(57)【要約】  本発明は太陽電池セルの金属電極パターン作製方法であって、以下のステップ−  前記太陽電池セルの表面に金属電極パターンを形成するステップと、前記金属電極パターンを電解槽中で補強するステップと  −  を含んでなる方法に関する。本発明は、金属含有インキが少なくとも１つの圧力ノズルによって前記太陽電池セルの前記表面に塗布されることによって前記金属電極パターンが形成される点を特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セル（８）の表面（５）に金属電極パターンを形成するステップと、
前記金属電極パターンを電解槽（６）中で補強するステップとを含んでいる太陽電池セル（８）の金属電極パターン作製方法において、
前記金属電極パターンは、金属含有インキ（２）が少なくとも１つの印刷ノズル（１Ａ）によって前記太陽電池セル（８）の前記表面（５）に塗布されることによって付与されることを特徴とする太陽電池セル（８）の金属電極パターン作製方法。
【請求項２】
前記印刷ノズル（１Ａ）は前記金属含有インキの塗布に際して前記太陽電池セル（８）の前記表面（５）に接触せず、特に、前記金属含有インキの塗布に際する前記印刷ノズル（１Ａ）と前記太陽電池セル（８）の前記表面（５）との間隔は少なくとも１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項３】
前記金属電極パターンはインクジェット印刷法によって前記太陽電池セル（８）に付与されることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項４】
前記金属電極パターンはエアロゾル印刷法によって前記太陽電池セル（８）に付与されることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項５】
前記金属含有インキは第１の金属を含有すると共に、電気化学的補強ために第２の金属が使用され、前記第１の金属と前記第２の金属とは異なっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項６】
前記第１の金属は前記太陽電池セルの前記表面に配されたｎ型ドープしたケイ素層に対して１×１０−３Ωｃｍ２以下の比接触抵抗を有し、特に、前記第１の金属はニッケルであることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項７】
前記第２の金属は比電気抵抗＜３×１０−８Ωｍを有し、特に、前記第２の金属が銀または銅であることを特徴とする請求項５または６に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項８】
前記金属含有インキは粒度１μｍ〜５μｍの約６０ｗｇ％の銀粒子を含有した銀含有スクリーン印刷ペーストであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項９】
前記銀含有スクリーン印刷ペーストはエアロゾル印刷によって付与されることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項１０】
前記金属含有インキは粒度２０ｎｍ〜１０００ｎｍの金属粒子を含んだナノ粒子含有ペーストであり、前記ペーストに占める前記金属粒子の重量パーセントが１０ｗｇ％〜３０ｗｇ％の範囲内にあることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項１１】
前記金属含有インキは、前記金属が溶解した形態（イオンの状態）で存在する有機金属インキであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項１２】
前記金属含有インキはインクジェット印刷によって付与されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項１３】
前記金属電極パターンが形成される前に、前記太陽電池セル（８）の前記表面（５）の誘電体層は、少なくとも部分的には前記金属電極パターンが前記太陽電池セル（８）の前記表面（５）に付与される領域において取り除かれることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項１４】
前記太陽電池セル（８）の前記表面（５）の前記誘電体層はレーザによって取り除かれ、特に、前記誘電体層は前記太陽電池セル（８）の前記表面（５）に前記金属含有インキが付与される直前に前記レーザによって取り除かれることを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項１５】
前記電解槽中での前記金属電極パターンの補強前または補強後あるいはその両方で、前記太陽電池セルは１秒〜３０分間にわたり１００℃〜９００℃の温度に加熱されることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項１６】
前記金属電極パターンは前記太陽電池セル（８）の前記表面側（５）に形成され、
前記補強は電気化学（電流誘起）補強であり、かつ
前記電気化学的補強時に、前記太陽電池セル（８）に光が照射されることにより、前記太陽電池セル（８）の表面側と裏面側との間に電位差が生じること
を特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【請求項１７】
前記太陽電池セル（８）の裏面側は電解槽中にある金属電極（７）に対する電位差を生じさせるために電気的に接触させられ、かつ
前記太陽電池セル（８）の裏面側と前記金属電極（７）との間の電位差は、前記電解槽内において前記太陽電池セル（８）の裏面側メタライジングの溶解が生じないようにセレクトされることを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池セル（８）の電極パターン作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池セルの金属電極パターンを作製するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルとは、入射する電磁線によって電荷キャリア分離が生み出されるため、太陽電池セルの少なくとも２つの電極間に電位差が生じて、これらの電極と接続された外部電流回路を経て太陽電池セルから電力を取り出すことのできる平型半導体素子を意味している。
【０００３】
この場合、電荷キャリアは金属電極パターンを経て導かれるため、１または複数の接触点でのこれら電極パターンの電極形成によって電荷キャリアを外部電流回路に供給することができる。
【０００４】
そのため、一般に、太陽電池セルの表面側をフィンガ状に覆う格子形の電極パターンが太陽電池セルの表面に形成されるため、太陽電池セルのあらゆる領域から電荷キャリアが電極パターンに流入すると共に、電極パターン内で電極に向かって流れ、さらに、同所から外部電流回路に流れ込むことができる。
【０００５】
損失を回避するため、金属電極パターンは一方では、接触させられた太陽電池セル半導体領域に対してその接触抵抗が小さく、電極パターンの伝導抵抗が小さいことが要求される。
【０００６】
金属電極パターンが、太陽電池セルの照射が行われる太陽電池セル表面側の電極形成に使用される限り、電極パターンはさらに、太陽電池セル表面側のできるだけ小さい領域を覆うようにして、陰影損を最小化しなければならない。
【０００７】
こうした電極パターンを作製するための、銀含有ペーストのスクリーン印刷により１回のステップで電極格子全体を全面的に形成する方法が知られている。ただし、この場合、伝導率が制限されると共に半導体に対して高い電気的接触抵抗を有する幅広の電極フィンガが生じる。
【０００８】
さらに、先ず格子形の金属電極パターンをスクリーン印刷によってケイ素太陽電池セルの表面側に付与し、続いて、この電極パターンを電解槽中で補強することも知られている。この電気化学（電流誘起）補強において、太陽電池セルと金属電極は電解槽中に浸漬され、その際、電極パターンも金属電極も接触させられるため、これらの間に電位差を生じさせることができ、こうして、金属電極から発する金属イオンが電解槽を通って移動し太陽電池セルの金属電極パターンに沈着することによって電極パターンは補強される。
【０００９】
工業的製造には、太陽電池セルの製造プロセス全体そして特に電極パターンの作製も、選択された製造方法によって太陽電池セルの効率が大幅に損なわれることなく、容易かつ低コストで実施可能にすることが重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明の目的は、低コストで速やかに実施可能であると共に、上記の損失可能性を最小限に抑止することのできる太陽電池セルの電極パターンを作製するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題は、請求項１記載の太陽電池セルの金属電極パターン作製方法によって解決される。本発明による方法の好適な実施態様は請求項１に従属している請求項２〜１７に記載した通りである。
【００１２】
したがって、本発明による方法は、先ず金属電極パターンが少なくとも１つの印刷ノズルによって太陽電池セルの表面に塗布された金属含有インキで作り出され、続いて、電解槽中で前記金属電極パターンの補強が行われることにより、従来の技術とは根本的に異なる。この場合、前記補強は化学ポテンシャルの相違を利用した公知の無電流補強として行なうことができ、または、電解槽内において電気的に金属電極と金属電極パターンとの間に電位差が生じることによって電気化学（電流誘起）補強が行われるという方法で実施可能である。
【００１３】
前記太陽電池セルの表面にスクリーンが重ねられ、スキージーによってスクリーン印刷ペーストが網目を通過して太陽電池セルの表面にプリントされるスクリーン印刷法とは異なり、本発明による方法では、前記電極パターンは太陽電池セル表面に対して相対的に、かつ、実質的に前記表面と平行に移動する印刷ノズルによる金属含有インキの付与によって生じる。
【００１４】
これにより、前記電極パターンは太陽電池セル表面と印刷ノズルの間での相対移動によって形成されるため、印刷スクリーンは不要であり、したがって、コストを節減できる。
【００１５】
本発明による方法は、太陽電池セル表面に対する印刷ノズルの相対移動走査パターンを太陽電池セルサイズに適合させることにより、さまざまな太陽電池セルサイズに適用することができる。
【００１６】
本発明による方法により、さらに、さまざまな形の金属電極パターンが実施可能である。特に、一般的に用いられているあらゆる電極パターンの形成、つまり、格子形、櫛形または星形の電極パターンの形成が可能である。
【００１７】
したがって、さまざまなサイズおよび形の電極パターンが、それぞれ専用の特別な印刷スクリーンを作らなくても、形成可能である。
【００１８】
本発明による方法のもう一つの利点は、前記金属含有インキの付与に際して太陽電池セルは、従来のスクリーン印刷法に比較して、僅かな圧力を受けるに過ぎない点である。これにより、前記電極パターン作製時の破損の危険が減少するだけでなく、さらに、前記太陽電池セルの表面の凹凸を容易に補償することもできる。つまり、一方において、印刷ノズルと太陽電池セルの表面とが離間しているため、前記太陽電池セル表面の凹凸は大した問題とはならない。他方において、かなりの凹凸がある場合、印刷ノズルを容易にそうした凹凸に追従して制御できるため、印刷ノズルと表面との間をほぼ一定の間隔に維持することができる。
【００１９】
本願出願人の実験により、代表的なケイ素太陽電池セルにおいて、印刷ノズルと前記太陽電池セルの前記表面の最小間隔が少なくとも１００μｍであれば、代表的なケイ素太陽電池セルに本発明による方法を適用するのに特に適していることが判明した。
【００２０】
好ましい１つの実施態様において、前記金属含有インキはインクジェット印刷法によって前記太陽電池セルに付与される。インクジェット印刷法は材料に着色印刷を行うためにすでに知られており、特に、インクジェット印刷機に広く使用されている。インクジェット印刷法技術の概観はＪ．ＨＥＩＮＺＬ，Ｃ．Ｈ．ＨＥＲＴＺ，“ＩＮＫ−ＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＩＮＧ”，ＡＤＶＡＮＣＥＳ  ＩＮ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＡＮＤ  ＥＬＥＣＴＲＯＮ  ＰＨＹＳＩＣＳ，ＶＯＬ．６５（１９８５），ＰＰ．９１−１１２に記されている。
【００２１】
本発明による方法のこの実施態様の本質的な点は、すでに開発済みのインクジェット印刷法を適用して、電解槽内での電極パターンの補強と組み合わされ、一方において、低コストなかつ金属電極パターンの形成に関して柔軟なインクジェット技術の利点を受けることができると共に、他方において、電解槽内での補強の利点を利用することができることである。
【００２２】
加えて、インクジェット印刷によって前記電極パターンを全面的に形成する場合に生じる短所が回避される。この場合、主たる短所として、１回のインクジェットサイクルで付与される金属量は比較的少ないため、所要の厚さないし伝導率の電極パターンを形成するのに複数のサイクルが必要とされることが挙げられる。
【００２３】
さらに、純然たるインクジェット法の場合には、線高さ／線幅・比の小さいフィンガ状構造の前記電極パターンしか達成可能でないが、他方、インクジェット印刷と続いての電解槽中での補強との組み合わせによって、同じ伝導抵抗でもっと小さい線幅を作り出すことができるため、照射時の前記太陽電池セルの陰影損はより少なく、したがって、より高い太陽電池セル効率を達成することができる。
【００２４】
本発明による方法のさらに別の好適実施態様の１つにおいて、金属電極パターンはエアロゾル印刷法によって太陽電池セルに付与される。この場合にも、少なくとも１つの印刷ノズルによって金属含有インキが前記太陽電池セルの表面に塗布される。
【００２５】
インクジェット印刷法とは異なり、前記エアロゾル法では、先ず前記印刷インキのエアロゾルが生成される。このエアロゾルは印刷ノズルによって前記太陽電池セル上に導かれるが、この場合、前記印刷ノズルは圧力ヘッドに取付けられており、前記エアロゾルは集束ガスによって集束され、集束された状態で前記印刷ノズルに供給される。
【００２６】
これにより、印刷ノズルとインキとの接触が回避され、インクジェット印刷法に比較して印刷ノズルが目詰まりする危険性が大幅に減少する。
【００２７】
さらに、集束するガスによる集束により、インクジェット印刷法と比較して、より精細な線を印刷することができ、電解槽中での補強後にも精細な電極パターンと大きな縦横比が達成でき、これによって、陰影損を減少させることができる。
【００２８】
本願出願人の実験によれば、集束ガスによるエアロゾルの集束によって、印刷ノズルと太陽電池セル表面との間に、印刷インキが飛散することなく、インクジェット印刷法よりも大きな間隔が実現可能であることが判明した。特に、前記エアロゾル法の場合には、印刷ノズルと前記太陽電池セルの表面との間に１ｍｍの間隔が存在し得るため、前記太陽電池セル表面の比較的大きな不整性も前記印刷ノズルの追従制御を必要とすることはない。
【００２９】
本発明による方法において、前記金属パターンの形成と前記電解槽による補強とは２つのステップで行われるため、各ステップにおいてそれぞれ１つの金属を使用することができる。したがって、第１の金属は前記金属含有インキに含まれていてよく、これにより、太陽電池セルの表面に金属電極パターンを形成することができる。第２の金属は前記電解槽中での補強のため、たとえば前記電気化学的補強のために選択することができ、その結果、この第２の金属による補強が行われる。
【００３０】
さらに別の好適な実施態様の１つにおいて、金属電極パターンの形成および電解槽内での補強のために、それぞれ異なった金属が使用される。これはそのような金属の選択をそれぞれ異なった機能のために最適化することができるという利点を有している。
【００３１】
たとえば、第１のステップにおいて金属電極パターンとして形成される金属含有インキの金属は、小さな電気的接触抵抗と、前記太陽電池セルの前記表面との高い機械的接着とが生じるように選択するのが有利である。
【００３２】
他方、電解槽中での補強に際しては、小さな比電気抵抗を有するため電極パターンの抵抗が最小化される金属を選択するのが有利である。
【００３３】
代表的なケイ素太陽電池セルは、金属電極パターンが形成さるべき側にｎ型ドープした領域を有している。この場合、電極パターンとｎ型ドープした領域との間の比接触抵抗は好ましくは１×１０−３Ωｃｍ２以下である必要があろう。
【００３４】
したがって、前記インキの金属成分として特にニッケルが、それにより低い比接触抵抗が得られるために、適切である。ニッケルはさらに、前記ケイ素表面との間に高い接着力を有するため、前記電極パターンの爾後の剥離を回避することができる。
【００３５】
前記電解補強には、前記電極格子の伝導抵抗によるジュール損失を回避するため、比電気抵抗＜３×１０−８Ωｍの金属を使用するのが有利である。特に、銀または銅の使用は、これらの金属が小さな比電気抵抗を有するので好適である。
【００３６】
本発明による方法において、基本的に、公知の全金属含有インキを使用することができるが、本願出願人の実験によって、一定の金属含有インキが特別な利点を有することが判明した。
【００３７】
本発明による方法において、好適には、溶剤によって稀釈されて粒度１μｍ〜５μｍの約６０ｗｇ％の銀粒子を含有するそれ自体公知の銀含有スクリーン印刷ペーストを使用することができる。この種の稀釈されたスクリーン印刷ペーストの使用は、この種のペーストがスクリーン印刷に広く使用されており、したがって、すでに十分研究され市販されており、また、この稀釈によって印刷ノズルの目詰まりの危険性を減少させることができるという利点を有している。
【００３８】
本願出願人の実験によれば、インクジェット印刷法用のスクリーン印刷ペーストの使用はこのスクリーン印刷ペーストに含有されている金属粒子の粒子サイズによって印刷ノズルの目詰まりが生じることが多いため、前記スクリーン印刷ペーストをエアロゾル印刷によって付与するのが好適であり、この場合、前記ペーストと印刷ノズルとの接触が生じないため、目詰まりの可能性は著しく減少することが判明した。
【００３９】
同じく、ナノ粒子を含有した金属含有インキの使用が有利であり、この場合、ナノ粒子として存在する前記金属粒子のサイズは２０ｎｍ〜１０００ｎｍである。前記金属粒子と前記ペーストとの重量比率は１０ｗｇ％〜２０ｗｇ％の範囲内であるのが有利である。
【００４０】
本願出願人の実験により、この種のインキを用いれば、粒子サイズが極小であることから、特にエアロゾル印刷法と併用する場合、幅１０μｍ以下の非常に精細な線の印刷が可能であることが判明した。
【００４１】
さらに、この印刷インキはインクジェット印刷法の使用にも適しているが、それは粒子サイズがさらにいっそう小さいために前記印刷ノズルの目詰まりの危険がますます低下するためである。
【００４２】
さらに、前記金属が溶解した形態つまりイオンの状態で含まれる金属含有インキを本発明による方法で使用することも好適である。この種のインキは有機金属インキとも称される。この種のインキの金属含有比率は約２０ｗｇ％である。
【００４３】
本願出願人の実験によれば、こうしたインキの使用は、前記金属が粒子として印刷インキ中には存在しないため、印刷ノズルの目詰まりをほぼ排除することができ、インクジェット印刷に特に適している。さらに、前記金属が（金属粒子としてではなく）イオンの状態で存在しているため、非常に精細な線の印刷が可能である。
【００４４】
金属電極パターンが形成されるべき太陽電池セルの表面は通例、その表面の酸化によって生じるかまたは、その表面の反射特性を改善して太陽電池セル入射光の太陽電池セルへの入力比率を高めるべく意図的に形成された誘電体層を有している。
【００４５】
機能的な電極形成を行うには、前記電極パターンは前記誘電体層を貫きその下にある太陽電池セル領域に接触しなければならない。
【００４６】
そのため、スクリーン印刷法では、スクリーン印刷ペーストにガラスフリットを加え、電極パターンを印刷した後、温度ステップ（太陽電池セルの加熱）によりその誘電体層を貫くパターン電極の蝕刻（つまりエッチング）をガラスフリットによって促進することが知られている。
【００４７】
ただし、ガラスフリットの使用は、前記誘電体層を貫くガラスフリットのエッチングプロセスが前記温度ステップの温度および時間の選択によって近似的にしか制御可能でないことから、その誘電体層の下にある太陽電池セル領域とくにｎ型ドープした領域の損傷をもたらすことがあるという短所を有している。
【００４８】
したがって、本発明による方法の好適な実施態様の１つにおいて、電極パターンが形成されるべき太陽電池セルの表面の前記誘電体層は金属含有インキの塗布前にレーザによって取り除かれる。この場合、前記誘電体層は金属電極パターンと太陽電池セルとの接触が行わるべき領域で取り除かれるだけである。
【００４９】
前記誘電体層を取り除いた後、これらの領域における太陽電池セルの表面の酸化または汚れを回避するには、金属含有インキが太陽電池セルの表面に塗布される直前に誘電体層をレーザによって取り除くのが好適である。
【００５０】
この場合、前記レーザまたは少なくとも前記レーザの出射口にたとえば柔軟な光ファイバが定置され前記印刷ノズルに固定されていれば特に好適である。この構成により、レーザと印刷ノズルとは、太陽電池セルと印刷ノズルとの相対移動に際して、先ずレーザによって前記誘電体層が取り除かれ、続いてその直後に印刷ノズルにより金属電極パターンの形成が行われるように調整することができる。こうして、前記誘電体層を取り除くステップと金属電極パターンを形成するステップとの間の調整は不要であり、前記誘電体層は金属含有インキも付与されるのと同じステップで取り除かれることになる。
【００５１】
本発明による方法において、先ず金属電極パターンが形成され、続いて、そのパターンは電解槽中で補強される。前記金属電極パターンと前記補強層との接触を改善するには、前記電解槽中での補強の前および／または補強の後に、１秒〜３０分間、太陽電池セルが１００℃〜９００℃の温度に加熱されることが好適である。
【００５２】
前記電解槽中での補強前の前記太陽電池セルの加熱は、前記インキに含まれた溶剤が前記電解槽中に前記太陽電池セルを浸漬する前に蒸発させられるという利点を有している。前記温度処理にしたがって焼結の行われる前記ステップは前記金属層の形成直後に追従レーザ光によって実施することもできる。
【００５３】
一般に、本発明による方法は、太陽電池セルの表面側に金属電極パターンを形成するのに用いられる。前記太陽電池セルの裏面側は通常全面メタライジングされており、前記メタライジングは前記太陽電池セルの裏面側電極を示している。
【００５４】
したがって、光照射時に電荷キャリアの分離を生じさせる前記太陽電池セルの特性は、この太陽電池セルを電気化学槽内で接触させる必要なしに、電気化学（電流誘起）的補強を行うために利用することができる。
【００５５】
そのため、好適には、前記太陽電池セルは前記電気化学浴中に浸漬されて光照射されるため、前記太陽電池セルの表面側と裏面側との間に電位差が生じる。ここで、金属電極と太陽電池セルの前記表面側つまり前記印刷法によって形成された金属電極パターンとの間に電位差が生じ、前記金属電極の電位を、前記電解槽中で前記金属電極パターンの補強が生じるように選択するとよい。
【００５６】
本発明による方法のさらに別な好適実施形態の１つでは、太陽電池セルの裏面側は電気化学的補強の間接触されている。既述のように、前記太陽電池セルは前記電気化学的補強の間光照射されているため、前記表面側と裏面側との間に電位差が存在している。ここで、前記電解槽内での太陽電池セルの被接触裏面側と前記金属電極の間の電位差は、電解槽内で太陽電池セルの裏面側メタライジングの溶解が生じないように選択される。こうして、前記電気化学的補強が太陽電池セルの表面側電極のみに生じ、金属電極のみが電解槽内で溶解し、太陽電池セルの裏面側電極は溶解しないようにすることが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
本発明による方法の実施形態の１つを、以下、図面を参照して詳細に説明する。
【００５８】
図１には、太陽電池セルの表面５にエアロゾル２を付与するために使用される、印刷ノズル１ａを備えた圧力ヘッド１が示されている。圧力ヘッド１は流入口３ａおよび３ｂを有し、ここに集束ガスが導入されることにより、エアロゾル２は集束ガスの環状流れによって集束されて、印刷ノズルに接触することなく印刷ノズル１ａから流出する。
【００５９】
圧力ヘッドにはさらに、レーザ（図示せず）に接続された光ファイバ４が取付けられている。光ファイバ４を経て太陽電池セルの表面５にレーザ光が照射されるため、太陽電池セル表面の誘電体層は照射された領域が蒸発によって取り除かれる。この場合、印刷ノズル１ａと光ファイバ４は、太陽電池セルがＡ方向に移動する際に、太陽電池セルの表面５の誘電体層がレーザ光によって取り除かれた領域にエアロゾルが付与されるように調整されている。
【００６０】
エアロゾル２は直径１〜５μｍの約６０ｗｇ％のニッケル粒子を含有するスクリーン印刷ペーストから生成される。太陽電池セルの誘電体層はレーザによって取り除かれるため、エアロゾルが生成されるスクリーン印刷ペーストは、誘電体層を貫くエッチングが不要なために、ガラスフリットを含んでいない。スクリーン印刷ペーストの、１００ｗｇ％に不足する残りの重量パーセントは結合剤と溶剤からなる。
【００６１】
印刷プロセスは室温にて、標準大気圧下で行われる。
【００６２】
太陽電池セルの表面５と、印刷ノズル１ａおよび光ファイバ４を有した圧力ヘッド１との間の相互相対運動は、印刷ノズルの噴射方向に対して垂直に（つまり、図１において、左右方向ならびに図面の奥と手前方向に）太陽電池セルを移動させることのできるＸＹテーブルに太陽電池セルが載置されることによって達成される。続いて、付与された金属ペーストでの半導体に対する電極形成を行うため、約４００℃の温度ステップが実施される。
【００６３】
したがって、このステップの完了後、表面５にはエアロゾルによる、僅かな線幅を有する金属電極パターンが形成されている。スクリーン印刷ペーストには金属粒子用の金属としてニッケルが選択されたため、エアロゾル印刷によって形成された電極パターンは一方で、太陽電池セルの表面５に配されたｎ型ドープしたケイ素太陽電池セルとの間の接触抵抗が僅かであり、加えて、電極パターンと太陽電池セルの表面５との優れた接着を作り出す。
【００６４】
このステップの完了後、太陽電池セルは、図２に示したように、電解槽に漬けられて電気化学的補強が施される。
【００６５】
電解槽６ａには電解槽６が満たされており、銀電極７と太陽電池セル８−その表面５は先に形成された金属電極パターンを有する−が浸漬されている。図面中下側に位置する太陽電池セルの裏面側電極は電圧源のマイナス側電極に接続されており、前記電圧源のプラス側の電極は銀電極７に接続されている。光源９は太陽電池セル８の表面側に光を照射するため、エアロゾル印刷によって形成された電極パターンを有する図面中上側に位置する表面側電極と裏面側電極との間に電位差が生じる。ここで、銀電極７、太陽電池セル８の表面側電極および裏面側電極の電位比は、銀イオンが銀電極７から発して電解槽６を通り太陽電池セル８の表面側５の電極パターンに沈着し、電極パターンが電気化学的に補強されるようにセレクトされている。
【００６６】
さらに、太陽電池セル８の裏面側の電位は、太陽電池セルの裏面側から電解槽中にイオンが溶け出さず、したがって太陽電池セル８の裏面側電極が溶け出さないようにセレクトされている。この場合、太陽電池セルの表面側の電位は太陽電池セルの裏面側の電位よりも低く、前記裏面側の電位はまた電極の電位よりも低い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】太陽電池セルの誘電体層がレーザによって取り除かれ、エアロゾル印刷により太陽電池セルの表面に金属含有印刷インキが付与される本発明による方法のステップを示す図である。
【図２】太陽電池セルの表面側の電極パターンが電気化学的補強される、本発明による方法の前記ステップに続くステップを示す図である。
【図１】
2009524920.tif 000003
【図２】
2009524920.tif 000004
【国際調査報告】
2009524920.tif 000005
2009524920.tif 000006
2009524920.tif 000007
2009524920.tif 000008
2009524920.tif 000009
2009524920.tif 000010