TW201427514A - 印刷方法、印刷裝置以及使用該等方法與裝置的太陽電池之製造方法 - Google Patents

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Abstract

目的在於藉由高生產性之方法獲得高深寬比之電極，特徵為具有：在所要印刷形狀之溝狀凹部12填充第1糊14a的步驟；使填充於溝狀凹部12的第1糊14a乾燥的步驟；及再度於該圖案填充第2糊14b的步驟；以機械式方法由溝狀凹部12將填充的第1及第2糊14a、14b擠壓出，而於太陽電池用基板等被印刷物進行印刷。

Description

印刷方法、印刷裝置以及使用該等方法與裝置的太陽電池之製造方法
本發明關於印刷方法、印刷裝置以及使用該等方法與裝置的太陽電池之製造方法。
通常之結晶系矽(silicon)太陽電池，係在形成有pn接面的光電轉換部之上形成抗反射膜，並配置梳型的表面電極與全面的背面電極的構造。表面電極與背面電極係藉由印刷金屬糊(paste)並進行燒結來形成。因為照射光被表面電極遮蔽使得表面電極覆蓋的區域無法供作為發電用(所謂遮蔽損失(shadow Loss))。
減少電極面積雖可減少遮蔽損失，但電極之電阻會增加造成電阻損失増加，導致填充因子(fill factor，FF)之降低。因此僅單純地減少電極面積並無法提升轉換效率，減少電極面積時，在該減少部分內，需採取增厚電極(形成高深寬(aspect)比之電極)等減低電阻損失之對策。
網版(screen)印刷之多重印刷技術作為獲得高深寬比之電極形成而被揭示(專利文献1)。但是，因為上述網版印刷中邊緣部(edge)之滲出導致無法形成銳利(sharp)的電極，而有使用可以減輕邊緣部之滲出的凹版膠版(offset)印刷的 多重印刷技術被揭示(專利文献2)。
另外，作為減少電阻損失之對策，亦有藉由導電性接著劑將金屬線接著於透光性導電膜上而形成表面電極的技術被揭示(專利文献3)。
【先行技術文献】 【專利文献】
【專利文献1】特開平11-103084號公報
【專利文献2】特開2007-44974號公報
【專利文献3】專利第4549271號公報
該等方法因為進行複數次印刷而具可以製造高轉換效率太陽電池的優點，但是定位困難而難謂高生產性之技術。
本發明有鑑於上述問題，目的為提高使用凹版的印刷方法中的印刷物之轉印率。另外，本發明目的在於藉由高生產性之方法來獲得高深寬比之電極以及使用該電極的太陽電池。
為解決上述問題達成目的，本發明之特徵為包含：第1填充步驟，係在版之凹部進行第1印刷材料之填充，該版為表面具有由溝狀凹部之配列而形成之圖案者；乾燥步驟，係使被填充的上述第1印刷材料乾燥；第2填充步驟，係對填充 有上述第1印刷材料的上述凹部進行第2印刷材料之填充；及轉印步驟，係在上述第2印刷材料之乾燥前，由上述凹部以機械式將上述第1及第2印刷材料擠壓至被印刷物之印刷面上，而進行上述第1及第2印刷材料之轉印；於上述被印刷物之印刷面進行印刷。
依據本發明，係在所要印刷形狀的溝狀凹部內進行糊(paste)之厚膜化，因此無須如複數次印刷般進行定位，可以容易印刷高深寬比之電極。
11‧‧‧版
12‧‧‧凹部
13‧‧‧刮刀
13a‧‧‧第1刮刀
13b‧‧‧第2刮刀
14‧‧‧糊
14a‧‧‧第1糊
14b‧‧‧第2糊
15‧‧‧送風部
16‧‧‧供給部
20‧‧‧太陽電池基板
20S‧‧‧印刷面
23‧‧‧背面電極
24B‧‧‧表輔助電極
24G‧‧‧網格電極
24RB‧‧‧背輔助電極
30‧‧‧擠壓部
31‧‧‧空氣供給空間
33‧‧‧多孔部
34‧‧‧供給孔
41‧‧‧版
42a‧‧‧第1凹部
42b‧‧‧第2凹部
43‧‧‧伸縮膜
44‧‧‧吸引孔
45‧‧‧密閉空間
46a‧‧‧加壓閥
46b‧‧‧吸引閥
47‧‧‧加壓管
48‧‧‧吸引管
61‧‧‧版
62‧‧‧表輔助電極部
63‧‧‧網格電極部
64‧‧‧肋狀物
71‧‧‧版
72‧‧‧凹部
74‧‧‧供給孔
81‧‧‧版
82‧‧‧溝狀凹部
83‧‧‧遮斷層
84‧‧‧空氣
91‧‧‧版
92‧‧‧活塞
【圖1-1】圖1-1表示本發明印刷方法的實施形態1之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖1-2】圖1-2表示本發明印刷方法的實施形態1之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖1-3】圖1-3表示本發明印刷方法的實施形態1之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖1-4】圖1-4表示本發明印刷方法的實施形態1之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖1-5】圖1-5表示本發明印刷方法的實施形態1之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖2】圖2表示實施實施形態1之印刷方法的印刷裝置之概略圖。
【圖3-1】圖3-1表示本發明印刷方法的實施形態2之印 刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖3-2】圖3-2表示本發明印刷方法的實施形態2之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖3-3】圖3-3表示本發明印刷方法的實施形態2之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖3-4】圖3-4表示本發明印刷方法的實施形態2之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖4】圖4表示實施形態2之印刷方法的印刷裝置之概略圖。
【圖5-1】圖5-1表示本發明印刷方法的實施形態3之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖5-2】圖5-2表示本發明印刷方法的實施形態3之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖5-3】圖5-3表示本發明印刷方法的實施形態3之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖5-4】圖5-4表示本發明印刷方法的實施形態3之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖6】圖6表示實施形態3之印刷方法的印刷裝置之概略圖。
【圖7-1】圖7-1表示本實施形態3之印刷步驟之重要部分擴大說明圖。
【圖7-2】圖7-2表示本實施形態3之印刷步驟之重要部分擴大說明圖。
【圖8-1】圖8-1表示本發明印刷方法的實施形態4之印 刷裝置之重要部分剖面圖。
【圖8-2】圖8-2表示本發明印刷方法的實施形態4之印刷裝置之重要部分剖面圖。
【圖9-1】圖9-1表示本發明印刷方法的實施形態4之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖9-2】圖9-2表示本發明印刷方法的實施形態4之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖9-3】圖9-3表示本發明印刷方法的實施形態4之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖9-4】圖9-4表示本發明印刷方法的實施形態4之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖9-5】圖9-5表示本發明印刷方法的實施形態4之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖10-1】圖10-1表示本發明印刷方法的實施形態5之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖10-2】圖10-2表示本發明印刷方法的實施形態5之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖10-3】圖10-3表示本發明印刷方法的實施形態5之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖10-4】圖10-4表示本發明印刷方法的實施形態5之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖10-5】圖10-5表示本發明印刷方法的實施形態5之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖10-6】圖10-6表示本發明印刷方法的實施形態5之 印刷原理的步驟剖面圖。
【圖11-1】圖11-1表示本發明印刷方法的實施形態6之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖11-2】圖11-2表示本發明印刷方法的實施形態6之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖12】圖12表示本發明印刷方法的實施形態6之印刷方法圖所使用的版之重要部分擴大斜視圖。
【圖13】圖13表示本發明印刷方法的實施形態6之印刷方法圖所使用的版之重要部分擴大剖面圖。
【圖14-1】圖14-1表示使用本發明印刷方法的實施形態7之印刷方法而形成的太陽電池的受光面的圖。
【圖14-2】圖14-2表示圖14-1所示太陽電池之受光面的相反側之背面圖。
【圖14-3】圖14-3表示該太陽電池之剖面圖。
【圖14-4】圖14-4表示用來形成太陽電池的受光面側電極的版之重要部分擴大斜視圖。
【圖15-1】圖15-1表示本發明印刷方法的實施形態8之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖15-2】圖15-2表示本發明印刷方法的實施形態8之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖15-3】圖15-3表示本發明印刷方法的實施形態8之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。
【圖16】圖16表示本發明印刷方法的實施形態8之印刷方法所使用的版之變形例的圖。
【圖17】圖17表示本發明印刷方法的實施形態9之印刷裝置所使用的版的圖。
【圖18】圖18表示本發明印刷方法的實施形態10之印刷裝置所使用的版的圖。
實施形態1.
以下參照圖面詳細說明本發明之印刷方法及印刷裝置之實施形態。但是本發明並不限定於以下之記述，在不脫離本發明要旨之範圍內可做適當變更實施。另外，以下所示圖面為容易理解，各構件之縮尺與實際有可能有差異。各圖面間亦同樣。
圖1-1~圖1-5表示本發明印刷方法的實施形態1之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。圖2表示實施本實施形態1之印刷方法的印刷裝置之概略圖。於本實施形態，印刷材料係使用第1及第2糊14a、14b之2種而以2層構造進行填充以提高深寬比，並將其被轉印至被印刷物之太陽電池基板20者。該印刷裝置係在圓筒(dram)10之表面形成版11，伴隨圓筒10之旋轉而實施各步驟。亦即具備：版11，係於表面具有藉由溝狀凹部12之配列而形成的凹狀圖案；及填充部，係具備刮刀(squeegee)13用來將印刷材料填充至版11之凹部12；而將印刷材料轉印至太陽電池基板20之印刷面20S者。於本實施形態中，轉印部係具備擠壓部30，而可由凹部12以機械式將第1及第2糊14a、14b擠壓至印刷面20S上。擠壓部30具有空氣供給空間31及供給空氣的供給孔34，藉由將空氣供給至空氣供給空間31並透過供給孔34而將印刷材料擠壓出。圖1-1~圖1-5係表示圖2之圓筒10之周 面之一部分，實際上係構成圓周之一部分，而此處僅簡略以平面圖表示。
圖1-1表示初期狀態的圖，於版11被挖掘有所要印刷形狀之溝狀凹部12。
如圖1-2的第1糊填充步驟所示，對該凹部12進行糊(第1糊14a)之填充。由圖2可知，第1糊14a被保持於刮刀13與版11之間，該刮刀13則固定於安裝於圓筒10表面的版11之表面之一部分，伴隨著圓筒10之旋轉，刮刀13將第1糊14a供給至版11表面之凹部12內。
如圖1-3之乾燥步驟所示，由送風部15構成的乾燥部實施送風來乾燥第1糊14a。藉由乾燥使糊內之有機成分揮發，糊之體積會減少而於表面產生下陷部R。
如圖1-4之第2糊填充步驟所示，於該第1糊14a表面之下陷部R更進一步填充第2糊14b。
如圖1-5之轉印步驟所示，由擠壓部30之空氣供給空間31透過供給孔34施加空氣壓。如此而藉由空氣壓以機械式方法對凹部12內之第1及第2糊14a、14b進行擠壓，而於被印刷物的太陽電池基板20之印刷面20S進行印刷。
乾燥後的第1糊14a會於凹部12內被固化，因此即使以機械式方法由凹部12被擠壓時乃可保持形狀。另一方面，藉由乾燥可使第1糊14a之黏著力消失，於該狀態下實施印刷時糊亦無法停留於被印刷物的太陽電池基板20之印刷面20S上之特定位置。
因此，本實施形態中，係在乾燥產生的下陷部R再 度進行糊(第2糊14b)之填充。再度被填充的第2糊14b在印刷前並未被實施乾燥而不會喪失黏著力，因此被印刷的第2糊可以停留於被印刷物的太陽電池基板20之印刷面20S上之特定位置。如上述說明，本實施形態1之印刷方法之理念(concept)在於：以乾燥的糊來貢獻電極厚度，並藉由未乾燥的糊之黏著力而可以停留於非印刷物上之特定位置。
例如專利文献1、2揭示的習知方法因為進行複數次印刷，第2次以後印刷之定位變為重要，但是隨著電極變細第2次以後印刷之定位變難。相對於此，本實施形態之方法中係於同一溝狀凹部12內進行糊之乾燥、填充等一連串步驟之後實施印刷，因此無須複雜的定位作業而且可以實現高深寬比電極之印刷。
另外，習知凹版印刷(photogravure)存在轉印率不佳之問題。此乃因為糊與被印刷物接觸的面積，和糊與圖案接觸的面積之差所引起的。凹版印刷或膠版印刷中，填充於溝(圖案)狀凹部的糊，係藉由被印刷物與糊之黏著力由溝狀凹部被拉出而被轉印。因此，欲確實進行印刷時需要“溝內壁與糊之間的黏著力<被印刷物與糊之間的黏著力”。但是，一般而言“被印刷物與糊之間的接觸面積<溝狀凹部與糊之間的接觸面積(=下陷部內壁之表面積)”，因而有未被轉印之處存在。基於此一背景雖有專利文献2之技術揭示。本發明實施形態中係藉由機械式之力使被填充的糊，由溝狀凹部擠壓至歷經電極印刷步驟之前之所要製程(process)的太陽電池基板表面，因此可以提高轉印率。
第1糊與第2糊未必一定要同一之糊，可為不同之糊，例如即使是Ag糊亦可為組成或黏度不同者，第1糊為Ag糊，第2糊為Cu糊等不同素材的糊亦可以。藉由第1糊來覆蓋第2糊之周圍可使第2糊不接觸大氣，因此可以設定第2糊為Cu等低電阻但容易氧化之材料，設定第1糊為難氧化者之構成。另外，第1糊為金屬線等單體金屬亦可。
實施形態2.
圖3-1~圖3-4表示本發明印刷方法的實施形態2之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。圖4為實施本實施形態2之印刷方法的印刷裝置之概略圖。和上述實施形態1之印刷裝置同樣，該印刷裝置係於圓筒10之表面形成版11，伴隨圓筒10之旋轉而同時實施各步驟，係取代第1填充部改設將金屬線14m供給至凹部12的供給部16而為特徵。亦即，第1印刷材料係使用金屬線14m。藉由構成填充部的刮刀13以包圍金屬線14m的方式進行糊14之填充。因此該裝置不需要構成乾燥部的送風部15。擠壓部30則具有空氣供給空間31與多孔部33，藉由對空氣供給空間31供給空氣並透過多孔部33擠壓印刷材料而構成。其他係和上述實施形態1同樣，因此省略說明。
亦即本實施形態中，係在配置有金屬線14m的狀態下進行糊14之填充，以包圍金屬線的方式進行糊之填充，因此可以容易且有效地形成高深寬比之電極。
圖3-1係表示初期狀態的圖，於版11挖掘所要印刷形狀之溝狀凹部12。
之後，如圖3-2之第1填充步驟所示，於該凹部12 填充金屬線14m。
之後如圖3-3之糊填充步驟所示，以覆蓋凹部12內之金屬線14m之周圍的方式來填充糊14。
如圖3-4之轉印步驟所示，由擠壓部30之空氣供給空間31透過多孔部33對凹部12施加空氣壓。如此而藉由空氣壓的機械式方法擠壓出凹部12內之金屬線14m及糊14，而於被印刷物的太陽電池基板20之印刷面20S進行印刷。
本發明之實施形態亦適用於此種電極之形成。如圖4所示，取代第1糊而將金屬線14m配置於凹部12，於其上填充由導電性接著劑構成的糊14而進行印刷，即可形成低電阻而且高深寬比的表面電極。
實施形態3.
圖5-1~圖5-4表示本發明印刷方法的實施形態3之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。圖6表示實施本實施形態3之印刷方法之印刷裝置的概略圖，圖7-1~圖7-2為該步驟之重要部分擴大說明圖。和上述實施形態1之印刷裝置同樣，該印刷裝置係於圓筒10之表面形成版11，伴隨圓筒10之旋轉而同時實施各步驟。係取代構成第1填充部的第1刮刀13a與構成乾燥部的送風部15，而使用第1刮刀13a之硬度設為較低者。其他則和上述實施形態1同樣，因此省略說明。但是，亦可和上述實施形態1同樣設置送風部15。另外，亦可構成為對版11進行加熱而僅乾燥凹部12之外周面，或者由凹部內壁送風。
圖5-1係表示初期狀態的圖，於版11挖掘所要印刷形狀之溝狀凹部12。
之後，如圖5-2之第1糊填充步驟所示，於該凹部12進行糊(第1糊14a)之填充。此時，第1糊14a係被保持於第1刮刀13a與版11之間，該第1刮刀13a被固定於配置在圓筒10表面的版11之表面之一部分。如圖7-1所示，因為使用低硬度的刮刀，第1刮刀13a會伴隨圓筒10之旋轉而彎向凹部12內。如此則可於表面具有下陷部R的方式來供給第1糊14a。
之後，不經乾燥步驟，而如圖5-3之第2糊填充步驟所示，使用第2刮刀13b將第2糊14b填充於該下陷部R。此時亦如圖7-2所示，第2糊14b係被保持於第2刮刀13b與版11之間，該第2刮刀13b則被固定於配置在圓筒10表面的版11之表面之一部分。因為使用高硬度的刮刀，可以伴隨著圓筒10之旋轉且在第2刮刀13b不在凹部12產生彎曲之情況下，進行第2糊14b之供給。
如圖5-4之轉印步驟所示，由擠壓部30之空氣供給空間31透過供給孔34施加空氣壓。如此而藉由空氣壓的機械式方法擠壓出凹部12內之第1及第2糊14a、14b，而於被印刷物的太陽電池基板20之印刷面20S進行印刷。
本實施形態中，係在藉由刮刀之彎曲所產生的第1糊14a表面之下陷部R，再度進行糊(第2糊14b)之填充。再度被填充的第2糊14b在轉印前不被實施乾燥，因而未喪失黏著力，可使被印刷的第2糊停留於被印刷物的太陽電池基板20之印刷面20S上之特定位置。如上述說明，本實施形態3之印刷方法之理念為：以第1糊來貢獻電極厚度並形成下陷部，藉由第2糊之黏著力而可以停留於非印刷物上之特定位置。
使用非常高黏度的糊作為第1糊雖可縮短(或省略)後續的乾燥步驟時間，但是乾燥所造成之體積減少較少，而有可能無法填充第2糊並使其停留於被印刷物之特定位置。此時可以降低第1糊之填充使用的刮刀(刮板(blade))之硬度來對應。使用金屬(metal)刮刀等高硬度刮刀時，糊會被填充於溝狀凹部全體而無法確保第2糊之填充區域，但是藉由降低刮刀硬度則刮刀可以咬入凹部12內，可於表面形成下陷部R以確保第2糊的填充區域。
上述實施形態1及3雖說明使用第1及第2之2個糊，但不限定2個糊，3個以上之糊亦可以進行同樣的印刷。另外，可使用不同種類之糊或同種類之糊。
實施形態4.
圖8-1及圖8-2係表示印刷方法之實施形態4所使用的印刷裝置的圖，圖9-1~圖9-5係表示本發明印刷方法的實施形態4之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。該印刷裝置係使用平板狀之版41者，具有容易轉印之機能。特徵在於填充於版41之溝狀凹部42的糊之擠壓出方法。如圖8-1及圖8-2所示，版41為平板且具有以構成所要印刷形狀之開口部而被配列的凹部42，於版41之下設置伸縮膜43，版41與伸縮膜43係被固定。伸縮膜43係由橡膠(rubber)或矽酮橡膠(silicone rubber)等形成。溝狀凹部42之深度可以和版厚相等，或為版厚以下。溝狀凹部42之深度在版厚以下時，設有吸引孔44。於版之上側(伸縮膜43之相反側)存在著密閉空間45，吸引該空間內之空氣可使密閉空間45之氣壓變為較大氣壓低，而使伸縮膜43沿著形成於版41的溝 狀凹部42之形狀呈下陷(圖8-2)。於此填充第1糊14a，之後填充第2糊14b。將版41設定(set)於被印刷物的太陽電池基板20之正面，解除密閉空間45之吸引，則藉由伸縮膜43之復原力可將填充於下陷部的糊擠壓出並印刷至太陽電池基板20表面。
上述實施形態1之印刷裝置係使用圓筒(drum)狀之版11，本實施形態中版41則為平板狀構成。該印刷裝置具備：將和印刷形狀相當的溝狀凹部42配列而成的版41；及面向該版41之凹部42，而被貼著於版41的伸縮膜43。於各凹部42設置分別連通於彼等的吸引孔44，藉由來自吸引孔44之吸引來吸引凹部42內部之空氣而構成。於該版41之內部設置統合吸引複數個吸引孔44的密閉空間45，該吸引孔44分別連通於密閉空間45。另外，該密閉空間45可以透過加壓閥(valve)46a連接於加壓管47。加壓管47係連接於大氣，可將密閉空間45加壓至大氣壓。另一方面，該密閉空間45係透過吸引閥46b而可以連接於吸引管48，該吸引管48則連接於未圖示的真空泵(pump)。
圖8-1係表示吸引閥46b關閉、加壓閥46a開啟之狀態。藉由設定吸引閥46b為關閉、加壓閥46a為開啟之狀態，可使密閉空間45被加壓至大氣壓狀態，凹部42內部亦被加壓至大氣壓狀態。伸縮膜43之兩側處於大氣壓狀態，因此伸縮膜43未受伸縮力之作用，伸縮膜43成為平坦狀態。
圖8-2係表示吸引閥46b開啟、加壓閥46a關閉之狀態。藉由設定吸引閥46b為開啟、加壓閥46a為關閉之狀態，則密閉空間45被抽真空，凹部42內部亦成為較大氣壓低。因此伸縮膜43受伸縮力之作用而朝內側彎曲，伸縮膜43沿著凹部42之 內壁下陷而形成凹部。
藉由第1及第2刮刀13a、13b滑動於版41之表面來供給第1及第2糊14a、14b。和上述實施形態3同樣，構成第1填充部的第1刮刀13a，係由低硬度者構成，係藉由在凹部42內彎曲而可於第1糊14a表面形成下陷部R者。因此該裝置未必需要構成乾燥部的送風部15。
圖9-1係表示初期狀態的圖，於版41挖掘所要印刷形狀之溝狀凹部42。於圖8-1之狀態下，伸縮膜43之兩側處於大氣壓狀態，因此伸縮膜43未受伸縮力之作用，伸縮膜43於凹部42之周圍之區域被接著於版41而成為平坦狀態。
接著，如圖8-2所示進行印刷裝置之操作。則如圖9-2所示，由吸引孔44對存在於吸引版41上側(伸縮膜43之相反側)的密閉空間45內之空氣進行吸引，以使密閉空間45之氣壓低於大氣壓，則伸縮膜43沿著所要形狀下陷。
接著如圖9-3所示，於此使用第1刮刀13a進行第1糊14a之填充。和圖5-2所示第1糊填充步驟同樣，使用低硬度的第1刮刀13a將糊(第1糊14a)填充於該凹部42。此時，第1糊14a係被保持在固定於版41表面之一部分的第1刮刀13a與版41之間，且使用低硬度的第1刮刀13a，因此第1刮刀13a可於凹部42內彎曲。如此則可以在表面具有下陷部R的方式來供給第1糊14a。
之後如圖9-4之第2糊填充步驟所示，在保持吸引閥46b開啟、加壓閥46a關閉之狀態下，進一步使用第2刮刀13b於該下陷部R進行第2糊14b之填充。於第2糊填充步驟之前雖歷經 乾燥步驟，但只要至少於第1糊之外周面實施乾燥即可，因此亦可以無需乾燥步驟。
如圖9-5所示，將版41設定於被印刷物之正面，停止由吸引孔44之吸引，解除對密閉空間45之吸引，則伸縮膜43復原，溝狀凹部42回復原來之大小。此時藉由伸縮膜43之復原力將填充於下陷部的第1及第2糊擠壓出，並印刷至被印刷物。如此則藉由空氣壓之機械式方法將凹部42內之第1及第2糊14a、14b擠壓出，而於被印刷物的太陽電池基板20之印刷面20S進行印刷。本實施形態可以形成高深寬比的電極。
實施形態5.
圖10-1~圖10-6係表示本發明印刷方法的實施形態5之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。該印刷裝置係和實施形態4同樣使用伸縮膜43者，但是設為以2階段調整吸引力來變化填充糊的凹部之大小者。填充第1糊14a時，係降低吸引力，以在和凹部42之內壁之間殘留空間的方式來吸引伸縮膜43。填充後增強吸引力，使伸縮膜43沿著凹部42之內壁並增大填充糊的凹部之大小，如此而於第1糊14a表面形成下陷部R者。
圖10-1係表示初期狀態的圖，和圖9-1所示上述實施形態4同樣，於版41挖掘所要印刷形狀之溝狀凹部42。伸縮膜43之兩側成為大氣壓狀態，伸縮膜43不受伸縮力之作用，伸縮膜43於凹部42之周圍區域被接著於版41而成為平坦狀態。
之後如圖8-2所示操作印刷裝置。如此則如圖10-2所示，針對存在於版41之上側(伸縮膜43之相反側)的密閉空間45內之空氣，係以在和凹部42之內壁之間殘留有空間之程度 的低吸引力進行吸引，對伸縮膜43進行吸引。由吸引孔44吸引則密閉空間45之氣壓變為稍低於大氣壓，因此伸縮膜43沿著所要形狀稍微下陷。
之後如圖10-3所示，使用刮刀13進行第1糊14a之填充。
接著不經由乾燥步驟，而如圖10-4所示，增強吸引力使伸縮膜43沿著凹部42之內壁，並增大填充糊的凹部之大小。此時凹部變大而於第1糊14a表面形成下陷部R。之後必要時實施乾燥步驟。
接著如圖10-5的第2糊填充步驟所示，吸引閥46b開啟而保持強烈吸引狀態下，於該下陷部R更進一步填充第2糊14b。
如圖10-6所示，將版41設定於被印刷物之正面，停止由吸引孔44之吸引，解除對密閉空間45之吸引，則伸縮膜43復原，溝狀凹部42回復原來之大小。此時藉由伸縮膜43之復原力將填充於下陷部的第1及第2糊擠壓出並印刷至被印刷物。藉由空氣壓之機械式方法將凹部42內之第1及第2糊14a、14b擠壓出，而於被印刷物的太陽電池基板20之印刷面20S進行印刷。
如以上說明，於實施形態4、5係藉由伸縮膜之復原而由下陷部將糊擠壓出，被印刷物之印刷面與糊之接觸面積係大於伸縮膜與糊之接觸面積，因此可以提高印刷材料之轉印率。另外，可以藉由吸引力之調整來調整下陷部之深度，因此被印刷的糊之厚度亦可以調整，因此可以藉由伸縮膜之復原力在不降低轉印率之情況下進行印刷。因此可以藉由1次印刷形 成高深寬比之印刷物。另外，可以對應於各區域使吸引空間各自獨立，可以藉由吸引力之調整來形成不同厚度的印刷圖案(電極)。又，本實施形態中第1糊與第2糊之填充時使用的刮刀13為同一者，但是可以和上述實施形態同樣於第1糊填充時使用低硬度的刮刀。
如上述說明，依據本實施形態，第1填充步驟中係於相當於印刷形狀的凹部填充第1印刷材料之後，擴大凹部之內容積下陷第1印刷材料表面，而可以形成和第2印刷材料之密接性良好的圖案。另外，轉印時藉由對吸引孔供給空氣，藉由伸縮膜之復原力可以容易擠壓出被填充於印刷材料填充空間的印刷材料(第1糊與第2糊)。
實施形態6.
圖11-1~圖11-2係表示本發明印刷方法的實施形態6之印刷方法的步驟剖面圖。該印刷裝置係和實施形態4、5同樣為使用伸縮膜43者，但並非藉由調整吸引力來形成不同厚度的印刷圖案(電極)，而是使用不同深度的凹部來形成不同厚度的印刷圖案者。
所使用的版41係依據圖案之位置而混合存在著較深的第1凹部(下陷部)42a與較淺的第2凹部(下陷部)42b。圖11-1係表示初期狀態，圖11-2係表示藉由吸引而對伸縮膜43施加伸縮力的狀態。
藉由使用此種具不同深度凹部的版41來形成太陽電池，則可於該太陽電池形成局部性不同厚度的印刷圖案。例如，藉由僅增厚網格(grid)電極，則可以更近一步減低造成 大幅電阻損失的網格電極之電阻。
使用本實施形態4、5、6之伸縮膜43的版，係如圖12所示的版41之重要部分擴大斜視圖般，因為凹部42之開口部端E接觸伸縮膜43，該處較鋭利會刺傷伸縮膜43縮短伸縮膜43之壽命，惡化生產性。因此，如圖13之版41之重要部分擴大剖面圖所示，必須於開口部端E、亦即在構成端面的線之交叉點，實施角41E之圓滑處理以緩和與伸縮膜43之觸接。
實施形態7.
接著說明使用本實施形態之印刷方法而形成有電極的太陽電池。圖14-1係表示使用本發明實施形態之印刷方法所形成的太陽電池的受光面的圖。圖14-2係表示圖14-1所示太陽電池的受光面之相反側的背面圖。圖14-3為剖面圖。圖14-4係表示用來形成太陽電池的受光面側電極的版之重要部分擴大斜視圖。於該太陽電池基板20之受光面，設有互呈正交被配置的網格電極24G及表輔助電極24B。於太陽電池基板20之背面設有由鋁(aluminum)構成的背面電極23及背輔助電極24RB。
本實施形態1之印刷方法所形成的太陽電池之網格電極24G、表輔助(bus)電極24B及背輔助電極24RB，係由第1糊14a及第2糊14b之2層構造來形成，可以構成高深寬比、且高可靠性的電極。另外，第2糊係由第1糊覆蓋其外周面全體，接觸面積大，不僅密接性良好，而且接觸(contact)電阻亦低。
另外，於平板狀之版61中無法保持由網格電極部63與表輔助電極部62所包圍的區域，因此，此情況下係如圖 14-4所示，採取在溝狀凹部與溝狀凹部之間設置肋狀物(rib)64，而形成表輔助電極部62的對策。
又，上述實施形態7係使用實施形態1之印刷方法來形成，但亦可使用實施形態1乃至6之任一印刷方法及印刷裝置。
實施形態8.
圖15-1~圖15-3係表示本發明印刷方法的實施形態8之印刷方法之印刷原理的步驟剖面圖。該印刷裝置係使用平板狀的厚版71者，具有容易轉印之機能者。本實施形態中版71係使用在厚的金屬板設有溝狀凹部72即開口部者。雖未圖示，於版71之上存在密閉空間。於該版71進行糊之填充。
圖15-1係表示初期狀態的圖，於版71挖設所要印刷形狀之溝狀凹部72。
之後如圖15-2所示，於此填充第1及第2糊14a、14b。此時，第1及第2糊14a、14b係由版71之外側(與被印刷物之接觸側)被填充。此時企圖作成糊無法完全填埋於溝(圖案)狀凹部72之深度方向的狀態。如此則可以防止填充於溝狀凹部72的糊溢出至遮罩(mask)之背面。欲作成該狀態時只需設定版之厚度為足夠厚，或者設定溝狀凹部72之深度為足夠深即可。印刷厚度之預估再大也在0.1mm以下，因此板厚(溝之深度)只要在數百μm以上即足夠堪用。
最後如圖15-3所示，藉由擠壓部30藉由空氣壓加壓，而將溝狀凹部72內之糊(第1及第2糊14a、14b)擠壓至太陽電池基板20上。又，上述實施形態中，糊係由1種類構成， 但是可以進行第1糊14a之填充‧乾燥，第2糊14b之填充等一連串作業後，實施密閉空間之加壓來擠壓溝內之糊。
又，如圖16所示版之變形例般，亦可以使用設置溝狀凹部72者，該溝狀凹部72為具有供給空氣的供給孔74者，以使轉印步驟中糊之擠壓變為更容易。
實施形態9.
圖17係表示本發明實施形態9之印刷裝置所使用的版的圖。該版81為利用多孔質體的版。在由多孔質體構成的版81之表面之溝狀凹部82之圖案以外的區域，設有遮斷空氣84的遮斷層83。雖未圖示，於版81之上存在密閉空間，加壓密閉空間，藉由由孔漏出的空氣84可將填充於溝狀凹部82的第1及第2糊14a、14b擠壓至太陽電池基板20表面。
依據該裝置，由存在於凹部之內壁全體的多孔質體噴射出空氣84，可由溝狀凹部82容易將糊擠壓至太陽電池基板20表面。
又，依據本實施形態，因為使用多孔質體構成的版81，可對第1糊14a之外周面全體均勻地供給空氣而使乾燥，另一方面，在不對包含內部之下陷部的第1糊14a之內部實施乾燥之情況下，進行第2糊14b之供給。因此，第1糊14a與第2糊14b之密接性可以維持良好。而且第1糊14a之外周面被實施乾燥，因此轉印性良好。
另外，於第1糊14a之填充後，對多孔質體構成的版81供給温風進行温風乾燥，則可以更有效提高轉印性。
實施形態10.
圖18係表示本發明實施形態10之印刷裝置所使用的版的圖。該版係在溝配置有活塞(piston)92的版91，藉由活塞92將填充於溝狀凹部的第1及第2糊14a、14b擠壓至太陽電池基板20表面。
依據該裝置，可以藉由活塞92，可由對應於印刷圖案的溝狀凹部，容易將糊(第1及第2糊14a、14b)擠壓至太陽電池基板20表面。
於上述實施形態1~6係針對糊之填充方法具有特徵者加以說明，於實施形態8~10則針對糊之轉印方法具有特徵者加以說明，但於可能範圍內可以將任一方法組合。另外，該等印刷方法及印刷裝置不僅適用太陽電池之電極形成，亦適用於配線基板之電極形成、液晶面板等玻璃基板上之電極形成等各種導體圖案之形成。
【產業上之可利用性】
如以上說明，本實施形態之印刷方法及印刷裝置，不僅適用使用平版狀之版的印刷，亦適用於使用圓筒型之版的印刷。藉由利用旋轉的圓筒型之版而可以具有凹版印刷、膠版印刷之優點(advantage)的高生產性機能。
11‧‧‧版
12‧‧‧凹部
13‧‧‧刮刀
14a‧‧‧第1糊
14b‧‧‧第2糊
20‧‧‧太陽電池基板
20S‧‧‧印刷面
30‧‧‧擠壓部

Claims (15)

  1. 一種印刷方法，其特徵在於包含：第1填充步驟，係在版之凹部進行第1印刷材料之填充，該版為在表面具有藉由溝狀之上述凹部之配列而形成的圖案者；乾燥步驟，係使被填充的上述第1印刷材料乾燥；第2填充步驟，係對填充有上述第1印刷材料的上述凹部進行第2印刷材料之填充；及轉印步驟，係在上述第2印刷材料之乾燥前，由上述凹部以機械式將上述第1及第2印刷材料擠壓至被印刷物之印刷面上，而進行上述第1及第2印刷材料之轉印；於上述被印刷物之印刷面進行印刷。
  2. 如申請專利範圍第1項之印刷方法，其中上述第1填充步驟包含：以使上述第1印刷材料表面呈下陷的方式進行填充的步驟。
  3. 如申請專利範圍第2項之印刷方法，其中將上述第1填充步驟中滑動於上述版之表面，而整平上述第1印刷材料之表面所使用的刮刀之硬度，設為比上述第2填充步驟中滑動於上述版之表面，而整平上述第2印刷材料之表面所使用的刮刀之硬度低，上述第1填充步驟為，以使上述第1印刷材料之表面呈下陷的方式進行填充的步驟。
  4. 如申請專利範圍第2項之印刷方法，其中上述第1填充步驟中，係將上述第1印刷材料填充於上述凹部之後，擴大 上述凹部之內容積，以使上述第1印刷材料表面下陷。
  5. 一種印刷裝置，其特徵在於具有：版，係在表面具有藉由溝狀凹部之配列而形成之圖案；第1填充部，係對上述版之上述凹部填充第1印刷材料；乾燥部，係對填充於上述凹部的第1印刷材料實施乾燥；第2填充部，係對上述凹部填充第2印刷材料；及轉印部，係以機械式將填充於上述凹部的第1及第2印刷材料擠壓至被印刷物之印刷面，並轉印至上述印刷面上；於上述被印刷物之印刷面進行印刷。
  6. 如申請專利範圍第5項之印刷裝置，其中上述第1填充部構成為，以使第1印刷材料表面下陷的方式進行填充。
  7. 如申請專利範圍第6項之印刷裝置，其中上述第1填充部所使用的刮刀之硬度比上述第2填充部所使用的刮刀之硬度低，構成為可以在填充於上述凹部內的上述第1印刷材料表面產生彎曲。
  8. 如申請專利範圍第6項之印刷裝置，其中上述凹部，係構成為在填充上述第1印刷材料之後可以擴大內容積，以使上述第1印刷材料表面下陷。
  9. 如申請專利範圍第6至8項中任一項之印刷裝置，其中上述版具有：伸縮膜，係面對上述凹部而被貼著；及吸引孔，係連通於各個上述凹部；藉由來自上述吸引孔之吸引來吸引上述凹部內部之空氣， 據以形成印刷材料填充空間而構成。
  10. 如申請專利範圍第9項之印刷裝置，其中上述轉印部，係對上述吸引孔供給空氣，藉由上述伸縮膜之復原力而對填充於上述印刷材料填充空間的上述印刷材料實施擠壓。
  11. 如申請專利範圍第6項之印刷裝置，其中上述版，係由多孔質體構成，且具有：遮斷層，其具有對應於上述凹部的開口，被貼著於上述版，用於遮斷空氣；及空氣供給部，用於供給上述凹部之空氣；藉由上述空氣供給部來供給空氣，將上述凹部內部之印刷材料擠壓出而構成。
  12. 一種太陽電池之製造方法，其特徵在於包含：第1填充步驟，係在表面具有藉由溝狀凹部之配列所形成圖案的版之上述凹部，進行第1印刷材料之填充；乾燥步驟，係使被填充的上述第1印刷材料乾燥；第2填充步驟，係對填充有上述第1印刷材料的上述凹部進行第2印刷材料之填充；及轉印步驟，係在上述第2印刷材料之乾燥前，以機械式將上述第1及第2印刷材料，由上述凹部擠壓至歷經截至電極印刷步驟之前的所要製程之太陽電池基板表面，而進行上述第1及第2印刷材料之轉印；於上述太陽電池基板之印刷面進行印刷。
  13. 如申請專利範圍第12項之太陽電池之製造方法，其中上述第1填充步驟包含：以使上述第1印刷材料表面呈下陷的 方式進行填充的步驟。
  14. 如申請專利範圍第13項之太陽電池之製造方法，其中將上述第1填充步驟中，對上述凹部填充上述第1印刷材料之後，滑動於上述版之表面以整平被填充的上述第1印刷材料之表面時使用的刮刀之硬度，設為比上述第2填充步驟中，對上述凹部填充上述第2印刷材料之後，滑動於上述版之表面以整平被填充的上述第2印刷材料之表面時使用的刮刀之硬度低，上述第1填充步驟為，以使上述第1印刷材料之表面呈下陷的方式進行填充的步驟。
  15. 如申請專利範圍第13項之太陽電池之製造方法，其中上述第1填充步驟中，係將上述第1印刷材料填充於上述凹部之後，擴大上述凹部之內容積，以使上述第1印刷材料表面下陷。
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