JPH05235388A - 低抵抗線状パターンの形成方法及び形成装置並びに太陽電池 - Google Patents

低抵抗線状パターンの形成方法及び形成装置並びに太陽電池

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JPH05235388A
JPH05235388A JP4075308A JP7530892A JPH05235388A JP H05235388 A JPH05235388 A JP H05235388A JP 4075308 A JP4075308 A JP 4075308A JP 7530892 A JP7530892 A JP 7530892A JP H05235388 A JPH05235388 A JP H05235388A
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JP4075308A
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Takushi Itagaki
卓士 板垣
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 線幅が１００μｍ以下で、且つ、比抵抗が１
０-6Ωｃｍオーダーの低抵抗微細線状パターンを簡単な
工程で得ることができる線状パターンの形成方法及び形
成装置、並びに、有効発電面積が増大し、且つ、電極の
低抵抗化が図られた太陽電池を得る。 【構成】 インジウム１の溶融物を所定温度に保温され
たタンク２内に収容し、該溶融インジウム１を該タンク
２から毛細管現象によってその先端部の弧状の部分が被
基板４表面に接触する円筒状描画ヘッド３の先端部に供
給し、溶融したインジウム１の表面張力，被基板４との
ぬれ性を考慮して、該描画ヘッド３を所定速度で移動す
ることにより、該溶融したインジウム１を上記被基板４
上に線幅１００μｍ以下の線状に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、線幅が１００μｍ以
下で、且つ、比抵抗が１０-6Ω・ｃｍオーダーの線状パ
ターンを簡単な工程で得ることができる低抵抗線状パタ
ーンの形成方法及び形成装置、並びに、太陽電池に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、一般的な太陽電池の層構成を示
す断面模式図であり、図において、５００は太陽電池で
あり、該太陽電池５００の能動層はｎ型Ｓｉ層５１とｐ
型Ｓｉ層５２とから構成され、該ｐ型Ｓｉ層５２表面に
は線状パターンからなるｐ型電極５３が設けられ、該ｎ
型Ｓｉ層５１の下面にはｎ型電極５４が設けられてい
る。
【０００３】一方、このような太陽電池の電極形成技術
としては、従来より種々の電極形成技術が用いられ、例
えば、真空蒸着及びスパッタリング法等による薄膜形成
法，スクリーン印刷法及び描画印刷法等が使用され、ま
た、上記太陽電池の電極形成材料としては、従来よりＡ
ｇペーストが多く用いられ、近年、焼成温度が１５０℃
〜１８０℃の低温焼成型のＡｇペーストが多く用いられ
るようになってきている。これは、高温焼成型のＡｇペ
ーストでは、その焼成温度が７００〜８００℃と高く、
アモルファスシリコン太陽電池、あるいは微結晶シリコ
ン／結晶シリコン接合型太陽電池の電極形成にこれを用
いると、その焼成時、プロセス温度を上記７００〜８０
０℃に加熱するため、焼成工程中に能動層中の接合が破
壊されてしまうためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記スクリ
ーン印刷法は、例えば、Ａｇ粉末，ガラスフリット及び
有機バインダからなるＡｇペーストをステンレスメッシ
ュ上に乳剤のエッチングパターンを形成した印刷マスク
を通して被印刷物である基板上に電極パターンを印刷
し、これを乾燥，焼成して所望の比抵抗を備えた電極パ
ターンを形成するものであり、この方法では、形成でき
る電極の最小線幅が１００〜１５０μｍが限度でこれよ
り細い電極を得ることができず、この方法を用いて、例
えば、上記図９に示した太陽電池５００の太陽光の受光
面側の電極５４を形成すると、該電極５４の線幅が１０
０μｍ以上になるため、受光面の有効発電面積５５がこ
の電極５４によって減少してしまうという問題点があっ
た。また、電極パターンを変更する際も、スクリーンマ
スクを作製し直さなければならず、この作業は非常に煩
雑で、製造効率が著しく低下するという問題点もあっ
た。
【０００５】一方、図８は、特開昭６４−３９０７６号
公報に記載された描画印刷装置によって基板上に印刷物
（ペースト）を印刷している状態を示す概念図であり、
図に示すように、描画印刷法は、恒温槽１５からポンプ
１７によってその周囲に循環される恒温水１４によって
保温されたタンク１０内に印刷物（ペースト）１３を収
容し、この印刷物（ペースト）１３をエアー加圧１１さ
れたフロート１２で押し、該印刷物（ペースト）１３を
ノズル１８から突出させて、被印刷物１６上に所望のパ
ターンを形成するものであり、この方法では、上記スク
リーン印刷法に伴う問題点を解消することができる。し
かるに、この方法を用いて、例えば、上述したアモルフ
ァスシリコン太陽電池や、微結晶シリコン／結晶シリコ
ン接合型太陽電池に対して、上述した低温焼成型Ａｇペ
ーストを用いて１００μｍ以下の幅の線状パターンを形
成し、これを１５０〜１８０℃で焼成して電極パターン
を形成した場合、得られた電極パターンの比抵抗は５×
１０-5Ω・ｃｍより高く、また、パターンの線幅が細い
ことから形成された電極がより高抵抗化し、電池内で発
生した電流を外部に取り出す効率が低下し、その結果、
太陽電池の特性を低下させてしまうという問題点を生じ
ていた。
【０００６】更に、従来のこれらの方法は、何れも、印
刷物（ペースト）を用いるため、パターン形成後にこれ
らを焼成する工程が必要であり、この焼成工程に長い時
間を要するため、効率よくパターンを形成することかで
きず、また、上記低温焼成型ペーストを用いた場合は問
題とはならないが、上記焼成温度が７００〜８００℃の
高温焼成型ペーストを用いた場合は、焼成後の冷却工程
における温度変化が大きいため、パターンが形成される
被印刷物（基板）がその温度変化によって変形してしま
うというような問題点もあった。
【０００７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたものであり、プロセス温度を上記のような
７００〜８００℃の高温にすることなく、低温プロセ
ス、特に、２００℃以下の低温プロセスにて、１００μ
ｍ以下の線幅を有し、且つ、比抵抗が１０-6Ω・ｃｍオ
ーダーの線状パターンを簡単な工程で、効率よく得るこ
とができる線状パターンの形成方法及び形成装置を得る
ことを目的とする。
【０００８】更に、この発明の他の目的は、有効発電面
積が増大するとともに、電極の低抵抗化が図られた高性
能の太陽電池を得ることを目的とする。
【０００９】更に、この発明の他の目的は、有効発電面
積が増大するとともに、電極の低抵抗化が図られ、且
つ、能動層内の接合が破壊されずに保たれる高性能の太
陽電池を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる線状パ
ターンの形成方法及び装置は、低融点金属を溶融状態に
保持し、該溶融液をその先端が被形成基板に対して接触
する描画ヘッドの先端に、毛細管現象によって供給し、
該描画ヘッドの先端部を上記被基板表面に接触させて上
記溶融状態の低融点金属を線幅１００μｍ以下の線状に
塗布し、この線状の溶融金属パターンを放置して冷却，
固化するようにしたものである。
【００１１】更に、この発明の線状パターンの形成方法
は、上記低融点金属として融点が２００℃以下のものを
用いるようにしたものである。
【００１２】更に、この発明にかかる線状パターンの形
成装置は、低融点金属を溶融状態に保持するタンクと上
記描画ヘッドとを一体化してパターン描画ユニットを構
成し、このパターン描画ユニットと上記被基板との少な
くとも一方がコンピュータ制御によって所定方向に移動
するように構成してなるものである。
【００１３】更に、この発明にかかる太陽電池は、太陽
光が入射する側の面に配設された電極を、比抵抗が１０
-6Ω・ｃｍオーダーで、線幅が１００μｍ以下の低抵抗
線状パターンにて構成したものである。
【００１４】尚、本発明において低融点金属とは、通常
低融点金属と呼ばれる融点が４５０℃以下のものを意味
している。
【００１５】
【作用】この発明においては、低融点金属の溶融物を毛
細管現象を利用して被基板表面にその先端部が接触する
描画ヘッドに供給し、該溶融物の表面張力，被基板表面
のぬれ性等を考慮して、該基板表面に接触する描画ヘッ
ドの先端部を移動させ、被基板表面と上記溶融物との接
触幅を調整するようにしたので、低融点金属の溶融物を
被基板上に線幅が１００μｍ以下の線状に塗布すること
ができ、そして、塗布された溶融金属はそのまま放置す
るだけで冷却，固化するため、線幅が１００μｍ以下
で、且つ、比抵抗が１０-6Ω・ｃｍオーダーの線状パタ
ーンを簡単な工程で効率よく形成することができる。
【００１６】更に、この発明においては、上記低融点金
属として融点が２００℃以下のものを用いるようにした
ので、例えば、アモルファスシリコン或いは微結晶シリ
コンを能動層に用いた太陽電池の該能動層表面に電極と
して上記線状パターンを形成した場合、該能動層中の接
合を破壊することなく線幅が１００μｍ以下の微小線幅
で、且つ、比抵抗が１０-6Ω・ｃｍオーダーの電極パタ
ーンを形成することができる。
【００１７】更に、この発明においては、低融点金属を
溶融状態に保持するタンクと上記描画ヘッドとを一体化
してパターン描画ユニットを構成し、このパターン描画
ユニットと被基板との少なくとも一方を、コンピュータ
制御によって所定方向に移動するようにしたため、パタ
ーン変更や塗布条件の変更をコンピュータに記憶させた
プログラムにより容易且つ迅速に行うことができる。
【００１８】更に、この発明においては、太陽電池の能
動層の受光面側に配設される電極を、線幅が１００μｍ
以下で、且つ、比抵抗が１０-6Ω・ｃｍオーダーの電極
パターンで構成したため、有効発電面積が従来に比べて
増大するとともに、発電した電流を外部に効率よく取り
出すことができる。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は、この発明の一実施例による線状パターン
形成装置の構成を示す概略断面図であり、図において、
１００は線状パターン形成装置であり、該線状パターン
形成装置１００は、インジウム１を溶融状態に収容して
いるタンク２，該タンク２に連通する描画ヘッド３，こ
れらタンク２と描画ヘッド３を覆うカバー６及び該カバ
ー６で覆われる空間に不活性ガスを導入する不活性ガス
導入口５から構成されている。また、４はその表面に線
状パターンが形成される基板であり、７，８はタンク２
と描画ヘッド３にそれぞれ形成された微細な溝である。
尚、上記タンク２及び描画ヘッド３はインジウムを溶融
状態に保持できるように所定温度に加熱されている。一
方、図２は上記描画ヘッド３の先端部を模式的に表した
斜視図であり、図において、図１と同一符号は同一また
は相当する部分を示し、９はヘッド先端部の曲率半径Ｒ
であり、この図は、上記描画ヘッド３の先端部が曲率半
径Ｒを有する円筒部材から構成されていることを示して
いる。尚、上記タンク２及び描画ヘッド３はインジウム
を溶融状態に保持し、毛細管現象により該溶融状態のイ
ンジウムを溝７，８内に浸透させる材質のものが使用さ
れ、鉄或いは鉄と他の金属との合金等から構成されてい
る。
【００２０】以下、この線状パターン形成装置の動作を
説明する。上記タンク２内に充填された溶融状態のイン
ジウム１は、毛細管現象により該タンク２とこれに連通
する描画ヘッド３にそれぞれ形成された微細な溝７，８
に浸透して流れて行き、描画ヘッド３の先端部に達す
る。次いで、この状態において、描画ヘッドも保温され
ているため、溶融インジウムはその表面張力でヘッド先
端部の端面全面に広がり保持される。この後、基板４表
面にこの円筒状のヘッド先端部の円弧状部分を接触する
ことにより、溶融状態のインジウム１は、この先端部か
ら基板４に供給され、この時の溶融状態のインジウム１
の表面張力と基板４に対する溶融状態のインジウム１と
のぬれ性とにより、基板４の表面に溶融状態のインジウ
ム１が保持される。そして、この後、描画ヘッド３を移
動させることにより、溶融状態のインジウム１が基板４
上に線状に塗布される。ここで、この線状に塗布された
溶融状態のインジウムの線幅は、溶融状態のインジウム
１の表面張力，基板４に対する溶融状態のインジウム１
のぬれ性，ヘッド３の移動速度及びヘッド３の先端部の
曲率半径Ｒ等で制御され、これらを所定範囲に調整する
ことで、基板４の表面に溶融状態のインジウム１を線幅
が１００μｍ以下の線状パターンとして塗布することが
できる。このようにして基板上に塗布された融液インジ
ウムからなる線状パターンは、その熱が基板４に逃げる
ことで冷却され、描画時の形状を保持したまま固化し、
線幅が１００μｍ以下で、比抵抗が８×１０-6Ωｃｍの
線状パターンとなる。尚、これらの工程において、タン
ク２，描画ヘッド３及びこれらの接触部を覆うカバー６
内は、不活性ガス導入口５から導入された不活性ガスで
満たされているため、溶融インジウム１は酸化されるこ
となく塗布及び冷却固化されるとともに、タンク２とヘ
ッド３の溝７，８及びヘッド３の先端部における酸化ス
ラッジの発生が防止できることから、タンク２から基板
４表面までの移動経路における溶融インジウムの目詰ま
りが抑制されて、パターン切れ，線幅の変動等が防止さ
れる。
【００２１】このような本実施例の線状パターンの形成
工程では、融点が１５６．６℃のインジウムをタンク２
内に溶融状態に保持し、この溶融インジウムをその先端
部が被形成基板４に対して点接触する円筒状の描画ヘッ
ド３の先端に、毛細管現象によって供給し、この時の溶
融状態のインジウム１の表面張力と基板４に対する溶融
状態のインジウム１のぬれ性によって、基板４の表面に
溶融状態のインジウム１を保持し、この後、描画ヘッド
３を移動させて、溶融状態のインジウム１を被基板４上
に塗布しているため、該描画ヘッド３の移動速度及び曲
率半径を調整することで、精度よく溶融状態のインジウ
ム１を被基板４上に１００μｍ以下の線状に供給するこ
とができ、更に、このようにして被基板４上に塗布され
た溶融状態のインジウムは、その線幅を保ったまま冷却
固化して、その比抵抗が８×１０-6Ωｃｍの固体パター
ンとなるため、線幅が１００μｍ以下で、且つ、比抵抗
が１０-6Ωｃｍオーダーの線状パターンを簡単な工程に
よって得ることができる。
【００２２】尚、上記実施例では描画ヘッド３が１つで
あるが、これは複数設けてもよく、この場合は、互いに
平行する複数の線状パターンを同時に形成でき、基板に
対するパターン形成時間を短縮することができる。
【００２３】また、上記低融点金属としてインジウムを
用いたが、他の元素からなる低融点金属を用いても同様
の効果を得ることができる。
【００２４】図４は、この発明の第２の実施例による微
結晶シリコン／結晶シリコン接合型太陽電池構造を示す
断面図であり、図において、１５０は微結晶シリコン／
結晶シリコン接合型太陽電池であり、該微結晶シリコン
／結晶シリコン接合型太陽電池１５０は、ｐ型微結晶シ
リコン層２２とｎ型結晶シリコン層２３とからなる能動
層上にＩＴＯ膜等からなる透明電極２１が設けられ、該
透明電極２１上にインジウムからなるｐ側電極２０が、
ｎ型結晶シリコン層２３の下面にアルミ等からなるプレ
ート状の裏面電極（ｎ側電極）２４がそれぞれ形成され
ている。ここで、上記インジウムからなるｐ側電極２０
は、上記第１の実施例で示した線状パターンの形成装置
を用いて、上記第１の実施例と同様の操作により形成し
たものである。
【００２５】このような本実施例の太陽電池では、上記
第１の実施例に示した線状パターンの形成装置を用い
て、能動層の受光面側にインジウムからなる線幅１００
μｍ以下の線状パターンを形成し、これをｐ側電極２０
としたので、太陽電池の能動層側（即ち、ＩＴＯ膜等か
らなる透明電極２１）が、インジウムの融点（１５６．
６℃）以上に加熱されないことから、能動層内もこの温
度以上に加熱されず、ｐ型微結晶シリコン層２２とｎ型
結晶シリコン層２３との接合が壊されない。また、得ら
れた受光面側のｐ側電極が線幅が１００μｍ以下で、且
つ比抵抗が１０-6Ωｃｍオーダーになるため、有効発電
面積２５を大きくして能動層内での発電量を増大できる
とともに、発電した電流も外部に効率よく取り出すこと
ができる。
【００２６】尚、上記実施例では、低融点金属としてイ
ンジウムを用いたが、融点が２００℃以下の他の低融点
金属を用いてもよく、例えば、融点が２００℃以下とな
る組成比のインジウム−錫合金、インジウム−鉛合金等
を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２７】図６は、この発明の第３の実施例によるモ
ジュール化された太陽電池の構成を示す模式図であり、
図において、３００はモジュール化太陽電池であり、該
太陽電池３００は複数のセル（太陽電池）２００ａ，２
００ｂ，２００ｃがリード線２６によって電気的に接続
されて構成されている。
【００２８】また、図５は、上記セル２００ａ，２００
ｂ，２００ｃを詳細に示した斜視図であり、これらのセ
ルは図４に示した上記第２の実施例の太陽電池と基本的
に同じ構成からなるもので、図４と同一符号は同一また
は相当する部分を示している。そして、このセル（太陽
電池）２００では、能動層の受光面側に形成された線状
の電極が、互いに同方向に延びる複数の線状電極２０ａ
と、該電極２０ａと直交する方向にその一部が重なるよ
うに形成された線状電極２０ｂとから構成されており、
これら電極２０ａ，２０ｂは互いに異なる融点をもつ異
なった組成比のインジム系合金（インジウム−錫合金ま
たはインジウム−鉛合金）によって形成され、電極２０
ｂに使用するインジウム系合金の融点を電極２０ａに使
用するインジウム系合金の融点より低くして、上記第１
の実施例で示した線状パターン形成装置を用い、上記第
１の実施例と同様にしてそれぞれ線幅が１００μｍ以下
の線状に形成されている。また、リード線２６はその一
端を上記線状電極２０ｂ上に通常の低融点ろう付け材料
（半田材料）にて接合し、図示しない他端を図示しない
隣のセル（太陽電池）の裏面電極に接合している。尚、
図３(a),(b) は、上記インジウム−錫合金及びインジウ
ム−鉛合金の組成比と融点との関係を示しており、図か
ら、これらを用いると２００℃以下の範囲で融点を種々
変更できることがわかる。
【００２９】このような本実施例の太陽電池では、能動
層に対して先に形成される電極（線状電極２０ａ）に融
点が高いインジウム系合金を用い、後に形成される電極
（線状電極２０ｂ）に融点が低いインジウム系合金を用
いているので、線状電極２０ｂを形成する際、線状電極
２０ａと重なる部分においても、線状電極２０ａが再溶
融せず、パターン切れのない良好な電極パターンを形成
することができる。また、上記インジウム系合金の融点
は何れも２００℃以下であるので、上記第２の実施例と
同様に、太陽電池（セル）内の接合が破壊されず、装置
特性の低下を防止することができる。
【００３０】尚、上記リード線２６を線状電極２０ｂに
接続する際、使用する半田材料の融点は、線状電極２０
ｂの融点をより低くした方が好ましく、この場合、一般
的な半田材料であるＰｂ−Ｓｎ，Ｐｂ−Ａｇ及びＢｉ−
Ｓｎ合金等のうちから融点が線状電極２０ｂより低くな
る組成のものを選択的に使用する。そして、このように
して、半田材料を選択することにより、リード線２６の
接続時において、線状電極２０ａ，２０ｂのパターン切
れを防止することができる。
【００３１】また、上記実施例では、線状電極２０ａ，
ｂの何れにもインジウム系合金を用いたが、一方をイン
ジウムで構成しても同様の効果を得ることができる。
【００３２】次に、この発明の第４の実施例による太陽
電池について発明する。この実施例の太陽電池の構成
は、図４に示した第１の実施例の構成と殆ど同じであ
り、この実施例の太陽電池では、図４に示すインジウム
からなるｐ側電極２０の形成時、インジウムの溶融物中
に、インジウムよりも高融点、且つ、低抵抗の金属粉
末、例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ或いはＰｔ等のうちの少
なくとも一種の球状或いはフレーク状の平均粒径が１〜
１０μｍ程度の金属粉末を分散，混合させたものであ
る。
【００３３】このような本実施例の太陽電池では、低融
点金属内に分散混合された球状或いはフレーク状の金属
粉末により、形成される線状パターンの体積あたりの抵
抗を一層小さくすることができ、これによって、線状パ
ターンの微細化に伴って電極内での電流密度が増加し、
電力損失が増大する現象を防止することができ、得られ
る太陽電池の特性をより一層向上することができる。
【００３４】図７は、この発明の第５の実施例による線
状パターン形成装置の内部構造を概略的に示した斜視図
であり、図において、４００は線状パターン形成装置で
あり、該線状パターン形成装置４００の底板４１上に基
板固定台４０が配設され、該基板固定台４０上に線状パ
ターンが形成される被基板３９が固定配置されるように
なっている。一方、３０は内部に収容された図示しな
い、例えば、インジウムからなる低融点金属を溶融状態
に保持する所定温度に保温されたタンク、３２は該タン
ク３０から低融点金属が毛細管現象によって供給される
所定温度に保温された描画ヘッドであり、これらタンク
３０と描画ヘッド３２とは一体化されてパターン描画ユ
ニット３１を構成している。そして、このパターン描画
ユニット３１には移動路が形成された棒状部材３７上を
移動するＹ方向駆動モータ３３が取付けられ、該棒状部
材３７の一方の端には、筐体４２の内部に該棒状部材３
７に対して直交する方向に固定配置された支持ステー３
５上を摺動する摺動部材３６が取付けられ、他方の端に
は筐体４２の内部に該棒状部材３７に対して直交する方
向に固定配置され、その上面に移動路が形成された棒状
部材３８上を移動するＸ方向移動モータ３４が取付けら
れ、これらＹ方向駆動モータ３３，Ｘ方向移動モータ３
４は、筐体４２の外に配設された制御コンピュータ４３
によって制御されて移動するようになっている。尚、上
記描画ヘッド３２の構成は、図２に示したそれと基本的
に同じであり、また、上記タンク３０と上記描画ヘッド
３２の温度制御も上記制御コンピーュタ４３によって行
われるようになっている。また、図中４４，４５は窒素
導入管であり、該窒素導入管４４から導入される窒素に
よって、タンク３０内は加圧状態にされて、タンク３０
内の溶融金属が毛細管現象によって描画ヘッド３２に供
給されるようになっており、該窒素導入管４５から導入
される窒素により、筐体４２の内部が窒素で満たされる
ようになっている。
【００３５】このような本実施例の線状パターン形成装
置では、低融点金属を溶融保持するタンク３０と描画ヘ
ッド３２とが一体化され、該一体化されたパターン描画
ユニット３１の移動制御及びこれらタンク３０と描画ヘ
ッド３２の温度制御が、コンピュータ４３に記憶させた
プログラムによって行われるため、形成するパターンの
変更、即ち、溶融金属の塗布条件の変更を簡単且つ迅速
に行うことができ、少量多品種の線状パターンを形成す
る際、製造効率を高めることができる。また、タンク３
０と描画ヘッド３２とでパターン描画ユニット３１を構
成しているので、ユニット交換によってパターン材料の
変更を行うことができ、材料変更に伴う煩わしさも軽減
することができる。
【００３６】尚、上記実施例では、パターン描画ユニッ
ト３１をコンピュータ制御によって移動できるようにし
たが、基板或いは基板とパターン描画ユニットの両方を
コンピュータ制御によって移動できるようにしてもよ
く、この場合も上記実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【００３７】また、上記第２，第３及び第４の実施例で
は、何れも微結晶シリコン／結晶シリコン接合型太陽電
池について説明したが、能動層がアモルファスシリコン
で形成されたアモルファスシリコン太陽電池の受光面に
対して、これら実施例と同様にして線状電極を形成した
場合も、能動層内の接合は破壊されず、これら実施例と
同様の効果を得ることができる。
【００３８】また、上記実施例では線状パターンが形成
される被基板を太陽電池の受光面側の能動層表面または
これを覆う透明電極表面に対応させて説明したが、上記
実施例の線状パターンの形成装置は、プリント基板やセ
ラミック基板に対する回路パターン形成に用いることが
できる。そして、この場合も、上記実施例と同様の効果
を得ることができ、更に、パターン形成に伴うプロセス
温度の変化が小さいため、これらプリント基板やセラミ
ック基板の変形も防止できる。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、低融
点金属を溶融状態に保持し、該溶融液をその先端が被形
成基板に対して接触する描画ヘッドの先端に、毛細管現
象によって供給し、該描画ヘッドの先端部を上記被基板
表面に接触させて上記溶融状態の低融点金属を線幅１０
０μｍ以下の線状に塗布し、この線状の溶融金属パター
ンを放置して冷却，固化するようにしたので、従来のよ
うにスクリーンマスクの形成や、被基板上に塗布された
パターンの焼成等を行うことなく、線幅が１００μｍ以
下で被抵抗が１０-6Ωｃｍオーダーにある所望の線状パ
ターンを、簡単な工程で効率良く被基板上に直接描画形
成することができ、製造効率を大幅に向上できる効果が
ある。
【００４０】更に、この発明によれば、低融点金属を用
いるため、４５０℃以下の低温プロセスにて線幅が１０
０μｍ以下で被抵抗が１０-6Ωｃｍオーダーにある線状
パターンを形成することができるため、パターンが形成
される被基板の変形を防止することができ、特に、微結
晶／結晶接合型太陽電池アモルファスシリコン太陽電池
の受光面側の電極としてこの線状パターンを用いると、
太陽電池内の接合を破壊することなく電極を形成するこ
とができ、しかも、電極は線幅が１００μｍ以下で被抵
抗が１０-6Ωｃｍオーダーにあるため、有効発電面積が
上昇し、且つ、発電した電流を効率よく外部に取り出す
ことができ、得られる太陽電池の特性を向上できる効果
がある。
【００４１】更に、この発明によれば、上記低融点金属
を溶融状態に保持するタンクと、該タンクから供給され
た溶融状態の低融点金属を被基板に対して塗布する描画
ヘッドとを一体化してユニットを構成し、該ユニットの
移動をコンピュータ制御によって行うようにしたため、
パターン変更や塗布条件の変更をコンピュータに記憶さ
せたプログラムによって行うことができ、多種類の線状
パターンを効率よく製造できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による線状パターン形成装
置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す描画ヘッドの先端部を模式的に示し
た斜視図である。
【図３】インジウム合金の組成比と融点との関係を示す
図である。
【図４】この発明の第２の実施例による太陽電池の構成
を示す断面図である。
【図５】この発明の第３の実施例によるモジュール化さ
れた太陽電池のセルの構成を示す斜視図である。
【図６】この発明の第３の実施例によるモジュール化さ
れた太陽電池の全体構成を示す模式図である。
【図７】この発明の第５の実施例による線状パターン形
成装置の構造を示す斜視図である。
【図８】従来の描画材料としてペーストを用いる描画印
刷装置の構造を示す断面図である。
【図９】従来の太陽電池の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ インジウム ２ タンク ３ 描画ヘッド ４ 基板 ５ 不活性ガス ６ カバー ７，８ 溝 ９ 曲率半径 １０ タンク １１ エアー加圧 １２ フロート １３ ペースト １４ 恒温水 １５ 恒温槽 １６ 被印刷物 １７ ポンプ ２０ ｐ側電極 ２０ａ，２０ｂ 線状電極 ２１ 透明電極 ２２ ｐ型微結晶シリコン層 ２３ ｎ型結晶シリコン層 ２４ 裏面電極（ｎ側電極） ２５ 有効発電面積 ２６ リード線 ３０ タンク ３１ パターン描画ユニット ３２ 描画ヘッド ３３ Ｙ方向駆動モータ ３４ Ｘ方向駆動モータ ３５ 支持ステー ３６ 摺動部材 ３７，３８ 移動路が形成された棒状部材 ４０ 基板固定台 ４１ 底板 ４２ 筐体 ４３ 制御コンピュータ ４４，４５ 窒素導入管 ５１ ｎ型Ｓｉ層 ５２ ｐ型Ｓｉ層 ５３ ｐ側電極 ５４ 裏面電極（ｎ側電極） ５５ 有効発電面積 １００ 線状パターン形成装置 １５０ 微結晶シリコン／結晶シリコン接合型太陽電
池 ２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ セル（太陽電
池） ３００ モジュール化太陽電池 ４００ 線状パターン形成装置 ５００ 太陽電池

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被基板上に線幅が１００μｍ以下で、且
    つ、比抵抗が１０-6Ω・ｃｍオーダーにある線状パター
    ンを形成する低抵抗線状パターンの形成方法 であって、低融点金属を溶融状態に保持し、毛細管現象
    により該溶融液をその先端が被形成基板に対して接触す
    る描画ヘッドの先端に供給し、該被基板表面に接触する
    描画ヘッドの先端部の移動により上記被基板上に上記溶
    融状態の低融点金属を線幅１００μｍ以下の線状に塗布
    し、この線状の溶融金属パターンを放置して冷却，固化
    することを特徴とする低抵抗線状パターンの形成方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の低抵抗線状パターンの
    形成方法であって、 上記低融点金属の融点が２００℃以下であることを特徴
    とする低抵抗線状パターンの形成方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の低抵抗線状パターンの
    形成方法であって、 上記低融点金属がＩｎ，Ｉｎ−Ｓｎ合金及びＩｎ−Ｐｂ
    合金のうちの何れかであることを特徴とする低抵抗線状
    パターンの形成方法。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の低抵抗
    線状パターンの形成方法であって、 同一の被基板表面に第１，第２の異なる２つの線状パタ
    ーンを上下に重ねて順次形成する際、第２の線状パター
    ンを構成する低融点金属の融点を、第１の線状パターン
    を構成する低融点金属の融点よりも低くすることを特徴
    とする低抵抗線状パターンの形成方法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の低抵抗線状パターンの
    形成方法であって、 上記第１，第２の２つの線状パターンを構成するそれぞ
    れの低融点金属が、Ｉｎ，Ｉｎ−Ｓｎ合金及びＩｎ−Ｐ
    ｂ合金のうちから選ばれた１種または２種の低融点金属
    であることを特徴とする低抵抗線状パターンの形成方
    法。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載の低抵抗
    線状パターンの形成方法であって、 上記溶融状態の低融点金属中に該低融点金属よりも高融
    点、且つ低抵抗の金属粉末が分散，混合されていること
    を特徴とする低抵抗線状パターンの形成方法。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の低抵抗線状パターンの
    形成方法であって、 上記金属粉末がＡｇ，Ａｕ，Ｃｕ及びＰｔのうちの少な
    くとも一種の球状あるいはフレーク状の粉末であること
    を特徴とする低抵抗線状パターンの形成方法。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７の何れかに記載の低抵抗
    線状パターンの形成方法であって、 上記被基板が太陽電池の受光面側の能動層或いは該能動
    層上に設けられた透明電極に相当し、上記線状パターン
    が上記能動層或いは上記透明電極上に設けられた電極に
    相当することを特徴とする低抵抗線状パターンの形成方
    法。
  9. 【請求項９】 被基板上に線幅が１００μｍ以下で、且
    つ、比抵抗が１０-6Ω・ｃｍオーダーにある線状パター
    ンを形成する低抵抗線状パターンの形成装置であって、 溶融した低融点金属を溶融状態に保持するタンクと、 該タンクに形成された溝状通路と連通する溝状通路を有
    し、これら溝状通路を介して毛細管現象により上記溶融
    状態の低融点金属が、その一部が上記被基板表面に接触
    する先端部に供給される描画ヘッドとを備え、 上記描画ヘッドの移動により、上記溶融状態の低融点金
    属を上記被基板上に線幅１００μｍ以下の線状パターン
    に塗布することを特徴とする低抵抗線状パターンの形成
    装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の低抵抗線状パターン
    の形成装置であって、 上記溶融金属を溶融状態に保持するタンクと上記描画ヘ
    ッドとが一体化されてパターン描画ユニットを構成し、 上記パターン描画ユニットと上記被基板との少なくとも
    一方が、コンピュータ制御によって所定方向に移動する
    よう構成されていることを特徴とする低抵抗線状パター
    ンの形成装置。
  11. 【請求項１１】 請求項９または１０に記載の低抵抗線
    状パターンの形成装置であって、 上記描画ヘッドが複数設けられていることを特徴とする
    低抵抗線状パターンの形成装置。
  12. 【請求項１２】 請求項９乃至１１の何れかに記載の低
    抵抗線状パターンの形成装置であって、 上記描画ヘッドの上記被基板表面と接触する部分が、円
    状あるいは楕円状の弧の一部から構成されていることを
    特徴とする低抵抗線状パターンの形成装置。
  13. 【請求項１３】 請求項９乃至１２の何れかに記載の低
    抵抗線状パターンの形成装置であって、 上記描画ヘッド，上記被基板表面及び該描画ヘッドと被
    基板表面との接触部分が不活性雰囲気中に配置されてい
    ることを特徴とする低抵抗線状パターンの形成装置。
  14. 【請求項１４】 少なくともｐ型層とｎ型層とからなる
    能動層と、該能動層の上下両面に対して配設され、該能
    動層内で発電した電流を外部に取り出す電極とを備えて
    なる太陽電池において、 上記能動層の受光面側に対して配設される電極が、線幅
    が１００μｍ以下で、比抵抗が１０-6Ω・ｃｍオーダー
    にある低抵抗線状パターンから構成されていることを特
    徴とする太陽電池。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の太陽電池におい
    て、 上記低抵抗線状パターンが、低融点金属の溶融物を上記
    能動層表面に線幅１００μｍ以下の線状パターンとなる
    ように塗布し、該低融点金属の溶融物からなる線状パタ
    ーンを冷却，固化して得られたものであることを特徴と
    する太陽電池。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の太陽電池におい
    て、 上記能動層が微結晶シリコンまたはアモルファスシリコ
    ンを含んで構成され、 上記低抵抗線状パターンが、融点が２００℃以下の低融
    点金属の溶融物を上記能動層表面に線幅１００μｍ以下
    の線状パターンとなるように供給し、該低融点金属の溶
    融物からなる線状パターンを冷却，固化して得られたも
    のであることを特徴とする太陽電池。
  17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の太陽電池におい
    て、 上記低融点金属がＩｎ，Ｉｎ−Ｓｎ合金及びＩｎ−Ｐｂ
    合金のうちの何れかであることを特徴とする低抵抗線状
    パターンの形成方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１４または１５に記載の太陽電
    池において、 上記低抵抗線状パターンが、それらの一部が上下に重な
    るよう上記能動層の受光面側に対して順次形成された第
    １，第２の異なる２つの低融点金属の線状パターンから
    構成され、 上記第２の線状パターンが、上記第１の線状パターンを
    構成する低融点金属よりも低い融点を有する低融点金属
    で構成されていることを特徴とする太陽電池。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の太陽電池におい
    て、 上記第１，第２の２つの線状パターンを構成するそれぞ
    れの低融点金属が、Ｉｎ，Ｉｎ−Ｓｎ合金及びＩｎ−Ｐ
    ｂ合金のうちから選ばれた１種または２種の低融点金属
    から構成されていることを特徴とする低抵抗線状パター
    ンの形成方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１４乃至１９の何れかに記載の
    太陽電池において、 上記溶融状態の低融点金属中に該低融点金属よりも高融
    点、且つ低抵抗の金属粉末を分散，混合したことを特徴
    とする太陽電池。
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