TWI523253B - A method of manufacturing a solar cell, and a printing screen - Google Patents
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Description
本發明係關於太陽電池之製造方法、印刷網板以及太陽電池與太陽電池模組。
目前，作為構成太陽電池模組的太陽電池，以矽等的基板材料的受光面之表面、與其相反側的背面分別具有電極為主流。近年來，其兩面中只有背面形成電極的太陽電池也被實用化，但兩面形成電極的太陽電池仍然多數普及。
例如，專利文件1中，製造太陽電池之際，採用以下的程序。首先，矽等基板材料的表面上，使太陽光的基板表面上的反射角度變化，藉由蝕刻等的手法形成用以取入反射光至基板內的結構化(texture)構造(凹凸)。其次，以擴散等的手法形成pn結合。其次，在上述基板材料的至少一面，以氮化矽膜等形成根據光干擾效果用以降低太陽光反射的反射防止膜。其次，反射防止膜上設置圖案(pattern)，塗佈金屬膏材，加熱膏材，以金屬膏材內包含的玻璃融解反射防膜，實施用以取得與基板的電氣接合的燒成，形成電極。又，融化玻璃成分的性質之蝕刻液內浸泡基板材料，融解電極內包含的玻璃成分，降低電極的電阻。
又，例如專利文件2及3中，揭示基板材料的正面側與背面側兩面具有電極的太陽電池之製造方法。
一般，形成太陽電池用電極的手法，採用網印等的簡便方法。網印中使用的印刷網板，固定稱作製網金屬線、化學纖維的網目的基材至網板框架(mask frame)，穿過金屬膏材的部分以外以樹脂凝固成型，使用於圖案化被印刷物。
為了降低太陽電池模組的成本，不降低價格面佔大比例的太陽電池構成材料之成本，極難實現。例如，從基材的基板材料中開始，到各步驟中使用的材料、消耗器具類等，必須重新評估所有一切。尤其用作電極材料的金屬膏材使用銀作為導電性金屬成為慣例，但價格非常高。不過，單純減少電極材料的使用量時，增加電極中的電阻損失，太陽電池的發電效率下降。因此，太陽電池的發電效率不下降，而要求金屬膏材的使用量減少。
用以集電太陽電池的正面側的電流之柵極電極，配置柵極電極的部分不執行發電，柵極電極寬度最好是細的。不過，只是電極寬度變細的話，由於電阻增加而電阻損失增加，最好柵極電極的厚度是厚的。愈增加柵極電極的厚度，電阻損失減少而提高太陽電池的發電效率。
使用習知的網印網板時，電極的厚度，由網目的線徑、開口寬度等的網板規格決定。
印刷網板，利用網目中使用的每1英吋(inch)(25.4毫米)的線條數(以下，稱作網目數)與線的線徑，表示其規格。例如，每1英吋配置200條的線並使用線徑40μm的線以
「200Φ40」表現。因此，條數愈多表示網目愈細，相對地線徑也變細。
習知的印刷網板中，網目對柵極電極圖案網目的縱線或橫線傾斜20~30度貼上網板框架。這是因為柵極電極圖案與線平行時，圖案邊緣被線覆蓋，不能形成精密的電極圖案。
太陽電池模組中，以焊接銅線焊接串聯連接太陽電池的匯流排電極與相鄰的太陽電池的背面匯流排電極。
又，本說明書中，匯流排電極，表示正面側的匯流排電極。背面側的匯流排記述為背面匯流排電極。
以焊接銅線焊接用以連接太陽電池之間的匯流排電極中，為了要求焊接產生的接合強度，匯流排電極寬度的減少有限制。
因此，為了減少匯流排電極中的金屬膏材的使用量，必須薄化匯流排電極的厚度。
不過，匯流排電極的厚度，因為與柵極電極同樣地由網目的線徑、開口寬度等的網板規格決定，為了提高發電效率增加柵極電極的厚度時，匯流排電極的厚度也變厚。
又，匯流排電極中，因為集電的電流在匯流排電極上焊接的焊接銅線上流過，即使增加匯流排電極的厚度，也沒有電阻損失降低效果，不提高發電效率。
[專利文件1]專利第4486622號公報(參照0014段落)
[專利文件2]專利第4319006號公報(參照0019段落)
[專利文件3]專利第4481869號公報(參照0052段落)
為了提高太陽電池的發電效率，增加柵極電極的厚度時，匯流排電極的厚度也變厚，有增加金屬膏材的使用量的課題。
另一方面，為了削減金屬膏材的使用量，薄化匯流排電極的厚度時，柵極電極的厚度也變薄，有大幅降低太陽電池的發電效率的課題。
由於本發明係用以解除上述的問題而形成，以得到下列為目的：原封不動地同程度保持太陽電池的發電效率，可以降低電極材料的金屬膏材的使用量之太陽電池的製造方法、其製造方法中使用的印刷網板、以及具有以此方法製造的電極之太陽電池及太陽電池模組。
本發明的太陽電池的製造方法，包含網印步驟，經由依照具有匯流排電極部與柵極電極部的電極形狀之印刷網板，在基板的電極形成面塗佈包含電極材料的導電性材料的膏材；其特徵在於：上述網印步驟包含塗佈步驟，係利用上述匯流排電極部中比上述柵極電極部多條的線排列並製網的網目，使用上述印刷
網板，塗佈上述膏材。
又，本發明的印刷網板係在基板的電極形成面上塗佈包含電極材料的導電性材料的膏材之際所使用的印刷網板；用以保持上述膏材的網目，特徵在於上述匯流排電極部中排列比上述柵極電極部多條的線並製網。
根據本發明，藉由使用印刷網板，係利用匯流排電極部中排列比上述柵極電極部多條的線並製網的網目，不減少柵極電極中的金屬膏材使用量而可以減少匯流排電極中的金屬膏材使用量。因此，同程度地保持著太陽電池的發電效率，可以降低太陽電池的製造成本。
1‧‧‧太陽電池
2‧‧‧印刷網板
3‧‧‧基板材料
4‧‧‧台架
5‧‧‧金屬膏材
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17‧‧‧附配線的太陽電池
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23‧‧‧背面鋁電極
24‧‧‧背面匯流排電極
31‧‧‧P型矽基板
32‧‧‧n層
33‧‧‧反射防止膜
41‧‧‧柵極電極開口部
42‧‧‧匯流排電極開口部
111-120‧‧‧縱線
131-140‧‧‧橫線
150‧‧‧密集處
160‧‧‧縱線113的橫線132和橫線133的中間位置
162‧‧‧縱線114的橫線135和橫線136的中間位置
163‧‧‧縱線115的橫線138和橫線139的中間位置
401、402‧‧‧縱線
403、404‧‧‧橫線
441、442、443、444‧‧‧縱線
445、446‧‧‧橫線
550‧‧‧密集處
501‧‧‧網目
511-520‧‧‧縱線
531-540‧‧‧橫線
Dh1‧‧‧橫線線徑
Dh2‧‧‧橫線線徑
Dv1‧‧‧縱線線徑
Dv2‧‧‧縱線線徑
L2‧‧‧密集處寬度
Nh2‧‧‧縱線周期
Nv2‧‧‧縱線連續組
Ph1‧‧‧橫線間距
Ph2‧‧‧橫線間距
Pv1‧‧‧縱線間距
Pv2‧‧‧縱線間距
Wh1‧‧‧橫線開口寬度
Wh2‧‧‧橫線開口寬度
Wv1‧‧‧縱線開口寬度
Wv2‧‧‧縱線開口寬度
Wv3‧‧‧縱線鄰接寬度
θ‧‧‧角度
θ2‧‧‧密集處角度
[第1圖]係顯示太陽電池的正面的外觀圖，具有根據本發明第一實施的太陽電池的製造方法而形成的電極；[第2圖]係顯示太陽電池的背面的外觀圖；[第3圖]係顯示第1及2圖所示的太陽電池的E-E部分的剖面圖；[第4圖]係顯示網印步驟中使用的印刷機之台架(stage)部分的模式剖面圖；[第5圖]係顯示第4圖主要部分的放大剖面圖；[第6圖]係顯示根據本發明第一實施例的方法形成電極的基板材料的範例之平面圖；[第7圖]係顯示根據本發明第一實施例的方法形成電極的
基板材料的範例之平面圖；[第8圖]係顯示網印步驟中使用的印刷網板的上面圖；[第9圖]係第8圖的柵極電極部的F-F部分的放大剖面圖；[第10圖]係第8圖的匯流排電極部的G-G部分的放大剖面圖；[第11圖]係本發明第一實施例的電極形成方法使用的印刷網板中，形成電極圖案前的網板(空白(blank))的平面模式圖；[第12圖]係顯示本發明第一實施例的網目的詳細放大平面圖；[第13圖]係第12圖的網目的H-H部分的剖面圖；[第14圖]係本發明第一實施例的電極形成方法中使用的印刷網板中形成電極圖案後的平面模式圖；[第15圖]係關於第14圖所示的構成中的一部分的詳細放大平面圖；[第16圖]係本第一實施例的網目的柵極電極部的一部分擴大模式圖；[第17圖]係顯示本第一實施例的網目的柵極電極部的穿透厚度之一覽表；[第18圖]係本第一實施例的網目的匯流排電極部的一部分擴大模式圖；[第19圖]係顯示第一實施例的網目的匯流排電極部的穿透厚度之一覽表；[第20圖]係習知例與本實施例的比較歸納一覽表；[第21圖]係顯示本發明第二實施例的網目的詳細放大平
面圖；[第22圖]係第21圖的網目的J-J部分的剖面圖；[第23圖]係顯示本第二實施例的網目之線密集的密集處角度的一覽表；[第24圖]係顯示本第二實施例的網目之線密集的密集處寬度的一覽表；[第25圖]係說明根據本發明第三實施例的太陽電池模組的製造方法程序的剖面模式圖；以及[第26圖]係說明根據本發明第三實施例的太陽電池模組的製造方法程序的剖面模式圖。
以下，根據圖面，詳細說明本發明的太陽電池之製造方法、印刷網板以及太陽電池與太陽電池模組的實施例。又，不以此實施例限定此發明。
說明關於本發明的第一實施例的太陽電池用電極的形成方法、印刷網板以及太陽電池。
第1圖係顯示具有本發明第一實施例的太陽電池的電極形成方法形成的電極之太陽電池的受光面的正面圖。第2圖係關於第1圖所示的太陽電池，顯示與受光面相反側的背面圖。第3圖係第1及2圖的E-E剖面圖。太陽電池1的表面，設置柵極電極21及匯流排電極22構成的正面電極。柵極電極21及匯流排電極22互相垂直。第1及2圖的箭頭X所示的水平方向係柵極電極21的長度方向。第1及2圖的箭頭Y所示的垂
直方向係匯流排電極22的長度方向。
太陽電池1的背面，設置背面鋁電極23以及背面匯流排電極24。
第3圖中顯示第1、2圖的E-E剖面圖。圖中，上側為受光面(正面)。P型矽基板31的上面，以磷擴散形成n層32，形成具有pn接合的光電轉換部。n層32的上側，形成反射防止膜33。反射防止膜33的上側設置匯流排電極22。匯流排電極22之下的反射防止膜33以燒成融化，匯流排電極22與n層32電氣接觸。背面側設置背面鋁電極23及背面匯流排電極24。
其次，說明關於第一實施例的太陽電池的正面電極的電極形成方法。第4圖係網印步驟中使用的印刷機中，台架(stage)部分的模式剖面圖。網印步驟中，經由印刷網板2，在基板材料3的電極形成面上塗佈金屬膏材5。第5圖係第4圖的主要部分放大圖。
第4及5圖所示的印刷機，具有用以裝載基板材料3的台架4，台架4中，具有用以固定基板材料3的吸引機構7。吸引機構7，由於台架4中的空氣(air)的吸引，固定基板材料3至台架4。
印刷網板2具有網板框架6、縱線11及橫線12，黏貼至網板框架6的印刷面側之網目9、感光性乳劑10。第5圖省略畫出台架4及網板框架6。
第6、7圖係顯示根據第一實施例形成電極的基板材料的範例平面圖。基板材料3，使用例如第6圖所示的正方
形，或如第7圖所示，正方形的四角為圓弧的圓角四角形形狀。第6圖所示的正方形形狀的一邊M，第7圖所示的圓角四角形形狀的一邊相當寬度M假設例如為156毫米。
基板材料3，例如使用薄板狀矽的矽晶圓。又，基板材料3，根據網印步驟可以形成電極的話，可以是任何材質。
金屬膏材5包含電極材料的導電性材料，調整成分以保持所希望的黏度。金屬膏材5中使用的代表性的導電性材料，例如金銀、銅、白金及鈀等。金屬膏材5包含這些的導電性材料之一或複數個。
印刷機，藉由在裝載金屬膏材5的狀態中印刷網板2上掃描拓印物(squeeze)8，經由印刷網板2，基板材料3的電極形成面上塗佈金屬膏材5。印刷網板2中以感光性乳劑10覆蓋的部分不讓金屬膏材5通過，網目9露出的部分讓金屬膏材5通過，藉此印刷機在電極形成面上轉印印刷網板2的印刷圖案。
以網印在基板材料3上塗佈金屬膏材5，經由一般稱作燒成的處理形成電極。燒成步驟中，實施峰值溫度為900度以下，最好是750度到800度的加熱處理。燒成爐的加熱處理時間，大概在2分鐘以內。
根據網印形成電極之前，進行p型電極與n型電極間的分離(以下稱作pn分離)時，為了抑制由於電極材料的附著發生的漏電流，抑制金屬膏材5附著至外緣側面13，而且必須設置白邊14。因此，最好進行圖案形成，以感光性乳劑10覆蓋印刷網板的周緣部。又，電極形成後以雷射加工等進行pn
分離時，為了抑制漏電流發生，抑制金屬膏材5附著至外緣側面13，最好設置白邊14。
根據以上的步驟，形成太陽電池用電極。又，太陽電池用電極的形成方法以外，根據與習知相同的製造方法，製造太陽電池。
其次，詳細說明關於本第一實施例的太陽電池的正面電極的電極形成中使用的印刷網板2。
第8圖係顯示網印步驟中使用的印刷網板2的上面圖，而第9圖係第8圖的F-F部分(柵極電極部)的放大剖面圖。第9圖係平行橫線12的角度的剖面圖。第8圖的箭頭X所示的水平方向係柵極電極21的長度方向。第8圖的箭頭Y所示的垂直方向係匯流排電極22的長度方向。
網目9具有縱線11、橫線12及感光性乳劑10。感光性乳劑10中，設置柵極電極開口部41。
第10圖係第8圖的G-G部分(匯流排電極部)的放大剖面圖。第10圖係平行橫線12的角度的剖面圖。
網目9具有縱線11、橫線12及感光性乳劑10。感光性乳劑10中，設置匯流排電極開口部42。
本實施例的印刷網板2的特徵在於：用以保持膏材的網目在匯流排電極部中製網形成2條線。
第11圖係本發明第一實施例的電極形成方法使用的印刷網板中，形成電極圖案前的網板(blank)的模式圖。第12圖係顯示第11圖的四角部ABCD的放大平面圖。第11圖的四角部ABCD與第12圖的外周角部ABCD對應。
第11圖的箭頭X所示的垂直方向為柵極電極21的長度方向的方向。第11圖的箭頭Y所示的水平方向為匯流排電極22的長度方向的方向。第11圖係順時針旋轉第8圖90度的配置圖。
網板(空白(blank))，以網目9與網板框架6構成。在網板框架6的印刷面側，黏貼網目9。
利用第12與13圖，顯示網目9的製網方法。
第12圖係顯示網目9的製網方法之平面圖。網目9具有縱線111~120與橫線131~140。
圖中，為了使縱線的相連明確，每一縱線包括入斜線。
習知的網目，係縱線與橫線交互上下替換地製網，本第一實施例的網目9中，上下係部分地連續地製網。
橫線131係通過縱線111的下面、縱線112、113的上面、縱線114的下面、縱線115的上面、縱線116的下面、縱線117的上面、縱線118的下面、縱線119的上面、以及縱線120的下面而製網。在此，縱線112、113中連續通過上側與習知的製網不同。
第13圖顯示第12圖的H-H剖面圖。橫線131部中的剖面圖。
橫線131，因為通過縱線111的下面、縱線112的上面，縱線111與縱線112之間從下到上改變位置。因此，縱線111與縱線112的間隔，為了穿過橫線131，必須某一程度的間隔。通常，縱線111與縱線112的間隔需要橫線131的直徑的2倍到4倍左右。
另一方面，橫線131因為通過縱線112的上面、
縱線113的上面，縱線112與縱線113之間不改變位置。因此，橫線131的位置中，縱線112與縱線113的間隔無限制，可以靠近。
橫線132係通過縱線111的上面、縱線112、113的下面、縱線114的上面、縱線115的下面、縱線116的上面、縱線117的下面、縱線118的上面、縱線119的下面、以及縱線120的上面而製網。在此，縱線112、113中連續通過下側與習知的製網不同。
橫線133，通過縱線111的下面、縱線112的上面、縱線113、114的下面、縱線115的上面、縱線116的下面、縱線117的上面、縱線118的下面、縱線119的上面、縱線120的下面而製網。在此，縱線113、114中連續通過下側與習知的製網不同。
注意到橫線通過縱線的上側或下側之處時，如下述。
橫線131通過縱線112、113的上側。
橫線132通過縱線112、113的下側。
橫線133通過縱線113、114的下側。
橫線134通過縱線113、114的上側。
橫線135通過縱線113、114的下側。
橫線136通過縱線114、115的下側。
橫線137通過縱線114、115的上側。
橫線138通過縱線114、115的下側。
橫線139通過縱線115、116的下側。
橫線140通過縱線115、116的上側。
縱線通過同一側之處，因為可以靠近縱線間的距離，注意到縱線間的距離時，如下述。
橫線131的位置中，可以靠近縱線112、113。
橫線132的位置中，可以靠近縱線112、113。
橫線133的位置中，可以靠近縱線113、114。
橫線134的位置中，可以靠近縱線113、114。
橫線135的位置中，可以靠近縱線113、114。
橫線136的位置中，可以靠近縱線114、115。
橫線137的位置中，可以靠近縱線114、115。
橫線138的位置中，可以靠近縱線114、115。
橫線139的位置中，可以靠近縱線115、116。
橫線140的位置中，可以靠近縱線115、116。
根據如此的構成，因為可以靠近縱線的間隔，可以比習知例更密集配置縱線。即，可以增加每單位長的縱線條數。
著眼於縱線時，縱線113，因為在橫線132的位置中與縱線112同樣在上側，在接近縱線112的距離。因為在橫線133的位置中與縱線114同樣在上側，在接近縱線114的距離。
即，縱線113在橫線132與橫線133的中間位置161中從縱線112側位置移位到縱線114側。
同樣地，縱線114在橫線135與橫線136的中間位置162中從縱線113側位置移位到縱線115側。
同樣地，縱線115在橫線138與橫線139的中間位置163
中從縱線114側位置移位到縱線116側。
於是，藉由橫向錯開每3條橫線連續的縱線而製網，如同第12圖的虛線圍繞縱線間的距離接近的密集處150的區域，可以斜向形成。此密集處150在Y方向從網目的上端到下端連續形成。
此密集處150與密集處以外的縱線之間形成的角度假設為角度θ2。
又，本實施例中，雖然說明橫向錯開每3條橫線連續的縱線之範例，但不限定每3條橫線。每1條橫線、每2條橫線、每4條橫線、每5條橫線等，任何結構都沒關係。
藉由改變此結構，可以改變斜向形成的密集處150的角度θ2。
第14圖係在第一實施例的電極形成方法所使用的印刷網板中，顯示形成電極圖案後的模式圖。第15圖係第14圖的一部分放大圖。
第14圖的箭頭X所示的垂直方向係柵極電極21的長度方向。第14圖的箭頭Y所示的水平方向係匯流排電極22的長度方向。
印刷網板2，如第14及15圖所示，因為在網目9塗佈形成感光性乳劑10的圖案，包括網目9、覆蓋一部分網目9的感光性乳劑10、以及網板框架6。
感光性乳劑10，具有柵極電極開口部41與匯流排電極開口部42構成的開口部20。柵極電極開口部41配置在垂直方向，使第15圖的X方向成為長度方向。匯流排電極開口部42
配置在水平方向，使第15圖的Y方向成為長度方向。
網目9中，密集處150重疊匯流排電極開口部42，從第12圖的配置旋轉，黏貼至網板框架6。從第12圖的配置順時針旋轉(θ2+90°)的角度的話，Y方向成為水平方向，與第15圖的匯流排電極開口部42重疊。
第14圖的圖案中，設置4條匯流排電極開口部42。此4條之處重疊，在網目9設置著4處密集處150，密集處150成為水平方向地旋轉貼上後，對準設置匯流排電極開口部42至密集處150即可。
藉由如此配置使網目9的密集處150與匯流排電極開口部42一致，只有匯流排電極開口部42的位置，可以密集地配置縱線。
根據印刷網板2，如第5圖所示以感光性乳劑10覆蓋的部分阻止金屬膏材5的通過，露出網目9的部分，即開口部20使金屬膏材5通過。網板框架6保持感光性乳劑10及網目9。
印刷網板2，如果具有適於用以形成電極的網印特性的話，也可以適當改變構成。例如，印刷網板2，雖然一般使用不銹鋼作為網目材料，但取代不銹鋼，使用合成纖維材料構成的網目、或不銹鋼以外的其他金屬構成的網目也可以。又，印刷網板2，取代感光性乳劑10，使用金屬構件的圖案貼附至網目也可以。
關於通過網目9的金屬膏材的吐出量，利用第16與18圖說明。
第16圖中，顯示第一實施例的網目的柵極電極部的一部分放大模式圖。本第一實施例中，柵極電極部的網目構成與習知的網目構成相同。
縱線401、402以縱線線徑Dv1形成。
縱線401與402係分開縱線開口寬度Wv1的間隔配置。
縱線間距Pv1係縱線開口寬度Wv1與縱線線徑Dv1的合計值。
橫線403、404係以橫線線徑Dh1形成。
橫線403、404係分開橫線開口寬度Wh1的間隔配置。
橫線間距Ph1係橫線開口寬度Wh1與橫線線徑Dh1的合計值。
橫線403，通過縱線401的下側，再通過縱線402的上側。
橫線404，通過縱線401的上側，再通過縱線402的下側。
一般，縱線線徑Dv1與橫線線徑Dh1相同。又，縱線開口寬度Wv1與橫線開口寬度Wh1相同。
使用所謂穿透厚度的指標，作為指示來自網目的膏材吐出量的指標。根據第16圖，說明關於穿透厚度。
網目的開口部中，只填充網目的厚度(紗厚)之膏材，除去網目後，由於表面張力有過網目之處擴大。只有在這部分厚度比紗厚薄。
膏材擴大後的厚度稱作穿透厚度。一般係稱作穿透容積或穿透體積的指標，但因為是具有長度次元的指標，本說明書中稱作穿透厚度。穿透厚度由以下公式顯示。
穿透厚度=(開口面積×紗厚)/(縱線間距Pv1×橫線間距
Ph1)
開口面積=縱線開口寬度Wv1×橫線開口寬度Wh1
縱線間距Pv1=縱線開口寬度Wv1+縱線線徑Dv1
橫線間距Ph1=橫線開口寬度Wh1+橫線線徑Dh1
紗厚通常與(縱線線徑+橫線線徑)相同。編織線後，進行了壓碎加工的網目中，紗厚可能到縱線線徑+橫線線徑的50%左右。
第17圖中，顯示計算柵極電極部的穿透厚度之一覽表。
假設縱線線徑Dv1與橫線線徑Dh1相同。又，假設縱線開口寬度Wv1與橫線開口寬度Wh1相同。
又，習知的網目構成，因為與柵極電極部的網目構成相同，習知的網目的穿透厚度也是相同的厚度。
A1是「200Φ40」。A1中，由於每4mm(毫米)排列200條的線，間距為25.4mm/200條=127μm(微米)。開口寬度，等於間距減去線徑的值。A1中，由於線徑40μm，開口寬度為87μm。紗厚，假設等於一般網目的紗厚。第17圖中記載的紗厚係一般網目的紗厚。
A1中，穿透高度係29.6μm。
A2係「250Φ30」。A2中，穿透高度係22.8μm。
A3係「290Φ20」。A3中，穿透高度係20.8μm。
A4係「360Φ16」。A4中，穿透高度係16.7μm。
第18圖係本第一實施例的網目的匯流排電極部的一部分放大模式圖。
縱線441、442、443、444以縱線線徑Dv2形成。
縱線443與縱線444以縱線鄰接寬度Wv3配置。
縱線441與縱線442也同樣以縱線鄰接寬度Wv3配置。
縱線442與縱線443以縱線開口寬度Wv2配置。
縱線間距Pv2係縱線開口寬度Wv2、縱線鄰接寬度Wv3與兩條縱線線徑Dv2的合計值。
橫線445、446以橫線線徑Dh2形成。
橫線445與橫線446以橫線開口寬度Wh2配置。
橫線445，通過縱線441、442的下側，通過縱線443、444的上側。
橫線446，通過縱線441、442的上側，通過縱線443、444的下側。
橫線間距Ph2係橫線開口寬度Wh2與橫線線徑Dh2的合計值。
一般，縱線線徑Dv2與橫線線徑Dh2相同。又，縱線開口寬度Wv2與橫線開口寬度Wh2相同。
本第一實施中，穿透厚度如下式所示。
穿透厚度=(開口面積×紗厚)/(縱線間距Pv2×橫線間距Ph2)
開口面積=(縱線開口寬度Wv2+縱線鄰接寬度Wv3)×橫線開口寬度Wh2
縱線間距Pv2=縱線開口寬度Wv2+縱線鄰接寬度Wv3+2×縱線線徑Dv2
橫線間距Ph2=橫線開口寬度Wh2+橫線線徑Dh2
第19圖係計算本實施例的網目的穿透厚度之一覽表。
鄰接比係縱線鄰接寬度Wv3與縱線線徑Dv2的比。
鄰接比為0時，顯示2條縱線密接配置。
鄰接比為0.5時，顯示2條縱線係分開縱線線徑一半的間隔配置。
縱線開口寬度Wv2及橫線開口寬度Wh2假設與柵極電極部的開口寬度Wv1、Wh1相同。
B1與「200Φ40」相同線徑，為開口寬度，係2條縱線密接配置的情況。B1中，穿透高度為22.5μm。
B2與「250Φ30」相同線徑，為開口寬度，係2條縱線密接配置的情況。B2中，穿透高度為17.6μm。
B3與「290Φ20」相同線徑，為開口寬度，係2條縱線密接配置的情況。B3中，穿透高度為17.0μm。
B4與「360Φ16」相同線徑，為開口寬度，係2條縱線密接配置的情況。B4中，穿透高度為13.6μm。
C1與「200Φ40」相同線徑，為開口寬度，係2條縱線分開線徑的一半配置的情況。C1中，穿透高度為20.1μm。
C2與「250Φ30」相同線徑，為開口寬度，係2條縱線分開線徑的一半配置的情況。C2中，穿透高度為15.8μm。
C3與「290Φ20」相同線徑，為開口寬度，係2條縱線分開線徑的一半配置的情況。C3中，穿透高度為15.5μm。
C4與「360Φ16」相同線徑，為開口寬度，係2條縱線分
開線徑的一半配置的情況。C4中，穿透高度為12.5μm。
第20圖係顯示柵極電極部與匯流排電極部的穿透厚度的比較歸納表。
柵極電極部的網目構成，由於與習知的網目構成相同，第20圖為習知例與本第一實施例的匯流排電極部的穿透厚度的比較。
穿透厚度比，係對柵極電極部的穿透厚度之匯流排電極部的穿透厚度比。
線徑40μm、開口寬度87μm的話，2條縱線密接配置時，匯流排電極部的穿透厚度減少至76%。2條縱線分開線徑的一半配置時，穿透厚度減少至84%。
線徑30μm、開口寬度72μm的話，2條縱線密接配置時，匯流排電極部的穿透厚度減少至77%。2條縱線分開線徑的一半配置時，穿透厚度減少至84%。
線徑20μm、開口寬度68μm的話，2條縱線密接配置時，匯流排電極部的穿透厚度減少至81%。2條縱線分開線徑的一半配置時，穿透厚度減少至86%。
線徑16μm、開口寬度55μm的話，2條縱線密接配置時，匯流排電極部的穿透厚度減少至82%。2條縱線分開線徑的一半配置時，穿透厚度減少至86%。
如上述，根據本第一實施例，柵極電極的穿透厚度不變，可以使匯流排電極穿透厚度減少。
印刷網板2中使用的網目9，如第12及15圖所示，密集處150與匯流排電極開口部42重疊配置。
根據如此的配置，柵極電極中的金屬膏材5的穿透厚度不變，可以減少匯流排電極中的穿透厚度。即，柵極電極的形狀不變，可以減少匯流排電極中的金屬膏材5的使用量。
例如，線徑20μm、開口寬度68μm的話，2條縱線分開線徑的一半配置時，匯流排電極中的金屬膏材的使用量，隨著穿透厚度的減少，可以減少至86%。
又，第一實施例中，說明縱線的線徑與橫線的線徑相同時的效果，但即使改變縱線的線徑與橫線的線徑的情況下，也有相同的效果，改變縱線的線徑與橫線的線徑也沒關係。
於是，藉由部分地2條來自同一側製網縱線，可以形成部分密集配置縱線的密集處。藉由使此密集處與匯流排電極開口部一致而配置，使用匯流排電極部中比柵極電極部多的條數排列製網的網目，可以塗佈膏材至矽等的基板材料，柵極電極的膏材使用量不變，而可以減少匯流排電極的金屬膏材使用量。因此，同程度地保持著太陽電池的發電效率，可以減少金屬膏材的使用量。
根據本發明第一實施例的電極形成方法中，藉由使用上述印刷網板，即使使用一般的印刷機也可以削減正面匯流排電極中使用的金屬膏材使用量。因此，根據本實施例，藉由變更印刷網板以外與習知相同的網印方法，可以得到金屬膏材的使用量削減。又，根據本發明的第一實施例的電極形成方法，對於比較例的手法，藉由加以變更印刷網板的規格，可以容易實施。根據本發明第一實施例的電極形成方法，對太陽電池的受光面側的電極，特別有用。
根據使用本發明第一實施例的電極形成方法，利用匯流排電極部中比上述柵極電極部多條的線排列並製網的網目，藉由使用印刷網板，不減少柵極電極中的金屬膏材使用量而可以減少匯流排電極中的金屬膏材使用量。因此，同程度地保持著太陽電池的發電效率，可以降低太陽電池的製造成本。
如上述，根據本實施例的太陽電池的製造方法，印刷網板及太陽電池對太陽電池的低成本化是有用的。
詳細說明關於根據本發明的第二實施例的印刷網板。
又，關於根據本發明的第二實施例的太陽電池用電極的形成方法及太陽電池，印刷網板及據此形成的電極形狀以外與第一實施例相同。
第21、22圖中，變更縱線連續的構成，顯示本發明第二實施例的網目501的構成。
第二實施例中，連續縱線相鄰處並設置複數個與第一實施例不同。
第21圖係顯示網目501的製網方法圖。網目501具有縱線511~520與橫線531~540。
橫線531，通過縱線511、512的下面，縱線513、514的上面，縱線515、516的下面，以及縱線517、518的上面，縱線519的下面，縱線520的上面而製網。即，縱線連續通過同一側之處，4組相鄰配置而製網。
第22圖中顯示第21圖的J-J剖面圖。橫線531部
中的剖面圖。
橫線531，因為通過縱線512的下面、縱線513的上面，縱線512與縱線513之間由下往上改變位置。因此，縱線512與縱線513的間隔，為了通過橫線531，某種程度的間隔是必需的。
同樣地，橫線531，因為通過縱線514的上面、縱線515的下面，縱線514與縱線515之間由上往下改變位置。因此，縱線514與縱線515的間隔，為了通過橫線531，某種程度的間隔是必需的。
同樣地，橫線531，因為通過縱線516的下面、縱線517的上面，縱線516與縱線517的間隔，為了通過橫線531，某種程度的間隔是必需的。
又，橫線531，因為通過縱線518的上面、縱線519的下面，縱線518與縱線519的間隔，為了通過橫線531，某種程度的間隔是必需的。
另一方面，橫線531，因為通過縱線511、縱線512的下面，縱線511與縱線512之間不改變位置。因此，縱線511與縱線512的間隔無限制，可以靠近。
同樣地，橫線531，因為通過縱線513、縱線514的上面，縱線513與縱線514之間不改變位置。因此，縱線513與縱線514的間隔無限制，可以靠近。
又，橫線531，因為通過縱線515、縱線516的下面，縱線515與縱線516的間隔無限制，可以靠近。
又，橫線531，因為通過縱線517、縱線518的上面，縱
線517與縱線518的間隔無限制，可以靠近。
注意到橫線連續通過縱線的上側還有下側之處時，如下述。
橫線531通過縱線511、512的下側，縱線513、514的上側，縱線515、516的下側，縱線517、518的上側。
橫線532通過縱線511、512的下側，縱線513、514的下側，縱線515、516的上側，縱線517、518的下側。
橫線533通過縱線511、512的下側，縱線513、514的上側，縱線515、516的下側，縱線517、518的上側。
橫線534通過縱線512、513的下側，縱線514、515的上側，縱線516、517的下側，縱線517、518的上側。
橫線535通過縱線512、513的上側，縱線514、515的下側，縱線516、517的上側，縱線518、519的下側。
橫線536通過縱線512、513的下側，縱線514、515的上側，縱線516、517的下側，縱線518、519的上側。
橫線537通過縱線513、514的下側，縱線515、516的上側，縱線517、518的下側，縱線519、520的上側。
橫線538通過縱線513、514的上側，縱線515、516的下側，縱線517、518的上側，縱線519、520的下側。
橫線539通過縱線513、514的下側，縱線515、516的上側，縱線517、518的下側，縱線519、520的上側。
橫線540通過縱線514、515的下側，縱線516、517的上側，縱線518、519的下側。
縱線通過同一側之處，因為縱線間的距離可以靠
近，注意到縱線間的距離時，如下述。
橫線531、532、533的位置中，縱線511、512可以靠近。又，縱線513、514可以靠近。又，縱線515、516可以靠近。又，縱線517、518可以靠近。
橫線534、535、536的位置中，縱線512、513可以靠近。又，縱線514、515可以靠近。又，縱線516、517可以靠近。又，縱線518、519可以靠近。
橫線537、538、539的位置中，縱線513、514可以靠近。又，縱線515、516可以靠近。又，縱線517、518可以靠近。又，縱線519、520可以靠近。
橫線540的位置中，縱線514、515可以靠近。又，縱線516、517可以靠近。又，縱線518、519可以靠近。
根據如此的構成，因為可以靠近縱線的間隔，可以比習知例更密集配置縱線。即，可以增加每單位長的縱線數。
又，因為密集配置縱線之處可以連續形成，可以自由設定密集配置縱線之處的寬度。
著眼於縱線時，縱線512，因為在橫線533的位置中與縱線511同樣在上側，在接近縱線511的位置上。因為在橫線534的位置中與縱線513同樣在上側，在接近縱線513的位置上。
即，縱線512，在橫線533與橫線534的中間位置從縱線511側移位至縱線513側。
同樣地，縱線513，在橫線536與橫線537的中間位置從縱線512側移位至縱線514側。
同樣地，縱線514，在橫線533與橫線534的中間位置從縱線513側移位至縱線515側。又，在橫線539與橫線540的中間位置從縱線513側移位至縱線515側。
於是，藉由每3條橫線連續的縱線橫向移位製網，如同縱線間的距離近的密集處550以第21圖的虛線圍繞的區域。可以斜向形成。此密集處550往Y方向從上端到下端連續形成。
計算關於密集處550的角度與寬度。
縱線橫向移位的縱線周期假設為Nh2條、縱線連續的縱線連續組假設為Nv2組時，縱線與密集處550形成的角度之密集處角度θ2、以及與密集處550的密集處角度θ2成直角方向的寬度之密集處寬度L2，如以下所示。
tanθ2=Pv2/(Nh2×Ph2)
cosθ2=(Nv2×Pv2)/L2
第23圖中，當縱線周期Nh2改變時，顯示密集處角度θ2的計算例。
橫線間距Ph2與縱線間距Pv2，以第19圖的C3的條件計算。橫線間距Ph2為88μm、縱線間距Pv2為118μm的計算例。
增大縱線周期Nh2時，密集處角度θ2變小。第21圖在縱線周期3條的狀態下，密集處角度θ2成為24.1°。
又，縱線周期Nh2，遍及Y方向的全長不必為固定。例如，藉由交互設置縱線周期2條與縱線周期3條，密集處角度θ2可以在縱線周期2條時的33.9°、與縱線周期2條時的24.1°之間。
於是，藉由調整縱線周期，可以實現任意的密集處角度θ2。
第24圖中，縱線周期Nh2與縱線連續組Nv2改變時，顯示密集處寬度L2的計算例。
橫線間距Ph2與縱線間距Pv2，以第19圖的C3的條件計算。橫線間距Ph2為88μm，縱線間距Pv2為118μm的計算例。
縱線周期Nh2為3條的情況下，假設縱線連續組Nv2為15組時，密集處寬度L2成為1932μm≒1.9mm(毫米)。
即，匯流排寬度為2mm時，假設線徑Dv2、Dh2為20μm，縱線開口寬度Wv2、橫線開口寬度Wh2為68μm，縱線鄰接寬度Wv3為10μm，縱線周期Nh2為3條，縱線連續組Nv2為15組，藉由(24.1+90)°旋轉不銹鋼網目並黏貼至印刷網板，可以使匯流排開口部與密集處一致而配置。
又，考慮匯流排電極開口部與密集處寬度的位置決定精確度，密集處寬度最好比匯流排電極寬度稍小。
於是，根據本發明的第二實施例，藉由縱線部分地2條來自同一側而製網，可以形成部分密集配置縱線的密集處。又，因為可以連續形成縱線密集配置處，可以自由選擇縱線密集配置處的寬度之密集處寬度。
又，藉由改變縱線橫向移位的縱線周期與縱線連續的縱線連續組，可以自由選擇縱線與密集處形成的角度之密集處角度θ2。
藉由使此密集處與匯流排電極開口部一致而置配，利用匯流排電極部中比柵極電極部多條的線排列並製網的網目，可以在矽等的基板材料上塗佈膏材，不改變柵極電極的膏材使用
量，而可以減少匯流排電極的金屬膏材使用量。藉此，同程度地保持著太陽電池的發電效率，而可以減少電極材料的金屬膏材使用量。
根據本發明第二實施例的電極形成方法中，藉由使用上述印刷網板，即使使用一般的印刷機也可以削減正面匯流排電極中使用的金屬膏材使用量。因此，根據本實施例，藉由變更印刷網板以外與習知相同的網印方法，可以得到金屬膏材的使用量削減。又，根據本發明的第二實施例的電極形成方法，對於比較例的手法，藉由加以變更印刷網板的規格，可以容易實施。根據本第二實施例的電極形成方法，對太陽電池的受光面側的電極，特別有用。
根據利用本發明第二實施例的電極形成方法，利用匯流排電極部中比上述柵極電極部多條的線排列並製網的網目，藉由使用印刷網板，不減少柵極電極中的金屬膏材使用量，而可以減少匯流排電極中的金屬膏材使用量。藉此，同程度地保持著太陽電池的發電效率，而可以降低太陽電池的製造成本。
又，因為可以連續形成縱線密集配置處，可以自由選擇縱線密集配置處的寬度之密集處寬度。
又，藉由改變縱線橫向移位的縱線周期與縱線連續的縱線連續組，可以自由選擇縱線與密集處形成的角度之密集處角度。
如上述，根據本第二實施例的太陽電池之製造方法，印刷網板及太陽電池對於太陽電極的低成本化是有用的。
詳細說明關於根據本發明第三實施例的太陽電池模組。
第25及26圖，係說明根據本發明第三實施例的太陽電池模組的製造方法程序的剖面模式圖。第25、26圖的上側係受光面側。
第25圖係太陽電池模組的設置狀態，上側為受光面側的狀態下的圖，但組裝太陽電池模組時，在第25圖的上下反轉狀態下進行。
首先，透光性基板15的上面設置透光性樹脂構件16。此透光性樹脂構件16中，設置附配線的太陽電池17。附配線的太陽電池17，並聯利用本發明第一實施例或第二實施例製作的既定數量的太陽電池1(參考第1圖)，太陽電池的匯流排電極與相鄰的太陽電池的背面匯流排電極，以焊接銅線焊接，串聯配線接合而形成。
又，配線中使用的材料，焊接銅線以外，只要具有導電性材料也可以。
附配線的太陽電池17，以各太陽電池1的背面為上，正面在透光性基板15側，設置在透光性樹脂構件16中。
附配線的太陽電池17上方，更設置透光性樹脂構件16及背面薄膜18。第25圖中，從圖的上部開始依序顯示透光性基板15、透光性樹脂構件16、附配線的太陽電池17、透光性樹脂構件16以及背面薄膜18重疊合併的狀態。
在壓著這些構件的狀態下，藉由實施加熱處理，
如第26圖所示，製作封住附配線的太陽電池17的透光性樹脂層19、透光性基板15以及背面薄膜18一體化的太陽電池模組。使用具有根據本發明的第一實施例或第二實施例的太陽電池用電極的形成方法所形成的電極之太陽電池1，同程度地保持著太陽電池的發電效率，藉由降低金屬膏材的使用量降低太陽電池的製造成本，可以降低太陽電池模組的製造成本。
太陽電池模組的製作方法中的加熱及壓著處理中，最好使用稱作層壓機(laminating machine)的真空加熱壓著裝置。層壓(laminating)係使透光性樹脂構件16、背面薄膜18加熱變形，更藉由使這些熱硬化而一體化的同時，在透光性樹脂層19內封住太陽電池。
真空加熱壓著裝置，在減壓的環境下，加熱及壓著各構件。因此，關於透光性基板15及透光性樹脂構件16間、透光性樹脂構件16及附配線的太陽電池17間、附配線的太陽電池17及透光性樹脂構件16間、透光性樹脂構件16與背面薄膜18間之中任一都防止空隙、氣泡的殘留，可以以均一壓力壓著各構件。
真空加熱壓著裝置中的加熱及壓著的處理，在200度以下，最好150度開始到200度等的溫度下實施。加熱及壓著的處理中的溫度，假設可以由透光性樹脂構件16的材質等適當變更。
透光性基板15，例如使用玻璃基板。透光性基板15，只要可以透過太陽光即可，以玻璃以外的材質構成也可以。透光性樹脂構件16包含乙烯醋酸乙烯酯(ethylene-vinyl
acetate)系列、聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral)系列、環氧樹酯(epoxy)系列、丙烯酸(acrylic)系列、氨基甲酸乙酯(urethane)系列、烯烴(olefin)系列、聚酯(polyester)系列、矽系列、聚苯乙烯(polystyrene)系列、聚碳酸酯(polycarbonate)系列以及橡膠(rubber)系列等的樹脂中之一或複數個。透光性樹脂構件16可以透過太陽光的話，可以使用在此列舉之外的任何材質。
背面薄膜18，可以使用聚酯系列、聚乙烯(polyvinyl)系列、聚碳酸酯(polycarbonate)系列以及聚醯亞胺(polyimide)系列等的樹脂中之一或複數個構成的薄膜。背面薄膜18，對太陽模組的保護具有充分強度、耐濕性及耐候性的話，可以使用在此列舉之外的任何材質構成。背面薄膜18，為了提高強度、耐濕性及耐候性，不只是樹脂材料，也可以由貼合金屬箔材料的複合材料構成。又，背面薄膜18，也可以是以蒸鍍等貼合具有高反射率的金屬材料、具有高折射率的透明構件至樹脂材料。
太陽電池模組的端面，為了提高壓層加工的密合性，防止從外部浸入水分等，以橡膠樹脂構件等構成的膠帶(tape)保護也可以。橡膠樹脂構件，例如使用丁基橡膠(butyl rubber)等。又，太陽電池模組，以容易操作的構造體來看，也可以設置包圍外周的框架。框架(frame)，例如，使用鋁、鋁合金等的金屬構件構成。
根據本第一實施例或第二實施例的電極形成方法，本第三實施例，沒有大幅變更比較例的手法，由於以簡便
的手法可以得到廉價的太陽電池模組，在工業上非常有用。
9‧‧‧網目
10‧‧‧感光性乳劑
11‧‧‧縱線
12‧‧‧橫線
42‧‧‧匯流排電極開口部
Claims (6)
- 一種太陽電池的製造方法，包括下列步驟：網印步驟，經由依照具有匯流排電極部與柵極電極部的電極形狀之印刷網板，在基板的電極形成面塗佈包含電極材料的導電性材料的膏材；其特徵在於：上述網印步驟包含塗佈步驟，利用上述匯流排電極部中比上述柵極電極部多條的線排列並製網的網目，使用上述印刷網板，塗佈上述膏材。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽電池的製造方法，其中，上述網目的縱線與橫線交互上下製網，部分地使連續複數條的上述縱線位於上側或下側的相同側，藉由上述縱線連續的上述橫線的位置依序移位，斜向形成上述縱線連續的密集處的同時，使用配合上述密集處配置匯流排電極圖案形成的上述印刷網板。
- 如申請專利範圍第2項所述的太陽電池的製造方法，其中，使用上述縱線連續在相同側的條數為2條的上述印刷網板。
- 一種印刷網板，在基板的電極形成面上塗佈包含電極材料的導電性材料之膏材之際使用，其特徵在於：用以保持上述膏材的網目，在匯流排電極部以比柵極電極部多條的線排列製網。
- 如申請專利範圍第4項所述的印刷網板，其中，具有縱線與橫線交互上下製網的上述網目之上述印刷網板中，部分 地使連續複數條的上述縱線位於上側或下側的相同側，藉由依序移位上述縱線連續的上述橫線的位置，斜向形成上述縱線連續的密集處的同時，配合上述密集處配置匯流排電極圖案。
- 如申請專利範圍第5項所述的印刷網板，其中，上述縱線連續在相同側的條數為2條。
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