WO2014167696A1 - スクリーン印刷機 - Google Patents

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WO2014167696A1
WO2014167696A1 PCT/JP2013/060980 JP2013060980W WO2014167696A1 WO 2014167696 A1 WO2014167696 A1 WO 2014167696A1 JP 2013060980 W JP2013060980 W JP 2013060980W WO 2014167696 A1 WO2014167696 A1 WO 2014167696A1
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scraper
paste
mask
dopant
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PCT/JP2013/060980
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博文 米山
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三菱電機株式会社
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/08—Machines
    • B41F15/0881—Machines for printing on polyhedral articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/14—Details
    • B41F15/34—Screens, Frames; Holders therefor
    • B41F15/36—Screens, Frames; Holders therefor flat
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a screen printer, and more particularly to a screen printer suitable for forming an electrode of a solar battery cell.
  • the screen printing method is used for forming electrodes for solar cells, and forming electrodes for various display devices such as liquid crystal display devices, plasma displays, and organic EL (Electro Luminescence) displays.
  • a print mask on which a predetermined print pattern is formed is arranged on an upper part of the print object with a predetermined distance from the print object arranged on the printing stage.
  • a paste containing an electrode material is supplied onto the printing mask.
  • the printing mask mainly consists of a mesh, extruded emulsion, and a frame that reinforces the whole.
  • the printing pattern of the printing mask is formed by the presence or absence of emulsion in the plane of the printing mask. That is, no emulsion is placed on the mesh where the paste is printed in the plane of the print mask. On the contrary, the emulsion is placed on the mesh where the paste is not printed in the plane of the print mask.
  • whether or not the paste passes through the mesh is controlled by the presence or absence of the emulsion in the surface of the printing mask.
  • the paste supplied on the printing mask is spread thinly on the printing mask by a scraper and coated.
  • the paste coated on the printing mask is supplied onto the object to be printed by passing through the mesh portion where the emulsion is not installed by sliding the squeegee on the printing mask.
  • the electrode is formed by baking the paste supplied on the printing object at a predetermined temperature corresponding to the electrode material contained in the paste.
  • the scraper greatly contributes to replenishing the paste to the portion to be printed in a short time. Specifically, immediately after the completion of one printing, the scraper installed slightly downstream of the squeegee in the printing direction descends toward the printing mask in place of the rising of the squeegee from the printing mask. It moves in the direction opposite to the operation direction, that is, the printing direction. Of the paste repelled to the end on the print mask immediately after printing, the paste located between the squeegee and the scraper is supplied again near the print pattern on the print mask by this operation. A slight gap is pre-adjusted between the scraper and the printing mask. Thus, when the scraper is moved, the paste having a thickness corresponding to the gap remains uniformly on the print mask, and the paste is uniformly re-supplied on the print mask.
  • a paste having a low viscosity may be printed on a solar cell substrate.
  • a predetermined amount of paste is supplied onto the printing mask, and the paste is thinly spread and coated on the printing mask using a scraper. Then, the paste is printed on the solar cell substrate using a squeegee.
  • the predetermined amount is an amount necessary for spreading the paste uniformly and thinly on the printing mask.
  • the paste spreads to the periphery of the print mask when coated, and the coating process is performed when continuous printing is performed by continuously performing the printing process with a squeegee and the coating process with a scraper.
  • the amount of paste to be gradually decreased and a sufficient coating could not be obtained, and the shape of the printed pattern was impaired.
  • the viscosity of the paste is increased by increasing the ratio of the solid content constituting the paste so that the paste is not spread to the periphery of the print mask.
  • increasing the solid content ratio may impair the functionality of the paste so that it does not function, and the viscosity of the paste cannot be adjusted.
  • the paste collecting ability depends on the shape and size of the scraper and the squeegee. That is, the recoverable range of the paste is determined depending on the shape and size of the scraper and squeegee. If for some reason the paste reaches an area beyond the range where the paste can be recovered, this amount of paste cannot be recovered, and wasteful paste that does not contribute to printing and is not recovered is generated. The generation of such a useless paste becomes more remarkable as the paste has a low viscosity and a property of spreading quickly due to its own weight.
  • Patent Document 1 printing is performed by applying pressure on a screen corresponding to a printing area between both ends of a squeegee and a frame while applying pressure in accordance with the movement of the squeegee. A method has been proposed.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a screen printing machine capable of continuous printing with good print quality without causing printing defects due to insufficient paste amount.
  • a screen printing machine provides a paste coated on a print area of a print mask through the opening pattern provided in the print area.
  • a screen printing machine for printing on a printing surface of a printing material disposed at a lower portion of the printing mask, wherein the upper surface of the printing mask is slid on the upper surface of the printing mask while being separated from the upper surface of the printing mask.
  • a scraper that coats the printing area with the paste supplied to the sheet, and slides on the printing area coated with the paste in a direction opposite to the sliding direction of the scraper in contact with the upper surface of the printing mask.
  • a squeegee for printing the paste on the printing surface through the opening pattern, and the scan on the upper surface of the printing mask At least the side wall portion on the printing region side of the bottom surface portion is provided in close contact with the upper surface of the printing mask on the outer peripheral side of the sliding region of the wrapper, so that the paste protruding from the sliding region of the scraper is removed from the scraper.
  • a bank member that bounces back to the sliding region side, and the bank member has its side wall portion on the bottom surface portion in close contact with the upper surface of the printing mask by its own weight along the deflection of the printing mask. It is constituted by a deformable member that is bent toward the substrate side and can be separated from the bank member main body.
  • FIG. 1-1 is a diagram showing a schematic configuration of the solar battery cell according to Embodiment 1 of the present invention, and is a top view of the solar battery cell viewed from the light receiving surface side.
  • 1-2 is a diagram showing a schematic configuration of the solar battery cell according to Embodiment 1 of the present invention, and is a bottom view of the solar battery cell viewed from the side opposite to the light receiving surface (back side).
  • FIG. FIG. 1-3 is a diagram showing a schematic configuration of the solar battery cell in the first embodiment, and is a cross-sectional view of a principal part taken along line AA in FIG. 1-1.
  • FIGS. 2-1 is principal part sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the photovoltaic cell in Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. 2-2 is principal part sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the photovoltaic cell in Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIG. 2-3 is a sectional view of relevant parts for explaining an example of the manufacturing process of the solar battery cell in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2-4 is a sectional view of relevant parts for explaining an example of the manufacturing process of the solar battery cell in the first embodiment of the present invention.
  • 2-5 is a cross-sectional view of relevant parts for explaining an example of the manufacturing process of the solar battery cell in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. FIG. 2-6 is a cross-sectional view of relevant parts for explaining an example of the manufacturing process of the solar battery cell in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2-7 is a cross-sectional view of relevant parts for explaining an example of the manufacturing process of the solar battery cell in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2-8 is a cross-sectional view of relevant parts for explaining an example of the manufacturing process of the solar battery cell in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2-9 is a cross-sectional view of relevant parts for explaining an example of the manufacturing process of the solar battery cell in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2-10 is a cross-sectional view of relevant parts for explaining an example of the manufacturing process of the solar battery cell in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating the configuration of the screen printer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a top view of the print mask of the screen printer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4-2 is a bottom view of the print mask of the screen printer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4-3 is a cross-sectional view of a principal part of the print mask of the screen printer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4-4 is a cross-sectional view of a principal part of the print mask of the screen printer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a top view of the print mask of the screen printer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4-2 is a bottom view of the print mask of the screen printer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4-3 is a cross-sectional view of a principal part of the print mask of the screen printer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4-4 is a cross-sectional view of a principal part of the print mask of the screen printer according to
  • FIG. 5-1 is a cross-sectional view illustrating a state at the start of coating when a dopant-containing paste is coated on a print mask by a scraper in the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 5-2 is a cross-sectional view illustrating a state in the middle of coating when the dopant-containing paste is coated on the print mask by the scraper in the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view illustrating a state at the end of coating when the dopant-containing paste is coated on the print mask by the scraper in the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a top view showing a state at the start of coating when the dopant-containing paste is coated on the printing mask by the scraper in the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 6B is a top view showing a state at the end of coating when the dopant-containing paste is coated on the printing mask by the scraper in the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 7-1 is a cross-sectional view illustrating a state at the start of printing when the dopant-containing paste is printed on the p-type silicon substrate by the squeegee in the screen printer according to the first embodiment.
  • FIG. 7-2 is a cross-sectional view illustrating a state in the middle of printing when the dopant-containing paste is printed on the p-type silicon substrate by the squeegee in the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 7-3 is a cross-sectional view illustrating a state at the end of printing when the dopant-containing paste is printed on the p-type silicon substrate with the squeegee in the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 8-1 is a top view showing a state at the start of printing when the dopant-containing paste is printed on the p-type silicon substrate by the squeegee in the screen printer according to the first embodiment.
  • FIG. 8-2 is a top view showing a state at the end of printing when the dopant-containing paste is printed on the p-type silicon substrate by the squeegee in the screen printer according to the first embodiment.
  • FIG. 9A is a schematic diagram illustrating a flow direction of excess dopant-containing paste that protrudes from the sliding region of the scraper in the width direction (X direction) of the scraper of the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 9-2 schematically shows a direction in which excess dopant-containing paste protruding from the sliding area of the scraper is circulated in the vicinity of the printing start position (coating end position) of the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the printing mask and the rubber plate are bent during the printing operation of the dopant-containing paste of the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a top view of a printing mask for explaining a groove formed on the top surface of the bank member of the screen printing machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A is a perspective view of the configuration of the screen printer according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12-2 is a cross-sectional view of a principal part of the print mask of the screen printer according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an enlarged perspective view of the main part showing the vicinity of the notch in the printing mask of the screen printing machine according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an enlarged perspective view of the main part showing the vicinity of the notch in the printing mask of the screen printing machine according to the second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1-1 to 1-3 are diagrams showing a schematic configuration of the solar battery cell 1 according to Embodiment 1, and FIG. 1-1 is a top view of the solar battery cell 1 viewed from the light receiving surface side. 1-2 is a bottom view of the solar cell 1 viewed from the side opposite to the light receiving surface (back surface side), and FIG. FIG.
  • an n-type impurity diffusion layer 3 is formed by phosphorous diffusion on the light receiving surface side of a semiconductor substrate 2 made of p-type silicon (hereinafter referred to as p-type silicon substrate 2).
  • p-type silicon substrate 2 p-type silicon
  • a semiconductor substrate 11 having a pn junction is formed.
  • an antireflection film 4 made of, for example, a silicon nitride film (SiN film) is formed on the n-type impurity diffusion layer 3.
  • SiN film silicon nitride film
  • the semiconductor substrate 2 is not limited to a p-type silicon substrate, and an n-type polycrystalline silicon substrate or an n-type single crystal silicon substrate may be used.
  • a fine unevenness (texture) 2a constituting a texture structure for confining light is formed with a depth of about 10 ⁇ m.
  • the minute unevenness (texture) 2 a has a structure that increases the area of the light receiving surface that absorbs light from the outside, suppresses the reflectance on the light receiving surface, and efficiently confines light in the solar battery cell 1.
  • the n-type impurity diffusion layer 3 In the solar battery cell 1, two types of layers are formed as the n-type impurity diffusion layer 3 to form a selective emitter structure. That is, in the surface layer portion of the p-type silicon substrate 2 on the light-receiving surface side, a high-concentration impurity diffusion layer (low resistance) in which n-type impurities are diffused at a high concentration is formed in the lower region of the light-receiving surface-side electrode 12 and the vicinity thereof. A first n-type impurity diffusion layer 3a which is a diffusion layer) is formed.
  • a low-concentration impurity diffusion layer (a high-concentration diffusion layer in which n-type impurities are diffused at a low concentration)
  • a second n-type impurity diffusion layer 3b which is a resistance diffusion layer
  • the antireflection film 4 is made of a silicon nitride film (SiN film) that is an insulating film.
  • the antireflection film 4 is not limited to the silicon nitride film (SiN film), and may be formed of an insulating film such as a silicon oxide film (SiO 2 film) or a titanium oxide film (TiO 2 film).
  • a plurality of long and narrow surface silver grid electrodes 5 are arranged side by side on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11, and a surface silver bus electrode 6 electrically connected to the surface silver grid electrode 5 is substantially the same as the surface silver grid electrode 5. They are provided so as to be orthogonal to each other, and are respectively electrically connected to the n-type impurity diffusion layer 3 at the bottom portion.
  • the front silver grid electrode 5 and the front silver bus electrode 6 are made of a silver material.
  • the front silver grid electrode 5 and the front silver bus electrode 6 are formed by fire-through which will be described later, and a part thereof is embedded in the antireflection film 4.
  • the front silver grid electrodes 5 are arranged, for example, substantially in parallel at a predetermined interval, and collect electricity generated inside the semiconductor substrate 11. Further, for example, two to four surface silver bus electrodes 6 are arranged per solar battery cell, and electricity collected by the surface silver grid electrode 5 is taken out to the outside.
  • the front silver grid electrode 5 and the front silver bus electrode 6 constitute a light receiving surface side electrode 12 which is a first electrode having a comb shape.
  • the light receiving surface side electrode 12 described above is formed on the first n-type impurity diffusion layer 3a. Further, a region where the light receiving surface side electrode 12 is not formed and a region where the second n type impurity diffusion layer 3b is formed in the first n-type impurity diffusion layer 3a are light-receiving surfaces on which light is incident on the solar battery cell 1. .
  • a back aluminum electrode 7 made of an aluminum material is provided on the back surface (surface opposite to the light receiving surface) of the semiconductor substrate 11 over substantially the whole area except for a part of the outer edge region.
  • a back silver electrode 8 made of a silver material and extending in the same direction is provided.
  • the back aluminum electrode 7 and the back silver electrode 8 constitute a back electrode 13 as a second electrode.
  • a p + layer (BSF (Back Surface Field)) 9 containing a high concentration impurity is formed on the surface layer portion of the back surface (surface opposite to the light receiving surface) of the semiconductor substrate 11.
  • the p + layer (BSF) 9 is provided to obtain the BSF effect, and the electron concentration of the p-type layer (semiconductor substrate 2) is increased by an electric field having a band structure so that electrons in the p-type layer (semiconductor substrate 2) do not disappear.
  • BSF Back Surface Field
  • FIGS. 2-1 to 2-10 are principal part cross-sectional views for explaining an example of the manufacturing process of solar cell 1 in the first embodiment of the present invention.
  • a p-type silicon substrate 2 is prepared as a semiconductor substrate (FIG. 2-1).
  • the p-type silicon substrate 2 is obtained by cutting and slicing a single crystal silicon ingot or polycrystalline silicon ingot formed by cooling and solidifying molten silicon to a desired size and thickness with a wire saw using a band saw or a multi-wire saw. Because it is manufactured, the damage when slicing remains on the surface.
  • the p-type silicon substrate 2 is first immersed in an acid or a heated alkaline solution, for example, an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution, and etched to a thickness of about 15 ⁇ m on the surface. As a result, a damaged region that occurs when the silicon substrate is cut out and exists near the surface of the p-type silicon substrate 2 is removed. Thereafter, the surface of the p-type silicon substrate 2 is washed with hydrofluoric acid and pure water.
  • the fine unevenness 2a is formed as a texture structure on the surface on the light receiving surface side of the p-type silicon substrate 2 with a depth of about 10 ⁇ m (FIG. 2-2).
  • anisotropic etching of the p-type silicon substrate 2 is performed with a solution of about 80 ° C. to 90 ° C. obtained by adding several to several tens wt% of isopropyl alcohol (IPA) to a several wt% sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution.
  • IPA isopropyl alcohol
  • NaOH sodium hydroxide
  • Pyramidal micro unevenness is formed on the surface of the mold silicon substrate 2 on the light receiving surface side.
  • the formation method and shape of the texture structure in the solar cell manufacturing method are not particularly limited.
  • RIE reactive gas etching
  • Either method can be used.
  • RIE may be used to form minute irregularities with a depth of, for example, 1 to 3 ⁇ m on the surface.
  • a dopant-containing paste 21 as a diffusion source-containing coating agent is applied to a screen printing machine. It is applied and formed on one surface of the p-type silicon substrate 2 (FIGS. 2-3). Since the p-type silicon substrate 2 is used here, a dopant-containing paste 21 containing a phosphorus compound is used in order to use, for example, phosphorus as the n-type dopant. A screen printer used for printing the dopant-containing paste 21 will be described later. After printing of the dopant-containing paste 21, a drying process for drying the dopant-containing paste 21 is performed.
  • the p-type silicon substrate 2 is put into a thermal diffusion furnace, and a first diffusion process (first heat treatment) that is a thermal diffusion process of the dopant (phosphorus) by the dopant-containing paste 21 is performed.
  • This first diffusion process is the first stage of the two-stage diffusion process, phosphorus oxychloride (POCl 3 ) is not used, and there is no diffusion source of dopant (phosphorus) other than the dopant-containing paste 21. . For this reason, thermal diffusion of the dopant (phosphorus) is performed only in the lower part of the region where the dopant-containing paste 21 is printed on the p-type silicon substrate 2.
  • the dopant phosphorus
  • the dopant-containing paste 21 is thermally diffused from the dopant-containing paste 21 to a lower region of the printing region of the dopant-containing paste 21 on the surface of the p-type silicon substrate 2 to a high concentration (first diffusion concentration).
  • a first n-type impurity diffusion layer 3a is formed (FIGS. 2-4).
  • a second diffusion step (second heat treatment) that is a thermal diffusion step of the dopant (phosphorus) with phosphorus oxychloride (POCl 3 ) is subsequently performed. That is, the p-type silicon substrate 2 is continuously subjected to the second diffusion step after the first diffusion step in the same thermal diffusion furnace.
  • This second diffusion process is the second stage of the two stages of diffusion processes.
  • the second diffusion step is performed in the presence of phosphorus oxychloride (POCl 3 ) gas in a thermal diffusion furnace. That is, in the second diffusion step, thermal diffusion is performed under atmospheric conditions including phosphorus oxychloride (POCl 3 ) as a dopant (phosphorus) diffusion source.
  • a concentration lower than that of the first n-type impurity diffusion layer 3a in the region excluding the printing region of the dopant-containing paste 21 on the surface of the p-type silicon substrate 2, that is, the exposed region of the p-type silicon substrate 2 (The dopant (phosphorus) is thermally diffused to the second diffusion concentration) to form the second n-type impurity diffusion layer 3b (FIG. 2-5).
  • a glassy (phosphosilicate glass, PSG: Phospho-Silicate Glass) layer deposited on the surface during the diffusion process is formed on the surface of the p-type silicon substrate 2 immediately after the second diffusion step (not shown). ).
  • n-type impurity diffusion layer 3 is uniformly formed on the surface of p-type silicon substrate 2, the front surface and the back surface are in an electrically connected state. Therefore, when the back aluminum electrode 7 (p-type electrode) and the light-receiving surface side electrode 12 (n-type electrode) are formed as they are, the back aluminum electrode 7 (p-type electrode) and the light-receiving surface side electrode 12 ( n-type electrode) is electrically connected. In order to cut off this electrical connection, the second n-type impurity diffusion layer 3b formed in the end face region of the p-type silicon substrate 2 is removed by, for example, dry etching or laser to perform pn separation.
  • the vitreous layer and the dopant-containing paste formed on the surface of the p-type silicon substrate 2 in the second diffusion step by immersing the p-type silicon substrate 2 in, for example, a hydrofluoric acid solution and then performing a water washing treatment.
  • the vitreous layer (the lump after the phosphorus compound is dissolved) which is the residue of 21 is removed (FIG. 2-7).
  • a pn junction is formed by the semiconductor substrate 2 made of p-type silicon as the first conductivity type layer and the n-type impurity diffusion layer 3 as the second conductivity type layer formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 2.
  • a semiconductor substrate 11 having the structure shown in FIG.
  • n-type impurity diffusion layer 3 a selective emitter structure composed of the first n-type impurity diffusion layer 3a and the second n-type impurity diffusion layer 3b on the light receiving surface side of the p-type silicon substrate 2 is obtained.
  • the sheet resistance on the light-receiving surface side of the semiconductor substrate 11 is, for example, 20 to 40 ⁇ / ⁇ for the first n-type impurity diffusion layer 3a serving as the lower region of the light-receiving surface-side electrode 12, and 80 for the second n-type impurity diffusion layer 3b serving as the light-receiving surface. ⁇ 120 ⁇ / ⁇ .
  • a silicon nitride (SiN) film having a uniform thickness, for example, a thickness of 60 to 80 nm is formed as the antireflection film 4 on the light receiving surface side (n-type impurity diffusion layer 3 side) of the semiconductor substrate 11 (see FIG. 2-8).
  • the antireflection film 4 is formed using, for example, a plasma CVD method, and a mixed gas of silane (SiH 4 ) gas and ammonia (NH 3 ) gas is used as a raw material.
  • electrodes are formed by screen printing.
  • a silver paste is applied in the shape of the back silver electrode 8 on the back side of the semiconductor substrate 11 by screen printing, and then dried (FIG. 2-9).
  • the aluminum paste 7a is dried (FIG. 2-9).
  • the light receiving surface side electrode 12 is produced (before firing). That is, after applying the silver paste 5a containing silver and glass frit to the shape of the front silver grid electrode 5 and the front silver bus electrode 6 on the antireflection film 4 which is the light receiving surface of the semiconductor substrate 11 by screen printing, The electrode material paste is dried (FIG. 2-9). The light receiving surface side electrode 12 is formed in alignment with the first n-type impurity diffusion layer 3a.
  • the electrode paste on the light-receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11 is simultaneously baked at a temperature of about 600 ° C. to 900 ° C. in the air atmosphere, so that the glass contained in the silver paste is formed on the front side of the semiconductor substrate 11. While the antireflective film 4 is melted by the material, the silver material comes into contact with the silicon and resolidifies. As a result, the front silver grid electrode 5 and the front silver bus electrode 6 as the light receiving surface side electrode 12 are obtained, and conduction between the light receiving surface side electrode 12 and the silicon of the semiconductor substrate 11 is ensured (FIG. 2-10). . Such a process is called a fire-through method.
  • the silver paste comes into contact with silicon and resolidifies.
  • the back silver electrode 8 as the back surface side electrode 13 is obtained.
  • the aluminum paste reacts with the silicon of the semiconductor substrate 11 to obtain the back aluminum electrode 7, and the p + layer 9 is formed immediately below the back aluminum electrode 7.
  • An aluminum alloy layer is formed between the back aluminum electrode 7 and the p + layer 9.
  • only the front silver grid electrode 5 and the back aluminum electrode 7 are shown, and the front silver bus electrode 6 and the back silver electrode 8 are not shown.
  • the solar battery cell 1 according to the present embodiment shown in FIGS. 1-1 to 1-3 can be manufactured.
  • FIG. 3A is a sectional view of the configuration of the screen printing machine according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a perspective view of the configuration of the screen printing machine according to the first embodiment.
  • the screen printing machine includes a printing stage 31, a printing mask 32, a printing mask frame 33, a squeegee 34 that is a spatula-shaped jig, a scraper 35 that is a spatula-shaped jig, and a bank member 36.
  • FIG. 3B schematically shows only the positions of the printing mask 32 and the printing mask frame 33 at the start of the coating operation of the dopant-containing paste 21 by the scraper 35.
  • FIG. 4A is a top view of the print mask 32 of the screen printer according to the first embodiment.
  • FIG. 4B is a bottom view of the print mask 32 of the screen printer according to the first embodiment.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view of the main part of the print mask 32 of the screen printing machine according to the first embodiment, and corresponds to a cross section AA in FIG.
  • FIG. 4-4 is a cross-sectional view of the principal part of the print mask 32 according to the first embodiment, corresponding to the BB cross section in FIG. 3-2.
  • the surface on the printing mask 32 on which the dopant-containing paste 21 is supplied is the upper surface
  • the surface on the side facing the p-type silicon substrate 2 is the lower surface.
  • the positions of the squeegee 34 and the scraper 35 at the coat start position (print end position) are indicated by solid lines, and the positions of the squeegee 34 and the scraper 35 at the print start position (coat end position) are indicated by dotted lines.
  • the printing stage 31 mounts and fixes the p-type silicon substrate 2 that is a substrate to be printed.
  • the printing stage 31 positions and fixes the p-type silicon substrate 2 by, for example, vacuum-sucking the p-type silicon substrate 2 placed on the upper surface (stage surface) thereof.
  • a rectangular printing mask 32 is disposed on the p-type silicon substrate 2 fixed on the printing stage 31 with a predetermined distance from the upper surface (printed surface) of the p-type silicon substrate 2.
  • a metal mesh is stretched and supported with a predetermined tension between printing mask frames 33 made of, for example, an aluminum alloy. That is, the print mask frame 33 is provided along the outer periphery of the print mask 32 at the outer peripheral edge of the print mask 32 to hold the metal mesh.
  • a photosensitive resin film emulsion
  • the printing mask 32 and the printing stage 31 are positioned by alignment markers provided on each.
  • a squeegee 34 and a scraper 35 are provided above the printing mask 32 so as to be moved up and down by a driving means (not shown) and movable in a predetermined sliding direction (Y direction in FIG. 3-2).
  • the moving direction of the scraper 35 when the dopant-containing paste 21 is coated by the scraper 35 is defined as a coating direction Y1.
  • the sliding direction of the squeegee 34 when the dopant-containing paste 21 is printed by the squeegee 34 is defined as a printing direction Y2.
  • the printing direction Y ⁇ b> 2 is parallel to the extending direction of the pair of frame portions along the Y direction in the printing mask frame 33.
  • the squeegee 34 is arranged in a direction substantially parallel to the scraper 35 on the downstream side in the sliding direction of the scraper 35 in the printing direction Y2 with a predetermined distance from the scraper 35.
  • the X direction is the width direction of the squeegee 34 and the scraper 35.
  • the width direction of the squeegee 34 and the scraper 35 is a direction substantially orthogonal to the Y direction in the surface direction of the printing mask 32. Further, the width dimension of the squeegee 34 is substantially equal to the pattern printing area P in the printing mask 32, or the both ends of the squeegee 34 protrude from the pattern printing area P in the X direction.
  • the pattern printing region P is a region in which an opening corresponding to the printing pattern is provided in the emulsion and the dopant-containing paste 21 is printed on the p-type silicon substrate 2 that is the printing object.
  • the width dimension of the scraper 35 is longer than the width dimension of the squeegee 34 so that both ends protrude from the squeegee 34 in the X direction.
  • a portion of the scraper 35 that protrudes from the squeegee 34 is a bent portion 35a that is bent in the printing direction Y2.
  • the Z direction is the ascending / descending direction of the squeegee 34 and the scraper 35.
  • the region including the pattern printing region P on the printing mask 32 is thinly coated with the dopant-containing paste 21 by the scraper 35, and the printing in FIG. 3-2 is performed with a predetermined pressing force applied to the printing mask 32 by the squeegee 34.
  • the squeegee 34 By sliding the squeegee 34 on the pattern printing region P along the direction Y2, the dopant-containing paste 21 is pushed out to the p-type silicon substrate 2 through the opening of the printing mask 32, and a desired pattern is formed on the p-type silicon substrate. 2 is printed.
  • two bank members 36 are arranged in a direction parallel to the printing direction Y2 in a region outside the sliding region of the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35. It is arranged in close contact with the upper surface of 32. That is, two bank members 36 are arranged in the direction parallel to the extending direction of the frame portion adjacent to the inner walls of the pair of frame portions facing each other in the X direction in the print mask frame 33.
  • the bank member 36 has a flat inclined surface whose upper surface decreases in height from a printing start position (coating end position) by the squeegee 34 toward a coating start position (printing end position) by the scraper 35. That is, the inclined surface is an inclined surface that decreases from the downstream side toward the upstream side in the sliding direction of the scraper 35.
  • the bank member 36 has a substantially rectangular planar shape and a substantially trapezoidal longitudinal section. Further, the bottom surface portion of the bank member 36 that contacts the upper surface of the printing mask 32 is constituted by a rubber plate 37 having a substantially uniform thickness. On the other hand, portions other than the bottom surface portion of the bank member 36 are made of resin.
  • the dimensions of the bank member 36 are, for example, a height of 20 mm at the end on the print start position (coat end position) side, a height of 8 mm at the end on the coat start position (print end position) side, and a width of 24 mm.
  • planar shape of the bank member 36 in the surface direction of the printing mask 32 is not limited to a substantially rectangular shape. That is, it is not essential that the side wall of the bank member 36 on the sliding region side of the scraper 35 is a flat surface parallel to the Y direction. As will be described later, excess dopant-containing paste 21 that is disposed on the outer peripheral side of the sliding area of the scraper 35 in the surface direction of the printing mask 32 and protrudes from the scraper 35 and flows in the direction of the printing mask frame 33 is transferred to the pattern printing area P. Any shape that can bounce off the side surface on the side and return to the sliding region of the scraper 35 may be used.
  • FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views showing the state of the screen printing machine when the dopant-containing paste 21 is coated on the print mask 32 by the scraper 35.
  • FIG. 5-2 shows a state during coating
  • FIG. 5-3 shows a state at the end of coating.
  • 6A and 6B are top views showing the state of the screen printing machine when the dopant-containing paste 21 is coated on the print mask 32 by the scraper 35.
  • FIG. 6-2 shows the state at the end of the coating.
  • FIGS. 7-1 to 7-3 are sectional views showing the state of the screen printing machine when the dopant-containing paste 21 is printed on the p-type silicon substrate 2 by the squeegee 34, and FIG. FIG. 7-2 shows a state during printing, and FIG. 7-3 shows a state at the end of printing.
  • FIGS. 8A and 8B are top views showing the state of the screen printing machine when the dopant-containing paste 21 is printed on the p-type silicon substrate 2 by the squeegee 34, and FIG. FIG. 8-2 shows a state at the end of printing.
  • the space between the coat start position of the scraper 35 on the upper surface of the print mask 32 and the pattern print region P Is supplied with a dopant-containing paste 21.
  • the supply of the dopant-containing paste 21 onto the printing mask 32 may be performed manually or automatically.
  • the amount of the dopant-containing paste 21 placed on the printing mask 32 is determined to be an amount that can uniformly cover the pattern printing region P of the printing mask 32 at the time of coating each of the plurality of p-type silicon substrates 2 that perform printing processing continuously. Is done.
  • the dopant-containing paste 21 is a paste made of a resin containing several percent of phosphorus and its compound and an organic solvent. Since the content ratio of the solid component is low, the viscosity is low and the fluidity is high. When the content ratio of the solid component (phosphorus) is increased in order to increase the viscosity of the dopant-containing paste 21, it is difficult to adjust the sheet resistance of the p-type silicon substrate 2 in which the dopant has diffused from the dopant-containing paste 21. Further, if the dopant-containing paste 21 contains other solid components, the other solid components diffuse into the p-type silicon substrate 2 and the impurity concentration of the first n-type impurity diffusion layer 3a increases, and the characteristics of the solar cell element are improved.
  • a dopant-containing paste 21 paste having a viscosity of 60 Pa ⁇ s is used.
  • the scraper 35 is lowered onto the upper surface of the print mask 32 along the Z-axis direction by the drive mechanism (FIGS. 5-1, 6-1).
  • the scraper 35 is disposed on the upper surface of the print mask 32 in a non-contact state with the upper surface of the print mask 32 so as to have a slight gap with respect to the upper surface of the print mask 32.
  • the distance between the scraper 35 and the printing mask 32 may be any suitable distance that can uniformly coat the upper surface of the printing mask 32 with the dopant-containing paste 21 necessary for printing. For example, a gap of several tens to several hundreds of ⁇ m is provided.
  • the scraper 35 is placed in the printing start position along the coating direction Y1 while maintaining a gap of a predetermined distance from the upper surface of the printing mask 32. Move to (coating end position).
  • the dopant-containing paste 21 is thinly printed on the upper surface of the print mask 32 including the pattern printing region P, and the upper surface of the print mask 32 is coated (covered) with the dopant-containing paste 21 (FIGS. 5-2 and 5-3). FIG. 6-2).
  • the extra dopant-containing paste 21 that protrudes from the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35 does not reach the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35 and is printed in the direction of the printing mask frame 33. It flows on the upper surface. That is, the excess dopant-containing paste 21 that protrudes from the scraper 35 flows in a region outside the sliding region of the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35.
  • the extra dopant-containing paste 21 that protrudes from the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35 is not limited to the paste that flows in the X direction, but also protrudes into a region adjacent to the sliding region of the scraper 35 in the X direction.
  • the dopant containing paste 21 is meant.
  • the extra dopant-containing paste 21 is an extra amount in the printing operation in progress, but is supplied in advance as an amount necessary for printing in the subsequent coating / printing operation in continuous printing. Therefore, when the printing process is repeated while the dopant-containing paste 21 flows and accumulates in a region outside the sliding region of the scraper 35, the dopant-containing paste 21 used for printing decreases, and the dopant-containing paste 21 As a result, the coat fading occurs, resulting in poor printing.
  • the bank member 36 is installed in the vicinity of the sliding area of the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35 on the upper surface of the printing mask. Then, the excess dopant-containing paste 21 that protrudes from the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35 and flows in the direction of the printing mask frame 33 hits the side wall on the sliding region side of the scraper 35 of the bank member 36 and is bounced back. It is returned to the inner area of the print mask 32.
  • FIG. 9A is a diagram schematically illustrating a direction in which excess dopant-containing paste 21 protruding from the sliding region of the scraper 35 is circulated and supplied in the width direction (X direction) of the scraper 35.
  • region P is used for coating operation
  • FIG. 9B is a diagram schematically showing a direction in which excess dopant-containing paste 21 protruding from the sliding region of the scraper 35 is circulated and supplied in the vicinity of the printing start position (coating end position). Excess dopant-containing paste 21 moves onto bank member 36 as shown by arrow D in FIG. 9-2.
  • the upper surface of the bank member 36 is a flat inclined surface whose height decreases in the Y direction from the print start position (coat end position) toward the coat start position (print end position). For this reason, the dopant-containing paste 21 that has moved onto the bank member 36 uses the slope of the upper surface of the bank member 36 to coat the upper surface of the bank member 36 as indicated by the arrow E in FIG. Move to the (printing end position) direction.
  • the dopant-containing paste 21 that has moved the upper surface of the bank member 36 in the direction of the coat start position (print end position) is the coat start position (print end position) of the pair of frame portions facing each other in the Y direction in the print mask frame 33. It hits the inner wall of the frame on the side and flows on the print mask 32 as shown by the arrow F in FIG.
  • the dopant-containing paste 21 that has flowed onto the printing mask 32 flows into the sliding area of the scraper 35 and into the pattern printing area P.
  • the excess dopant-containing paste 21 protruding from the scraper 35 in the vicinity of the printing start position (coating end position) is efficiently circulated and supplied (refluxed) to the coating start position side in the sliding area of the scraper 35.
  • the dopant-containing paste 21 that has flowed downstream from the upper surface of the bank member can easily flow on the printing mask 32.
  • the dopant-containing paste 21 returned to the sliding area of the scraper 35 is used for the coating operation as it is in the next coating operation.
  • the dopant-containing paste 21 that has moved to the bank member 36 side from the pattern printing region P in the sliding region of the scraper 35 is scraped to the pattern printing region P by the bent portion 35.
  • a step or the like that is one step higher than the upper surface of the bank member 36 on the outer peripheral edge of the upper surface of the bank member 36 on the printing mask frame 33 side.
  • the squeegee 34 is lowered onto the print mask 32 along the Z-axis by the driving mechanism (FIGS. 7-1 and 8-1).
  • a predetermined pressure is applied to the squeegee 34 in the Z-axis direction, and the tip of the squeegee 34 is slid to the coat start position (print end position) along the print direction Y2 while contacting the top surface of the print mask 32.
  • a part of the dopant-containing paste 21 thinly coated on the upper surface of the printing mask 32 passes through the metal mesh at the opening of the printing mask 32 and is printed on the surface of the p-type silicon substrate 2 (FIG. 7-2). 7-3 and FIG. 8-2).
  • the dopant-containing paste 21 that is not printed on the surface of the p-type silicon substrate 2 is scraped by the squeegee 34 toward the coating start position (printing end position).
  • a part of the excess dopant-containing paste 21 that protrudes from the squeegee 34 in the width direction (X direction) of the squeegee 34 does not reach the scraper 35 in the width direction (X direction) of the squeegee 34.
  • a part of the excess dopant-containing paste 21 that protrudes from the squeegee 34 flows in a region outside the sliding region of the scraper 35 in the width direction (X direction) of the squeegee 34.
  • the extra dopant-containing paste 21 is an extra amount in the printing operation in progress, but is supplied in advance as an amount necessary for printing in the subsequent coating and printing operations in continuous printing.
  • the bank member 36 is installed in the vicinity of the sliding region of the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35 as described above. For this reason, the excess dopant-containing paste 21 that flows in the direction of the print mask frame 33 outside the sliding area of the scraper 35 is bounced off against the side wall of the bank member 36 on the sliding area side of the scraper 35 and is rebounded. Returned to
  • the excess dopant-containing paste 21 that flows in the direction of the print mask frame 33 outside the sliding area of the scraper 35 hits the side wall of the bank member 36 as shown by the arrow C in FIG. 32 to the inner region.
  • excess dopant-containing paste 21 is circulated and supplied into the sliding area of the scraper 35 and the pattern printing area P.
  • region P is used for coating operation
  • the dopant-containing paste 21 scraped to the print start position (coating end position) side by the squeegee 34 within the moving area of the squeegee 34 is also used for the coating operation as it is in the next coating operation.
  • the dopant-containing paste 21 that has moved onto the bank member 36 uses the inclination of the upper surface of the bank member 36 to coat the upper surface of the bank member 36 as indicated by the arrow E in FIG. End direction) and flows on the print mask 32 as indicated by the arrow F in FIG.
  • the dopant-containing paste 21 that has flowed onto the printing mask 32 flows into the sliding area of the scraper 35 and into the pattern printing area P.
  • excess dopant-containing paste 21 protruding from the squeegee 34 during printing by the squeegee 34 is efficiently circulated and supplied to the coat start position side in the sliding area of the scraper 35.
  • the squeegee is slid by placing the print mask in a state of floating from the printing surface in order to perform stable printing. That is, if printing is performed in a state where the entire printing mask is in contact with the printing surface in advance, the printing mask must be peeled off from the printing surface after printing. However, when such a process is performed, the state of the printed film becomes unstable, for example, the printed film already printed on the surface to be printed is peeled off together with the print mask. For this reason, in order to perform stable printing, the printing mask is set in a non-contact state with the printing surface while slightly floating from the printing surface.
  • the printing mask since the printing mask is set in a state of being slightly lifted from the printing surface, only the portion pressed by the squeegee comes into contact with the printing surface in the printing mask. Therefore, when the squeegee 34 slides, the printing mask 32 is pulled down from the printing mask frame 33 toward the printing surface (p-type silicon substrate 2) around the contact portion with the squeegee 34. When the bank member 36 is disposed, the print mask 32 is bent downward in this manner, so that a slight gap is generated between the bottom surface of the bank member 36 and the print mask 32.
  • the dopant-containing paste 21 is kept in close contact with the bottom surface of the bank member 36 and the top surface of the printing mask 32.
  • a rubber plate 37 is disposed as a deformable member having flexibility to be bent by its own weight while being in close contact with the upper surface of the print mask 32 along the deflection of the print mask 32 during the printing operation. This rubber plate 37 is bent by its own weight along the bent printing mask 32 when the entire printing mask 32 is bent in the direction of the p-type silicon substrate 2 during the printing operation of the dopant-containing paste 21. As shown in FIG. 10, it adheres to the upper surface of the bent printing mask 32.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state where the printing mask 32 and the rubber plate 37 are bent during the printing operation of the dopant-containing paste 21.
  • the extra dopant-containing paste 21 that protrudes from the sliding region of the scraper 35 in the width direction of the scraper 35 during the printing operation of the dopant-containing paste 21 is caused by the bent printing mask 32. , And is returned to the sliding area of the scraper 35 by hitting the rubber plate 37 that is in close contact with the upper surface of the printing mask 32. This prevents the dopant-containing paste 21 from flowing through the gap between the bottom surface of the bank member 36 and the print mask 32 to the print mask frame 33 side.
  • the printing mask is caused by the generation of the dopant-containing paste 21 that flows to the printing mask frame 33 side through the gap between the bottom surface of the bank member 36 and the printing mask 32. A reduction in the amount of dopant-containing paste 21 required in the 32 printing areas is prevented.
  • the amount that the printing mask 32 is bent by being pulled in the direction of the printing surface during the coating operation and the printing operation is about 2 mm. Therefore, the thickness of the rubber plate 37 is greater than the height of the extra dopant-containing paste 21 that protrudes from the sliding region of the scraper 35 in the width direction of the scraper 35 and reaches the bank member 36 during the printing operation. It only has to be. This prevents the dopant-containing paste 21 from flowing into the gap between the upper surface of the rubber plate 37 and the lower surface of the main body of the bank member 36.
  • the thickness of such a rubber plate 37 includes the amount of dopant-containing paste 21 supplied to the print mask 32 during a series of printing operations, the viscosity (fluidity) of the dopant-containing paste 21, the distance between the scraper 35 and the bank member 36, and the like. What is necessary is just to set suitably according to these conditions.
  • the shape of the rubber plate 37 is not limited to this. If the rubber plate 37 covers at least a part of the moving area of the squeegee 34 in the printing direction Y2, the above effect can be obtained in that part. Further, in consideration of the flow of the extra dopant-containing paste 21 that protrudes from the sliding region of the scraper 35 in the width direction of the scraper 35 and reaches the bank member 36, it is further expanded from the sliding region of the scraper 35 in the printing direction Y ⁇ b> 2. By covering the region, the above effect can be obtained more reliably.
  • the dimension in the width direction (X direction) is an extra dopant-containing paste that protrudes from the sliding region of the scraper 35 in the width direction of the scraper 35 during the printing operation of the dopant-containing paste 21. If it can prevent that 21 flows to the printing mask frame 33 side, it will not specifically limit.
  • the rubber plate 37 is disposed on the bottom surface of the bank member 36 as the deforming member.
  • a member other than the rubber plate 37 may be disposed on the bottom surface of the bank member 36 as the deforming member. That is, even in the printing operation of the dopant-containing paste 21, the bottom surface of the bank member 36 and the top surface of the printing mask 32 can be brought into close contact with each other to prevent the generation of a gap between the bottom surface of the bank member 36 and the printing mask 32. I just need it.
  • the side surface of the deformable member on the scraper 35 side has water repellency or is subjected to water repellency treatment.
  • the dopant-containing paste 21 is continuously printed on the plurality of p-type silicon substrates 2 without supplying a new dopant-containing paste 21.
  • FIG. 11 is a top view of the print mask 32 for explaining the groove 38 formed on the top surface of the bank member 36.
  • the paste on the upper surface of the bank member 36 is used as a spatula-like jig such as a squeegee. May be used to force down.
  • the bank member 36 is disposed in an area outside the sliding area of the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35. Has been placed. As a result, excess dopant-containing paste 21 that protrudes from the sliding region of the scraper 35 in the width direction (X direction) of the scraper 35 is bounced off against the side wall of the bank member 36, and within the sliding region of the scraper 35 and the pattern printing region. Circulatingly supplied into P.
  • the top surface of the bank member 36 is moved in the direction of the coat start position (print end position) by using the inclination of the top surface of the bank member 36 by the momentum, and the coat start position (print end position) side Are circulated and fed into the sliding area of the scraper 35 and the pattern printing area P.
  • FIG. 12A is a perspective view of the configuration of the screen printing machine according to the second embodiment.
  • FIG. 12-2 is a cross-sectional view of the principal part of the print mask of the screen printing machine according to the second embodiment, and corresponds to the BB cross section in FIG. 12-1.
  • the screen printing machine according to the second embodiment is different from the screen printing machine according to the first embodiment in that part of the upper surface of the bank member 36 in the vicinity of both end portions in the moving direction (Y direction) of the scraper 35 and the squeegee 34.
  • FIG. 13 is an enlarged perspective view of the main part showing the vicinity of the notch 41.
  • FIG. 14 is an enlarged perspective view of the main part showing the vicinity of the notch 42.
  • a notch 41 is provided in a part of the guide wall 40 on the printing start position (coating end position) side in the moving direction (Y direction) of the scraper 35 and the squeegee 34. Accordingly, the dopant-containing paste 21 that protrudes from the scraper 35 in the width direction and reaches the bank member 36 flows in the direction indicated by the arrow in FIG. 13 and is easily moved to the bank member 36.
  • the dopant-containing paste 21 that has moved from the notch 41 to the top surface of the bank member 36 causes the top surface of the bank member 36 along the guide wall 40 in the direction of the coating start position (printing end position) due to the inclination of the top surface of the bank member 36. Moving.
  • a notch portion 42 is provided in a part of the guide wall 40 on the side of the coating start position (printing end position) in the moving direction (Y direction) of the scraper 35 and the squeegee 34.
  • the dopant-containing paste 21 that has moved on the top surface of the bank member 36 in the direction of the coating start position (printing end position) flows in the direction indicated by the arrow in FIG. 14 and flows from the notch portion 42 onto the printing mask 32.
  • the dopant-containing paste 21 can easily flow from the upper surface of the bank member 36 onto the printing mask 32. Thereby, the dopant-containing paste 21 is efficiently circulated and supplied onto the print mask 32.
  • the notched portion 42 is provided closer to the coating start position (printing end position) than the coating start position (printing end position) of the scraper 35, so that the dopant-containing paste 21 is reliably placed in the sliding region of the scraper 35 and The pattern printing area P is circulated and supplied.
  • the groove part 38 may be formed on the upper surface of the bank member 36.
  • the dopant-containing paste 21 that has moved from the notch 41 to the top surface of the bank member 36 can be surely flow on the top surface of the bank member 36 along the groove 38, in addition to being guided to the guide wall 40, The dopant-containing paste 21 can be efficiently induced.
  • the dopant-containing paste 21 that has moved to the upper surface of the bank member 36 is applied to the coating start position (print end position).
  • the dopant-containing paste 21 that has moved onto the bank member 36 in the vicinity of the printing start position (coating end position) is efficiently contained in the sliding area of the scraper 35 on the coating start position (printing end position) side and in the pattern printing area P. Can be circulated to supply.
  • the amount of the dopant-containing paste 21 necessary for printing in order to coat the print mask 32 even during the continuous printing process can be secured.
  • Continuous printing can be performed with good print quality by preventing defects due to printing blur due to shortage.
  • Embodiment 3 a paste that can be continuously printed with good print quality by being circulated by the screen printer according to the above-described embodiment will be described.
  • the screen printing machine by performing a coating operation to spread the paste thinly on the printing mask using a scraper, the paste protruding from the scraper moves to an end region on the printing mask.
  • the paste moving to the end region on the printing mask is moved onto the bank member 36 as described above, and the printing mask 32 is used by using the inclination of the upper surface of the bank member 36. It is possible to move (circulate) to the upper coat start position (print end position).
  • a paste having low viscosity and high fluidity is suitable.
  • the paste can be moved and reliably circulated using the inclination of the upper surface of the bank member 36.
  • a paste having a low viscosity and a high fluidity for example, a paste having a viscosity of 80 Pa ⁇ s or less is preferable.
  • a paste having such a viscosity it is possible to reliably circulate the paste using the bank member 36, and in continuous screen printing, the amount of paste required for the coating operation by the scraper 35 is as follows. It can be secured without supplying additional new paste.
  • the paste fluidity gradually decreases as the paste viscosity becomes higher than 80 Pa ⁇ s, and the paste cannot be circulated (moved) by using the slope of the bank member 36. For this reason, in continuous screen printing, the amount of paste to be thinly spread on the print mask 32 by the scraper 35 is insufficient, and as a result, the paste of the paste spread thinly on the print mask 32 is faded, so that uniform printing cannot be performed.
  • the lower limit of the viscosity of the paste is about 30 Pa ⁇ s from the viewpoint of obtaining a desired pattern dimension by screen printing, in particular, obtaining a desired fine line width (not exceeding a desired width).
  • the screen printing machine according to the present invention is useful for continuous printing with good print quality without causing printing failure due to insufficient amount of paste.
  • 1 solar cell 2 semiconductor substrate (p-type silicon substrate), 2a minute unevenness, 3 n-type impurity diffusion layer, 3a first n-type impurity diffusion layer, 3b second n-type impurity diffusion layer, 4 antireflection film, 5 surface silver Grid electrode, 5a silver paste, 6 front silver bus electrode, 7 back aluminum electrode, 7a aluminum paste, 8 back silver electrode, 9 p + layer (BSF (Back Surface Field)), 11 semiconductor substrate, 12 light receiving surface side electrode, 13 Back side electrode, 21 dopant containing paste, 31 printing stage, 32 printing mask, 33 printing mask frame, 34 squeegee, 35 scraper, 35a bent part, 36 bank member, 37 rubber plate, 38 groove part, 40 guide wall, 41 notch Part, 42 notch part, Y1 coat direction, Y2 print direction.
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Abstract

　印刷マスク３２のパターン印刷領域Ｐ（印刷領域Ｐ）上にコートされたドーパント含有ペースト（ペースト）を印刷領域Ｐに設けられた開口パターンを介して印刷領域Ｐの下部に配置されたｐ型シリコン基板２の被印刷面に印刷するスクリーン印刷機であって、印刷マスク３２の上面におけるスクレッパの摺動領域よりも外周側に、底面部における少なくとも印刷領域Ｐ側の側壁部が印刷マスク３２の上面と密着して設けられて、スクレッパの摺動領域からはみ出したペーストをスクレッパの摺動領域側に跳ね返す土手部材３６とを備え、土手部材３６は、底面部における印刷領域Ｐ側の側壁部が、印刷マスク３２の上面と密着したまま印刷マスク３２の撓みに沿って自重によりｐ型シリコン基板２側に撓んで土手部材本体から離間可能な変形部材３７により構成される。

Description

スクリーン印刷機
　本発明は、スクリーン印刷機に関し、特に、太陽電池セルの電極形成に好適なスクリーン印刷機に関するものである。
　スクリーン印刷法は、太陽電池の電極形成や、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electro　Luminescence）ディスプレイなどの各種表示装置の電極形成に用いられている。スクリーン印刷法においては、所定の印刷パターンが形成された印刷マスクが、印刷ステージ上に配置された印刷対象に対して所定の距離を空けて該印刷対象の上部に配置され。該印刷マスク上に電極材料を含むペーストが供給される。
　ここで、印刷マスクは、主にメッシュ、押し出し乳剤、全体を補強するフレームから成る。印刷マスクの印刷パターンは、印刷マスクの面内における乳剤の有無で形成される。すなわち、印刷マスクの面内においてペーストの印刷が実施される部分のメッシュには乳剤が設置されない。逆に、印刷マスクの面内においてペーストの印刷が実施されない部分のメッシュには乳剤が設置される。このように、印刷マスクでは、該印刷マスクの面内における乳剤の有無により、ペーストがメッシュを通過するか否かが制御されている。
　ペーストの印刷時には、印刷マスク上に供給されたペーストがスクレッパにより印刷マスク上に薄く広げられてコートされる。印刷マスク上にコートされたペーストは、印刷マスク上をスキージが摺動することにより、乳剤が設置されていないメッシュ部分を通過して印刷対象上に供給される。そして、印刷対象上に供給されたペーストが、ペーストに含有される電極材料に応じた所定の温度で焼成されることによって、電極が形成される。
　一方、スクリーン印刷を実用性および量産性の優れた手法として用いるために、上記の基本処理に加え、様々な工夫がなされている。その中でも、ペーストを印刷マスク上に満遍なく延ばすスクレッパについての工夫は、最も重要な工夫の一つと位置付けられる。実用性および量産性を追及する際、同じ動作や作用を繰り返し再現することは極めて重要である。１回分の印刷が実施された直後において、印刷マスク上に供給されたペーストは、印刷に消費されるか、またはスキージにより印刷マスク上の端部に追いやられる。このため、印刷すべき印刷領域付近では、ペーストが枯渇気味になる。
　スクレッパは、印刷すべき部分に対してペーストを短時間で補充するために、大きく寄与する。具体的には、１回分の印刷が終わった直後において、スキージの印刷マスクからの上昇と入れ替わりに、印刷方向においてスキージのやや下流側に設置されたスクレッパが印刷マスクに向かって降下し、スキージの動作方向すなわち印刷方向とは逆の方向に移動する。印刷直後に印刷マスク上の端部に追いやられたペーストのうち、スキージとスクレッパとの間に位置するものは、この動作により、印刷マスク上において印刷パターン付近に再度供給される。スクレッパと印刷マスクとの間には、わずかな隙間が予め調節されている。これにより、スクレッパが移動した際にこの隙間分の厚さのペーストが均一に印刷マスク上に残り、ペーストが印刷マスク上に満遍なく再供給されるように工夫されている。
特開平１１－２２７１５５号公報
　ところで、太陽電池セルの形成においては、粘度の緩いペーストを用いたスクリーン印刷を実施する場合がある。従来、粘度の緩いペーストを太陽電池セル基板上に印刷する際には、所定量のペーストが印刷マスク上に供給され、該ペーストがスクレッパを用いて印刷マスク上に薄く広げられてコートされる。そして、スキージを用いて該ペーストが太陽電池セル基板上に印刷される。所定量とは、ペーストを印刷マスク上に満遍なく薄く広げるために必要な量である。
　このようなスクリーン印刷動作を繰り返し実施すると、粘度が緩いペーストの場合には、印刷マスク上においてスクレッパの幅方向のスクレッパの動作範囲外の領域にペーストがはみ出して溜まっていく。このため、印刷マスク上にコートするためのペースト量が不足し、印刷マスク上にコートされたペーストがかすれる、またはペーストがコートされない領域が発生する結果、均一な印刷ができなくなり印刷かすれ不良が発生する、という問題があった。
　特に粘度が低く流動性の高いくペーストでは、コートした際にペーストが印刷マスクの周辺部まで広がり、スキージによる印刷処理およびスクレッパによるコート処理を連続して実施して連続印刷を行う際に、コートするペースト量が次第に少なくなり十分なコートができず、印刷パターンの形状が損なわれる、という問題が発生していた。
　このような場合、通常はペーストを構成する固形分比率を増やすことによりペーストの粘度を高くして、ペーストが印刷マスクの周辺部まで広がらないように改善が行われる。しかし、ペースト材料によっては固形分比を増やすことでペーストの有する機能性が損なわれて機能しないことがあり、ペーストの粘度調整ができない、という問題もあった。
　上記のような従来のスクリーン印刷においては、ペーストの回収能力はスクレッパおよびスキージの形状と大きさに依存している。すなわち、ペーストの回収可能な範囲は、スクレッパおよびスキージの形状と大きさに依存して決まる。何らかの原因により、ペーストの回収可能な範囲を超える領域にペーストが達すると、この分のペーストは回収できず、印刷に寄与せずに回収もされない無駄なペーストが発生する。このような無駄なペーストの発生は、粘度が低く、自重による拡がりが速い性質を有するペーストほど顕著になる。
　このような無駄なペーストの発生に対して、スクレッパおよびスキージの大きさで対応する手段も一応は有り得る。しかし、スクレッパおよびスキージの大きさの増大は、ペーストの回収の他に有効な意味もなく、装置が巨大化することを意味するので、装置全体の視点から、有効な手段とは言えない。
　一方、均一な印刷を行うための方法として、たとえば特許文献１においては、スキージの両端部と枠体との間の印刷領域に当たるスクリーン上をスキージの移動に合わせて加圧しながら印刷を実施する印刷方法が提案されている。
　しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、装置構成および装置の動作が複雑となり、また装置コストが増大する。また、上述したような印刷に寄与せずに回収もされない無駄なペーストが発生は解消できない。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ペースト量の不足に起因した印刷不良を発生することなく良好な印刷品質で連続印刷が可能なスクリーン印刷機を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるスクリーン印刷機は、印刷マスクの印刷領域上にコートされたペーストを前記印刷領域に設けられた開口パターンを介して前記印刷領域の下部に配置された被印刷物の被印刷面に印刷するスクリーン印刷機であって、前記印刷マスクの上面と離間した状態で前記印刷マスクの上面上を摺動することにより、前記印刷マスクの上面に供給された前記ペーストにより前記印刷領域をコートするスクレッパと、前記ペーストによりコートされた前記印刷領域上を前記印刷マスクの上面に接触した状態で前記スクレッパの摺動方向と反対方向に摺動することにより、前記開口パターンを介して前記ペーストを前記被印刷面に印刷するスキージと、前記印刷マスクの上面における前記スクレッパの摺動領域よりも外周側に、底面部における少なくとも前記印刷領域側の側壁部が前記印刷マスクの上面と密着して設けられて、前記スクレッパの摺動領域からはみ出した前記ペーストを前記スクレッパの摺動領域側に跳ね返す土手部材とを備え、前記土手部材は、前記底面部における前記印刷領域側の側壁部が、前記印刷マスクの上面と密着したまま前記印刷マスクの撓みに沿って自重により前記被印刷物側に撓んで前記土手部材本体から離間可能な変形部材により構成される。
　本発明によれば、ペースト量の不足に起因した印刷不良を発生することなく良好な印刷品質で連続印刷が可能なスクリーン印刷機が得られる、という効果を奏する。
図１－１は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの概略構成を示す図であり、受光面側から見た太陽電池セルの上面図である。 図１－２は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの概略構成を示す図であり、受光面と反対側（裏面側）から見た太陽電池セルの下面図である。 図１－３は、実施の形態１における太陽電池セルの概略構成を示す図であり、図１－１の線分Ａ－Ａにおける要部断面図である。 図２－１は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－２は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－３は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－４は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－５は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－６は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－７は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－８は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－９は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図２－１０は、本発明の実施の形態１における太陽電池セルの製造工程の一例を説明するための要部断面図である。 図３－１は、本発明の実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の構成を示す断面図である。 図３－２は、本発明の実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の構成を示す斜視図である。 図４－１は、本発明の実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の印刷マスクの上面図である。 図４－２は、本発明の実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の印刷マスクの下面図である。 図４－３は、本発明の実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の印刷マスクの要部断面図である。 図４－４は、本発明の実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の印刷マスクの要部断面図である。 図５－１は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスクレッパによりドーパント含有ペーストを印刷マスク上にコートする際のコート開始時の状態を示す断面図である。 図５－２は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスクレッパによりドーパント含有ペーストを印刷マスク上にコートする際のコート途中の状態を示す断面図である。 図５－３は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスクレッパによりドーパント含有ペーストを印刷マスク上にコートする際のコート終了時の状態を示す断面図である。 図６－１は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスクレッパによりドーパント含有ペーストを印刷マスク上にコートする際のコート開始時の状態を示す上面図である。 図６－２は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスクレッパによりドーパント含有ペーストを印刷マスク上にコートする際のコート終了時の状態を示す上面図である。 図７－１は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスキージによりドーパント含有ペーストをｐ型シリコン基板に印刷する際の印刷開始時の状態を示す断面図である。 図７－２は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスキージによりドーパント含有ペーストをｐ型シリコン基板に印刷する際の印刷途中の状態を示す断面図である。 図７－３は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスキージによりドーパント含有ペーストをｐ型シリコン基板に印刷する際の印刷終了時の状態を示す断面図である。 図８－１は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスキージによりドーパント含有ペーストをｐ型シリコン基板に印刷する際の印刷開始時の状態を示す上面図である。 図８－２は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においてスキージによりドーパント含有ペーストをｐ型シリコン基板に印刷する際の印刷終了時の状態を示す上面図である。 図９－１は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機のスクレッパの幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパの摺動領域からはみ出した余分なドーパント含有ペーストの流れる方向を模式的に示す図である。 図９－２は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の印刷開始位置（コート終了位置）近傍においてスクレッパの摺動領域からはみ出した余分なドーパント含有ペーストが循環供給される方向を模式的に示す図である。 図１０は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機のドーパント含有ペーストの印刷動作時において印刷マスクおよびゴム板が撓んだ状態を示す模式断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の土手部材の上面に形成された溝部を説明するための印刷マスクの上面図である。 図１２－１は、本発明の実施の形態２にかかるスクリーン印刷機の構成を示す斜視図である。 図１２－２は、本発明の実施の形態２にかかるスクリーン印刷機の印刷マスクの要部断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態２にかかるスクリーン印刷機の印刷マスクにおける切り欠き部の近傍を拡大して示す要部斜視図である。 図１４は、本発明の実施の形態２にかかるスクリーン印刷機の印刷マスクにおける切り欠き部の近傍を拡大して示す要部斜視図である。
　以下に、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。
実施の形態１．
　以下では、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機を、ドーパント含有ペーストを用いた太陽電池セルの製造方法に適用する場合について説明する。実施の形態１にかかるスクリーン印刷機について説明する前に、まず実施の形態１にかかるスクリーン印刷機を用いて作製される太陽電池について説明する。図１－１～図１－３は、実施の形態１における太陽電池セル１の概略構成を示す図であり、図１－１は、受光面側から見た太陽電池セル１の上面図、図１－２は、受光面と反対側（裏面側）から見た太陽電池セル１の下面図、図１－３は、要部断面図であり、図１－１の線分Ａ－Ａにおける要部断面図である。
　実施の形態１にかかる太陽電池セル１においては、ｐ型シリコンからなる半導体基板２（以下、ｐ型シリコン基板２と呼ぶ）の受光面側にリン拡散によってｎ型不純物拡散層３が形成されて、ｐｎ接合を有する半導体基板１１が形成されている。また、ｎ型不純物拡散層３上に例えば窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）からなる反射防止膜４が形成されている。なお、半導体基板２としてはｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板のいずれを用いてもよい。また、半導体基板２としてはｐ型のシリコン基板に限定されず、ｎ型の多結晶のシリコン基板またはｎ型の単結晶シリコン基板を用いてもよい。
　また、ｐ型シリコン基板２の受光面側には、光を閉じ込めるためのテクスチャー構造を構成する微小凹凸（テクスチャー）２ａが１０μｍ程度の深さで形成されている。微小凹凸（テクスチャー）２ａは、受光面において外部からの光を吸収する面積を増加し、受光面における反射率を抑え、効率良く光を太陽電池セル１に閉じ込める構造となっている。
　太陽電池セル１においては、ｎ型不純物拡散層３として２種類の層が形成されて選択エミッタ構造が形成されている。すなわち、ｐ型シリコン基板２の受光面側の表層部において、受光面側電極１２の下部領域およびその近傍領域には、ｎ型の不純物が高濃度に拡散された高濃度不純物拡散層（低抵抗拡散層）である第１ｎ型不純物拡散層３ａが形成されている。また、ｐ型シリコン基板２の受光面側の表層部において、第１ｎ型不純物拡散層３ａが形成されていない領域には、ｎ型の不純物が低濃度に拡散された低濃度不純物拡散層（高抵抗拡散層）である第２ｎ型不純物拡散層３ｂが形成されている。
　反射防止膜４は、絶縁膜である窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）からなる。なお、反射防止膜４は、窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）に限定されず、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）または酸化チタン膜（ＴｉＯ２膜）などの絶縁膜により形成されてもよい。
　また、半導体基板１１の受光面側には、長尺細長の表銀グリッド電極５が複数並べて設けられ、この表銀グリッド電極５と導通する表銀バス電極６が該表銀グリッド電極５と略直交するように設けられており、それぞれ底面部においてｎ型不純物拡散層３に電気的に接続している。表銀グリッド電極５および表銀バス電極６は銀材料により構成されている。表銀グリッド電極５および表銀バス電極６は、後述するファイヤースルーにより形成されており、一部が反射防止膜４に埋設されている。
　表銀グリッド電極５は、例えば所定の間隔で略平行に配置され、半導体基板１１の内部で発電した電気を集電する。また、表銀バス電極６は、例えば太陽電池セル１枚当たりに２本～４本配置され、表銀グリッド電極５で集電した電気を外部に取り出す。そして、表銀グリッド電極５と表銀バス電極６とにより、櫛形を呈する第１電極である受光面側電極１２が構成される。
　上述した受光面側電極１２は、第１ｎ型不純物拡散層３ａ上に形成されている。また、第１ｎ型不純物拡散層３ａにおいて受光面側電極１２が形成されていない領域および第２ｎ型不純物拡散層３ｂが形成されている領域が、太陽電池セル１に光が入射する受光面となる。
　一方、半導体基板１１の裏面（受光面と反対側の面）には、外縁領域の一部を除いた略全体にわたってアルミニウム材料からなる裏アルミニウム電極７が設けられ、また表銀バス電極６と略同一方向に延在して銀材料からなる裏銀電極８が設けられている。そして、裏アルミニウム電極７と裏銀電極８とにより第２電極である裏面側電極１３が構成される。
　また、半導体基板１１の裏面（受光面と反対側の面）側の表層部には、高濃度不純物を含んだｐ＋層（ＢＳＦ（Back　Surface　Field））９が形成されている。ｐ＋層（ＢＳＦ）９は、ＢＳＦ効果を得るために設けられ、ｐ型層（半導体基板２）中の電子が消滅しないようにバンド構造の電界でｐ型層（半導体基板２）電子濃度を高めるようにする。
　つぎに、太陽電池セル１の製造方法について説明する。図２－１～図２－１０は、本発明の実施の形態１における太陽電池セル１の製造工程の一例を説明するための要部断面図である。
　まず、半導体基板として、例えばｐ型シリコン基板２を用意する（図２－１）。ｐ型シリコン基板２は、溶融したシリコンを冷却固化してできた単結晶シリコンインゴットまたは多結晶シリコンインゴットをバンドソーまたはマルチワイヤーソー等を用いてワイヤーソーで所望のサイズ・厚さにカット・スライスして製造するため、表面にスライス時のダメージが残っている。そこで、まずはこのダメージ層の除去も兼ねて、ｐ型シリコン基板２を酸または加熱したアルカリ溶液中、例えば水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液に浸漬して表面の１５μｍ程度の厚みをエッチングすることにより、シリコン基板の切り出し時に発生してｐ型シリコン基板２の表面近くに存在するダメージ領域を取り除く。その後、ｐ型シリコン基板２の表面をフッ酸および純水で洗浄する。
　また、ダメージ除去と同時に、またはダメージ除去に続いて、ｐ型シリコン基板２の受光面側の表面にテクスチャー構造として微小凹凸２ａを１０μｍ程度の深さで形成する（図２－２）。例えば数ｗｔ％の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を数～数十ｗｔ％添加した８０℃～９０℃程度の溶液でｐ型シリコン基板２の異方性エッチングを行ない、ｐ型シリコン基板２の受光面側の表面にピラミッド状の微小凹凸（テクスチャー）を形成する。
　なお、太陽電池の製造方法においてテクスチャー構造の形成方法および形状については、特に制限されるものではない。例えば、イソプロピルアルコールを含有させたアルカリ水溶液または主にフッ酸、硝酸の混合液からなる酸エッチングを用いる方法、反応性ガスエッチング（ＲＩＥ：Reactive　Ion　Etching）などのドライエッチングプロセスを用いた手法など、何れの手法を用いても差し支えない。たとえばＲＩＥを用いて、表面にたとえば１～３μｍの深さの微小凹凸を形成してもよい。
　つぎに、選択エミッタ構造における高濃度不純物拡散層（低抵抗拡散層）である第１ｎ型不純物拡散層３ａを形成するために、拡散源含有塗布剤としてのドーパント含有ペースト２１が、スクリーン印刷機を用いてｐ型シリコン基板２の一面上に塗布形成される（図２－３）。ここではｐ型シリコン基板２を用いているので、ｎ型ドーパントとして例えばリンを用いるために、リン化合物を含有したドーパント含有ペースト２１が用いられる。ドーパント含有ペースト２１の印刷に用いるスクリーン印刷機については後述する。ドーパント含有ペースト２１の印刷後、該ドーパント含有ペースト２１を乾燥させる乾燥工程が行われる。
　つぎに、ｐ型シリコン基板２が熱拡散炉へ投入され、ドーパント含有ペースト２１によるドーパント（リン）の熱拡散工程である第１拡散工程（第１熱処理）が行われる。この第１拡散工程は、２段階の拡散工程のうちの１段階目であり、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）は使用されず、ドーパント含有ペースト２１以外にはドーパント（リン）の拡散源は存在しない。このため、ｐ型シリコン基板２においてドーパント含有ペースト２１が印刷されている領域の下部のみにドーパント（リン）の熱拡散が行われる。この第１拡散工程により、ｐ型シリコン基板２の表面におけるドーパント含有ペースト２１の印刷領域の下部領域へ該ドーパント含有ペースト２１からドーパント（リン）が高濃度（第１拡散濃度）に熱拡散されて第１ｎ型不純物拡散層３ａが形成される（図２－４）。
　第１拡散工程の終了後、続いてオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）によるドーパント（リン）の熱拡散工程である第２拡散工程（第２熱処理）が行われる。すなわち、ｐ型シリコン基板２は同熱拡散炉において、第１拡散工程後に連続して第２拡散工程が行われる。この第２拡散工程は、２段階の拡散工程のうちの２段階目である。第２拡散工程は、熱拡散炉内において、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガスの存在下で行われる。すなわち、第２拡散工程ではドーパント（リン）の拡散源としてオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を含む雰囲気条件下での熱拡散が行われる。
　この第２拡散工程により、ｐ型シリコン基板２の表面における、ドーパント含有ペースト２１の印刷領域を除く領域、すなわちｐ型シリコン基板２の露出領域に、第１ｎ型不純物拡散層３ａよりも低濃度（第２拡散濃度）にドーパント（リン）が熱拡散されて第２ｎ型不純物拡散層３ｂが形成される（図２－５）。また、第２拡散工程直後のｐ型シリコン基板２の表面には、拡散処理中に表面に堆積したガラス質（燐珪酸ガラス、ＰＳＧ：Phospho-Silicate　Glass）層が形成されている（図示せず）。
　つぎに、ｐｎ分離が行われる（図２－６）。ｎ型不純物拡散層３は、ｐ型シリコン基板２の表面に一様に形成されるので、おもて面と裏面とは電気的に接続された状態にある。このため、そのままの状態で裏アルミニウム電極７（ｐ型電極）と受光面側電極１２（ｎ型電極）を形成した場合には、裏アルミニウム電極７（ｐ型電極）と受光面側電極１２（ｎ型電極）が電気的に接続される。この電気的接続を遮断するため、ｐ型シリコン基板２の端面領域に形成された第２ｎ型不純物拡散層３ｂをたとえばドライエッチングやレーザにより除去してｐｎ分離を行う。
　つぎに、ｐ型シリコン基板２を例えばフッ酸溶液中に浸漬し、その後、水洗処理を行うことにより、第２拡散工程においてｐ型シリコン基板２の表面に形成されたガラス質層およびドーパント含有ペースト２１の残存物であるガラス質層（リン化合物が溶けた後の固まり）が除去される（図２－７）。これにより、第１導電型層であるｐ型シリコンからなる半導体基板２と、該半導体基板２の受光面側に形成された第２導電型層であるｎ型不純物拡散層３と、によりｐｎ接合が構成された半導体基板１１が得られる。
　また、ｎ型不純物拡散層３として、ｐ型シリコン基板２の受光面側に第１ｎ型不純物拡散層３ａと第２ｎ型不純物拡散層３ｂとから構成された選択エミッタ構造が得られる。半導体基板１１の受光面側のシート抵抗は、たとえば受光面側電極１２の下部領域となる第１ｎ型不純物拡散層３ａが２０～４０Ω/□、受光面となる第２ｎ型不純物拡散層３ｂが８０～１２０Ω／□となる。
　つぎに、半導体基板１１の受光面側（ｎ型不純物拡散層３側）に反射防止膜４として例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜が一様な厚み、たとえば６０～８０ｎｍの厚みで形成される（図２－８）。反射防止膜４の形成は、例えばプラズマＣＶＤ法を使用し、シラン（ＳｉＨ４）ガスとアンモニア（ＮＨ３）ガスの混合ガスを原材料に用いる。
　つぎに、スクリーン印刷により電極が形成される。まず、銀ペーストをスクリーン印刷によって半導体基板１１の裏面側に裏銀電極８の形状に塗布した後、乾燥させる（図２－９）。つぎに、アルミニウムペースト７ａをスクリーン印刷によって半導体基板１１の裏面側に裏アルミニウム電極７の形状に塗布した後、アルミニウムペーストを乾燥させる（図２－９）。
　つぎに、受光面側電極１２を作製する（焼成前）。すなわち、半導体基板１１の受光面である反射防止膜４上に、表銀グリッド電極５と表銀バス電極６との形状に、銀およびガラスフリットを含む銀ペースト５ａをスクリーン印刷によって塗布した後、電極材料ペーストを乾燥させる（図２－９）。受光面側電極１２は、第１ｎ型不純物拡散層３ａ上に位置合わせして形成される。
　その後、半導体基板１１の受光面側および裏面側の電極ペーストを大気雰囲気中で６００℃～９００℃程度の温度で同時に焼成することで、半導体基板１１の表側では銀ペースト中に含まれているガラス材料で反射防止膜４が溶融している間に銀材料がシリコンと接触し再凝固する。これにより、受光面側電極１２としての表銀グリッド電極５および表銀バス電極６とが得られ、受光面側電極１２と半導体基板１１のシリコンとの導通が確保される（図２－１０）。このようなプロセスは、ファイヤースルー法と呼ばれる。
　また、半導体基板１１の裏面側では、銀ペーストがシリコンと接触し再凝固する。これにより、裏面側電極１３としての裏銀電極８が得られる。また、アルミニウムペーストが半導体基板１１のシリコンと反応して裏アルミニウム電極７が得られ、かつ裏アルミニウム電極７の直下にｐ＋層９を形成する。裏アルミニウム電極７とｐ＋層９との間にはアルミニウム合金層が形成される。なお、図中では表銀グリッド電極５および裏アルミニウム電極７のみを示しており、表銀バス電極６および裏銀電極８の記載を省略している。
　以上のような工程を実施することにより、図１－１～図１－３に示す本実施の形態にかかる太陽電池セル１を作製することができる。
　つぎに、上述したドーパント含有ペースト２１の印刷に用いられる実施の形態１にかかるスクリーン印刷機について説明する。図３－１は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の構成を示す断面図である。図３－２は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の構成を示す斜視図である。このスクリーン印刷機は、印刷ステージ３１と、印刷マスク３２と、印刷マスク枠３３と、ヘラ状の治具であるスキージ３４と、ヘラ状の治具であるスクレッパ３５と、土手部材３６とを備えている。なお、図３－２においては、印刷マスク３２および印刷マスク枠３３については、スクレッパ３５によるドーパント含有ペースト２１のコート動作の開始時の位置のみを模擬的に示している。
　図４－１は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の印刷マスク３２の上面図である。図４－２は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の印刷マスク３２の下面図である。図４－３は、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機の印刷マスク３２の要部断面図であり、図３－２におけるＡ－Ａ断面に対応する。図４－４は、実施の形態１にかかる印刷マスク３２の要部断面図であり、図３－２におけるＢ－Ｂ断面に対応する。ここでは、印刷マスク３２においてドーパント含有ペースト２１が供給される側の面を上面、ｐ型シリコン基板２と対向する側の面を下面とする。図４－１では、コート開始位置（印刷終了位置）のスキージ３４およびスクレッパ３５の位置を実線で、印刷開始位置（コート終了位置）のスキージ３４およびスクレッパ３５の位置を点線で示している。
　印刷ステージ３１は、被印刷物であるｐ型シリコン基板２を載置固定する。印刷ステージ３１は、その上面（ステージ面）に載置したｐ型シリコン基板２をたとえば真空吸着することによりｐ型シリコン基板２を位置決め固定する。
　印刷ステージ３１上に固定されたｐ型シリコン基板２上には、該ｐ型シリコン基板２の上面（被印刷面）と所定の間隔を空けて、四角形状の印刷マスク３２が配置される。印刷マスク３２は、たとえばアルミニウム合金などからなる印刷マスク枠３３間に金属メッシュが所定の張力で張設・支持されている。すなわち、印刷マスク枠３３は、印刷マスク３２の外周縁部に印刷マスク３２の外周に沿って設けられて金属メッシュを保持する。金属メッシュは、印刷パターンに対応した開口部（図示せず）を除く部分に感光性樹脂膜（乳剤）が被着されている。印刷マスク３２と印刷ステージ３１とは、それぞれに設けられたアライメントマーカーにより位置決めされる。
　印刷マスク３２の上部には、スキージ３４とスクレッパ３５とが図示しない駆動手段により昇降可能且つ所定の摺動方向（図３－２におけるＹ方向）に移動可能に設けられている。図３－２において、スクレッパ３５によりドーパント含有ペースト２１をコートする際のスクレッパ３５の移動方向をコート方向Ｙ１とする。また、スキージ３４によりドーパント含有ペースト２１を印刷する際のスキージ３４の摺動方向を印刷方向Ｙ２とする。印刷方向Ｙ２は、印刷マスク枠３３におけるＹ方向に沿った一対の枠部の延在方向と平行とされている。スキージ３４は、スクレッパ３５と所定の間隔を開けて印刷方向Ｙ２におけるスクレッパ３５の摺動方向の下流側にスクレッパ３５と略平行方向に配置されている。
　Ｘ方向は、スキージ３４およびスクレッパ３５の幅方向である。スキージ３４およびスクレッパ３５の幅方向は、印刷マスク３２の面方向においてＹ方向と略直交する方向とされる。また、スキージ３４の幅寸法は、印刷マスク３２におけるパターン印刷領域Ｐと略等しく、またはＸ方向において両端がパターン印刷領域Ｐからはみ出す寸法とされる。パターン印刷領域Ｐは、印刷パターンに対応した開口部が乳剤に設けられて被印刷物であるｐ型シリコン基板２に対するドーパント含有ペースト２１の印刷が行われる領域である。スクレッパ３５の幅寸法は、Ｘ方向において両端がスキージ３４から突出するようにスキージ３４の幅寸法よりも長くされている。スクレッパ３５においてスキージ３４から突出した部分は、印刷方向Ｙ２に屈曲した屈曲部３５ａとされている。Ｚ方向は、スキージ３４およびスクレッパ３５の昇降方向である。
　この印刷マスク３２上におけるパターン印刷領域Ｐを含む領域にスクレッパ３５によりドーパント含有ペースト２１を薄くコートしておき、スキージ３４によって印刷マスク３２に所定の押圧力を加えた状態で図３－２における印刷方向Ｙ２に沿ってパターン印刷領域Ｐ上をスキージ３４を摺動させることによって、印刷マスク３２の開口部を通してドーパント含有ペースト２１がｐ型シリコン基板２側に押し出され、所望のパターンがｐ型シリコン基板２に印刷される。
　ここで、印刷マスク３２の上面においては、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）におけるスクレッパ３５の摺動領域よりも外側の領域に、印刷方向Ｙ２と平行な方向に２つの土手部材３６が印刷マスク３２の上面と密着して配置されている。すなわち、印刷マスク枠３３におけるＸ方向において対向する一対の枠部のそれぞれの内壁に隣接して、該枠部の延在方向と平行な方向に２つの土手部材３６が配置されている。
　この土手部材３６は、その上面がスキージ３４による印刷開始位置（コート終了位置）からスクレッパ３５によるコート開始位置（印刷終了位置）に向かって高さが低くなる平坦な傾斜面とされている。すなわち、この傾斜面は、スクレッパ３５の摺動方向における下流側から上流側に向かって低くなる傾斜面とされている。また、土手部材３６は、平面形状が略長方形状、縦断面形状が略台形形状になっている。また、印刷マスク３２の上面に当接する土手部材３６の底面部は、略均一な厚みを有するゴム板３７により構成されている。一方、土手部材３６の底面部以外の部分は、樹脂により構成されている。土手部材３６の寸法は、たとえば印刷開始位置（コート終了位置）側の端部の高さは２０ｍｍ、コート開始位置（印刷終了位置）側の端部の高さは８ｍｍ、幅は２４ｍｍである。
　なお、印刷マスク３２の面方向における土手部材３６の平面形状は、略長方形状に限定されない。すなわち、土手部材３６におけるスクレッパ３５の摺動領域側の側壁がＹ方向に平行な平坦面であることは必須ではない。後述するように印刷マスク３２の面方向においてスクレッパ３５の摺動領域よりも外周側に配置されて、スクレッパ３５からはみ出して印刷マスク枠３３方向へ流れた余分なドーパント含有ペースト２１をパターン印刷領域Ｐ側の側面で跳ね返して、スクレッパ３５の摺動領域に戻せる形状であればよい。
　つぎに、このスクリーン印刷機の印刷動作について説明する。図５－１～図５－３は、スクレッパ３５によりドーパント含有ペースト２１を印刷マスク３２上にコートする際のスクリーン印刷機の状態を示す断面図であり、図５－１はコート開始時、図５－２はコート途中、図５－３はコート終了時の状態を示している。図６－１および図６－２は、スクレッパ３５によりドーパント含有ペースト２１を印刷マスク３２上にコートする際のスクリーン印刷機の状態を示す上面図であり、図６－１はコート開始時、図６－２はコート終了時の状態を示している。
　また、図７－１～図７－３は、スキージ３４によりドーパント含有ペースト２１をｐ型シリコン基板２に印刷する際のスクリーン印刷機の状態を示す断面図であり、図７－１は印刷開始時、図７－２は印刷途中、図７－３は印刷終了時の状態を示している。図８－１および図８－２は、スキージ３４によりドーパント含有ペースト２１をｐ型シリコン基板２に印刷する際のスクリーン印刷機の状態を示す上面図であり、図８－１は印刷開始時、図８－２は印刷終了時の状態を示している。
　まず、コート開始位置（印刷終了位置）においてスキージ３４およびスクレッパ３５がともに印刷マスク３２の上方に配置された状態で、印刷マスク３２の上面におけるスクレッパ３５のコート開始位置とパターン印刷領域Ｐとの間にドーパント含有ペースト２１を供給する。印刷マスク３２上へのドーパント含有ペースト２１の供給は、人手による供給、機械による自動供給の方式を問わない。印刷マスク３２に載せるドーパント含有ペースト２１の量は、連続して印刷処理を行う複数のｐ型シリコン基板２のそれぞれのコート時に、印刷マスク３２のパターン印刷領域Ｐを一様に被覆できる量に決定される。
　ドーパント含有ペースト２１は、リンおよびその化合物を数パーセント含む樹脂と有機溶剤とからなるペーストであり、固形成分の含有比率が低いため、粘度が低く、流動性が高い。ドーパント含有ペースト２１の粘度を上げるために固形成分（リン）の含有比率を上げると、ドーパント含有ペースト２１からドーパントが拡散したｐ型シリコン基板２のシート抵抗を調整することが難しい。また、ドーパント含有ペースト２１に他の固形成分を含むと、該他の固形成分がｐ型シリコン基板２に拡散して第１ｎ型不純物拡散層３ａの不純物濃度が高くなり、太陽電池素子の特性を劣化させる要因となる。したがって、ドーパント含有ペースト２１の粘度を高くすることは難しく、流動性の高いドーパント含有ペースト２１を使う必要がある。実施の形態１では、たとえば粘度６０がＰａ・ｓのドーパント含有ペースト２１ペーストを用いる。
　つぎに、駆動機構によりスクレッパ３５をＺ軸方向に沿って印刷マスク３２上面に下降させる（図５－１、図６－１）。スクレッパ３５は、印刷マスク３２上面とわずかな隙間を有するように印刷マスク３２上面と非接触状態で印刷マスク３２上面の上部に配置される。スクレッパ３５と印刷マスク３２との距離は、印刷に必要なドーパント含有ペースト２１を印刷マスク３２上面に一様に被覆できる適切な間隔であればよく、たとえば数１０μｍから数１００μｍの間隙が設けられる。
　つぎに、駆動機構により、スクレッパ３５にＺ軸方向に既定の圧力を印加しながら、印刷マスク３２上面との間に一定間隔の隙間を保持したままコート方向Ｙ１に沿ってスクレッパ３５を印刷開始位置（コート終了位置）へ移動させる。これにより、ドーパント含有ペースト２１がパターン印刷領域Ｐを含む印刷マスク３２上面に薄く刷り伸ばされ、印刷マスク３２上面がドーパント含有ペースト２１でコート（被覆）される（図５－２、図５－３、図６－２）。
　この際、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１は、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５の届かない、印刷マスク枠３３方向へ印刷マスク上面を流れていく。すなわち、スクレッパ３５からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１は、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５の摺動領域外の領域に流れていく。なお、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１とは、Ｘ方向に流れるものだけではなく、Ｘ方向においてスクレッパ３５の摺動領域に隣接する領域にはみ出したドーパント含有ペースト２１を意味する。
　余分なドーパント含有ペースト２１は、実施中の当該印刷動作においては余分な量とされているが、連続印刷における次回以降のコート・印刷動作においては、印刷に必要な量として予め供給されている。したがって、ドーパント含有ペースト２１がスクレッパ３５の摺動領域外の領域に流れて溜まった状態のまま、繰り返し印刷処理が行われると、印刷に用いられるドーパント含有ペースト２１が減少して、ドーパント含有ペースト２１のコートかすれが発生し、印刷不良が発生する。
　そこで、本実施の形態にかかるスクリーン印刷機では、印刷マスク上面において、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）におけるスクレッパ３５の摺動領域の近傍に土手部材３６が設置されている。そして、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５からはみ出して印刷マスク枠３３方向へ流れた余分なドーパント含有ペースト２１は、土手部材３６のスクレッパ３５の摺動領域側の側壁に当たって跳ね返され、印刷マスク３２の内側領域に戻される。
　すなわち、印刷マスク枠３３方向へ流れた余分なドーパント含有ペースト２１は、図９－１において矢印Ｃで示されるように、土手部材３６の側壁に当たって跳ね返され、印刷マスク３２の内側領域へ流れる。これにより、余分なドーパント含有ペースト２１が、スクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に循環供給される。図９－１は、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５の摺動領域からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１が循環供給される方向を模式的に示す図である。そして、スクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に戻されたドーパント含有ペースト２１は、つぎのコート動作においてそのままコート動作に使用される。
　また、図６－２に示すようにスクレッパ３５が印刷開始位置（コート終了位置）へ移動した際に、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１は、印刷開始位置（コート終了位置）位置近傍においてその流れの勢い（スクレッパ３５による付勢力に）により土手部材３６上に移動する。図９－２は、印刷開始位置（コート終了位置）位置近傍においてスクレッパ３５の摺動領域からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１が循環供給される方向を模式的に示す図である。余分なドーパント含有ペースト２１は、図９－２において矢印Ｄで示されるように土手部材３６上に移動する。
　ここで、土手部材３６の上面は、Ｙ方向において印刷開始位置（コート終了位置）からコート開始位置（印刷終了位置）に向かって高さが低くなる平坦な傾斜面とされている。このため、土手部材３６上に移動したドーパント含有ペースト２１は、土手部材３６の上面の傾斜を利用して、図９－２において矢印Ｅで示されるように土手部材３６の上面をコート開始位置（印刷終了位置）方向へ移動する。
　そして、土手部材３６の上面をコート開始位置（印刷終了位置）方向へ移動したドーパント含有ペースト２１は、印刷マスク枠３３におけるＹ方向において対向する一対の枠部のうちコート開始位置（印刷終了位置）側の枠部の内壁に当たって、図９－２において矢印Ｆで示されるように印刷マスク３２上に流れる。印刷マスク３２上に流れたドーパント含有ペースト２１は、スクレッパ３５の摺動領域内におよびパターン印刷領域Ｐ内に流れ込む。これにより、印刷開始位置（コート終了位置）位置近傍においてスクレッパ３５からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１が、効率良くスクレッパ３５の摺動領域内のコート開始位置側に循環供給（還流）される。また、土手部材３６の上面のスクレッパ３５の摺動方向における下流側に、パターン印刷領域Ｐ側に向かって低くなる傾斜を設けてもよい。これにより、土手部材の上面を下流側に流れたドーパント含有ペースト２１が印刷マスク３２上に流れ易くなる。
　そして、スクレッパ３５の摺動領域内に戻されたドーパント含有ペースト２１は、つぎのコート動作においてそのままコート動作に使用される。つぎのコート動作においては、スクレッパ３５の摺動領域におけるパターン印刷領域Ｐよりも土手部材３６側に移動したドーパント含有ペースト２１は、屈曲部３５によりパターン印刷領域Ｐに掻き寄せられる。
　なお、土手部材３６の上面の印刷マスク枠３３側の外周縁部には、土手部材３６の上面よりも一段高くされた段差等を設けることが好ましい。これにより、土手部材３６の上面をドーパント含有ペースト２１が流れる際に土手部材３６と印刷マスク枠３３と土手部材３６との間にドーパント含有ペースト２１が流れ込むことを防止できる。
　また、図９－１に示したように印刷マスク３２上面上においてドーパント含有ペースト２１を循環供給させる効果を得るためには、土手部材３６の上面が斜面とされていることは必須ではない。
　つぎに、スクレッパ３５が印刷開始位置（コート終了位置）に移動してドーパント含有ペースト２１のコート動作が終了すると、駆動機構によりスクレッパ３５に印加していた圧力を抜き、さらにスクレッパ３５を印刷マスク３２からＺ軸方向に上昇させる。
　つぎに、駆動機構により、スキージ３４を印刷マスク３２上にＺ軸沿いに下降させる（図７－１、図８－１）。この状態で、スキージ３４にＺ軸方向に既定の圧力を印加して、スキージ３４の先端を印刷マスク３２上面に接触させながら印刷方向Ｙ２に沿ってコート開始位置（印刷終了位置）へ摺動させる。これにより、印刷マスク３２上面に薄くコートされていたドーパント含有ペースト２１の一部が、印刷マスク３２の開口部の金属メッシュを通り抜けてｐ型シリコン基板２の表面に印刷される（図７－２、図７－３、図８－２）。また、ｐ型シリコン基板２の表面に印刷されないドーパント含有ペースト２１は、スキージ３４によりコート開始位置（印刷終了位置）側へ掻き寄せられる。
　この際、スキージ３４の幅方向（Ｘ方向）においてスキージ３４からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１の一部は、スキージ３４の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５の届かない、印刷マスク枠３３方向へ流れていく。すなわち、スキージ３４からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１の一部は、スキージ３４の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５の摺動領域外の領域に流れていく。余分なドーパント含有ペースト２１は、実施中の当該印刷動作においては余分な量とされているが、連続印刷における次回以降のコート・印刷動作においては、印刷に必要な量として予め供給されている。したがって、ドーパント含有ペースト２１がスクレッパ３５の摺動領域外の領域に流れて溜まった状態のまま、繰り返し印刷処理が行われると、印刷に用いられるドーパント含有ペースト２１が減少して、ドーパント含有ペースト２１のコートかすれが発生し、印刷不良が発生する。なお、余分なドーパント含有ペースト２１の一部は、スクレッパ３５の摺動領域内に留まる。
　ここで、本実施の形態にかかるスクリーン印刷機では、上述したようにスクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５の摺動領域の近傍に土手部材３６が設置されている。このため、スクレッパ３５の摺動領域外において印刷マスク枠３３方向へ流れた余分なドーパント含有ペースト２１は、土手部材３６のスクレッパ３５の摺動領域側の側壁に当たって跳ね返され、印刷マスク３２の内側領域に戻される。
　すなわち、スクレッパ３５の摺動領域外において印刷マスク枠３３方向へ流れた余分なドーパント含有ペースト２１は、図９－１において矢印Ｃで示されるように、土手部材３６の側壁に当たって跳ね返され、印刷マスク３２の内側領域へ流れる。これにより、余分なドーパント含有ペースト２１が、スクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に循環供給される。そして、スクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に戻されたドーパント含有ペースト２１は、つぎのコート動作においてそのままコート動作に使用される。また、スキージ３４の移動領域内においてスキージ３４により印刷開始位置（コート終了位置）側に掻き寄せられたドーパント含有ペースト２１も、つぎのコート動作においてそのままコート動作に使用される。
　また、スキージ３４による印刷時においても、上述したスクレッパ３５によるコート動作時と同様に、スキージ３４の幅方向（Ｘ方向）においてスキージ３４からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１の一部は、その流れの勢い（スキージ３４による付勢力に）により土手部材３６上に移動する。
　そして、土手部材３６上に移動したドーパント含有ペースト２１は、土手部材３６の上面の傾斜を利用して、図９－２において矢印Ｅで示されるように土手部材３６の上面をコート開始位置（印刷終了位置）方向へ移動し、図９－２において矢印Ｆで示されるように印刷マスク３２上に流れる。印刷マスク３２上に流れたドーパント含有ペースト２１は、スクレッパ３５の摺動領域内におよびパターン印刷領域Ｐ内に流れ込む。これにより、スキージ３４による印刷時においてスキージ３４からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１が、効率良くスクレッパ３５の摺動領域内のコート開始位置側に循環供給される。
　また、スクリーン印刷では、安定した印刷を行なうために印刷マスクを被印刷面から浮かせた状態で配置してスキージを摺動させる。すなわち、予め印刷マスク全体を被印刷面に接触させた状態で印刷を行なうと、印刷後に印刷マスクを被印刷面から剥離しなければならない。しかし、このような処理を行うと、被印刷面に印刷済の印刷膜が印刷マスクと一緒に剥がれるなど、印刷膜の状態が不安定になる。このため、安定した印刷を行なうために、印刷マスクは被印刷面からわずかに浮かせた状態で、被印刷面と非接触状態にセットされる。
　一方、印刷マスクは被印刷面からわずかに浮かせた状態でセットされるため、印刷マスクにおいては、スキージにより押圧されている部分のみが被印刷面に接触することになる。このため、スキージ３４の摺動時に印刷マスク３２がスキージ３４との接触部を中心として印刷マスク枠３３から被印刷面（ｐ型シリコン基板２）方向に引っ張られて押し下げられる。土手部材３６を配置した場合には、このように印刷マスク３２が下方に撓むことにより、土手部材３６の底面と印刷マスク３２との間にわずかな隙間が発生する。そして、この隙間が発生した場合には、スキージ３４を用いた印刷動作時にスクレッパ３５の摺動領域からスクレッパ３５の幅方向にはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１の一部がこの隙間を通って印刷マスク枠３３側に流れ、印刷マスク枠３３の内側の端部に溜まることになる。
　そこで、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機では、図４－２～図４－４に示すように、土手部材３６の底面部に、印刷マスク３２の上面に密着したまま、ドーパント含有ペースト２１の印刷動作時における印刷マスク３２の撓みに沿って印刷マスク３２の上面に密着したまま自重により撓む柔軟性を有する変形部材としてゴム板３７が配置されている。このゴム板３７は、ドーパント含有ペースト２１の印刷動作時に印刷マスク３２全体がｐ型シリコン基板２方向に引っ張られて撓んだ際に、撓んだ印刷マスク３２に沿って自重により撓んで、図１０に示すように撓んだ印刷マスク３２の上面に密着する。これにより、ドーパント含有ペースト２１の印刷動作においても、土手部材３６の底面と印刷マスク３２の上面とが密着し、土手部材３６の底面と印刷マスク３２との間の隙間の発生が防止される。図１０は、ドーパント含有ペースト２１の印刷動作時において印刷マスク３２およびゴム板３７が撓んだ状態を示す模式断面図である。
　したがって、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機では、ドーパント含有ペースト２１の印刷動作時にスクレッパ３５の摺動領域からスクレッパ３５の幅方向にはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１は、撓んだ印刷マスク３２に沿って撓んで印刷マスク３２の上面に密着したゴム板３７に当たることによりスクレッパ３５の摺動領域に戻される。これにより、ドーパント含有ペースト２１が土手部材３６の底面と印刷マスク３２との間の隙間を通って印刷マスク枠３３側に流れることが防止される。
　このように実施の形態１にかかるスクリーン印刷機では、土手部材３６の底面と印刷マスク３２との間の隙間を通って印刷マスク枠３３側に流れるドーパント含有ペースト２１の発生に起因して印刷マスク３２の印刷領域において必要なドーパント含有ペースト２１量が減少することが防止される。
　通常、コート動作時および印刷動作時に印刷マスク３２が被印刷面方向に引っ張られて撓む量は、２ｍｍ程度である。したがって、ゴム板３７の厚みは、印刷動作時において、スクレッパ３５の摺動領域からスクレッパ３５の幅方向にはみ出して土手部材３６まで到達する余分なドーパント含有ペースト２１の高さ以上の厚みを有していればよい。これにより、ゴム板３７の上面と土手部材３６の本体の下面との隙間にドーパント含有ペースト２１が流れ込むことが防止される。このようなゴム板３７の厚みは、一連の印刷動作時において印刷マスク３２に供給されるドーパント含有ペースト２１量、ドーパント含有ペースト２１の粘度（流動性）、スクレッパ３５と土手部材３６との距離などの諸条件により適宜設定されればよい。
　なお、ここでは土手部材３６の底面の全面にゴム板３７が配置された構成について説明しているが、ゴム板３７の形状はこれに限定されない。ゴム板３７は、印刷方向Ｙ２においてスキージ３４の移動領域のうち少なくとも一部の領域をカバーしていれば、その部分において上記の効果が得られる。また、スクレッパ３５の摺動領域からスクレッパ３５の幅方向にはみ出して土手部材３６まで到達する余分なドーパント含有ペースト２１の流れを考慮して、印刷方向Ｙ２においてスクレッパ３５の摺動領域からさらに広げた領域をカバーすることにより、より確実に上記の効果が得られる。
　一方、ゴム板３７の形状において、幅方向（Ｘ方向）の寸法については、ドーパント含有ペースト２１の印刷動作時において、スクレッパ３５の摺動領域からスクレッパ３５の幅方向にはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１が印刷マスク枠３３側に流れることが防止できれば特に限定されない。
　また、ここでは、変形部材として土手部材３６の底面にゴム板３７を配置した構成について説明しているが、変形部材としてゴム板３７以外の部材が土手部材３６の底面に配置されてもよい。すなわち、ドーパント含有ペースト２１の印刷動作においても、土手部材３６の底面と印刷マスク３２の上面とを密着させて、土手部材３６の底面と印刷マスク３２との間の隙間の発生を防止できるものであればよい。
　また、変形部材のスクレッパ３５側の側面は、撥水性を有するまたは撥水処理が施されていることが好ましい。
　つぎに、スキージ３４がコート開始位置（印刷終了位置）に移動してドーパント含有ペースト２１の印刷動作が終了すると、駆動機構によりスキージ３４に印加していた圧力を抜き、さらにスキージ３４を印刷マスク３２からＺ軸方向に上昇させる。以上の動作が実施されることにより、１枚のｐ型シリコン基板２に対するドーパント含有ペースト２１の印刷処理が終了する。
　そして、上記の動作が繰り返されることにより、新たなドーパント含有ペースト２１を供給することなく複数枚のｐ型シリコン基板２に対してドーパント含有ペースト２１の連続印刷が行われる。
　なお、土手部材３６の上面には、たとえば図１１に示すように印刷開始位置（コート終了位置）からコート開始位置（印刷終了位置）に向かう方向（Ｙ方向）に延在する溝部３８が形成されていてもよい。これにより、土手部材３６の上面に移動したドーパント含有ペースト２１が溝部３８に入り、該溝部３８を伝って土手部材３６の上面を流れることで、ドーパント含有ペースト２１をコート開始位置（印刷終了位置）側に誘導できる。図１１は、土手部材３６の上面に形成された溝部３８を説明するための印刷マスク３２の上面図である。
　また、上述した実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においては、土手部材３６の上面の傾斜を利用することに加えて、土手部材３６の上面に乗ったペーストをスキージのようなヘラ状の治具を用いて強制的に下方に押し流してもよい。
　上述したように、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においては、印刷マスク３２の上面において、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）におけるスクレッパ３５の摺動領域よりも外側の領域に土手部材３６が配置されている。これにより、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５の摺動領域からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１が、土手部材３６の側壁に当たって跳ね返され、スクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に循環供給される。
　また、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機においては、スクレッパ３５の幅方向（Ｘ方向）においてスクレッパ３５からはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１は、印刷開始位置（コート終了位置）近傍においてその流れの勢いにより土手部材３６上に移動し、土手部材３６の上面の傾斜を利用して土手部材３６の上面をコート開始位置（印刷終了位置）方向へ移動して、コート開始位置（印刷終了位置）側のスクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に循環供給される。
　したがって、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機によれば、スクレッパ３５の摺動領域からスクレッパ３５の幅方向にはみ出した余分なドーパント含有ペースト２１をスクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に循環供給して、ドーパント含有ペースト２１を効率的に有効利用することができる。これにより、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機によれば、連続印刷処理中においても印刷マスク３２上にコートするために印刷に必要なドーパント含有ペースト２１量を確保することができ、ペースト量の不足に起因した印刷かすれによる不良を防止して良好な印刷品質で連続印刷が可能である。
　なお、このような実施の形態１にかかるスクリーン印刷機によれば、実際の実験において、途中でドーパント含有ペースト２１を追加することなく１０００枚のｐ型シリコン基板２に対して連続印刷を実施しても、印刷かすれによる不良が発生しないことが確認された。土手部材３６を配置しないこと以外同じ構成を有するスクリーン印刷機の場合には、印刷かすれによる不良が発生せずに連続印刷できたｐ型シリコン基板２の枚数が２０枚であった。このことから、実施の形態１にかかるスクリーン印刷機では、良好な印刷品質を維持した連続印刷枚数を５０倍にする効果が得られている。
実施の形態２．
　実施の形態２では、印刷マスク３２に設置した土手部材３６がドーパント含有ペースト２１を循環させるためにより好適な形状を示す。図１２－１は、実施の形態２にかかるスクリーン印刷機の構成を示す斜視図である。図１２－２は、実施の形態２にかかるスクリーン印刷機の印刷マスクの要部断面図であり、図１２－１におけるＢ－Ｂ断面に対応する。実施の形態２にかかるスクリーン印刷機が実施の形態１にかかるスクリーン印刷機と異なる点は、土手部材３６の上面において、スクレッパ３５およびスキージ３４の移動方向（Ｙ方向）における両端部近傍の一部に、切り欠き部４１および切り欠き部４２を有して、上方に突出した誘導壁（凸部）４０が設けられていることである。図１３は、切り欠き部４１の近傍を拡大して示す要部斜視図である。図１４は、切り欠き部４２の近傍を拡大して示す要部斜視図である。
　土手部材３６の上面において印刷マスク３２の内側（パターン印刷領域Ｐ側）の側壁の上端部に土手部材３６の上面に沿った誘導壁４０を設けることにより、土手部材３６の上面に移動したドーパント含有ペースト２１の移動の道筋が形成される。すなわち、土手部材３６の上面に移動したドーパント含有ペースト２１が、誘導壁４０に沿って土手部材３６の上面をコート開始位置（印刷終了位置）方向に移動することができる。これにより、土手部材３６の上面に移動したドーパント含有ペースト２１をスムーズにコート開始位置（印刷終了位置）方向に誘導できる。
　そして、スクレッパ３５およびスキージ３４の移動方向（Ｙ方向）において誘導壁４０の印刷開始位置（コート終了位置）側の一部には、切り欠き部４１が設けられる。これにより、スクレッパ３５からその幅方向にはみ出して土手部材３６まで到達したドーパント含有ペースト２１が図１３の矢印に示される方向に流れて、土手部材３６に移動し易くされている。切り欠き部４１から土手部材３６の上面に移動したドーパント含有ペースト２１は、土手部材３６の上面の傾斜により、誘導壁４０に沿って土手部材３６の上面をコート開始位置（印刷終了位置）方向に移動する。
　また、スクレッパ３５およびスキージ３４の移動方向（Ｙ方向）において誘導壁４０のコート開始位置（印刷終了位置）側の一部には、切り欠き部４２が設けられる。これにより、土手部材３６の上面をコート開始位置（印刷終了位置）方向に移動したドーパント含有ペースト２１が、図１４において矢印に示される方向に流れて切り欠き部４２から印刷マスク３２上に流れるため、ドーパント含有ペースト２１が土手部材３６の上面から印刷マスク３２上に流れ易くなる。これにより、ドーパント含有ペースト２１が、効率良く印刷マスク３２上に循環供給される。
　そして、切り欠き部４２がスクレッパ３５のコート開始位置（印刷終了位置）よりもコート開始位置（印刷終了位置）側に設けられることにより、ドーパント含有ペースト２１が確実にスクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に循環供給される。
　なお、土手部材３６の上面には、実施の形態１に示したように溝部３８が形成されていてもよい。これにより、切り欠き部４１から土手部材３６の上面に移動したドーパント含有ペースト２１は、誘導壁４０に誘導される他に、溝部３８を伝って土手部材３６の上面を確実に流れることができ、ドーパント含有ペースト２１を効率良く誘導できる。
　上述したように、実施の形態２にかかるスクリーン印刷機によれば、土手部材３６に誘導壁４０を設けることにより、土手部材３６の上面に移動したドーパント含有ペースト２１をコート開始位置（印刷終了位置）方向にスムーズに誘導することができる。これにより、印刷開始位置（コート終了位置）近傍において土手部材３６上に移動したドーパント含有ペースト２１を効率良くコート開始位置（印刷終了位置）側のスクレッパ３５の摺動領域内およびパターン印刷領域Ｐ内に循環供給できる。
　したがって、実施の形態２にかかるスクリーン印刷機によれば、連続印刷処理中においても印刷マスク３２上にコートするために印刷に必要なドーパント含有ペースト２１量をより確保することができ、ペースト量の不足に起因した印刷かすれによる不良を防止して良好な印刷品質で連続印刷が可能である。
実施の形態３．
　実施の形態３では、上述した実施の形態にかかるスクリーン印刷機により循環させて良好な印刷品質で連続印刷が可能なペーストについて説明する。スクリーン印刷機ではスクレッパを用いて印刷マスク上にペーストを薄く広げるコート動作を行うことにより、スクレッパからはみ出したペーストが印刷マスク上の端部領域に移動する。上述した実施の形態にかかるスクリーン印刷機においては、このように印刷マスク上の端部領域に移動するペーストを土手部材３６上に移動させ、土手部材３６の上面の傾斜を利用して印刷マスク３２上のコート開始位置（印刷終了位置）へ移動（循環）させることが可能である。
　このような循環が可能なペーストとしては、粘度が低く流動性の高いペーストが適している。粘度が低く流動性の高いペーストを使用することにより、土手部材３６の上面の傾斜を利用してペーストを移動させて確実に循環させることができる。
　このような粘度が低く流動性の高いペーストとしては、たとえばペーストの粘度が８０Ｐａ・ｓ以下であるペーストが好ましい。このような粘度のペーストを用いることにより、土手部材３６を用いたペーストの循環を確実に行うことができ、連続したスクリーン印刷において、スクレッパ３５によるコート動作の際に必要とされるペースト量を、新たなペーストを追加供給することなく確保できる。
　ペースト粘度が８０Ｐａ・ｓより大きくなるにしたがってペーストの流動性が徐々に低くなり、ペーストが土手部材３６の傾斜を利用して循環(移動)することができなくなる。このため、連続したスクリーン印刷において、スクレッパ３５により印刷マスク３２上に薄く広げるためのペースト量が不足し、印刷マスク３２上に薄く広げられたペーストのコートがかすれる結果、均一な印刷ができなくなる。
　なお、スクリーン印刷法によって所望のパターン寸法を得る、特に所望の細線幅を得る（所望の幅を超えて大きく広がり過ぎない）観点から、ペーストの粘度の下限は、３０Ｐａ・ｓ程度である。
　以上のように、本発明にかかるスクリーン印刷機は、ペースト量の不足に起因した印刷不良を発生することなく良好な印刷品質での連続印刷に有用である。
　１　太陽電池セル、２　半導体基板（ｐ型シリコン基板）、２ａ　微小凹凸、３　ｎ型不純物拡散層、３ａ　第１ｎ型不純物拡散層、３ｂ　第２ｎ型不純物拡散層、４　反射防止膜、５　表銀グリッド電極、５ａ　銀ペースト、６　表銀バス電極、７　裏アルミニウム電極、７ａ　アルミニウムペースト、８　裏銀電極、９　ｐ＋層（ＢＳＦ（Back　Surface　Field））、１１　半導体基板、１２　受光面側電極、１３　裏面側電極、２１　ドーパント含有ペースト、３１　印刷ステージ、３２　印刷マスク、３３　印刷マスク枠、３４　スキージ、３５　スクレッパ、３５ａ　屈曲部、３６　土手部材、３７　ゴム板、３８　溝部、４０　誘導壁、４１　切り欠き部、４２　切り欠き部、Ｙ１　コート方向、Ｙ２　印刷方向。

Claims (3)

  1. 　印刷マスクの印刷領域上にコートされたペーストを前記印刷領域に設けられた開口パターンを介して前記印刷領域の下部に配置された被印刷物の被印刷面に印刷するスクリーン印刷機であって、
    　前記印刷マスクの上面と離間した状態で前記印刷マスクの上面上を摺動することにより、前記印刷マスクの上面に供給された前記ペーストにより前記印刷領域をコートするスクレッパと、
    　前記ペーストによりコートされた前記印刷領域上を前記印刷マスクの上面に接触した状態で前記スクレッパの摺動方向と反対方向に摺動することにより、前記開口パターンを介して前記ペーストを前記被印刷面に印刷するスキージと、
    　前記印刷マスクの上面における前記スクレッパの摺動領域よりも外周側に、底面部における少なくとも前記印刷領域側の側壁部が前記印刷マスクの上面と密着して設けられて、前記スクレッパの摺動領域からはみ出した前記ペーストを前記スクレッパの摺動領域側に跳ね返す土手部材とを備え、
    　前記土手部材は、前記底面部における前記印刷領域側の側壁部が、前記印刷マスクの上面と密着したまま前記印刷マスクの撓みに沿って自重により前記被印刷物側に撓んで前記土手部材本体から離間可能な変形部材により構成されること、
    　を特徴とするスクリーン印刷機。
  2. 　前記変形部材がゴム板であること、
    　を特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
  3. 　前記スクレッパの幅方向の先端部が、前記スクレッパの摺動方向における下流側に屈曲した屈曲部とされ、
    　前記屈曲部は、前記スクレッパの摺動領域からはみ出して前記土手部材により前記スクレッパの摺動領域における前記印刷領域よりも前記土手部材側に跳ね返された前記ペーストを、前記スクレッパの摺動時に前記印刷領域に掻き寄せること、
    　を特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン印刷機。
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