(57)【要約】【課題】スクリーン印刷性を改善して変換効率の高い太陽電池を得る太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池用の基板上に導電性ペーストをスクリーン印刷してバスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する太陽電池の製造方法であって、上記バスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンを複数の印刷範囲１ａ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｄに分割し、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンごとに該分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を作製し、この複数の印刷版を用いたスクリーン印刷により上記電極を形成する。【選択図】図５
2014168047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池用の基板上に導電性ペーストをスクリーン印刷してバスバー電極及びフィンガー電極を形成する太陽電池の製造方法であって、上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンを複数の印刷範囲に分割し、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンに対応する開口部を有する印刷版を作製し、この印刷版を用いたスクリーン印刷により上記電極を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、バスバー電極の長手方向に直交する方向を印刷方向として配置されており、少なくともこの印刷方向で分割されることを特徴とする請求項１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、少なくともバスバー電極の印刷終端で分割されることを特徴とする請求項２記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、少なくともフィンガー電極の印刷開始端で分割されることを特徴とする請求項２記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、少なくともバスバー電極の幅方向の中心線で分割されることを特徴とする請求項２記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
上記バスバー電極を含む分割電極形状パターンに対応する開口部を有する印刷版で印刷するとき、バスバー電極のパターン部分が印刷終端となるように印刷版を配置することを特徴とする請求項４又は５記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、印刷方向及びこの印刷方向に直交する方向で分割されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、印刷方向で２等分されると共に、この印刷方向に直交する方向で２等分されることを特徴とする請求項７記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
分割された印刷範囲における分割電極形状パターンについて更にフィンガー電極のみのパターンとバスバー電極のみのパターンに分離し、分離したそれぞれのパターンごとに印刷版を作製することを特徴とする請求項８記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
２種類の分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を用いたスクリーン印刷により上記電極を形成する際に、上記２種類の分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版のいずれかを固定して配置し、該印刷版で基板に印刷した後、基板を回転及び／又は移動して該基板の別の場所に上記印刷版を用いた印刷を行うことを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
上記２種類の分割電極形状パターンは、少なくともバスバー電極を含む分割電極形状パターンと、フィンガー電極のみの分割電極形状パターンであることを特徴とする請求項１０記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
上記フィンガー電極のみの分割電極形状パターンに対応する印刷版を用いて基板上の複数個所にフィンガー電極を印刷し、次にバスバー電極を含む分割電極形状パターンに対応する印刷版を用いて残りの印刷範囲にバスバー電極を含む電極を印刷することを特徴とする請求項１１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
上記２種類の分割電極形状パターンは、上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンが印刷方向で２等分されると共に、この印刷方向に直交する方向で２等分されたものであることを特徴とする請求項１０記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
上記２種類の分割電極形状パターンは、バスバー電極のみの分割電極形状パターンとフィンガー電極のみの分割電極形状パターンであることを特徴とする請求項１０記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
上記バスバー電極のみの分割電極形状パターンに対応する印刷版を用いる場合、この印刷版で印刷されるバスバー電極が離間して印刷されたフィンガー電極同士をつなぐ位置となるように基板を回転及び／又は移動することを特徴とする請求項１４記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
上記スクリーン印刷は、バスバー電極の長手方向に対して直交する方向にスキージを移動して印刷するものであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
上記印刷版の少なくとも１つはメタルマスクであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
上記印刷版を用いてスクリーン印刷し、乾燥処理して形成した電極上に、更に同じ印刷版を用いてスクリーン印刷、乾燥処理を繰り返して行い、多層印刷を行って電極を形成することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項記載の太陽電池の製造方法により製造した太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率の太陽電池の製造方法に関し、詳しくは電極形成用のスクリーン印刷性を高めた太陽電池の製造方法及び該製造方法で製造された太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の典型的な太陽電池の基板構造を図１〜図３に示す。厚さ０．２５ｍｍ程度の単結晶又は多結晶Ｓｉからなるｐ型シリコン基板２１の（−）主面側に、０．１〜０．５μｍの深さにリン等を拡散させた拡散層（ｎ+層）２２を設け、かつ、その上側には表面反射率を低減させるためのＳｉ3Ｎ4やＳｉＯ2等からなる反射防止膜２３と、電流を取り出すための表面バスバー電極２４及びフィンガー電極２８とが形成され、シリコン基板２１の他面側（裏面側）にアルミニウム等を高濃度に拡散させたＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）層（ｐ+層）２５が形成され、該裏面上にアルミニウム電極２６と裏面バスバー電極２７とが形成された構造を有している。
【０００３】
この種の太陽電池を製造する際、受光面側の表面バスバー電極２４及びフィンガー電極２８は、容易で低コストである等の理由のため、一般的には、以下に示すような印刷・焼成法で形成される。即ち、表面電極材料には、一般に銀粉末を配合した導電性ペースト（銀ペースト）が用いられスクリーン印刷法等によりこの導電性ペーストを塗布した後、焼成炉中で高温焼結して表面電極を形成するものである。この電極の形成方法による場合、通常、銀粉末とガラスフリットと有機ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とする導電性ペーストが用いられている。
【０００４】
昨今、セル１枚のサイズが大きくなるにつれて、印刷面積も大きくなり、印刷版（製版ともいう）が大型化している。更に、今後セルサイズとして１５６ｍｍ角に留まらず、２１０ｍｍ角以上となる可能性がある。印刷版が大型化すると印刷長さが長くなり、同じ面圧で端から端までの広い範囲を同じ形状に印刷することは困難になっている。印刷版の大型化により、スキージ速度がアップした結果、図４（ｂ）のようなバスバー電極２４を中心とした非対称なフィンガー電極２８のかすれや線幅の太りが発生し易くなっている。線幅の太りについては、バスバー電極２４印刷直後のフィンガー電極２８付近で印刷時にバスバー電極２４付近に滞留していたペーストがスキージ等の圧力でフィンガー電極２８に流れ込むことが原因と考えられる。かすれは印刷版とシリコン基板が離れるまでの時間が短くなり、銀ペーストがシリコン基板へ転移しにくくなって発生するとも考えられており、様々な印刷条件の影響を受け易い。また、図４（ｃ）に示すような、フィンガー電極２８の印刷ズレが発生することがある。印刷面積が大きい場合、印刷がずれると基板から印刷がはみ出るなどの致命的な欠陥となる。
そのため、フィンガー電極２８の線幅方向のかすれ、太りや印刷ズレのない精度のよい印刷が望まれており、これらの問題解決に種々検討が行われている（例えば、特開２０１１−１８７８８２号公報（特許文献１））。
【０００５】
ここで、変換効率を高める改善項目としてシャドーロスの低減があり、フィンガー電極２８の線幅の太りや印刷ズレがない精度の良い印刷（図４（ａ））が望まれている。また、出来るだけ電極の占有面積を少なくする一方で直列抵抗を小さくするために電極を多層化する方法がある。それには印刷した電極上に繰り返し印刷・乾燥することが必要となってくる。しかしながら、現状のスクリーンマスクでは印刷版が大きく、スクリーンの伸びも生じる。よって、多層印刷を行うとズレが生じるばかりでなくスクリーンメッシュ起因の凹凸が発生し、印刷の平坦度が保てない問題がある。
【０００６】
更に現状のスクリーン版を用いた電極印刷製法ではスクリーンの線径と開口の関係から開口幅に限界が生じるため、５０μｍ以下といった細線化が困難である。これに対して、メタルマスクは開口幅を更に狭くすることが可能である（例えば、特開２０１１−２０４７５５号公報（特許文献２））。しかしながら、メタルマスクも開口幅を減らすにはメタルマスク厚を薄くする必要があり、広範囲のセル全面を一度に印刷するには強度が充分ではない。換言するならば、メタルマスクは大型の印刷版には適していない。版の大型化は、版のコスト高や設備の大型化に影響している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１８７８８２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０４７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、スクリーン印刷性を改善すると共に印刷精度を向上させて変換効率の高い太陽電池を得る太陽電池の製造方法及びこの製造方法で製造した太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、太陽電池の印刷工程で電極パターン全体を複数の印刷範囲に分割し、それぞれで印刷することで上記問題を解決することができることを把握し、上記目的を達成するため、鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、下記の太陽電池の製造方法及び太陽電池を提供する。
〔１〕  太陽電池用の基板上に導電性ペーストをスクリーン印刷してバスバー電極及びフィンガー電極を形成する太陽電池の製造方法であって、上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンを複数の印刷範囲に分割し、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンに対応する開口部を有する印刷版を作製し、この印刷版を用いたスクリーン印刷により上記電極を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
〔２〕  上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、バスバー電極の長手方向に直交する方向を印刷方向として配置されており、少なくともこの印刷方向で分割されることを特徴とする〔１〕記載の太陽電池の製造方法。
〔３〕  上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、少なくともバスバー電極の印刷終端で分割されることを特徴とする〔２〕記載の太陽電池の製造方法。
〔４〕  上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、少なくともフィンガー電極の印刷開始端で分割されることを特徴とする〔２〕記載の太陽電池の製造方法。
〔５〕  上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、少なくともバスバー電極の幅方向の中心線で分割されることを特徴とする〔２〕記載の太陽電池の製造方法。
〔６〕  上記バスバー電極を含む分割電極形状パターンに対応する開口部を有する印刷版で印刷するとき、バスバー電極のパターン部分が印刷終端となるように印刷版を配置することを特徴とする〔４〕又は〔５〕記載の太陽電池の製造方法。
〔７〕  上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、印刷方向及びこの印刷方向に直交する方向で分割されることを特徴とする〔２〕〜〔６〕のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
〔８〕  上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンは、印刷方向で２等分されると共に、この印刷方向に直交する方向で２等分されることを特徴とする〔７〕記載の太陽電池の製造方法。
〔９〕  分割された印刷範囲における分割電極形状パターンについて更にフィンガー電極のみのパターンとバスバー電極のみのパターンに分離し、分離したそれぞれのパターンごとに印刷版を作製することを特徴とする〔８〕記載の太陽電池の製造方法。
〔１０〕  ２種類の分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を用いたスクリーン印刷により上記電極を形成する際に、上記２種類の分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版のいずれかを固定して配置し、該印刷版で基板に印刷した後、基板を回転及び／又は移動して該基板の別の場所に上記印刷版を用いた印刷を行うことを特徴とする〔３〕〜〔８〕のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
〔１１〕  上記２種類の分割電極形状パターンは、少なくともバスバー電極を含む分割電極形状パターンと、フィンガー電極のみの分割電極形状パターンであることを特徴とする〔１０〕記載の太陽電池の製造方法。
〔１２〕  上記フィンガー電極のみの分割電極形状パターンに対応する印刷版を用いて基板上の複数個所にフィンガー電極を印刷し、次にバスバー電極を含む分割電極形状パターンに対応する印刷版を用いて残りの印刷範囲にバスバー電極を含む電極を印刷することを特徴とする〔１１〕記載の太陽電池の製造方法。
〔１３〕  上記２種類の分割電極形状パターンは、上記バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンが印刷方向で２等分されると共に、この印刷方向に直交する方向で２等分されたものであることを特徴とする〔１０〕記載の太陽電池の製造方法。
〔１４〕  上記２種類の分割電極形状パターンは、バスバー電極のみの分割電極形状パターンとフィンガー電極のみの分割電極形状パターンであることを特徴とする〔１０〕記載の太陽電池の製造方法。
〔１５〕  上記バスバー電極のみの分割電極形状パターンに対応する印刷版を用いる場合、この印刷版で印刷されるバスバー電極が離間して印刷されたフィンガー電極同士をつなぐ位置となるように基板を回転及び／又は移動することを特徴とする〔１４〕記載の太陽電池の製造方法。
〔１６〕  上記スクリーン印刷は、バスバー電極の長手方向に対して直交する方向にスキージを移動して印刷するものであることを特徴とする〔１〕〜〔１５〕のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
〔１７〕  上記印刷版の少なくとも１つはメタルマスクであることを特徴とする〔１〕〜〔１６〕のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
〔１８〕  上記印刷版を用いてスクリーン印刷し、乾燥処理して形成した電極上に、更に同じ印刷版を用いてスクリーン印刷、乾燥処理を繰り返して行い、多層印刷を行って電極を形成することを特徴とする〔１〕〜〔１７〕のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
〔１９〕  〔１〕〜〔１８〕のいずれかに記載の太陽電池の製造方法により製造した太陽電池。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、印刷版の印刷部分が小型化することになり、印刷ズレが最小限に抑えられ、印刷の精度が向上するので、低抵抗の電極が形成でき、直列抵抗値のバラツキを低減し、変換効率の高い太陽電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る太陽電池の構成例を示す断面図である。
【図２】図１の太陽電池の表面側の電極形状を示す平面図である。
【図３】図１の太陽電池の裏面側の電極形状を示す平面図である。
【図４】スクリーン印刷による表面側の電極の状態を示す平面図であり、（ａ）は理想的な状態、（ｂ）はフィンガー電極にかすれや太りが発生した不良状態、（ｃ）はフィンガー電極に印刷ズレが発生した不良状態である。
【図５】本発明における表面電極の印刷範囲の分割例（１）を示す概略図であり、（ａ）は電極形状パターン全体、（ｂ）は印刷範囲が分割された状態である。
【図６】本発明で用いる印刷版の分割電極形状パターン例（１ａ）を示す概略図である。
【図７】本発明で用いる印刷版の分割電極形状パターン例（１ｂ）を示す概略図である。
【図８】本発明における表面電極の印刷範囲の分割例（２）を示す概略図であり、（ａ）は電極形状パターン全体、（ｂ）は印刷範囲が分割された状態である。
【図９】本発明で用いる印刷版の分割電極形状パターン例（２）を示す概略図である。
【図１０】本発明における表面電極の印刷範囲の分割例（３）を示す概略図である。
【図１１】本発明で用いる印刷版の分割電極形状パターン例（３）を示す概略図である。
【図１２】本発明で用いるスクリーン印刷機の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明における表面電極の印刷範囲の分割例（４）を示す概略図であり、（ａ）は電極形状パターン全体、（ｂ）は印刷範囲が分割された状態である。
【図１４】本発明で用いる印刷版の分割電極形状パターン例（４）を示す概略図である。
【図１５】図１４の印刷版を用いたスクリーン印刷の手順を示す工程図であり、（ａ）は印刷範囲４１ａを印刷する際の基板と印刷版との配置関係及び印刷方向、（ｂ）は印刷範囲４１ｄを印刷する際の基板と印刷版との配置関係及び印刷方向、（ｃ）は印刷範囲４１ｂを印刷する際の基板と印刷版との配置関係及び印刷方向、（ｄ）は印刷範囲４１ｃを印刷する際の基板と印刷版との配置関係及び印刷方向、（ｅ）は基板にすべて印刷された状態、（ｆ）は基板に形成された電極の状態を示すものである。
【図１６】フィンガー電極の太り発生の状態を示す概略図であり、（ａ）は従来の印刷方法の場合、（ｂ）は本発明の第４の実施形態の場合である。
【図１７】本発明で用いる印刷版の分割電極形状パターン例（５）を示す概略図である。
【図１８】図１７の印刷版を用いたスクリーン印刷方法を示す概略図であり、（ａ）は印刷範囲４１ａ、４１ｄのフィンガー電極を印刷する場合、（ｂ）は印刷範囲４１ｂ、４１ｃのフィンガー電極を印刷する場合、（ｃ）印刷範囲４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのバスバー電極を印刷する場合である。
【図１９】図１４の印刷版を用いた比較例３のスクリーン印刷の手順を示す工程図であり、（ａ）は印刷範囲４１ａを印刷する際の基板と印刷版との配置関係及び印刷方向、（ｂ）は印刷範囲４１ｄを印刷する際の基板と印刷版との配置関係及び印刷方向、（ｃ）は印刷範囲４１ｃを印刷する際の基板と印刷版との配置関係及び印刷方向、（ｄ）は印刷範囲４１ｂを印刷する際の基板と印刷版との配置関係及び印刷方向、（ｅ）は基板にすべて印刷された状態、（ｆ）は基板に形成された電極の状態を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、太陽電池の一般的な構造を示す断面図である。
図１において、２１はｐ型シリコン基板、２２はｎ型拡散層、２３は反射防止膜兼パッシベーション膜、２４は表面バスバー電極、２５はＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）層、２６はアルミニウム電極、２７は裏面バスバー電極を示す。
【００１４】
ここで、図１に示す太陽電池を例にとり、その製造工程を説明する。
まず、シリコン基板を用意する。このシリコン基板は、単結晶又は多結晶からなり、ｐ型、ｎ型どちらでも良いがボロンなどのｐ型の半導体不純物を含み、比抵抗は０．１〜４．０Ω・ｃｍの形状のものが用いられることが多い。以下、ｐ型シリコン基板２１を用いた太陽電池の製造方法を例にとって説明する。なお、その大きさは１００〜１５０ｍｍ角、厚みは０．０５〜０．３ｍｍの板状のものがよく用いられる。
【００１５】
ｐ型シリコン基板２１は、一定の厚みに切り出す際に受けた機械的ダメージや汚染層を除去するために水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのような高濃度のアルカリ、若しくはフッ化水素酸と硝酸の混合液などで１０〜２０μｍ程度エッチングして、乾燥することでテクスチャーと呼ばれる凹凸構造を形成する。凹凸構造は、太陽電池の受光面において光の多重反射を生じさせる。そのため、凹凸構造を形成することにより、光が閉じ込められて効率よく半導体内に導かれていき、戻らなくなるので実効的に反射率が低減し、変換効率が向上する。
【００１６】
その他として、可視光域の反射率を低減させるために２回以上の反射を受光面で行わせる構造としてもよい。代表的な表面凹凸構造はＶ溝、Ｕ溝が挙げられる。これらは、研削機を利用して形成可能である。水酸化ナトリウムやイソプロピルアルコールを加えた水溶液に浸すウェットエッチング法、酸エッチングなどを用いる。
【００１７】
その後、例えばＰＯＣｌ3などを含む８５０〜１，０００℃の高温ガス中にｐ型シリコン基板２１を設置し、ｐ型シリコン基板２１の全面にリン等のｎ型不純物元素を拡散させる熱拡散法により、シート抵抗が３０〜３００Ω／□程度のｎ型拡散層２２を受光面（表面）に形成する。ｐ型シリコン基板２１の両面及び端面にもｎ型拡散層２２が形成されることがあるが、この場合には必要なｎ型拡散層２２の表面を耐酸性樹脂で被覆したｐ型シリコン基板２１をフッ硝酸溶液中に浸漬することによって、不要なｎ型拡散層を除去することが出来る。その後、熱拡散で形成されたリンガラスを数質量％のフッ化水素酸水溶液に数分浸漬して除去し、純水で洗浄する。
【００１８】
更に、上記ｐ型シリコン基板２１の表面側に反射防止膜兼パッシベーション膜２３を形成する。この反射防止膜兼パッシベーション膜２３は、例えばＳｉＮなどからなり、例えばＳｉＨ4とＮＨ4との混合ガスをＮ2で希釈し、グロー放電分解でプラズマ化されて堆積させるプラズマＣＶＤ法などで形成される。この反射防止膜兼パッシベーション膜２３はｐ型シリコン基板２１との屈折率差１．８〜２．３程度になるように形成され、約７０〜１００ｎｍ程度の厚みに形成され、ｐ型シリコン基板２１の表面で光が反射するのを防止して、ｐ型シリコン基板２１内に光を有効に取り込むために設けられる。また、ＳｉＮは、形成の際に、ｎ型拡散層２２に対してパッシベーション効果があるパッシベーション膜としても機能し、反射防止の機能と併せて、太陽電池の電気特性を向上させる効果がある。
【００１９】
次に、ｐ型シリコン基板２１の裏面に、例えばアルミニウムとガラスフリットとワニスなどを含む導電性ペーストを用いて、図３のように裏面バスバー電極２７をスクリーン印刷し、アルミニウム粉末を有機バインダーで混合したペーストをバスバー電極以外の領域にスクリーン印刷する。そして、１５０〜２００℃程度で乾燥させる。
【００２０】
続いて、スクリーン印刷機で印刷版を使用して、表面バスバー電極（以下、バスバー電極）２４とフィンガー電極２８を形成する。即ち、スクリーン印刷機により、銀を含むペーストが印刷版を介して、表面の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上にバスバー電極２４とフィンガー電極２８の電極パターンで印刷され、１５０〜２００℃程度で乾燥される。
【００２１】
ここで使用する印刷版は、例えばステンレススチールやニッケル、ポリエステルなどのメッシュの裏側に乳剤でコーティングした構造であって、電極形状パターンに乳剤層を除去した開口部を有するスクリーン版が挙げられる。このスクリーン版を用いて、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンに銀を含むペーストを膜厚１０〜１５μｍで印刷する。また、例えばフィンガー電極２８の線幅は２０〜１５０μｍ、ピッチは１．５〜２ｍｍ、バスバー電極２４の線幅は１〜１．５ｍｍである。通常ならば、図５（ａ）のように、全体の開口部パターンを有するスクリーン版を用いて、その上で図中左方向から右方向（バスバー電極２４の長手方向に対して直交する方向）にスキージで圧力を加えながら、ペーストを押し出して印刷する。しかしながら、一般的にスクリーン版が大型化するにつれて印刷長が長くなり、同じ面圧で版の端から端までの広い範囲を印刷することが困難となる。例えば、図４（ｂ）に示すようにフィンガー電極２８にかすれが発生してバスバー電極２４を中心としてフィンガー電極２８が非対象な状態となりやすくなっている。また、太陽電池１枚のサイズが大きくなるにつれて、印刷面積も大きくなり、版が大型化することでスクリーンが伸び、図４（ｃ）に示すような印刷ズレが発生し易くなっている。スクリーン版が大きい場合、このように印刷がずれると基板から印刷された電極パターンがはみ出るなどの致命的な欠陥となる。
【００２２】
本発明はこの問題を解決するものであり、具体的には、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターン全体を複数の印刷範囲に分割し、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンごとに該分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を作製し、この複数の印刷版を用いたスクリーン印刷により上記電極を形成することを特徴とする。このとき、上記バスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンは、バスバー電極２４の長手方向に直交する方向を印刷方向として配置されており、この印刷方向で分割されることが好ましい。これにより、印刷範囲が狭まることで印刷版の小型化を図ることができ、スクリーンの伸びを減らすことが可能であり、その結果、印刷ズレが最小限に抑えられ、印刷精度が向上する。また、印刷精度の向上による相乗効果として、歩留まりの向上も期待できる。
【００２３】
また、図４（ｂ）に示すようなフィンガー電極２８の線幅の太りは、前述したようにバスバー電極２４印刷直後のフィンガー電極２８の部分で発生していて、バスバー電極２４付近に滞留していたペーストがスキージ等の圧力でフィンガー電極２８側に流れ込むことがフィンガー電極２８の線幅の太りの原因となっている。本発明はこの問題を解決するものであり、具体的には、線幅太りの発生箇所となるバスバー電極２４の長手方向に対して垂直な端面であって印刷終端側の端面を印刷範囲の分割境とすることが好ましく、即ちバスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンが少なくともバスバー電極２４の印刷終端で分割されることが好ましい。これにより、印刷性が向上し、フィンガー電極２８の線幅の太りを防げ、シャドーロスを低減することができる。外観品質も良好となる。
【００２４】
ここで、図５〜図１８を用いて、本発明の実施形態を更に詳しく説明する。なお、図５〜図７は、本発明の第１の実施形態を説明するものであり、図８及び図９は、本発明の第２の実施形態を説明するものであり、図１０及び図１１は、本発明の第３の実施形態を説明するものであり、図１２は本発明で用いるスクリーン印刷機であり、図１３〜図１６は、本発明の第４の実施形態を説明するものであり、図１７及び図１８は、本発明の第５の実施形態を説明するものである。
【００２５】
図５は、本発明における表面電極の印刷範囲の分割例（１）を示す概略図である。
図５（ａ）は、表面電極の電極形状パターン全体を示しており、図２と同様に、太い直線状の３本のバスバー電極２４が互いに平行に等間隔で配置され、バスバー電極２４よりも細い直線状の１３本のフィンガー電極２８がバスバー電極２４と直交すると共に互いに平行に等間隔で配置されている。
【００２６】
本発明では、図５（ａ）のバスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンを、バスバー電極２４の長手方向に直交する方向（印刷方向）であって、少なくともバスバー電極２４の印刷終端で分割するものであることが好ましく、あるいは、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンは、少なくともフィンガー電極２８の印刷開始端で分割されることが好ましい。例えば、図５（ｂ）に示すように、表面電極の印刷範囲１を１ａ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｄの６つの印刷範囲に分割する。上記のように分割するとそのままでは印刷版の数が増える問題が生じる。本発明では、印刷パターンの周期性を考慮して印刷版を２種類に絞る。これによれば、印刷範囲１ａ、１ｆ、１ｈの分割電極形状パターンと、印刷範囲１ｅ、１ｇ、１ｄの分割電極形状パターンの２種類の分割電極形状パターンから構成されるものとすることができる。即ち、２種類の分割電極形状パターンは、少なくともバスバー電極２４を含む電極形状パターンと、フィンガー電極２８のみの電極形状パターンからなる。
【００２７】
次いで、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンごとに該分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を作製する。この場合は、図６に示すように、バスバー電極の形状パターンＰ24とフィンガー電極の形状パターンＰ28とからなる開口部を有する印刷版２ａと、フィンガー電極の形状パターンＰ28のみからなる開口部を有する印刷版２ｂとを作製する。これによれば印刷版を共用することでバスバー電極が２本以上の場合には印刷版数が増えないので製版コストは変わらない。また、最低数の印刷版数に抑えることができるので、製版コストを抑える効果がある。更に、印刷版を共用することで電極パターンを均一な形状で形成でき、段取り替えの時間短縮や印刷機の共用も期待できる。
なお、図６に示すように、バスバー電極の形状パターンＰ24を含む開口部を有する印刷版２ａで印刷するとき、印刷方向を印刷終端がバスバー電極の部分となる方向とすることがフィンガー電極２８の線幅の太りを抑制でき好ましい。
【００２８】
次に、この２種類の印刷版２ａ、２ｂを用いたスクリーン印刷により、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する。即ち、スクリーン印刷機により、印刷範囲１ａにおいて、印刷版２ａを介して反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に、銀を含むペーストでスクリーン印刷を行い、１５０〜２００℃のオーブンで有機溶媒を除去する乾燥を行う。次いで、印刷範囲１ｅを印刷版２ｂで同様にスクリーン印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。このように、印刷版２ａを、印刷範囲１ａ、１ｆ、１ｈの印刷に用い、印刷版２ｂを、印刷範囲１ｅ、１ｇ、１ｄの印刷に用いることとして、このような手順で印刷範囲１ａ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｄをこの順で印刷・乾燥の処理を行う。印刷の順番はこの逆でも構わない。
【００２９】
バスバー電極２４の長手方向に対して直交する方向の端面を印刷範囲の分割境にすると、そのままでは印刷版の数が増えることになるが、印刷パターンの周期性を考慮して本発明のように印刷範囲の分割を工夫すれば、印刷版を２種類に絞ることができる。これにより、印刷版を共用することでバスバー電極２４が２本以上の場合には版数が増えないので印刷版コストは変わることはなく、最低限の版数に抑えることが出来るので、印刷版コストを抑えることができる。また、印刷版を共用することで電極パターンを均一に形成できる。また、段取り替えの時間短縮や印刷機の共用も期待できる。
【００３０】
なお、本実施形態では、図５（ｂ）において、表面電極の印刷範囲１を１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの４つの印刷範囲に分割してもよい。これによれば、印刷範囲１ａの分割電極形状パターンと、印刷範囲１ｂ、１ｃの分割電極形状パターンと、印刷範囲１ｄの分割電極形状パターンの３種類の分割電極形状パターンとから構成されるものとなる。
【００３１】
次いで、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンごとに該分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を作製するが、この場合は、図７に示すように、バスバー電極の形状パターンＰ24と広幅のフィンガー電極の形状パターンＰ28とからなる開口部を有する印刷版３ａと、バスバー電極の形状パターンＰ24と狭幅のフィンガー電極の形状パターンＰ28とからなる開口部を有する印刷版３ｂと、フィンガー電極の形状パターンＰ28のみからなる開口部を有する印刷版３ｃとを作製する。なお、図７に示すように、バスバー電極の形状パターンＰ24を含む開口部を有する印刷版３ａ、３ｂで印刷するとき、バスバー電極の形状パターンＰ24が印刷終端となるように印刷版３ａ、３ｂを配置することがフィンガー電極２８の線幅の太りを抑制でき好ましい。
【００３２】
次に、この３種類の印刷版３ａ、３ｂ、３ｃを用いたスクリーン印刷により、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する。即ち、スクリーン印刷機により、印刷範囲１ａにおいて、印刷版３ａを介して反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に、銀を含むペーストでスクリーン印刷を行い、１５０〜２００℃のオーブンで有機溶媒を除去する乾燥を行う。次いで、印刷範囲１ｂを印刷版３ｂで同様にスクリーン印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。次いで、印刷範囲１ｃを印刷版３ｂで同様にスクリーン印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。最後に、印刷範囲１ｄを印刷版３ｃで同様にスクリーン印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。印刷の順番はこの逆でも構わない。
【００３３】
図８は、本発明における表面電極の印刷範囲の分割例（２）を示す概略図である。
図８（ａ）は、表面電極の電極形状パターン全体を示しており、図２や図５（ａ）と同様に、太い直線状の３本のバスバー電極２４が互いに平行に等間隔で配置され、バスバー電極２４よりも細い直線状の１３本のフィンガー電極２８がバスバー電極２４と直交すると共に互いに平行に等間隔で配置されている。
【００３４】
本実施形態は、図８（ａ）のバスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンを、バスバー電極２４の長手方向に直交する方向（印刷方向）であって、少なくともバスバー電極２４の印刷終端で分割するものであり、例えば、図８（ｂ）に示すように、表面電極の印刷範囲１１を１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｎの９つの印刷範囲に分割する。これによれば、印刷範囲１１ｅ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｎの分割電極形状パターンと、印刷範囲１１ｆ、１１ｉ、１１ｍの分割電極形状パターンの２種類の分割電極形状パターンから構成されるものとすることができる。即ち、２種類の分割電極形状パターンは、バスバー電極２４のみの電極形状パターンと、フィンガー電極２８のみの電極形状パターンからなる。
【００３５】
次いで、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンごとに該分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を作製する。この場合は、図９に示すように、フィンガー電極の形状パターンＰ28のみからなる開口部を有する印刷版１２ａと、バスバー電極の形状パターンＰ24のみからなる開口部を有する印刷版１２ｂとを作製する。
【００３６】
次に、この２種類の印刷版１２ａ、１２ｂを用いたスクリーン印刷により、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する。即ち、スクリーン印刷機により、印刷範囲１１ｅにおいて、印刷版１２ａを介して反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に、銀を含むペーストでスクリーン印刷を行い、１５０〜２００℃のオーブンで有機溶媒を除去する乾燥を行う。次いで、印刷範囲１１ｆを印刷版１２ｂで同様にスクリーン印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。このように、印刷版１２ａを、印刷範囲１１ｅ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｎの印刷に用い、印刷版１２ｂを、印刷範囲１１ｆ、１１ｉ、１１ｍの印刷に用いることとして、このような手順で印刷範囲１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｎをこの順で印刷・乾燥の処理を行う。印刷の順番はこの逆でも構わない。
【００３７】
なお、複数の印刷版を用いて印刷する際、複数の印刷版とするために分割された電極同士が接続されないおそれがある。そこで図８において、用意したフィンガー電極用とバスバー電極用の印刷版を使用し、離間して印刷したフィンガー電極２８同士のつなぎ目にバスバー電極２４を印刷するようにすると、電極同士の未接続を防止できるので好ましい。その場合、例えば以下のように行うとよい。
即ち、図８に示すように印刷範囲１１を印刷範囲１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｎのように分割し、図９のようにフィンガー電極印刷版１２ａとバスバー電極印刷版１２ｂの２種類の印刷版を用意する。そして、まずフィンガー電極印刷版１２ａを用いて印刷範囲１１ｅを印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。その後、この印刷・乾燥の工程を印刷範囲１１ｇ、１１ｈ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｎについて順次行う。その際、印刷位置がそれぞれの印刷範囲となるようにスクリーン印刷機のステージ側が移動して基板と印刷版の位置合わせを行う。次に、バスバー電極印刷版１２ｂを用いて印刷範囲１１ｆをフィンガー電極パターンと接続するように印刷をする。印刷した後、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。その後、この印刷・乾燥の工程を印刷範囲１１ｉ、１１ｍについて順次行う。その際も、印刷位置がそれぞれの印刷範囲となるようにスクリーン印刷機のステージ側が移動して基板と印刷版の位置合わせを行う。なお、フィンガー電極印刷の際にはバスバー電極の長手方向に対して直交方向にスキージを動かし、フィンガー電極を印刷する。
【００３８】
以上のように、本発明によれば、スクリーン印刷時に、バスバー電極のペーストがフィンガー電極側へ流れ込まなくなるためにフィンガー電極線幅の太りを防げ、印刷の精度が向上、シャドーロスも低減させることができる。また、印刷範囲の分割を工夫して、図６、図９に示すように、２種類の印刷版で印刷するようにすれば、バスバー電極２４が２本以上の場合には印刷版の数が増えることなく、印刷版を共用することで印刷版コストを下げることができ、更に同じ形状の電極を安定して形成することができる。また、図９に示すように、フィンガー電極２８とバスバー電極２４を別々に印刷することによって、更にフィンガー電極２８のかすれや線幅の太りは低減される。印刷版の小型化により、印刷版価格を安価にできることやスクリーン印刷機などの製造機器の小型化も期待できる。また、版の小型化によって、銀ペーストの実使用量が減ることも見込める。
【００３９】
図１０は、本発明における表面電極の印刷範囲の分割例（３）を示す概略図であり、図５（ａ）や図８と同様の表面電極の電極形状パターン全体を示している。
本実施形態は、図１０のバスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンを、バスバー電極２４の長手方向に直交する方向（印刷方向）であって、少なくともバスバー電極２４の幅方向の中心線で分割するものであり、例えば、図１０に示すように、表面電極の印刷範囲３１を３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆの６つの印刷範囲に分割する。これによれば、印刷範囲３１ａ、３１ｃ、３１ｅの分割電極形状パターンと、印刷範囲３１ｂ、３１ｄ、３１ｆの分割電極形状パターンの２種類の分割電極形状パターンから構成されるものとすることができる。また、これらの２種類の分割電極形状パターンはいずれもバスバー電極２４の幅方向の半分の部分とフィンガー電極２８の長さ方向の半分の部分とからなる互いに１８０°回転させれば同形状となる関係のものであり、実質的に１種類の分割電極形状パターンである。
【００４０】
次いで、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を作製する。この場合は、図１１に示すように、１種類の印刷版３２、即ちバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’とフィンガー電極の形状パターンＰ28とからなる開口部を有する印刷版３２を作製する。
【００４１】
次に、この印刷版３２を用いたスクリーン印刷により、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する。なお、ここで使用するスクリーン印刷機は、図１２に示すように、基板２１を保持するステージ１０１と、基板２１上方に該基板２１に対してスクリーン面が平行となる状態で固設される印刷版１０２とからなり、ステージ１０１が基板２１と共に印刷版１０２に対して水平方向への移動が可能であり、印刷版３２のスクリーン面の垂線を回転軸とする回転が可能である構成となっている。
即ち、スクリーン印刷機によりまず印刷位置が印刷範囲３１ａとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１が移動して基板２１と印刷版３２の位置合わせを行う。次いで、印刷版３２を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲３１ａを印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。その後、この印刷・乾燥の工程を印刷範囲３１ｃ、３１ｅについて順次行う。その際、印刷位置がそれぞれの印刷範囲となるようにスクリーン印刷機のステージ１０１が移動して基板２１と印刷版３２の位置合わせを行う。次に、同じ印刷版３２を用いて印刷範囲３１ｂを印刷をするが、その際、スクリーン印刷機のステージ１０１が１８０°回転すると共に移動して印刷位置が印刷範囲３１ｂとなるように基板２１と印刷版３２の位置合わせを行う。そして、印刷範囲３１ｂについて印刷した後、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。その後、この印刷・乾燥の工程を印刷範囲３１ｄ、３１ｆについて順次行う。その際も、印刷位置がそれぞれの印刷範囲となるようにスクリーン印刷機のステージ１０１が移動して基板２１と印刷版３２の位置合わせを行う。なお、印刷の際にはバスバー電極の長手方向に対して直交方向にスキージを動かし、フィンガー電極を印刷する。
以上のように表面電極を印刷した後、最後に焼成炉において５００〜９００℃で１〜３０分間の焼成を行う。
【００４２】
これにより、従来ではスクリーン印刷の際にバスバー電極印刷直後のフィンガー電極部分に太りが発生していたが、バスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となるように印刷版を配置したのでフィンガー電極の線幅の太りを防ぐことができシャドーロスを低減することができる。また、分割電極形状パターンをすべて同形状としたので印刷版を１種類とすることができ、該印刷版を用いてスクリーン印刷機において基板（ステージ側）を回転、移動させて基板と印刷版の位置合わせを行いつつ印刷を行うので印刷性も向上する。
【００４３】
図１４は、本発明における表面電極の印刷範囲の分割例（４）を示す概略図であり、図５（ａ）、図８及び図１０と同様の表面電極の電極形状パターン全体を示している。
本実施形態では、図１３（ａ）のバスバー電極２４及びフィンガー電極２８の形状パターンを、バスバー電極２４の長手方向に直交する方向（印刷方向）及びこの印刷方向に直交する方向で分割することが好ましい。例えば、図１３（ｂ）で示すように、表面電極の印刷範囲４１を印刷方向で２等分すると共にこの印刷方向に直交する方向で２等分して、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの４つの印刷範囲に分割する。このとき、印刷範囲４１が印刷方向で２等分されることによってバスバー電極２４の幅方向の中心線で分割するものとなっており、印刷方向に直交する方向で２等分することによって２本の平行なフィンガー電極２８間の中点を通る線で分割するものとなっている。
これによれば、印刷範囲４１ａ、４１ｄの組、印刷範囲４１ｂ、４１ｃの組のそれぞれにおいて互いに１８０°回転させれば同形状となる関係のものとなり、２種類の分割電極形状パターンから構成されるものとすることができる。
【００４４】
次いで、この分割された印刷範囲の分割電極形状パターンごとに該分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版を作製する。この場合は、図１４に示すように、印刷範囲４１ａ、４１ｄの分割電極パターンの開口部を有する印刷版４２ａと、印刷範囲４１ｂ、４１ｃの分割電極形状パターンの開口部を有する印刷版４２ｃとを作製する。印刷版４２ａ、４２ｃのいずれもがバスバー電極の形状パターンＰ24とバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’とフィンガー電極の形状パターンＰ28とからなる開口部を有している。
【００４５】
次に、この２種類の印刷版４２ａ、４２ｃを用いたスクリーン印刷により、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する。図１５にその印刷手順を示す。なお、図１５において印刷部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄのフィンガー電極部分及びフィンガー電極２８の線幅の太りの表示は省略している。
まず、図１２に示すスクリーン印刷機のステージ１０１に基板２１を載置し、印刷版４２ａをセットし、印刷位置が印刷範囲４１ａとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ａの位置合わせを行う（図１５（ａ））。その状態で印刷版４２ａを介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ａを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ａにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。この印刷部分が印刷部Ｐａとなる。
次に、ステージ１０１により基板２１を１８０°回転及び移動させ、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｄとなるように基板２１と印刷版４２ａの位置合わせを行う（図１５（ｂ））。その状態で印刷版４２ａを介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｄを印刷する。このときの印刷方向もバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ａにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。この印刷部分が印刷部Ｐｄとなる。
次に、印刷版４２ａから印刷版４２ｃに変更し、印刷位置が印刷範囲４１ｂとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ｃの位置合わせを行う（図１５（ｃ））。その状態で印刷版４２ｃを介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｂを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ｃにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。この印刷部分が印刷部Ｐｂとなる。
次に、ステージ１０１により基板２１を１８０°回転及び移動させ、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｃとなるように基板２１と印刷版４２ｃの位置合わせを行う（図１５（ｄ））。その状態で印刷版４２ｃを介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｃを印刷する。このときの印刷方向もバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ｃにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。この印刷部分が印刷部Ｐｃとなる（図１５（ｅ））。
以上のように表面電極を印刷した後、最後に焼成炉において５００〜９００℃で１〜３０分間の焼成を行い、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する（図１５（ｆ））。
【００４６】
これにより、印刷範囲を一方向だけで分割するよりも縦横２方向で分割することで印刷版を縦横２方向それぞれの長さを小さくすることができ、例えば図１４のように小さな正方形とすることができ、印刷版のより小型化が図れるのでスクリーンの伸びを減らし、印刷ズレを抑えて印刷精度を向上させることが可能となる。また、一度の印刷範囲が小さいのでペーストが不足することがなくなり、印刷のかすれがなくなる。
更に、従来ではスクリーン印刷の際にバスバー電極印刷直後のフィンガー電極部分に太りが発生し、バスバー電極が３本ある場合にはバスバー電極に直交する１本のフィンガー電極当たり３箇所に太りが発生していたところ（図１６（ａ））、バスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となるように印刷版を配置したのでフィンガー電極の線幅の太りの発生を２箇所に減らすことができる（図１６（ｂ））。また、これに伴いシャドーロスを低減することができる。
また、従来では太陽電池セルの生産性を向上させるためにセル１枚の大型化及び印刷面積の大型化がすすめられているが、その反面、印刷精度を維持するために印刷範囲を分割して印刷版の共用や版替えが考えられる。しかしながら、通常では同一形状パターンのものであっても印刷方向が異なったり印刷位置が異なる場合には印刷版の位置を移動する必要があり、段取り替えに時間を要してしまう。これに対して、本発明では分割電極形状パターンを共用できる形状としたので４つの分割した印刷範囲に対して印刷版を２種類で対応可能として製版コストを減らすことができ、該印刷版を用いてスクリーン印刷機において基板（ステージ側）を回転、移動させて基板と印刷版の位置合わせを行いつつ印刷を行うので印刷性及び印刷精度も向上する。
【００４７】
また、分割された印刷範囲における分割電極形状パターンについて更にフィンガー電極のみのパターンとバスバー電極のみのパターンに分離し、分離したそれぞれのパターンごとに印刷版を作製することが好ましい。
図１７にその例を示す。ここでは、図１４の印刷版４２ａにおける分割電極形状パターンについてフィンガー電極Ｐ28のみのパターンとバスバー電極Ｐ24，Ｐ24’のパターンに分離し、分離したそれぞれのパターンごとに印刷版４２ａ１、４２ａ２を作製している。また印刷版４２ｃにおける分割電極形状パターンについてもフィンガー電極Ｐ28のみのパターンとバスバー電極Ｐ24，Ｐ24’のパターンに分離し、分離したそれぞれのパターンごとに印刷版４２ｃ１、４２ｃ２を作製している。なお、印刷版４２ａ２、４２ｃ２は同じパターンのバスバー電極用の印刷版であるため、どちらか１つの印刷版（例えば印刷版４２ａ２）で共用するようにしてもよい。
【００４８】
次に、上記３種類の印刷版４２ａ１、４２ａ２、４２ｃ１を用いたスクリーン印刷により、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する。
まず、図１２に示すスクリーン印刷機のステージ１０１に基板２１を載置し、フィンガー電極Ｐ28のみのパターンの印刷版４２ａ１をセットし、印刷位置が印刷範囲４１ａとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ａ１の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ１を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ａを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものである（図１８（ａ））。次いで、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。
次に、ステージ１０１により基板２１を１８０°回転及び移動させ、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｄとなるように基板２１と印刷版４２ａ１の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ１を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｄを上記と同じ印刷方向（図１８（ａ））で印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。
次に、印刷版４２ａ１からフィンガー電極Ｐ28のみのパターンの印刷版４２ｃ１に変更し、印刷位置が印刷範囲４１ｂとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ｃ１の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ｃ１を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｂを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものである（図１８（ｂ））。次いで、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。
次に、ステージ１０１により基板２１を１８０°回転及び移動させ、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｃとなるように基板２１と印刷版４２ｃ１の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ｃ１を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｃを上記と同じ印刷方向（図１８（ｂ））で印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。
次に、印刷版４２ｃ１からバスバー電極Ｐ24，Ｐ24’のパターンの印刷版４２ａ２に変更し、印刷位置が印刷範囲４１ａとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ａ２の位置合わせを行う。なお、この印刷版４２ａ２で印刷されるバスバー電極がすでに離間して印刷されたフィンガー電極同士をつなぐ位置となるように位置合わせをするとよい（これ以降に行う印刷版４２ａ２の位置合わせすべてにおいて同じ）。その状態で印刷版４２ａ２を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ａを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものである（図１８（ｃ））。次いで、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。
次に、印刷位置が印刷範囲４１ｃとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ａ２の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ２を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｃを上記と同じ印刷方向（図１８（ｃ））で印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。
次に、ステージ１０１により基板２１を１８０°回転及び移動させ、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｂとなるように基板２１と印刷版４２ａ２の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ２を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｂを上記と同じ印刷方向（図１８（ｃ））で印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。
次に、印刷位置が印刷範囲４１ｄとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ａ２の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ２を介して基板２１の反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｄを上記と同じ印刷方向（図１８（ｃ））で印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。
以上のように表面電極を印刷した後、最後に焼成炉において５００〜９００℃で１〜３０分間の焼成を行い、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成する。
【００４９】
これにより、印刷性が向上し、フィンガー電極２８とバスバー電極２４とを別々に印刷するので、従来のようにバスバー電極用のペーストがフィンガー電極側に流れ込むことがなくなり、フィンガー電極の線幅の太りを防止でき、シャドーロスを低減することができる。また、印刷範囲を一方向だけで分割するよりも縦横２方向で分割することで印刷版を縦横２方向それぞれの長さを小さくすることができ、例えば図１７のように小さな正方形とすることができ、印刷版のより小型化が図れるのでスクリーンの伸びを減らし、印刷ズレを抑えて印刷精度を向上させることが可能となる。また、一度の印刷範囲が小さいのでペーストが不足することがなくなり、印刷のかすれがなくなる。
【００５０】
また、本発明で使用する複数の印刷版の少なくとも１つはメタルマスクであることが好ましい。
スクリーン版を用いた電極印刷製法では、スクリーン版の線径と開口の関係から開口幅に限界があるため、細線化が困難である。これに対し、メタルマスクの開口部はスクリーンメッシュのように遮るものがないために、開口幅を小さく設計することができ、また開口幅を狭くすることが可能であるが、セル全面を一度に印刷するには強度が充分でなく、従来の実生産には不向きであった。本発明では、上記のように印刷範囲が分割されて狭くなり、印刷版が小型化したことにより、メタルマスクを用いることが可能である。この結果、メタルマスクの印刷版ではペーストの充填部と吐出部の幅がほぼ同じで塗布量も多いので安定して電極を太りなく形成し易く、メッシュ痕がなくなり、直線性の高い電極ラインを形成することができ、更にバスバー電極の細線化によりシャドーロスを低減でき、太陽光を多く取り込めるので変換効率の向上が期待出来る。
【００５１】
メタルマスクは、材質がステンレススチールやニッケルのシートから作製されており、開口部の形成方法によりレーザーマスク、エッチングマスク、アクティブマスクの３種類のものがあるが、いずれを使用しても構わない。また、例えばフィンガー電極用の印刷版をメタルマスク、バスバー電極用の印刷版をスクリーン版とするとよい。この場合、メタルマスクにより、フィンガー電極２８の線幅３５〜５０μｍ、ピッチ１．５〜２ｍｍで形成する。また、バスバー電極２４はスクリーン版で作製し、その膜厚は１０〜１５μｍ、線幅は１〜１．５ｍｍで形成する。
【００５２】
メタルマスクとスクリーン版を用いた例を図８と図９に基づいて説明すると、印刷範囲１１ｅでメタルマスク製版の印刷版１２ａを用いてスクリーン印刷機（図１２）のステージ１０１側が移動して基板２１と印刷版１２ａの位置合わせをして印刷し、次いで１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。この印刷・乾燥の工程を印刷範囲１１ｅ→１１ｇ→１１ｈ→１１ｊ→１１ｋ→１１ｎの順番に行う。その際もステージ側が移動して基板と印刷版の位置合わせを行う。次に、印刷範囲１１ｆでスクリーン製版の印刷版１２ｂを用いて位置合わせをし、ステージ側が移動して基板と印刷版の位置合わせをして印刷し、次いで１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。この印刷・乾燥の工程を印刷範囲１１ｆ→１１ｉ→１１ｍの順番に行う。その際もステージが移動して基板と印刷版の位置合わせを行う。また、フィンガー電極印刷の際にはバスバー電極の長手方向に対して直交方向にスキージを動かし、フィンガー電極を印刷する。
なお、印刷版が小型化しているのでバスバー電極用印刷版もメタルマスクとしてもよい。
【００５３】
また、本発明において、上記印刷版を用いてスクリーン印刷し、乾燥処理して形成した電極上に、更に同じ印刷版を用いてスクリーン印刷、乾燥処理を繰り返して行い、多層印刷を行って電極を形成することが好ましい。
【００５４】
変換効率の高い太陽電池を得るためにできるだけ電極の占有面積を少なくする一方で、直列抵抗を小さくするために電極を多層化する方法がある。それには印刷した電極上に繰り返し印刷・乾燥することが必要であるが、現状のスクリーンマスクでは印刷版が大きく、スクリーンの伸びが生じることから、多層印刷を行うとズレが生じるばかりでなくスクリーンメッシュ起因の凹凸が発生し、印刷の平坦度が保てない。本発明によれば、電極形状パターン全体を複数の印刷範囲に分割することで印刷版を小型化し、印刷版ごとに印刷した電極上に重ね合わせて、繰り返し印刷・乾燥するので、印刷性が向上し、多層印刷しても印刷ズレが生じにくく、面内均一に電極の多層化を形成し易くなる。よって、表面電極の直列抵抗が小さくなり、フィルファクターが高いために変換効率が向上する。
【００５５】
このような表面多層電極の形成に当たっては、図５に示す印刷範囲の分割例を例にとると、反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に上記印刷版、例えば図６の印刷版２ａ、２ｂを用いたスクリーン印刷法により、以下のように導電性銀ペーストを印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで有機溶媒の乾燥を行うとよい。即ち、印刷範囲１ａについて印刷版２ａを用いてスクリーン印刷機のステージ１０１側が移動して基板２１と印刷版２ａの位置合わせをした後に印刷し、次いで１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。次に、印刷範囲１ｅについて印刷版２ｂを用いて同様に位置合わせして印刷し、１５０〜２００℃のオーブンで乾燥する。このような手順で印刷範囲１ａ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｄをこの順で印刷・乾燥の処理を行う。印刷・乾燥の順番は逆でもよい。次いで、印刷範囲１ａ〜１ｄの一連の印刷・乾燥の処理を行って形成した電極上に、更に同様の手順で印刷版２ａ、２ｂを用いたスクリーン印刷法により、導電性銀ペーストを重ね合わせて印刷・乾燥を行い、多層電極を形成する。また、更に複数回の繰り返し印刷・乾燥処理を同様に行うことも可能である。
図７に示す３種類の印刷版３ａ、３ｂ、３ｃを使用して、同様に多層印刷しても同様の効果が得られる。
【００５６】
以上のように表面電極（バスバー電極２４及びフィンガー電極２８）を印刷したｐ型シリコン基板２１は、最後に、焼成炉において５００〜９００℃で１〜３０分の焼成を行う。このとき、反射防止膜兼パッシベーション膜２３上に表面電極（バスバー電極２４及びフィンガー電極２８）を印刷した状態であっても、表面電極は、加熱により表面電極に含まれるガラスフリット成分と反射防止膜兼パッシベーション膜２３のＳｉＮが反応して分解するのを利用して、表面電極に含まれるＡｇ粒子が反射防止膜兼パッシベーション膜２３を貫通し、ｎ型拡散層２２と電気接続してバスバー電極２４及びフィンガー電極２８となる。
なお、表面電極（バスバー電極２４とフィンガー電極２８）の形成及び裏面バスバー電極２７の形成順序は逆でも構わない。
【実施例】
【００５７】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５８】
［実施例１］
本発明の有効性を確認するために、以下の工程をシリコン基板１０枚について行い、図１に示す太陽電池を１０枚作製した。
結晶面方位＜１００＞、１５．６５ｃｍ角、２００μｍ厚、アズスライス比抵抗２Ω・ｃｍ、ボロンドープｐ型シリコン基板をフッ硝酸溶液中に１５秒間浸漬させてダメージエッチし、更に２質量％の水酸化カリウムと２質量％のイソプロピルアルコールを加えた７０℃の溶液で５分浸して、エッチングした後に純水で洗浄し、乾燥させることで、ｐ型シリコン基板表面でテクスチャー構造を形成した。
上記ｐ型シリコン基板に対して、ＰＯＣｌ3ガス雰囲気において、８５０℃の温度で３０分間熱処理を行うことでｎ型拡散層を形成した。その後、ｎ型拡散層上に耐酸性樹脂を形成した後に、ｐ型シリコン基板をフッ硝酸溶液中に１０秒間浸漬することによって、耐酸性樹脂が形成されていない部分のｎ型拡散層を除去した。その後、耐酸性樹脂を除去することによって、ｐ型シリコン基板の表面のみにｎ型拡散層を形成した。続いて、ＳｉＨ4とＮＨ4、Ｎ2を用いたプラズマＣＶＤ法により、ｐ型シリコン基板でｎ型拡散層を形成している表面上に反射防止膜兼パッシベーション膜となるＳｉＮ膜を厚さ８０ｎｍで形成した。次に、ｐ型シリコン基板の裏面にスクリーン印刷法を用いて、銀粉末とガラスフリットを有機物バインダーで混合したペーストを用いて、裏面バスバー電極を印刷した後に、アルミニウム粉末を有機バインダーで混合したペーストをバスバー電極以外の領域にスクリーン印刷した。その後、１５０℃で乾燥させて、裏面電極を形成した。
次に、表面電極パターンのうち、バスバー電極の長手方向に対して垂直な端面であって印刷終端となる端面を印刷範囲の分割境とし、４つの印刷範囲１ａ〜１ｄ（図５（ｂ））に分割し、更に電極パターン形状が同じである印刷範囲１ｂ、１ｃについて、印刷範囲１ｂを印刷範囲１ｅ、１ｆに、印刷範囲１ｃを印刷範囲１ｇ、１ｈにそれぞれ分割した。この分割した印刷範囲に対応させて表面電極形成用の印刷版として、図６に示すように、バスバー電極開口部パターンＰ24とフィンガー電極開口部パターンＰ28を有する印刷版２ａ、フィンガー電極開口部パターンＰ28のみからなる印刷版２ｂの２種類をスクリーン版で作製し、印刷版２ａを、印刷範囲１ａ、１ｆ、１ｈの印刷に用い、印刷版２ｂを、印刷範囲１ｅ、１ｇ、１ｄの印刷に用いた。なお、ここで使用するスクリーン版はステンレススチールのメッシュの裏側に乳剤でコーティングした構造で、乳剤膜厚を１５μｍとした。また、フィンガー電極２８の線幅は８０μｍ、ピッチは２ｍｍ、バスバー電極２４の線幅は１．５ｍｍで形成した。
この表面電極の形成に当たっては、反射防止膜兼パッシベーション膜上に上記スクリーン版の印刷版２ａ、２ｂを用いたスクリーン印刷法により、導電性銀ペーストを印刷し、１５０℃のオーブンで有機溶媒の乾燥を行った。詳しくは、印刷範囲１ａを印刷版２ａでスクリーン印刷機のステージ側を移動して基板と印刷版２ａとの位置合わせをして印刷し、次いで１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、印刷範囲１ｅを印刷版２ｂでスクリーン印刷機のステージ側を移動して基板と印刷版２ｂとの位置合わせをして印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥する。このような手順で印刷範囲１ａ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｄをこの順で印刷・乾燥の処理を行った。なお、印刷の際にはバスバー電極の長手方向に直交する方向にスキージを移動させて印刷した。
最後に、表面電極及び裏面電極が形成されたｐ型シリコン基板について、焼成炉において９００℃で５分間程度かけて焼成を行い、太陽電池とした。
【００５９】
［実施例２］
裏面電極形成以前は実施例１と同様とした。表面電極形成に関しては、図８（ｂ）に示すように、表面電極をフィンガー電極部とバスバー電極部に印刷範囲を分けた。特に、フィンガー電極部は同じ電極形状パターンとなるように印刷範囲を分割している（印刷範囲１１ｅ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｎ）。また、フィンガー電極用印刷版１２ａはメタルマスク（開口部５０μｍ、板厚５０μｍ）、バスバー電極用印刷版１２ｂはスクリーン版（実施例１と同じ）でそれぞれ作製した。なお、フィンガー電極の線幅は５０μｍ、ピッチは２ｍｍ、バスバー電極の線幅は１．５ｍｍで形成した。
この表面電極の形成に当たっては、反射防止膜兼パッシベーション膜上に、まず印刷範囲１１ｅをメタルマスクの印刷版１２ａでスクリーン印刷機のステージ側を移動して基板と印刷版１２ａとの位置合わせをして印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥した。次に、印刷範囲１１ｆをスクリーン版の印刷版１２ｂでスクリーン印刷機のステージ側を移動して基板と印刷版１２ｂとの位置合わせをして印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥した。なお、離間して印刷したフィンガー電極同士をつなぐ位置となるように基板と印刷版１２ｂとの位置合わせを行った。このような手順で印刷範囲１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｎをこの順で印刷・乾燥の処理を行った。なお、印刷の際にはバスバー電極の長手方向に直交する方向にスキージを移動させて印刷した。
最後に、表面電極及び裏面電極が形成されたｐ型シリコン基板について、焼成炉において９００℃で５分間程度かけて焼成を行い、太陽電池とした。
本実施例でも上記工程をシリコン基板１０枚で行い、太陽電池を１０枚作製した。
【００６０】
［実施例３］
裏面電極形成以前は実施例１と同様とした。表面電極形成に関しては、まず実施例１と同様にしてバスバー電極の長手方向に対して垂直な端面であって印刷終端となる端面を印刷範囲の分割境として４つの印刷範囲１ａ〜１ｄ（図５（ｂ））に分割し、更に電極パターン形状が同じである印刷範囲１ｂ、１ｃについて、印刷範囲１ｂを印刷範囲１ｅ、１ｆに、印刷範囲１ｃを印刷範囲１ｇ、１ｈにそれぞれ分割した。この分割した印刷範囲に対応させて表面電極形成用のスクリーン版として、図６に示すように、バスバー電極開口部パターンＰ24とフィンガー電極開口部パターンＰ28を有するスクリーン版２ａと、フィンガー電極開口部パターンＰ28のみからなるスクリーン版２ｂの２種類を作製した。
表面電極の形成に当たっては、反射防止膜兼パッシベーション膜上に上記スクリーン版の印刷版２ａ、２ｂを用いたスクリーン印刷法により、導電性銀ペーストを印刷し、１５０℃のオーブンで有機溶媒の乾燥を行った。詳しくは、印刷範囲１ａを印刷版２ａで印刷し、次いで１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、印刷範囲１ｅを印刷版２ｂで印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥する。このような手順で印刷範囲１ａ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｄをこの順で印刷・乾燥の処理を行った。次いで、印刷範囲１ａ〜１ｄの一連の印刷・乾燥の処理を行って形成した電極上に、更に同様の手順で印刷版２ａ、２ｂを用いたスクリーン印刷法により、導電性銀ペーストを重ね合わせて印刷・乾燥を行い、多層電極を形成した。
最後に、表面電極及び裏面電極が形成されたｐ型シリコン基板について、焼成炉において９００℃で５分間程度かけて焼成を行い、太陽電池とした。
本実施例でも上記工程をシリコン基板１０枚で行い、太陽電池を１０枚作製した。
【００６１】
［実施例４］
裏面電極形成以前は実施例１と同様とした。表面電極形成に関しては、図１０に示すように印刷範囲３１を３１a、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆのように分割した。また、図１１に示す印刷版３２を実施例１と同じスクリーン製版で用意した。
この表面電極の形成に当たっては、反射防止膜兼パッシベーション膜上に、まず印刷範囲３１ａについて印刷版３２を用いてスクリーン印刷機のステージ側を移動して基板と印刷版３２との位置合わせをして印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥した。このような手順で印刷範囲３１ａ、３１ｃ、３１ｅをこの順で印刷・乾燥の処理を行った。次いで、印刷範囲３１ｆについて印刷版３２を用いてスクリーン印刷機のステージ側を１８０°回転した後、移動して基板と印刷版３２との位置合わせをして印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥した。次に、印刷範囲３１ｄについて印刷版３２を用いてスクリーン印刷機のステージ側を移動して基板と印刷版３２との位置合わせをして印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥し、印刷範囲３１ｂについてもこれと同様な手順で印刷・乾燥の処理を行った。なお、印刷に際してバスバー電極２４の長手方向に対して直交する方向にスキージを動かして印刷を行った。
最後にｐ型シリコン基板は、焼成炉において９００℃で５分間程度かけて焼成を行った。
本実施例でも上記工程をシリコン基板１０枚で行い、太陽電池を１０枚作製した。
【００６２】
［実施例５］
裏面電極形成以前は実施例１と同様とした。表面電極形成に関しては、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を含む電極形状パターンについて、印刷方向で２等分すると共にこの印刷方向に直交する方向に２等分して（電極印刷範囲の分割境を縦横方向でそれぞれ基板の中央として）、表面電極の印刷範囲４１を図１３（ｂ）に示すように印刷範囲４１a、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの４つに分割した。ここで、印刷範囲４１ａと４１ｄ、印刷範囲４１ｂと４１ｃは同形状であるため、この組み合わせで印刷版を共用するものとして図１４に示す印刷版４２ａ、４２ｃを実施例１と同じスクリーン製版で用意した。
表面電極の形成に当たっては、反射防止膜兼パッシベーション膜上に上記印刷版４２ａ、４２ｃを用いたスクリーン印刷法により、導電性銀ペーストを印刷し、１５０℃のオーブンで有機溶媒の乾燥を行った。詳しくは、まず図１２に示すスクリーン印刷機のステージ１０１に基板２１を載置し、印刷版４２ａをセットし、印刷位置が印刷範囲４１ａとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ａの位置合わせを行う（図１５（ａ））。その状態で印刷版４２ａを介して基板２１上に銀ペーストで印刷範囲４１ａを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ａにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、ステージ１０１により基板２１を１８０°回転及び移動させ、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｄとなるように基板２１と印刷版４２ａの位置合わせを行う（図１５（ｂ））。その状態で印刷版４２ａを介して基板２１上に銀ペーストで印刷範囲４１ｄを印刷する。このときの印刷方向もバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ａにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、印刷版４２ａから印刷版４２ｃに変更し、印刷位置が印刷範囲４１ｂとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ｃの位置合わせを行う（図１５（ｃ））。その状態で印刷版４２ｃを介して基板２１上に銀ペーストで印刷範囲４１ｂを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ｃにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、ステージ１０１により基板２１を１８０°回転及び移動させ、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｃとなるように基板２１と印刷版４２ｃの位置合わせを行う（図１５（ｄ））。その状態で印刷版４２ｃを介して基板２１上に銀を含むペーストで印刷範囲４１ｃを印刷する。このときの印刷方向もバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ｃにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する。以上のように表面電極を印刷した後、最後に焼成炉において９００℃で５分間程度の焼成を行い、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成した（図１５（ｆ））。
本実施例でも上記工程をシリコン基板１０枚で行い、太陽電池を１０枚作製した。
【００６３】
［実施例６］
裏面電極形成以前は実施例１と同様とした。表面電極形成に関して、印刷範囲の分割については実施例５と同様にして表面電極の印刷範囲４１を図１３（ｂ）に示すように印刷範囲４１a、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの４つに分割した。次いで、印刷範囲４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを更にフィンガー電極用パターンとバスバー電極用パターンに分離し、図１７に示すように、フィンガー電極用の印刷版４２ａ１、４２ｃ１とバスバー電極用の印刷版４２ａ２を実施例１と同じスクリーン製版で用意した。
表面電極の形成に当たっては、反射防止膜兼パッシベーション膜上に上記印刷版４２ａ１、４２ｃ１、４２ａ２を用いたスクリーン印刷法により、導電性銀ペーストを印刷し、１５０℃のオーブンで有機溶媒の乾燥を行った。詳しくは、まず図１２に示すスクリーン印刷機のステージ１０１に基板２１を載置し、印刷版４２ａ１をセットし、印刷位置が印刷範囲４１ａとなるようにステージ１０１を移動して基板と印刷版４２ａ１の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ１を介して基板上に銀ペーストで印刷範囲４１ａを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものである（図１８（ａ））。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、ステージ１０１により基板を１８０°回転及び移動させ、基板上の印刷位置が印刷範囲４１ｄとなるように基板と印刷版４２ａ１の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ１を介して基板上に銀ペーストで印刷範囲４１ｄを上記と同じ印刷方向（図１８（ａ））で印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、印刷版４２ａ１から印刷版４２ｃ１に変更し、印刷位置が印刷範囲４１ｂとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板と印刷版４２ｃ１の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ｃ１を介して基板上に銀ペーストで印刷範囲４１ｂを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものである（図１８（ｂ））。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、ステージ１０１により基板を１８０°回転及び移動させ、基板上の印刷位置が印刷範囲４１ｃとなるように基板と印刷版４２ｃ１の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ｃ１を介して基板上に銀ペーストで印刷範囲４１ｃを上記と同じ印刷方向（図１８（ｂ））で印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥する。
次に、印刷版４２ｃ１から印刷版４２ａ２に変更し、印刷位置が印刷範囲４１ａとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板と印刷版４２ａ２の位置合わせを行う。なお、この印刷版４２ａ２で印刷されるバスバー電極がすでに離間して印刷されたフィンガー電極同士をつなぐ位置となるように位置合わせをした（これ以降に行う印刷版４２ａ２の位置合わせすべてにおいて同じ）。その状態で印刷版４２ａ２を介して基板上に銀ペーストで印刷範囲４１ａを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものである（図１８（ｃ））。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、印刷位置が印刷範囲４１ｃとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板と印刷版４２ａ２の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ２を介して基板上に銀ペーストで印刷範囲４１ｃを上記と同じ印刷方向（図１８（ｃ））で印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、ステージ１０１により基板を１８０°回転及び移動させ、基板上の印刷位置が印刷範囲４１ｂとなるように基板と印刷版４２ａ２の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ２を介して基板上に銀ペーストで印刷範囲４１ｂを上記と同じ印刷方向（図１８（ｃ））で印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥する。次に、印刷位置が印刷範囲４１ｄとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板と印刷版４２ａ２の位置合わせを行う。その状態で印刷版４２ａ２を介して基板上に銀ペーストで印刷範囲４１ｄを上記と同じ印刷方向（図１８（ｃ））で印刷し、１５０℃のオーブンで乾燥する。
以上のように表面電極を印刷した後、最後に焼成炉において９００℃で５分間程度の焼成を行い、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成した。
本実施例でも上記工程をシリコン基板１０枚で行い、太陽電池を１０枚作製した。
【００６４】
［比較例１］
裏面電極形成以前は実施例１と同様とした。表面電極形成に関しては、反射防止膜兼パッシベーション膜上にスクリーン印刷法を用いて、導電性銀ペーストを印刷し、１５０℃のオーブンで有機溶媒の乾燥を行ったが、その際に印刷範囲を分割していない１枚のスクリーン版を用いて印刷を行った。
最後に、表面電極及び裏面電極が形成されたｐ型シリコン基板について、焼成炉において９００℃で５分間程度かけて焼成を行い、太陽電池とした。
本比較例でも上記工程をシリコン基板１０枚で行い、太陽電池を１０枚作製した。
【００６５】
［比較例２］
裏面電極形成以前は実施例１と同様とした。表面電極形成に関しては、反射防止膜兼パッシベーション膜上にスクリーン印刷法を用いて、導電性銀ペーストを印刷し、１５０℃のオーブンで有機溶媒の乾燥を行い、更に印刷した電極上に重ね合わせて、繰り返し印刷・乾燥を行う多層印刷を行ったが、その際に印刷範囲を分割していない１枚のスクリーン版を用いて印刷を行った。
最後に、表面電極及び裏面電極が形成されたｐ型シリコン基板について、焼成炉において９００℃で５分間程度かけて焼成を行い、太陽電池とした。
本比較例でも上記工程をシリコン基板１０枚で行い、太陽電池を１０枚作製した。
【００６６】
［比較例３］
実施例５において、表面電極の形成に当たっては、反射防止膜兼パッシベーション膜上に上記印刷版４２ａ、４２ｃを用いたスクリーン印刷法により導電性銀ペーストを印刷したが、以下のように変更した（図１９参照）。即ち、まず図１２に示すスクリーン印刷機のステージ１０１に基板を載置し、印刷版４２ａをセットし、印刷位置が印刷範囲４１ａとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ａの位置合わせを行う（図１９（ａ））。その状態で印刷版４２ａを介して基板２１上に銀ペーストで印刷範囲４１ａを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ａにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する（印刷部Ｐａ形成）。次に、印刷版４２ａを１８０°回転させた上でステージ１０１を移動して、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｄとなるように基板２１と印刷版４２ａの位置合わせを行う（図１９（ｂ））。その状態で印刷版４２ａを介して基板２１上に銀ペーストで印刷範囲４１ｄを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の内側から外端に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ａにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷開始端となる。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する（印刷部Ｐｄの形成）。次に、印刷版４２ａから印刷版４２ｃに変更し、印刷位置が印刷範囲４１ｃとなるようにスクリーン印刷機のステージ１０１を移動して基板２１と印刷版４２ｃの位置合わせを行う（図１９（ｃ））。その状態で印刷版４２ｃを介して基板２１上に銀ペーストで印刷範囲４１ｃを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の外端から内側に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ｃにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷終端となる。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する（印刷部Ｐｃの形成）。次に、印刷版４２ｃを１８０°回転させた上でステージ１０１を移動して、基板２１上の印刷位置が印刷範囲４１ｂとなるように基板２１と印刷版４２ｃの位置合わせを行う（図１９（ｄ））。その状態で印刷版４２ｃを介して基板２１上に銀ペーストで印刷範囲４１ｂを印刷する。このときの印刷方向はバスバー電極の長手方向に対して直交する方向で基板２１の内側から外端に向かう方向にスキージを動かすものであって、印刷版４２ｃにおいてバスバー電極の一部の形状パターンＰ24’が印刷開始端となる。次いで、１５０℃のオーブンで乾燥する（印刷部Ｐｂの形成）。以上のように表面電極を印刷した後、最後に焼成炉において９００℃で５分間程度の焼成を行い、バスバー電極２４及びフィンガー電極２８を形成した（図１９（ｆ））。
本実施例でも上記工程をシリコン基板１０枚で行い、太陽電池を１０枚作製した。
【００６７】
以上のように、実施例及び比較例で得られた太陽電池を２５℃の雰囲気中でソーラーシミュレーター（光強度：１ｋＷ／ｍ2、スペクトル：ＡＭ１．５グローバル）の下で電流電圧特性を測定した。上記実施例１〜６と比較例１〜３それぞれの１０枚作製した時の短絡電流密度、曲線因子（フィルファクター（ＦＦ））、変換効率、直列抵抗を表１に示す。表中の数値は実施例及び比較例で試作したセル１０枚の平均値である。
【００６８】
【表１】
2014168047.tif 000003
【００６９】
表１に示すように、比較例１と実施例１を比較すると、印刷範囲を分割することで直列抵抗を低減し、曲線因子（フィルファクター）を向上させ、変換効率を高めることができた。これは、電極全体を複数の印刷範囲に分割することで印刷範囲が狭まり、印刷版を小型化することで印刷ズレが抑えられたことによる。また、フィンガー電極の線幅の太りはバスバー電極印刷直後のフィンガー電極で発生していたが、バスバー電極の境を分割境とすることで印刷性が向上しフィンガー電極線幅の太りを防げ、フィルファクターや変換効率を高めたと考えられる。また、印刷版の共用及びスクリーン印刷機のステージの回転、移動による基板と印刷版との位置合わせにより、安定して同じような電極を形成できることで印刷性と印刷精度が向上し、変換効率を高めたと考えられる。
また、実施例１と実施例２を比較すると、実施例２の短絡電流密度と曲線因子（フィルファクター）が実施例１よりも増加している。印刷範囲を分割して、印刷版を小型化することにより、メタルマスクを用いることができ、印刷版における充填部と吐出部の幅がほぼ同じで塗布量も多いので安定した電極を形成し易く、メッシュ痕がなくなり、直線性の高いラインが形成出来ることで短絡電流密度を高めた。また、バスバー電極の細線化が可能となり、シャドーロスが減り、変換効率を高めることになった。更に、フィンガー電極とバスバー電極を別々に印刷することにより、フィンガー電極のかすれや線幅の太りは低減されたことも変換効率を高めた要因である。
また、実施例１と実施例３を比較すると、実施例１よりも実施例３の直列抵抗が低減し、曲線因子（フィルファクター）が向上し、変換効率が高くなった。これは、変換効率の高い太陽電池を得るためにできるだけ電極の占有面積を少なくする一方で直列抵抗を小さくするために電極を多層化したことに起因する。これもまた、小型化した印刷版の共用により印刷性が向上し、多層印刷しても印刷ズレが生じにくく、面内均一に電極の多層化を形成し易くなった。よって、表面電極の直列抵抗が小さくなり、曲線因子（フィルファクター）が高められ、変換効率が高まった結果である。ちなみに、比較例１と比較例２との間でも多層化による効果が見られるが、実施例１〜３の方が優れている。
【００７０】
実施例４と比較例１を比較すると、実施例４によれば印刷範囲を分割することで直列抵抗を低減し、曲線因子（フィルファクター）を向上させ、変換効率を高めることができた。これは、電極全体を複数の印刷範囲に分割することで印刷範囲が狭まり、印刷版を小型化することで大きな印刷ズレがなくなったためである。また、従来ではバスバー電極印刷直後でフィンガー電極の線幅太りは発生していたが、バスバー電極の幅方向の中心線を分割境とし、バスバー電極の幅方向の半分の部分とフィンガー電極の長さ方向の半分の部分とからなる印刷版を用意して、基板（ステージ側）を回転させて常にバスバー電極の部分が印刷終端となるように配置して印刷したので、フィンガー電極の線幅太りの発生を防止できた。これにより、曲線因子（フィルファクター）や変換効率を高めることができたと考えられる。また、印刷版の共用やステージ側が回転及び移動して印刷版と基板との位置合わせを行うことで作業性と印刷精度が向上し、安定して同じ形状の電極を形成できるようになった。
実施例５と比較例３を比較すると、実施例５によれば直列抵抗を低減し、曲線因子（フィルファクター）を向上させ、変換効率を高めることができた。これは、バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンを印刷方向だけで分割するよりも印刷方向及び印刷方向に直交する方向で分割して印刷版をより小さな正方形にすることで、印刷版をより小型化することができ、スクリーンの伸びを減らすことができたことによる。また、印刷範囲が小さいのでペーストが不足することが少なくなり、かすれがなくなり、その結果直列抵抗は下がり、変換効率が向上した。また、印刷範囲を分割し、印刷方向を工夫することによって印刷性が向上すると共に、バスバー電極からフィンガー電極へのペースト流入によって発生していたバスバー電極付近のフィンガー電極の線幅の太りを従来の３箇所から２箇所へと減らすことが可能となり、シャドーロスが低減できた。
実施例６と比較例１を比較すると、実施例６によれば実施例５と同様に直列抵抗を低減し、曲線因子（フィルファクター）を向上させ、変換効率を高めることができた。更に、フィンガー電極とバスバー電極のパターンを分離した印刷版とすることによってフィンガー電極の線幅太りを防止することができた。また、印刷版の共用によって全体として広い印刷範囲で均一で印刷精度がよく電極を形成することができた。これらがフィルファクターと変換効率を高めた要因である。
また、実施例６と実施例１を比較すると、実施例６によれば上記比較例１と比較した場合と同様に曲線因子（フィルファクター）を向上させ、変換効率を高めることができた。この結果は、バスバー電極及びフィンガー電極の形状パターンを印刷方向だけで分割するよりも印刷方向及び印刷方向に直交する方向で分割した方が印刷版をより小さな正方形にしてより小型化が図れ、スクリーンの伸びを減らしたことで印刷性及び印刷精度を改善することができ、曲線因子（フィルファクター）及び変換効率を高めるには有効的であることを示している。
【００７１】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｎ、３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  表面電極の印刷範囲
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３２、４２ａ、４２ａ１、４２ａ２、４２ｃ、４２ｃ１、４２ｃ２、１０２  印刷版（スクリーン版用）
１２ａ  印刷版（メタルマスク用）
１２ｂ  印刷版（スクリーンマスク用）
２１  ｐ型シリコン基板（基板）
２２  ｎ型拡散層
２３  反射防止膜兼パッシベーション膜
２４  表面バスバー電極（バスバー電極）
２５  ＢＳＦ層
２６  アルミニウム電極
２７  裏面バスバー電極
２８  フィンガー電極
１０１  ステージ
Ｐ24、Ｐ24’、Ｐ28  電極形状パターン（開口部）
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ  印刷部
【図１】
2014168047.tif 000004
【図２】
2014168047.tif 000005
【図３】
2014168047.tif 000006
【図４】
2014168047.tif 000007
【図５】
2014168047.tif 000008
【図６】
2014168047.tif 000009
【図７】
2014168047.tif 000010
【図８】
2014168047.tif 000011
【図９】
2014168047.tif 000012
【図１０】
2014168047.tif 000013
【図１１】
2014168047.tif 000014
【図１２】
2014168047.tif 000015
【図１３】
2014168047.tif 000016
【図１４】
2014168047.tif 000017
【図１５】
2014168047.tif 000018
【図１６】
2014168047.tif 000019
【図１７】
2014168047.tif 000020
【図１８】
2014168047.tif 000021
【図１９】
2014168047.tif 000022