングは、脱イオン水中１０重量％の水溶性セ
ルロースエーテル（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙのＭｅｔｈｏｃｅｌ（商
標）Ｅ１５として入手可能なものなど）からなり得る。

溝の充填、ならびに剥離コーティングを伴う選択的なプレコーティングおよび／または
接着剤コーティングを伴うポストコーティングに使用される組成物がすべて水性である（
例えば、水が組成物の液体キャリアの少なくとも６０重量％を構成している）場合、可撓
性膜（一般に、疎水性）を処理して、これらの組成物によるその均一な湿潤化を促進する
ことが望ましい場合がある。コロナによって達成され得るこのような処理は、剥離コーテ
ィングが存在する場合には、該剥離コーティングを溝内に適用して乾燥させた後に実行す
ることが好ましいが、もし存在するとしても、剥離コーティングの適用前に実行してもよ
い。

図３Ｄは、溝を満たす組成物２１０に加えて、膜の全表面を覆う接着剤コーティング２
５０を有する任意の構成１４０ｄを示す。接着剤コーティング２５０は、溝から基板への
組成物の転写を助けることを目的としている。続いて、必要に応じて基板の表面を溶媒で
洗浄し、接着剤が露出していて、かつ組成物の線の下に位置していないすべての領域から
接着剤を除去することができる。しかしながら、接着剤コーティングは、基材に転写され
た金属線の焼結（および／またはさらなる焼成）の際に燃え尽きるので、多くの場合、溶
媒を使用してそれを除去することは不要であることが分かった。

構造１４０ｄは、単一の組成物２１０を含むものとして図３Ｄに示されているが、図３
Ｂおよび図３Ｃを参照して説明したように、それは複数の層から形成されていてもよい。

接着剤コーティング２５０は、前述したものと同じ強力な有機接着剤（ただし、ガラス
フリットを含まない）からなることができ、そのような接着剤は、ここでは溝に充填され
た乾燥組成物の構造的完全性に悪影響を及ぼさないキャリアに分散または溶解されている
。そのような不活性キャリア中の接着剤ポリマーの量は、接着剤コーティング組成物の５
～５０重量％の範囲とすることができる。「不活性」キャリアは、先に詳述した有機溶媒
のうちの少なくとも１つとすることができ、そのような溶媒の揮発性は、そのような組成
物が先に適用された乾燥組成物に影響を及ぼし得る時間を短縮する。その乾燥後、接着剤
コーティングの厚さは、好ましくは０．２～３μｍの範囲にあるべきである。

接着剤コーティング２５０は、例えば、５重量％のポリアミドホットメルト接着剤（Ｕ
ｎｉ－Ｒｅｚ（登録商標）２７２０）、１５重量％のブタノール（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒ
ｉｃｈ）および８０重量％の酢酸ペンチル（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）で構成するこ
とができる。あるいは、水性組成物が好ましい場合、接着剤コーティングは、脱イオン水
中の、ポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）（例えば、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓ
ｔｒｙ ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｓによるＡｑｕａｚｏｌ（登録商標）５として入手可能な
もの）で作られた５重量％の水溶性接着剤と、ブタノールなどの１重量％の共溶媒、シリ
コーン界面活性剤（例えば、ＢＹＫによるＢＹＫ（登録商標）－３４９）などの０．２５
重量％の第１の湿潤剤と、シリコーン界面活性剤（例えば、ＢＹＫによるＢＹＫ（登録商
標）－３３３）などの０．０７５重量％の第２の湿潤剤と、で構成することができる。

［他の電極］
上述の方法は、薄い導体を形成するのにより適しているが、例えば、太陽電池の背面電
極のような広い表面を電極で被覆することが望ましい場合、図４Ａ～４Ｃに示すように、
方法をかなり単純化することができる。図４Ａでは、丸みを帯びた先端を有するドクター
ブレード４００は、膜１００が加圧ローラ４０２とドクターブレード４００との間を通過
するときに膜１００に押し付けられる。ドクターブレード４００の上流で過剰な組成物４
０４が膜１００に塗布され、組成物がドクターブレードの下を通過するときにその厚さは
均一に減少する。その厚さは、ドクターブレード４００の先端の曲率半径および加えられ
る圧力を変えることによって設定することができる。過剰な組成物はドクターブレードの
全長に沿って塗布される必要はなく、あるいはドクターブレードは任意に「セグメント化
」されていてもよく、組成物は膜の所望の部分に積層されている。次いで、組成物４０４
を乾燥させることができる。

次に、図４Ｂに示すように、乾燥組成物４０４を担持する膜１００を、２つの加圧ロー
ラ４０６と４０８との間のニップを通過させることによって基板１５０に押し付け、図４
Ｃに示すように、膜１００を基板１５０から剥がして該基板上に組成物４０４のコーティ
ングを残すことができる。加圧ローラ４０６および４０８をさらに加熱して、転写温度に
軟化点を有する接着剤を含む組成物の転写を容易にすることができる。次いで、この乾燥
組成物４０４のコーティングを焼結（例えば、加熱）してそれを基板１５０上に導電性に
し、また必要に応じて焼成して、太陽電池の背面電極を形成することができる。適切な太
陽電池の背面電極は、先に説明したようにウェハに融着させることができるだけでなく、
シリコン基板上に高ドープ層（例えば、アルミニウムドープ）を形成することもできる。
後方散乱場（ＢＳＦ）と称されるそのような高ドープ層は、太陽電池のエネルギー変換効
率を向上させることができる。そのような考察は当業者に知られており、当業者はそれに
応じて、組成物１２０について先に詳述した原理に従って組成物４０４を作り出すことが
できる。

図１Ｃおよび図４Ｂに示される積層ステップは、同時に実行できることが理解されよう
。これにより、大面積の背面電極を半導体ウェハに適用するのと同時に、導電性グリッド
パターンをその表面に適用することができる。次いで、ウェハの両面上での組成物の焼結
および融着を同時に実施することができる。

あるいは、例えばスクリーン印刷などの関連業界で従来使用されている任意の方法によ
って、背面電極を基板の反対側に適用することができる。そのような方法は、基板の背面
側に直接使用することができるが、好ましくは、本開示の組成物の層を可撓性膜上に塗布
して、先に詳述した方法に従って「表面」金属パターンおよび「背面」電極の同時転写を
可能にするように機能することができる。背面電極を膜上に形成する場合、グラビア印刷
はさらに、膜上に組成物の層を形成するものと考えられ得る。

［太陽電池の実施例］
図５Ａに概略的に要約された導電性の金属パターンを上述の原理に従って作製した。図
には、金属パターン５００が示されている。このようなパターンは、乾燥組成物が溝を実
質的に満たすとき膜の表面の下で「ネガティブ」であり，あるいは転写後の基板（例えば
、ウェハ表面）の上に突出する「ポジティブ」であり得る。金属線の長手方向の溝５１０
は、ルール１０６（図１Ａまたは図２Ａ～２Ｂ参照）から生じるが、横断方向の溝または
金属線（例えば、バスバー）は、「中断されずに」金属パターンのすべての長手方向の線
を横切るものは５２０として示されており、線５１０のサブセットだけを横切るものは５
３０として示されている。いずれにせよ、横断方向の溝または線５２０または５３０は、
ルール１０８（図１Ａまたは図２Ａを参照）から生じる。意図された光起電力電池によっ
て生成された電流を収集するための長手方向の線は、グリッド線またはフィンガと呼ばれ
ることもある。

本実施例で使用した可撓性膜は、キャストポリプロピレンフィルム（厚さ５０μｍのＣ
ＰＰ；Ｒ．Ｏ．Ｐ．ＬｔｄのＲｏｌｌＣａｓｔ（商標）１４）であった。その膜を、長手
方向の溝を形成するための一連の約８５のルール１０６がニッケルシムでできた回転可能
なダイ１０２でパターン化した。図５Ｂに示すように、ルール１０６のエッジは台形であ
り、底幅Ｗ_Ｂは２０μｍであり、頂部幅Ｗ_Ｔは１０μｍであり、高さｈは３２μｍであっ
た。隣接するルール間の距離ｄは、１．８ｍｍであった。ローラ１０２の円周に沿う各ル
ールの長さは、金属パターンが転写される固体支持体と適合するように設定した（必要で
あれば、パターン間の「マージン」を含む）。

そのように形成された溝（底幅Ｗ_Ｂが約２５μｍ、頂部幅Ｗ_Ｔが約１２μｍ、深さ（高
さｈ）が約２５μｍであり、２つの隣接する溝の向かい合う端部間の距離が約１，７７５
μｍである）を、１－ブタノール（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）中５重量％のＥｔｈｏ
ｃｅｌ（商標）Ｓｔｄ．１００（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）からなる
剥離組成物で満たした。表面垂線に対して６５～７０°の角度で配置されたドクターブレ
ード（ＭＤＣ Ｌｏｎｇｌｉｆｅ Ｍｕｌｔｉｂｌａｄｅ，Ｄａｅｔｗｙｌｅｒ）を使用
して、組成物をパターン化された膜に塗布した。ステンレス鋼斜角刃は、幅２０ｍｍ、厚
さ０．２ｍｍ、斜角３°、斜角長さ２．７ｍｍ、および先端半径１８μｍを有していた。
３Ｎ／ｃｍの力を使用した。ドクターブレードは、回転ダイ１０２の軸と平行であり、ル
ール１０６によって生成された溝に対して垂直であり、そして可撓性膜と相対移動し、移
動方向は線５１０と平行であった。次いで、剥離組成物が実質的に乾燥したフィルムにな
るまで、膜をホットエアーガンで加熱した。加熱／乾燥温度は、膜の変形を防ぐように選
択した（ＣＰＰについては、７０°未満）。本実施例では、剥離組成物を単一のステップ
で塗布した。

溝壁を被覆する薄い剥離フィルムを形成した後、金属ペーストを溝に充填した。金属ペ
ーストは、ａ）銀粒子（１～３μｍのビーズ）および酸化鉛系ガラスフリット（１～３μ
ｍの塊）を含み、前述のものは約６０体積％の固形分を形成し、ガラスフリットは導電性
粒子の約３～５体積％で存在し；ｂ）固形分の約４０体積％を構成するポリアミド接着剤
Ｕｎｉ－Ｒｅｚ（登録商標）２７２０またはＵｎｉ－Ｒｅｚ（登録商標）１４７、および
全ペーストの４０体積％を構成するペンタノールを含んでいた。全組成物の重量％に換算
すると、そのような金属ペーストは、８７．３～８８．７重量％の銀粒子、１．３～２．
７重量％のガラスフリット、６重量％の接着剤および４重量％のキャリアで構成されてい
た。

金属ペーストの各充填ステップの後に、有機キャリアを実質的に除去し、ホットエアー
ガンを用いて組成物を乾燥させた。典型的には、それを３回実行して、可撓性膜の表面と
同じ高さで溝を完全に埋めた。

追加の接着剤コーティング層が望まれる場合、６μｍのワイヤバーによって塗布し、乾
燥させた接着剤コーティングの厚さは２μｍ未満である。いくつかの実験において、塗布
した接着剤コーティングは、ブタノールおよび酢酸ペンチルからなる溶媒の混合物（重量
比１：５）中に、１０重量％のＵｎｉ－Ｒｅｚ（登録商標）２７２０を含んでいた。追加
のポリアミドホットメルト接着剤を用いて、代替的な接着剤コーティングを作製した。追
加のポリアミドホットメルト接着剤には、米国のＫｒａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
のＵｎｉ－Ｒｅｚ（登録商標）２６２０、独国のＨｅｎｋｅｌのＭａｃｒｏｍｅｌｔ（登
録商標）６２１１、Ｍａｃｒｏｍｅｌｔ（登録商標）６２２４、Ｍａｃｒｏｍｅｌｔ（登
録商標）６２３８およびＭａｃｒｏｍｅｌｔ（登録商標）６２３９、ならびに米国のＧａ
ｂｒｉｅｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＰｒｏｄｕｃｔｓのＶｅｒｓａｍｉｄ（登録商標
）７４４およびＶｅｒｓａｍｉｄ（登録商標）７５４が含まれていた。１０重量％の各ポ
リアミドホットメルト接着剤を、９０重量％の有機溶媒と混合した。Ｍａｃｒｏｍｅｌｔ
（登録商標）およびＶｅｒｓａｍｉｄ（登録商標）ポリアミド接着剤を、プロピレングリ
コールメチルエーテル（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからＤｏｗ
ａｎｏｌ（商標）ＰＭとして市販されているもの）中にブレンドした。Ｕｎｉ－Ｒｅｚ（
登録商標）２６２０およびＵｎｉ－Ｒｅｚ（登録商標）２７２０ポリアミド接着剤を、さ
らに追加の溶媒に適用し、それぞれ（ａ）９０重量％のブタノール、（ｂ）９０重量％の
ペンタノール、（ｃ）１５重量％のブタノールおよび７５重量％のアミルアセテート、な
らびに（ｄ）１５重量％のペンタノールおよび７５重量％のアミルアセテート中で混合し
た。すべての溶媒は、少なくとも９５％の純度レベルでＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ社か
ら提供されている。ポリアミドホットメルト接着剤をベースとした上述の接着剤コーティ
ング組成物はすべて、膜から基板へのパターンの転写に十分であることが分かった。

追加の一連の実験では、異なる接着剤ポリマーを試験したところ、それらが同様に適し
ていることが分かった。３つのさらなる代替の接着剤コーティングは、（ａ）８０重量％
のＤｏｗａｎｏｌ（商標）ＰＭ中２０重量％の完全水素化ガムロジン（Ｅａｓｔｍａｎ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙによるＦｏｒａｌ（商標）ＡＸ－Ｅ）、および（ｂ）
９０重量％のＤｏｗａｎｏｌ（商標）ＰＭ中１０重量％のテルペンフェノール樹脂（Ａｒ
ｉｚｏｎａ ＣｈｅｍｉｃａｌによるＳｙｌｖａｐｒｉｎｔ（登録商標）３５２３または
Ｓｙｌｖａｐｒｉｎｔ（登録商標）７００２）からなっていた。

図５Ｃは、金属ペーストで充填された可撓性膜の溝を示す、共焦点レーザ走査型顕微鏡
によって撮影された顕微鏡写真を示す（例えば、図１Ａの１４０参照）。図から分かるよ
うに、溝は可撓性膜の表面のレベルまで実質的に充填されているが、それを取り囲む領域
は実質的に乾燥組成物を含んでいない。このような写真では、接着剤コーティングは省略
した。

乾燥組成物で充填されたパターン化された溝を含む可撓性膜を、蛍光体ドープエミッタ
側と窒化ケイ素の反射防止コーティングを有するテクスチャードホウ素ドープシリコンウ
ェハと接触させた。このようなウェハは、様々なサイズ（例えば、１５６×１５６ｍｍま
たは１２５×１２５ｍｍ）および厚さ（例えば、１５０～３００μｍの範囲）を想定する
ことができ、本実施例で使用したものは、一辺が１５６ｍｍの正方形で、約２００μｍの
厚さを有していた。ニップ１５６を５ｃｍ／ｓの速度で通過させることにより、膜を６Ｋ
ｇ／ｃｍ^２の圧力でウェハに押し付けた。加圧ローラ１５２および１５４を約１３０～１
４０℃まで加熱した。接着剤コーティングがあるとすれば、該接着剤コーティングは、Ｓ
ｉウェハ表面のテクスチャに流れ込み、ウェハをおよそ周囲温度に冷却した後に接着した
。次に、ＣＰＰ膜をウェハから剥がしたが、接着剤のコーティング層および金属パターン
は、ウェハに転写されて膜の除去後もウェハ上に残った。転写された金属パターンは、ソ
ーラーベルト炉Ｄｅｓｐａｔｃｈ ＣＤＦ－ＳＬ内で、約７５０℃のピーク温度に達する
温度プロファイルで焼結および焼成された。そのように処理されたパターンは、周囲温度
に冷却される前に、典型的には少なくとも５～２０秒間にわたって７００℃以上の温度に
あった。

得られた導電線の接触抵抗（Ｒｃ）を、転写長法（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌｅｎｇｔｈ
Ｍｅｔｈｏｄ，ＴＬＭ）で測定した。Ｒｃ値は、０．０５～０．１Ωｃｍであった。０．
２Ω未満の値は非常に満足できると考えられ、ヌルＲｃを有する最適な接触と比較して０
．１％未満の効率の低下を表す。

図５Ｄは、共焦点レーザ走査顕微鏡（オリンパス（登録商標）社のＬＥＸＴ ＯＬＳ４
０００ ３Ｄ）によって撮影された、ウェハに転写され（例えば、図１Ｄの１４０’参照
）、かつ上述したように焼結された（図５Ｃに示す溝を満たすような）金属ペーストで作
られた接触線を示す顕微鏡写真である。図から分かるように、焼結された金属線は、それ
が作製された溝を画定するルールの形状を実質的に保持していた。

本開示のプロセスの利点は、比較的高いアスペクト比で評価できるように、十分な高さ
を維持しながら導体を非常に細く（例えば、約２０以下～２５μｍ以下、典型的な技術値
の半分以下）することが可能であることであり、本実施例におけるＡＳＰは約１：１であ
る。

上記の非水性組成物を水性組成物で置き換えて、同じ膜および溝のパターンを使用して
太陽電池を同様に作製した。剥離コーティングは、脱イオン水中に１０重量％のＭｅｔｈ
ｏｃｅｌ（商標）Ｅ１５（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）を含む剥離組成
物を用いて作製した。剥離組成物を２回塗布して乾燥させた後、膜の溝のある面をクロー
スコロナ処理（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｔｅｃｈｎｉｃ ＰｒｏｄｕｃｔｓによるＢＤ－２０Ａ
Ｃ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｃｏｒｏｎａ Ｔｒｅａｔｅｒ）にさらした。

次いで、水性金属ペーストを溝内に充填した。金属ペーストは、ａ）銀粒子（１～３μ
ｍのビーズ）および酸化鉛系ガラスフリット（１～３μｍの塊）を含み、前述のものは約
６０体積％の固形分を構成し、ガラスフリットは約３～５体積％の導電性粒子として存在
し；ｂ）固形分の約４０体積％を構成するポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）接着剤
、Ａｑｕａｚｏｌ（登録商標）５、および全ペーストの４０体積％を構成する脱イオン水
を含んでいた。全組成物の重量％に換算すると、そのような金属ペーストは、８７．３～
８８．７重量％の銀粒子、１．３～２．７重量％のガラスフリット、６重量％の接着剤、
および４重量％のキャリアから構成されていた。水性の金属ペーストを、６回の充填／乾
燥ステップで充填した。

最後に、水性接着剤コーティングを充填膜の表面全体に塗布した。水性接着剤コーティ
ングは、すべてイオン水中５重量％のＡｑｕａｚｏｌ（登録商標）５（Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓによるポリ（２－エチル－２オキサゾリン
））、１重量％のブタノール、０．２５重量％のＢＹＫ（登録商標）－３４９、および０
．０７５重量％のＢＹＫ（登録商標）－３３３（両方ともにＢＹＫによる湿潤剤）から構
成されていた。

［光反射グリッド線］
太陽電池の製造に使用される可撓性膜を製造する、本方法の特定の使用を考慮するとき
、任意の追加のステップをさらに実施することができる。光起電力デバイスの製造分野に
おける当業者が知っているように、繰り返し発生する問題は、グリッド線の数とサイズと
の間のトレードオフ、およびそれらの遮蔽のために生じ得る光電流量の減少である。

導電線のグリッド（フィンガーおよびバスライン）による、そのようなデバイスの集光
面の遮蔽率は、最大で当該面の約５～１０％に達することがあり、その結果、光起電力の
変換効率が低下する可能性がある。導電線に入射する光は周囲に反射して戻る可能性があ
り、このエネルギーは、グリッド線に隣接する、遮られていない集光エリアについては失
われる。可撓性膜内に溝のプロファイルを形成するルールを適切に選択する（したがって
、溝内に作製され得る導電線の結果的な輪郭およびサイズに影響を与える）ことにより、
そのような遮蔽を減少させることができる。例えば、ルール（およびそれから生じる導電
線）の形状は、将来の基板の遮られていない光起電力集光面（「活性領域」）への入射光
の反射を高め、あるいは方向転換を促進し、したがってグリッドの光遮蔽の影響を低減さ
せることができる。同様の理由で、比較的平滑な表面を有するフィンガおよびバスライン
は、比較的粗い表面を有する他の同様の導電性ラインよりも、高い反射率／低い光拡散率
をもたらすと予想される。そうでなければ導電線の斜面が集光基板の活性領域に入射光を
適切に向け直す（例えば、４５°以上の角度を形成する）ときの導電線の拡散率がより低
いこともまた、グリッドの遮蔽の影響を低減させることができ、入射光のより高い部分が
適切に向け直される。その逆に、そうでなければ利用可能な基板領域から入射光を反射す
るような形状および／または斜面を有する導電線は、より高い拡散性から利益を得て、グ
リッド線のない光起電力面に向け直される光量を増加させる。好ましくは、ルール／溝／
導電線の形状、サイズおよび／または形状は、広範囲の入射光の角度に応じて活性領域へ
の光の方向転換を容易にするか、または向上させる。しかしながら、そのような電池を含
むソーラーパネルが太陽の動きに追従する追跡機構を備え、導電線に当たる入射光の角度
範囲を制限し、日の進行とともに光起電力面の十分な活性領域が維持される場合、広範囲
の角度から入射する光を利用する能力が必須ではない可能性がある。

任意の一組の反射グリッド線によって囲まれた容積は、グリッド線のない光起電力領域
の露光を増大させ、太陽電池または相互接続された複数のそのような電池によって形成さ
れるソーラーパネルの効率を向上させることによって、実際の遮蔽の影響を低減すること
ができる光漏斗として作用すると考えられ得る。この「漏斗」の形状は、それに接する導
電線の形状とそれらの反射面のプロファイルから導かれる。先に説明したように、導電線
の面は、それらの意図する用途に適しつつ、ある範囲の光反射特性または拡散特性を有す
ることができる。したがって、グリッド線の「反射表面」または「反射面」という用語は
、そのような表面を理想的な鏡のような壁に限定することを意図していない。

光線光学の原理を使用して、多くの照明条件に対して、グリッド線の反射面と太陽電池
表面との間の角度（０°はウェハ表面に平行、９０°はウェハ表面に垂直）が大きいほど
、太陽電池の遮られていない領域に反射される可能性のある光量が多いことが理論的に実
証できる。例えば、太陽電池の集光面と４５°未満の角度をなす、本質的に拡散反射が生
じない実質的に平滑で完全な鏡面反射の反射面を有する、理想的な鏡のような逆Ｖ字形の
格子線を取り上げる。太陽電池表面に対して垂直な入射光線は、（例えば、空気に）反射
して戻り、光起電力変換や電流生成には寄与せず、幾何学的遮蔽と同等の有効な光遮蔽が
発生する。対照的に、４５°を超える角度をなす、理想的に反射性の鏡のような面を有す
る同様の形状の線は、垂直な入射光線を太陽電池表面に全反射させ、結果として有効な光
遮蔽がゼロになる。

上記は、非常に特殊な状況を示しており、標準的な太陽電池の動作条件での光損失を計
算する際には、以下の要因を考慮する必要がある：
１．日や季節ごとの照明条件に応じて、様々な光の入射角度と強度について損失を積分す
る必要がある。
２．太陽電池は、通常、保護のために（例えば、ガラスおよび接着剤に）カプセル封入さ
れており、その封入材料は、入射光および反射光の光路と強度を変化させ得る。光線は、
グリッド表面から、保護カプセル～空気界面まで反射され、全内部反射を経て太陽電池表
面に向け直され得る。
３．ソーラーグリッドの線の表面は、理想的にはめったに平滑ではなく、光は、通常、拡
散的に反射される。様々な入射角における回析光の空間分布および強度は、表面の粗さに
依存し得る。

上記の要因を考慮して失われる理論的な光は、太陽光集光面に対する導電線の面の角度
が大きくなるにつれて有効な光遮蔽が低減され得ることを示唆している、光線光学によっ
て計算することができる。４５°を超える角度をなす面の場合、有効な光遮蔽は、全拡散
面（ランバート面）に対する実際の幾何学的遮蔽の３０％未満であり、そのような遮蔽は
角度が増加するにつれて減少する。（例えば、粗さを減少させる／平滑さを増大させるこ
とにより）線表面の拡散性が減少すると、有効な光学遮蔽は、先に説明したように理想的
な鏡様表面に対して０％までさらに減少させることができる。導線の遮蔽を低減するため
の上記のアプローチのいずれか（例えば、導電線について好ましいプロファイルを選択す
る、および／または、反射面によって形成される角度に応じて集光基板の活性領域への入
射光の反射率を増加させる、および／または、ウェハ活性領域からの光の拡散率を低減す
ることを含む）は、本教示による可撓性膜を使用して作製された太陽電池の光起電力変換
効率を増加させるために望ましい。

上記の原理に基づいて、ルール／溝／導電線は、好適には、光損失を低減するように、
好ましくは小さな平坦頂部幅Ｗ_Ｔ（例えば、Ｗ_Ｔは５μｍ以下）を有する台形形状、また
は三角形状を有することができる。そのようなプロファイルの底部は、有利には、底幅Ｗ
_Ｂが、約１０μｍ～約２５μｍである。太陽電池基板の活性集光領域に光の少なくとも一
部を向け直すことができる適切な保護ケースに関連してグリッドが使用されるとき、線の
面と基板との間の角度（図５Ｂにαで示される）は、少なくとも２５°、少なくとも３０
°、少なくとも４０°、少なくとも４５°、少なくとも５０°、少なくとも６０°または
少なくとも７０°とすることができる。さらなるカプセル化封入がない場合、導電線の面
は、比較的に低拡散性であるかまたは本質的に拡散性ではないことが好ましく、鏡様表面
によってもたらされる拡散性の完全な欠如は特に有利である。そのような場合、そのよう
な高鏡面反射性／低拡散性を有する線と基板との間の角度は、少なくとも６０°、少なく
とも６５°または少なくとも７０°とすることができる。カプセル化されている否かに関
わらず、そのような導電線の面と基板との間の角度は、最大８５°、最大８２．５°、最
大８０°、最大７７．５°、または最大７５°である。有利には、導電線の面と基板との
なす角度は、６０°～８５°の間、または６５°～８２．５°の範囲、または７０°～８
０°の範囲である。導電線が太陽電池の製造以外の用途、特に、光反射面を有する用途に
供される場合、基板とそこから立ち上がる線の面との間の追加の角度が適切であり得る。
したがって、いくつかの実施形態では、この角度は２０°～９０°の範囲とすることがで
きる。

膜の表面に対して溝の側面によって形成される角度は、充填前の可撓性膜における溝の
断面プロファイルの頂点まで一定であるように設計することが可能である一方で、そのよ
うな角度は、特に、導体パターンがその基板に転写され、その上に焼結されて最終製品の
太陽電池を形成するプロセス中に穏やかに変化する場合があることは理解されよう。例え
ば、三角形の断面形状を有する溝を想定し、最初に、三角形の面が膜の表面と４５°の角
度をなしていると仮定すると、そのような溝から生じる太陽電池の導電線は、より不完全
な三角形状を有し得る。太陽電池基板のベースから導電線の頂部まで、そのプロファイル
の半分だけを考慮した場合、第１のセグメントにおける角度が４５°未満であって、線の
プロファイルが初期の浅い斜面を有するか、またはその逆で、その角度が４５°超であっ
て、線のプロファイルが初期の「階段」斜面を有することができ、そのような角度はさら
に、その線の半分のプロファイルが頂点に達するまで変化し得る。プロファイルは、緩や
かな凸状もしくは凹状とすることができ、あるいは凸状、凹状および直線状のセグメント
を交互に有することができる。得られる導電線のプロファイルを考慮すると、それは、基
部と線の頂部との間に形成された斜面に沿った異なる点において考慮されるように可変角
度を形成することができ、角度の平均を、テーパー面に沿った各サブセグメントにおける
プロファイルの傾きのｔａｎ^－１（＝導関数）の平均として考えることが好ましい場合が
ある。そのような値は、平均勾配とも呼ばれる。そのような方法を使用して、前述の例示
的な実施例において、異なるサブセグメントに沿ってこの値の上下で変化する場合であっ
ても三角形の角度は平均４５°であると仮定すると、半分のプロファイルの平均勾配は１
になる。

したがって、いくつかの実施形態において、太陽電池基板の基部から線の頂点（すなわ
ち、テーパー面）まで上がる導電線の片側の平均勾配は、少なくとも０．５０（約２６°
）、少なくとも０．７５（約３７°）、少なくとも０．８５（約４０°）、少なくとも１
（約４５°）、少なくとも１．１５（約４９°）、少なくとも１．３（約５３°）、少な
くとも１．５（約５６°）、または少なくとも１．７（約６０°）とすることができる。
いくつかの実施形態において、平均勾配は、最大８（約８３°）、最大６（約８０°）、
最大４（約７６°）または最大２（約６３°）である。

導電線の断面についてより好ましい形状を選択することに加えて、またはそれに代えて
、任意の剥離層について記載したのと同様の方法で、導電線に光調整コーティングを施す
ことができる。本明細書で使用されるように、「光調整」という用語は、遮蔽を低減する
か、あるいは光起電集光および変換を増大させることができる任意の種類のコーティング
に関する。コーティングは、以下のいずれかを実行することができる：導電線の平滑さを
増大させるか粗さを低減する、（任意の保護ケースの結果として直接的もしくは間接的に
）入射光の活性領域への反射率を増大させる、または活性領域からの光の拡散を低減する
。

簡潔に言えば、光反射材料を含む反射率向上または拡散率低減組成物を使用して溝の壁
を被覆して、基板への転写時に転写された線を反射材料の薄膜で被覆し、遮蔽を低減また
は防止する。

［光反射面を有するパターンの実施例］
本実施形態で使用した可撓性膜は、回転可能なダイ１０２でパターン化された上述のキ
ャストポリプロピレンフィルム（厚さが５０μｍのＣＰＰ；ＲｏｌｌＣａｓｔ（商標）１
４）であり、ルール１０６のプロファイルは台形であり、底幅Ｗ_Ｂが２０μｍ、平坦頂部
幅Ｗ_Ｔが１２μｍ、および高さｈが３２μｍであった。そのようなプロファイルは、理想
的には、フィルムの表面と約８３°の急な角度を形成する傾斜壁を有する溝を提供するが
、結果として得られる溝の断面の実際の寸法およびその後の縦線は、緩やかに発散して、
底幅Ｗ_Ｂが２５μｍ、頂部幅Ｗ_Ｔが１２μｍ、および高さｈが１５μｍに近い測定値が得
られ、反射面とその基盤との間の実際の角度は約７５°であった。可撓性膜内で達成され
るサイズに基づいて計算されるそのような角度は、積層、焼結および焼成のその後の工程
後にわずかに減少し得る。

約１．８ｍｍの距離ｄだけ互いに離間させてこのように形成した溝に、１－ブタノール
中５重量％のＥｔｈｏｃｅｌ（商標）Ｓｔｄ．１００からなる剥離組成物を充填し、それ
をパターン化膜に塗布し、続いて上述のように乾燥させた。

溝壁を被覆する薄い剥離コーティングを形成した後、１００ｎｍ未満の粒径を有する約
４０重量％の銀ビーズを含むナノ銀インクの層を溝内に堆積させた。適切なナノ銀インク
の非限定的な例には、ＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ（登録商標）からのナノ銀インクＭｅｔａ
ｌｏｎ（登録商標）ＪＳ－Ａ１０１およびＪＳ－Ａ１－２が挙げられるが、適切であり得
る約４０ｎｍ～２００ｎｍの間または約３０ｎｍ～１００ｎｍの間の平均粒子径（例えば
、ＤＬＳによって決定されるｚ平均粒子径）を有する市販の金属ナノインクは多数ある。
ナノ銀インクを、上記と同じ方法でドクターブレードを使用して、溝をすでに被覆してい
る剥離フィルムの上に堆積させ、そしてホットエアーガンで約１０分間乾燥させ、薄いナ
ノ銀層を形成した。

可撓性膜を被覆する剥離フィルムとナノ銀層とで薄く被覆された溝に、導電線のコアを
追加した。線の内部は、金属ペーストを３段階で堆積させ、続いて接着剤コーティング層
を塗布することによって上述のように作製した。充填された溝を、先の実施例について記
載したのと同じ方法で、積層によりＳｉウェハに転写し、焼結し、そして焼成した。

ナノ銀層を欠いた比較例も同様に作製した。ナノ銀層を有する線の焼成グリッドは、ナ
ノ銀インク層なしで作製されたグリッドと比較して低い光拡散率を示した。そのような知
見は、各タイプの少なくとも５つのグリッドを一定の光源に対して傾けることによって、
独立した訓練された観察者らによって確立されたものであり、グリッドの相対拡散率は盲
目的にランク付けされている。したがって、ナノ銀層は、導電線の外面の平滑性を高め／
粗さを低減させると仮定され、この仮説は、共焦点レーザ走査顕微鏡（Ｏｌｙｍｐｕｓ（
登録商標）ＬＥＸＴ ＯＬＳ４０００ ３Ｄ）を用いた線の反射面の顕微鏡研究により確
認された。

本実施例では、剥離層の形成後にナノ銀インクを溝に塗布したが、この初期の工程は必
須ではないと考えることができ、適切に配合されたインクによれば、将来的な積層時に導
電線を可撓性膜から十分に剥離させることができる。上記に例示した銀に加えて、アルミ
ニウム、クロム、コバルト、銅、金、インジウムスズ酸化物、モリブデン、ニッケル、パ
ラジウムおよび白金を含む金属ナノインクも同様に、グリッドの反射性を高める（または
、それらの拡散率を低減する）と考えられる。線の面の反射率を改善する材料は、導電性
金属、合金または金属酸化物であり得るが、これは必須ではなく、反射増強層が適用され
る場合、これは主として遮蔽を低減して得られる太陽電池の効率を改善するように働き、
導電線の能力は、主にそのコアによって提供される。

光反射材料は、銀ナノ粒子で作ることができ、それは、１～２０体積％の量で反射組成
物中に存在し得る。乾燥すると、光反射コーティングは、０．２～１０μｍの範囲の厚さ
を有し得る。

［複数組の溝］
先に詳述した本発明の実施形態では、１つのパターンの溝が形成され、次いで、乾燥組
成物のパターンを転写するのに最適な基板上への積層に先立って対象の組成物が充填され
る可撓性膜を説明した。（例えば、異なる形状、異なる寸法、異なるプロファイル、異な
る組成などの相違点を有する）個別のパターンを同じ基板上に形成する場合、本教示に従
う方法は適切であり得る。例えば、第１のパターンを有する第１の膜を基板の第１の面に
適用し、第２のパターンを有する第２の膜を該基板の第２の面に適用することができる。
基板の第１および第２の面は、基板の同側、典型的には重複しない領域にあり得るが、反
対側にあってもよい。さらに、各膜の各パターンは、同じまたは異なる組成物で充填され
ていてもよい。

例として、太陽電池では、集光側（ソーラー面）の導電線を、第１の膜から第１の組成
物の第１のパターンを転写することによって形成し、背面電極を、第２の膜から第２の組
成物の第２のパターンを転写することによって形成することができる。好ましくは、個別
のパターンは、積層ステップの間に付随して転写され、その際、圧力は、基板の各面にそ
れぞれ面する両方の膜に同時に加えられる。

以下に説明するように、基板の同側に転写されることになる個別のパターンは、単一の
膜を使用して有利に得ることができる。図６は、それぞれ異なる材料で充填された複数組
の溝を有する膜を示す。このような膜は、基板上に異なるパターンの材料を提供するため
に利用することができる。例として、第１のパターンは、バスバーの形成を可能にし得る
一方で、第２のパターンは、フィンガーグリッド線の形成を可能にし得る。このような場
合、２つのパターンがいくつかの領域で交差することさえあり得るが、第１および第２の
パターンの組成物は、例えば、ガラスフリットの量において異なり得る。この例示的な実
施例では、グリッド線を形成するための第２のパターンの組成物は、完成した太陽電池に
おける基板と適切に電気的に接触するためのガラスフリットを含むが、バスラインを形成
するための第１のパターンの組成物には、多量のガラスフリットは必要ではない。いくつ
かの実施形態において、バスラインの作製に供する組成物は、ガラスフリットを含まなく
てもよい。バスラインは、基板と電気的に接続するのではなく、むしろグリッド線を相互
接続するために主に使用されるからである。

図６では、溝１１０Ａによって象徴される溝パターンは、膜１１０Ａにエンボス加工さ
れている。次いで、ドクターブレード１３０Ａを用いて、第１の溝パターンを第１の組成
物１２０Ａで充填する。ドクターブレード１３０Ａの作用は、加圧ローラ１３２Ａによっ
て、または任意の他の所望の方法によって支えられる。例えば、図１Ａ～１Ｄ、および図
３Ａ～３Ｄに関して上記により詳細に説明したように、複数の充填ステップを利用するこ
とができ、複数の充填および／または乾燥ステーションおよび／またはドクターブレード
を利用することができる（不図示）。同様に、溝間のスペースにおける組成物の除去を容
易にするために、クリーニングステーションを任意に含むことができる。

例として、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃなどによって示される第１のパターンの溝を
満たしたら、溝１１２によって象徴される第２の組の溝を膜に形成する。次いで、ドクタ
ーブレード１３０Ｂを用いて、第２の組の溝を第２の組成物１２０Ｂで充填する。ドクタ
ーブレード１３０Ｂの作用は、加圧ローラ１３２Ｂによって、または任意の他の所望の方
法によって支えられる。第１のパターンの溝１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃが既に充填さ
れているので、第２の組成物１２０Ｂは、第２のパターンの溝に適用される。第２の組の
溝は、所望の充填レベル１４２が達成されるまで、単一または複数の充填ステップ、ドク
ターブレード、流動助剤などによって充填することができる。したがって、膜は複数の溝
パターンを担持していてもよく、溝パターンの各々は所望の特性のセットを提供する組成
物を利用することができる。この図では、２つのパターンの溝はそれぞれ溝１１０Ａおよ
び１１２で示されており、これらは図に示された視点からは互いに平行に見え得るが、そ
うである必要はなく、一方のパターンの溝は、第２のパターンの溝に対して任意の所望の
配置および向きをとることができる。

図６はまた、溝を形成するために様々な方法が利用され得ることを示している。第１の
組の溝が、ダイローラ１２０Ａ（１０４Ａは、対応する加圧ローラを表している）による
エンボス加工によって形成されているように描かれている一方で、第２の組の溝は、符号
１５０によって象徴される代替的な方法を利用して形成されている。そのような溝形成装
置は、膜１００Ａの一部を選択的に切除するための、または特定の場合には加熱によって
膜収縮を引き起こすための、専用パンチからレーザ源まで多くの装置の１つであり得る。
あるいは、溝のパターンは、フォトリソグラフィなどのパターニング技術によって可撓性
膜上に形成することができる。

膜の溝を様々な組成物で充填したら、例えば、図３Ｄに２５０で示すように接着剤コー
ティングを塗布し、上述したように、パターン化された組成物を基板に転写するために、
膜を基板と接触させることができる。

本方法が、様々なパターンと基板との間の適切な位置合わせを容易にし得ることが容易
に理解されよう。そのような位置合わせをさらに容易にすることができる方法で、パター
ンを可撓性膜上で互いに分離することができる。

図１Ｅは、後に基板へ転写するための、複数の組成物を有する膜を製造することを目的
としたプロセスステップを反映するいくつかの破線要素を示す。第１のパターン溝を充填
した（３１５）後、任意の所望の方法によって、追加の組の溝を膜上に形成する（３４０
）。次いで、第２の組の溝を第２の組成物で充填する（３４５）（充填は、任意に、先の
パターンの溝を充填するのに使用された組成物のセット、またはその組成物とは異なる組
成物のセットの充填および乾燥のサイクルを繰り返して実行される）。第１のパターンと
は異なるパターンのためのこれらのプロセスステップは、破線３５５で示されるように、
任意の所望の回数繰り返すことができる。すべての所望のパターンが膜に形成されて所望
の材料ペーストで満たされると、プロセスは、膜を基板に接触させ、続いて材料を基板に
転写するステップ３５０（先に説明した３２０、３２５、および３３０を含む）へと続き
、最終ステップ３３５は、すべての転写されたパターンの材料を焼結するようになってい
る。いくつかの実施形態において、プロセスのステップは、連続的に実行されず、また同
じ主体によって実行されない。特定の実施形態では、材料が完全に焼結されていなくても
よく、いくつかの実施形態では、多数の組成物への損傷を防ぐために温度および他の環境
条件が調整される。

本開示の明細書および特許請求の範囲において、動詞「備える」、「含む」、および「
有する」のそれぞれ、ならびにその活用形の使用は、動詞の１つまたは複数の目的語が、
該動詞の主語のメンバー、組成物、要素、組成物、ステップまたは部分の完全なリストで
ある必要はないことを示している。

本明細書で使用されるとき、単数形の不定冠詞“ａ”，“ａｎ”および定冠詞“ｔｈｅ
”は、文脈からそうでないことが明らかでない限り複数の言及を含み、「少なくとも１つ
」または「１つ以上」を意味する。

「上」、「下」、「右」、「左」、「底部」、「下方」、「下げられた」、「低い」、
「上部」、「上方」、「上げられた」、「高い」、「垂直」、「水平」、「背方」、「前
方」、「上流」、「下流」などの位置または動作を表す用語、ならびにそれらの文法的な
変形は、本明細書では、例示的な目的のためだけに使用され得るものであり、特定の構成
要素の相対位置、配置、または移動を示すこと、本例における第１および第２の構成要素
を示すこと、あるいはその両方を目的としたものである。このような用語は、例えば、「
底部」の構成要素が「上部」の構成要素の下にあることを必ずしも示しているわけではな
く、そのような方向、構成要素またはその両方は、反転、回転、空間移動され、対角線方
向もしくは対角線位置に配置、水平もしくは垂直に配置され得るものであり、あるいは同
様に変更され得るものである。

特に明記しない限り、選択のための選択肢リストの最後の２つの要素間の「および／ま
たは」という表現の使用は、列挙された選択肢のうちの１つまたは複数の選択が適切であ
り、かつ行われ得ることを示す。

本開示において、特に明記しない限り、本技術の実施形態の１つまたは複数の特徴の条
件または関係特性を修正する「およそ」および「約」などの形容詞は、その条件または特
徴が、それが意図される用途のための実施形態の動作に許容される許容範囲内に定義され
るか、または実行されている測定および／もしくは使用されている測定機器から予測され
る変動内に定義されることを意味するものと理解される。さらに、特に明記しない限り、
本開示で使用される用語は、関連する用語の正確な意味から逸脱し得るが、本発明または
その関連部分が説明され、また当業者によって理解されるように動作し機能することを可
能にする許容範囲を有するものと解釈されるべきである。

本明細書に参照されている特定の商標は、コモンローまたは第三者の登録商標であり得
る。これらの商標の使用は一例であって、説明的であると解釈されるべきではなく、本開
示の範囲をそのような商標にのみ関連する材料に限定するべきではない。

本開示は、特定の実施形態および一般的に関連する方法に関して説明してきたが、実施
形態および方法の変更および置換は当業者に明らかであろう。本開示は、本明細書に記載
の特定の実施例によっては限定されないと理解されるべきである。

Claims (16)

1. 基板に電気伝導体のパターンを適用するのに適した可撓性膜であって、
   前記膜は、前記基板の表面に適合することが可能である熱可塑性ポリマーからなるとともに溝のパターンを含む第１の面を有し、
   前記溝は、導電性材料の粒子および接着剤を含む組成物で前記膜の前記第１の面と同じ高さになるように充填され、
   前記組成物は、前記組成物にエネルギーが加えられると導電性になるように適合され、
   前記第１の面の溝でない部分は、前記組成物を含まず、前記膜は、前記膜の前記第１の面と前記基板とが互いに押し付けられると、前記溝内の前記組成物および前記接着剤が前記膜よりも前記基板に強力に付着し、その後、前記基板から前記膜を分離すると、前記溝のパターンを反映するパターンで前記組成物が前記基板上に残る、可撓性膜。
2. 前記熱可塑性ポリマーは、注型および／またはエンボス加工が可能な熱可塑性ポリマーである、請求項１に記載の可撓性膜。
3. 導電性材料の粒子が、金属、金属酸化物、合金、金属塩、有機金属、導電性ポリマー、導電性ポリマーの前駆体、これらの塩類、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１又は２に記載の可撓性膜。
4. 前記組成物の前記接着剤が、ａ）有機バインダ、ｂ）有機接着剤、およびｃ）ガラスフリットのうちの少なくとも１つである、請求項１～３の何れか一項に記載の可撓性膜。
5. 前記組成物の前記接着剤が、感圧接着剤および／または感熱接着剤である有機接着剤である、請求項１～４の何れか一項に記載の可撓性膜。
6. 前記溝に充填される前記組成物が様々な層から構成され、各層は互いに相対比率及び／又は材料に関して異なる、請求項１～５の何れか一項に記載の可撓性膜。
7. 前記膜の前記第１の面の上に剥離コーティングを更に含み、
   前記剥離コーティングは前記膜と前記組成物との間に配置される、請求項１～６の何れか一項に記載の可撓性膜。
8. 前記剥離コーティングが前記溝の壁上にのみ存在する、請求項７に記載の可撓性膜。
9. 前記溝の壁上のみに存在する光調整コーティングを更に含み、
   前記光調整コーティングは、前記膜と前記組成物との間に配置され、又は前記膜の前記第１の面上の剥離コーティングと前記組成物との間に配置される、請求項１～８の何れか一項に記載の可撓性膜。
10. 前記膜の前記第１の面に存在する接着剤コーティングを更に含み、
    前記接着剤コーティングは３μｍ以下の乾燥厚さを有し、前記溝内に存在するあらゆる組成物を被覆する、請求項１～９の何れか一項に記載の可撓性膜。
11. 前記可撓性膜が、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、およびこれらの組合せからなる群から選択される熱可塑性ポリマーである、前記第１の面を構成する面を有する層から少なくともなる、プラスチックポリマーの１つ以上の層から構成される、請求項１～１０の何れか一項に記載の可撓性膜。
12. 前記可撓性膜の前記第１の面が、１μｍ以下、５００ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下、または１００ｎｍ以下の平均粗さＲｚを有する、請求項１～１１の何れか一項に記載の可撓性膜。
13. 前記第１の面の前記パターンの複数の溝が互いに同一であり、または
    前記パターン内の少なくとも２つの溝、若しくは同じ溝の２つの異なるセグメントは、深さおよび／若しくは幅および／若しくは断面プロファイルが互いに異なる、請求項１～１２の何れか一項に記載の可撓性膜。
14. 前記溝が連続するまたは個別の直線または曲線を形成し、
    各線の少なくとも一部が、三角形、台形、多角形、半円形または半楕円形から選択されるテーパー断面形状を有し、
    いずれの形状も少なくとも底幅ＷＢおよび高さｈを有し、前記高さと前記底幅との間の無次元アスペクト比ＡＳＰが、５：１～１：５、３：１～１：２、２：１～１：１または１．７５：１～１：１．７５の範囲である、請求項１～１３の何れか一項に記載の可撓性膜。
15. 前記テーパー断面形状のテーパー面の、（ａ）前記膜の前記第１の面とのなす角度が、少なくとも３０°、少なくとも４０°、少なくとも４５°、少なくとも５０°、若しくは
    少なくとも６０°であり、かつ最大９０°、最大８５°、若しくは最大８０°であり、お
    よび／または、（ｂ）少なくとも０．７５、少なくとも１、若しくは少なくとも１．３であり、かつ最大８、最大４、若しくは最大２である平均勾配を有する、請求項１４に記載の可撓性膜。
16. 前記第１の面の前記溝のパターンは、少なくとも部分的に、前記基板に適用される電気伝導体の所望のパターンに対応し、
    前記基板は、平坦な又は平坦ではない、硬質太陽電池ウェハ又は硬質でない太陽電池フィルムから選択される半導体の基板の面である、請求項１～１５の何れか一項に記載の可撓性膜。
    

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