(57)【特許請求の範囲】
【請求項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前記印刷マスクの上面と少なくとも前記印刷領域側の側面が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、前記スクレッパ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を上面に有し、
前記スクレッパおよび前記スキージの摺動時に前記スクレッパの摺動領域からはみ出して前記傾斜面に移動した前記ペーストが、前記傾斜面の傾斜により前記上流側に移動した後に前記印刷マスクの上面に流れて前記スクレッパの摺動領域に還流すること、
を特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
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移動した前記ペーストを、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に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
前記土手部材の傾斜面における前記印刷領域側の外周縁部に、前記印刷領域側の側壁に沿って前記傾斜面の傾斜方向に延在して前記傾斜面から上方に突出した誘導壁を有し、
前記傾斜面に移動した前記ペーストが、前記誘導壁に沿って前記傾斜面を前記下流側から前記上流側に移動すること、
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。
【請求項４】
前記ペーストの粘度が８０Ｐａ・ｓ以下であること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のスクリーン印刷機。
【請求項５】
前記傾斜面における前記上流側が、前記印刷マスクの外周側から前記印刷領域に向かって低くなる傾斜を有すること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のスクリーン印刷機。
【請求項６】
前記傾斜面に前記下流側から前記上流側に向かって延在して前記ペーストを誘導する溝部を有すること、
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２２７１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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前記印刷マスクの上面と少なくとも前記印刷領域側の側面が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、前記スクレッパ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を上面に有し、前記スクレッパおよび前記スキージの摺動時に前記スクレッパの摺動領域からはみ出して前記傾斜面に移動した前記ペーストが、前記傾斜面の傾斜により前記上流側に移動して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に移動すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１−１】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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）。
【００３７】
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。
【００３８】
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）。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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）。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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）。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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）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上流側に、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、土手部材の上面を上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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
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。
【符号の説明】
【０１１３】
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。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図２−７】
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【図２−８】
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【図２−９】
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【図２−１０】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３】
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【図１４】
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