(57)【要約】  生産性を向上させた印刷版および該印刷版を用いた太陽電池素子の製造方法を提供する。本発明の一実施形態に係る印刷版は、金属板と、該金属板の一主面に配置された緩衝層と、前記金属板および前記緩衝層を貫通するスリットとを有している。該スリットは、前記金属板に位置する第１貫通部と、前記緩衝層に位置する第２貫通部と、前記第１貫通部内をまたがるブリッジとを有している。そして、前記一主面側から平面視したときに、前記第１貫通部の前記緩衝層側の開口縁は、前記第２貫通部の前記金属板側の開口縁の内側に位置する。
2011149067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、
該金属板の一主面に配置された緩衝層と、
前記金属板および前記緩衝層を貫通するスリットとを有し、
該スリットは、前記金属板に位置する第１貫通部と、前記緩衝層に位置する第２貫通部と、前記第１貫通部内をまたがるブリッジとを有しており、
前記一主面側から平面視したときに、前記第１貫通部の前記緩衝層側の開口縁は、前記第２貫通部の前記金属板側の開口縁の内側に位置する、印刷版。
【請求項２】
前記一主面側から平面視したときに、前記ブリッジの前記一主面側の面が前記第２貫通部内で露出している、請求項１に記載の印刷版。
【請求項３】
前記金属板は、前記一主面に凹凸を有する、請求項１に記載の印刷版。
【請求項４】
前記スリットは、一端部同士および他端部同士を揃えて配列された複数の第１スリットと、隣接する該第１スリットの一端部同士および他端部同士のうち少なくとも一方を接続する第２スリットとを有しており、
前記第１貫通部は、前記第１スリットにおいて長さ方向に細長く開口している第１領域と、前記第２スリットにおいて長さ方向に細長く開口している第２領域とを有し、
該第２領域の前記緩衝層側の開口の幅が前記第１領域の前記緩衝層側の開口の幅よりも大きい、請求項１に記載の印刷版。
【請求項５】
前記第１領域および前記第２領域は、前記第１スリットと前記第２スリットとの接続部において互いに近接しており、
前記第１領域と前記第２領域との近接部の近傍において、前記第１領域の前記緩衝層側の開口の幅が前記第２領域に向かうにつれて大きくなっている、請求項４に記載の印刷版。
【請求項６】
前記ブリッジは、前記第１領域を幅方向にまたがる第１ブリッジ部と、前記第２領域を幅方向にまたがる第２ブリッジ部とを有し、
前記第２ブリッジ部の幅が前記第１ブリッジ部の幅よりも大きい、請求項４に記載の印刷版。
【請求項７】
前記第１ブリッジ部を複数有しており、
隣接する前記第１ブリッジ部の間の距離は、前記第２領域に向かうにつれて小さくなっている、請求項６に記載の印刷版。
【請求項８】
前記第１ブリッジ部を複数有しており、
前記第２領域に最も近接する前記第１ブリッジ部から前記第２領域までの距離は、隣接する前記第１ブリッジ部の間の距離以上である、請求項６に記載の印刷版。
【請求項９】
請求項１に記載の印刷版を用いて、半導体基板の第１主面に複数の線状の集電電極となる導電性ペーストを印刷する第１印刷工程を備える、太陽電池素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第１主面に、太陽電池素子の位置合わせのためのアライメントマークおよび前記集電電極と直交する方向に設けられて前記集電電極と接続される出力取出電極のうち少なくとも一方となる導電性ペーストを印刷する第２印刷工程をさらに備え、
該第２印刷工程において、前記第１貫通部が前記アライメントマークおよび前記出力取出電極のうち少なくとも一方に対応する領域と、該第１貫通部をまたがる長尺状のブリッジとをさらに有する前記印刷版を用いて、前記ブリッジの長手方向との成す角度が鋭角となる方向にスキージを移動させて前記導電性ペーストを印刷する、請求項９に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項４に記載の印刷版を用いて、半導体基板の第１主面に、複数の線状の集電電極となる導電性ペースト、ならびに隣接する前記集電電極の一端部同士および他端部同士のうち少なくとも一方を接続する線状の補助電極となる導電性ペーストを印刷する印刷工程を備える、太陽電池素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷版および該印刷版を用いた太陽電池素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン等の半導体基板を用いた太陽電池素子において、受光面側に設けられる電極は、複数の線状の集電電極と、集電電極と交差している出力取出電極とを備えている。太陽電池素子への受光量を多くするために、受光面側に設けられる電極の線幅は狭く形成される。このような電極は、スクリーン印刷により導電性ペーストを所定形状に塗布し、熱処理することによって形成される。特開２００５−１１１７８８号公報には、スクリーン印刷に用いられる印刷版として、金属板と、導電性ペーストが通過する貫通孔と、金属板の一方の面と貫通孔の内面に設けられた乳剤とを備えた印刷版が開示されている。【０００３】
しかしながら、上記印刷版を用いて複数回印刷を行うと、貫通孔に供給される導電性ペーストで乳剤が剥がれ落ちやすくなって印刷版の耐久性が低下するため、生産性が低下する可能性があった。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一つの目的は、生産性を向上させた印刷版および該印刷版を用いた太陽電池素子の製造方法を提供することである。
【０００５】
本発明の一実施形態に係る印刷版は、金属板と、該金属板の一主面に配置された緩衝層と、前記金属板および前記緩衝層を貫通するスリットとを有している。該スリットは、前記金属板に位置する第１貫通部と、前記緩衝層に位置する第２貫通部と、前記第１貫通部内をまたがるブリッジとを有している。そして、前記一主面側から平面視したときに、前記第１貫通部の前記緩衝層側の開口縁は、前記第２貫通部の前記金属板側の開口縁の内側に位置する。
【０００６】
また、本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の製造方法は、上記印刷版を用いて、半導体基板の一主面に複数の線状の集電電極となる導電性ペーストを印刷する印刷工程を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記印刷版および太陽電池素子の製造方法によれば、印刷版における緩衝材の剥がれが低減されるため、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る印刷版を用いて製造される第１の太陽電池素子の一実施形態を第１面側から見た平面図である。
【図２】図１に示す第１の太陽電池素子を第２面側から見た平面図である。
【図３】図１に示す第１の太陽電池素子の断面模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る印刷版を用いて製造される第２の太陽電池素子を第１面側から見た平面図である。
【図５】図４に示す第２の太陽電池素子を第２面側から見た平面図である。
【図６】図４の断面Ａ−Ａから見た断面模式図である。
【図７】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る印刷版を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面Ｂ−Ｂから見た断面模式図であり、（ｃ）は（ａ）の部分Ｃを緩衝層側から見た拡大平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る印刷版を示す一部断面模式図である。
【図９】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る印刷版を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分Ｄの拡大平面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る印刷版を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分Ｅの拡大平面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る印刷版を示す平面図であり、（ｂ）、は（ａ）の部分Ｆの拡大平面図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す部分Ｆの変形例である。
【図１２】（ａ）は本発明の第６の実施形態に係る印刷版を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分Ｇの拡大平面図である。
【図１３】（ａ）は本発明の第７の実施形態に係る印刷版を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分Ｈの拡大平面図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す部分Ｈの変形例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
≪太陽電池素子≫
まず、本発明の実施形態に係る印刷版を用いて製造される太陽電池素子の一例について説明する。
【００１１】
＜第１の太陽電池素子＞
第１の太陽電池素子１０Ａは、図１乃至図３に示すように、半導体基板１と、逆導電型層２と、反射防止層３と、を備えている。半導体基板１は、光が入射する受光面（図３における上面に相当するものであり、以下では第１面とする）と該第１面の裏面に相当する非受光面（図３における下面に相当するものであり、以下では第２面とする）とを有する。逆導電型層２は、半導体基板１の第１面側の表層に設けられており、反射防止層３は、半導体基板１の第１面上（本実施形態では、逆導電型層２上）に設けられている。また、第１の太陽電池素子１０Ａは、半導体基板１の第１面上に設けられた第１電極４と、半導体基板１の第２面上に設けられた第２電極５と、を有する。
【００１２】
半導体基板１としては、所定のドーパント元素（導電型制御用の不純物）を有して一導電型（例えば、ｐ型）の単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板等の結晶シリコン基板が用いられる。半導体基板１の厚みは、例えば、２５０μｍ以下であり、１５０μｍ以下であってもよい。半導体基板１の形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態のように、四角形状であれば製法上の観点から好適である。なお、半導体基板１としては、支持基板上にアモルファスシリコン層、ＣＩＧＳ等のカルコパイライト系の化合物半導体層、またはＣｄＴｅ層を積層した形態を用いてもよい。
【００１３】
逆導電型層２は、半導体基板１と逆の導電型を呈する層であり、半導体基板１の第１面の表層内に形成されている。例えば、半導体基板１としてｐ型のシリコン基板を使用する場合であれば、逆導電型層２としては、ｎ型の層が形成される。
【００１４】
反射防止層３は、所望の波長領域の光の反射率を低減させて、光生成キャリア量を増大させる機能を有する。この反射防止層３を設けることによって、太陽電池素子の光電流密度Ｊｓｃを向上させることができる。反射防止層３としては、例えば窒化シリコン膜、酸化チタン膜、酸化シリコン膜、酸化マグネシウム膜、酸化インジウムスズ膜、酸化スズ膜、酸化亜鉛膜などが挙げられる。反射防止層３の厚みは、材料によって適宜選択されて、適当な入射光に対する反射の低減を実現できるように設定される。
【００１５】
ＢＳＦ領域６は、半導体基板１の第２面近くでキャリアの再結合による発電効率の低下を低減させる機能を有しており、半導体基板１の第２面側に内部電界を形成するものである。ＢＳＦ領域６は、半導体基板１と同一の導電型を有しており、ＢＳＦ領域６が含有するドーパント濃度は、半導体基板１が含有するドーパントの濃度よりも高い。すなわち、ＢＳＦ領域６中のドーパント元素は、半導体基板１において一導電型を呈するためにドープされたドーパント元素の濃度よりも高い濃度で存在している。例えば、ＢＳＦ領域６は、半導体基板１がｐ型の場合、第２面にボロンやアルミニウムなどのドーパント元素を拡散させることによって、これらドーパント元素の濃度が１×１０１８〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度となるように形成される。ＢＳＦ領域６は、半導体基板１の第２面側の表層部に形成される。
【００１６】
第１電極４は、図１に示すように、第１出力取出電極４ａと、複数の線状の第１集電電極４ｂと、線状の補助電極４ｃと、を有する。第１出力取出電極４ａの少なくとも一部は、第１集電電極４ｂと交差している。また、補助電極４ｃは半導体基板１の両端部において、第１集電電極４ｂと交差している。また、本実施形態において、補助電極４ｃは、第１集電電極４ｂの一端部同士および他端部同士を接続するように設けられている。なお、補助電極４ｃは、第１集電電極４ｂの一端部同士および他端部同士のうち、少なくとも一方を接続するような形態であってもよい。第１出力取出電極４ａは、例えば、１．３〜２．５ｍｍ程度の幅を有しており、２本以上設けられてもよい。一方で、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃは、線状であり、４０〜１５０μｍ程度の幅を有してもよく、第１出力取出電極４ａの幅よりも小さい幅を有していてもよい。また、第１集電電極４ｂは、互いに１〜３ｍｍ程度の間隔を空けて複数設けられている。また、このような第１電極４は銀または銅等の金属からなり、その厚みは、１０〜４０μｍ程度であってもよい。
【００１７】
第２電極５は、図２に示すように、第２出力取出電極５ａと、第２集電電極５ｂと、を有する。第２出力取出電極５ａの厚みは１０〜３０μｍ程度、幅は１．３〜７ｍｍ程度であってもよい。第２出力取出電極５ａは、上述の第１電極４と同等の材質および製法で形成することができる。また、第２集電電極５ｂはアルミニウム等の金属からなり、その厚みが１５〜５０μｍ程度であってもよい。第２集電電極５ｂは、半導体基板１の第２面の第２出力取出電極５ａの一部を除いた略全面に形成される。また、第２電極５は上記形状に限らず、例えば、第１電極４と同様の電極形状を有してもよい。
【００１８】
＜第２の太陽電池素子＞
次に、他の太陽電池素子の構造について説明する。第２の太陽電池素子１０Ｂは、図４乃至図６に示すように、半導体基板１と、逆導電型層２と、反射防止層３と、第１電極４と、第２電極５と、を有する。
【００１９】
以下、第１の太陽電池素子１０Ａとの相違点について説明する。第２の太陽電池素子１０Ｂでは、第１出力取出電極４ａが第２面上に設けられている。また、半導体基板１は、第１面から第２面まで貫通する複数の貫通孔７を有している。そして、第１電極４は、貫通孔７内に設けられた導通電極４ｄをさらに有しており、この導通電極４ｄにより第１出力取出電極４ａと第１集電電極４ｂとが電気的に接続される。
【００２０】
逆導電型層２は、半導体基板１の第１面側に形成された第１逆導電型層２ａと、貫通孔７の内表面に形成された第２逆導電型層２ｂと、半導体基板１の第２面側に形成された第３逆導電型層２ｃと、を有する。そして、第１出力取出電極４ａは、第３逆導電型層２ｃ上に形成される。なお、貫通孔７の内表面および第２面において、絶縁層を設け、その絶縁層の上に第１電極４を設けてもよい。
【００２１】
複数の導通電極４ｄは所定の一方向に配列されている。具体的には、この第２の太陽電池素子１０Ｂでは、図４に示すように、複数の導通電極４ｄは、半導体基板１の第１面の基準辺ＢＳに対して平行な方向に、複数列（図４では３列）に沿って配列されている。ここで、基準辺ＢＳとは、複数の第２の太陽電池素子１０Ｂを配列させて太陽電池モジュールを形成する場合における第２の太陽電池素子１０Ｂの配列方向に平行な辺である。なお、本明細書中において平行とは、数学的な定義のように厳密に解すべきものではないことは言うまでもない。
【００２２】
第１集電電極４ｂは、互いに異なる列に属する導通電極４ｄ同士を接続する。例えば、図４に示した第２の太陽電池素子１０Ｂでは、第１集電電極４ｂは、導通電極４ｄの配列方向と直交する方向に位置する３つの導通電極４ｄを接続するように配置されている。
【００２３】
また、図４に示すように、第１電極４は、貫通孔７を覆うように第１面側に設けられた円状のパッド電極４ｅを有していてもよい。第１面側から平面視したときのパッド電極４ｄの直径は、貫通孔７の直径よりも大きい。このような形態であれば、第１集電電極４ｂの形成位置が少しずれても導通電極４ｄと接続することが可能となり、信頼性が高まる。
【００２４】
≪印刷版≫
次に、本発明の実施形態に係る印刷版について説明する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る印刷版２０について、図７（ａ）乃至図７（ｃ）を用いて、詳細に説明する。
【００２６】
印刷版２０は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、金属板２１と、緩衝層２３と、スリット２８とを有している。また、印刷版２０は、金属板２１の周囲を支持するフレーム２２を有していてもよい。フレーム２２を有することで、印刷版２０の強度を向上させることができ、印刷版２０の寿命の向上が図れる。
【００２７】
緩衝層２３は、金属板２１の一主面に配置されており、より具体的には、金属板２１の半導体基板１と対向する面（半導体基板１の一主面）側に設けられている。
【００２８】
スリット２８は、金属板２１および緩衝層２３を貫通する。このスリット２８を、電極となる導電性ペーストが通過する。スリット２８は、金属板２１に位置する第１貫通部２４と、緩衝層２３に設けられた第２貫通部２５と、を有している。そのため、導電性ペーストは、第１貫通部２４および第２貫通部２５を通過して、半導体基板１の一主面に印刷される。
【００２９】
そして、印刷版２０では、金属板２１の一主面側から平面視したときに、第２貫通部２５の金属板２１側の開口縁２５ａの内側に、第１貫通部２４の緩衝層２３側の開口縁２４ａが位置している。そのため、緩衝層２３は、金属板２１の一主面側から平面視したときに、第１貫通部２４よりも外側に位置している。それゆえ、印刷版２０では、例えば、スキージ等で第１貫通部２４、第２貫通部２５の順に導電性ペーストが流れ込む際、緩衝層２３に応力がかかりにくくなる。このことから、緩衝層２３の剥がれを低減することができる。
【００３０】
また、印刷版２０では、第１貫通部２４の開口縁２４ａと第２貫通部２５の開口縁２５ａとの位置関係が上記関係を満たすため、第１貫通部２４の開口縁２４ａの近傍に緩衝層２３が設けられていない。そのため、スリット２８に導電性ペーストを供給し、半導体基板１の一主面に転写させる際にスキージで押圧すると、第１貫通部２４の開口縁２４ａが外方に拡がりやすくなり、導電性ペーストが抜けやすくなる。
【００３１】
金属板２１は、例えば、厚みが２０〜５０μｍのニッケルまたはステンレス等の板を用いることができる。第１貫通部２４は、例えば、レーザ等で金属板２１を穿孔して形成される。また、第１貫通部２４は、アディティブ法（電鋳法）により金属板２１を形成する際に、形成してもよい。
【００３２】
また、本実施形態において、印刷版２０では、図７（ｃ）に示すように、第１貫通部２４内をまたがるブリッジ２６を有している。このような形態により、ブリッジ２６で印刷版２０の強度を高めることができ、複数回印刷を繰り返した際に生じる印刷版２０の破れの発生を低減できる。
【００３３】
以上より、本実施形態に係る印刷版２０において、緩衝層２３の剥がれを低減するとともに、スリット２８の強度を高めることができる。それゆえ、印刷版２０の耐久性を向上させて、印刷版２０の寿命を延ばすことができる。
【００３４】
このような印刷版２０は、第１集電電極４ｂのように幅が狭く、一方向に長い電極パターンを印刷するのに好適に用いることができる。
【００３５】
このとき、ブリッジ２６は、一主面側から平面視したときに、外方へ露出している。すなわち、ブリッジ２６の一主面側の面には、緩衝層２３を設けなくてもよい。このような形態であれば、第１貫通部２４を通過する導電性ペーストがブリッジ２６の下部に回りこみ易くなり、断線等の印刷不良の発生を低減することができる。ブリッジ２６は、図７（ｃ）に示すように、線状の第１貫通部２４の場合、該第１貫通部２４の長手方向と直交する方向にまたがるように設けられてもよいし、印刷版２０の金属板２１側から平面視して、十字形状となるように設けてもよい。
【００３６】
また、第１貫通部２４は、例えば、印刷する線状の電極の幅方向に対応する第１貫通部２４の寸法Ｄ１（以下、第１貫通部２４の幅Ｄ１とも言う）を３０〜８０μｍ程度とした場合、隣接するブリッジ２６で囲まれた、線状の電極の長手方向に対応する第１貫通部２４の寸法Ｄ２が５０〜１５０μｍ程度となるよう形成されてもよい。そして、ブリッジ２６の幅Ｂは、第１貫通部２４の寸法Ｄ１より小さく、例えば、２５〜６０μｍ程度であってもよい。このような形態によれば、導電性ペーストの滲みや断線等の印刷不良の発生を低減できる。さらに、金属板２１の厚みをｔとした際に、幅Ｂ＞（０．００３８×ｔ＋０．２９）×寸法Ｄ２＋１３．５および幅Ｂ＜（１．０９×ｔ−０．４０９）×寸法Ｄ２＋２７を満たしてもよい。この場合、複数回印刷を繰り返した際に生じる印刷版２０の破れ等の発生を低減し、印刷版２０の寿命を延ばすことができ、印刷不良による断線の発生を低減できる。
【００３７】
なお、ここでいう幅Ｂおよび寸法Ｄ１は、いずれも一主面側からみたときの各寸法である。
【００３８】
また、本実施形態において、第１貫通部２４の緩衝層２３側の開口縁２４ａの幅を、第１貫通部２４の導電ペーストが供給される側の開口の幅よりも大きくなるように形成すれば、効率良く導電性ペーストを第２貫通部２５に導入しやすくなる。
【００３９】
フレーム２２は、金属板２１の外周に配置されており、金属板２１を保護する役割を有している。また、フレーム２２は、金属板２１に取り付ける際、金属板２１に引張応力を加えながら金属板２１を支持することにより、金属板２１に作用する引張応力を調整してもよい。これにより、金属板２１の寸法のずれを調整することができる。
【００４０】
緩衝層２３は、金属板２１の一主面側に配置されている。すなわち、印刷版２０において、緩衝層２３が、印刷対象物である半導体基板１の一主面と接触するように配置される。このような緩衝層２３としては、例えば、乳剤層を用いることができる。このような乳剤層は、例えば、次のように形成することができる。まず、金属板２１において、半導体基板１の一主面と対向する側の表面に感光性樹脂を塗布し、所望の形状のマスクを介して露光し、感光性樹脂を硬化させる。その後、不要な未硬化の感光性樹脂を除去することによって、所望の形状を有する乳剤層を形成する。このような感光性樹脂としては、例えば、ジアゾ系、ＳＢＱ（スチルバゾリウム）系またはアクリル系の樹脂が用いられる。
【００４１】
また、上述したように、印刷版２０では、金属板２１の一主面側から平面視したときに、第２貫通部２５の金属板２１側の開口縁２５ａの内側に、第１貫通部２４の緩衝層２３側の開口縁２４ａが位置している。すなわち、図７（ｂ）に示すように、緩衝層２３は、第２貫通部２５が第１貫通部２４の内周から間隔Ｓをあけて外側に位置するよう形成されている。そのため、第２貫通部２５の開口の幅Ｄ３は、第１貫通部２４の開口の幅Ｄ１よりも大きい。このとき、第２貫通部２５の幅Ｄ３は、例えば、第１貫通部２４の幅Ｄ１より１〜２０μｍ程度広ければよい。
【００４２】
また、緩衝層２３の厚みは、１〜４０μｍ程度であってもよく、該厚みとなるように感光性樹脂の塗布量を調整してもよい。なお、第２貫通部２５の開口の幅Ｄ３は、緩衝層２３の厚み方向に対して一定でも、増減してもよい。第２貫通部２５の開口の幅Ｄ３が、第１貫通部２４の開口の幅Ｄ１より大きい場合、効率良く導電性ペーストを半導体基板１の一主面側に導入しやすくなる。特に、第２貫通部２５の幅を厚み方向に対して増減させて、第２貫通部２５がテーパ形状となるよう形成する場合は、第２貫通部２５の幅が半導体基板１の一主面側に向かって大きくすればよい。
【００４３】
また、ブリッジ２６の幅Ｂは厚み方向に対して増減してもよく、ブリッジ２６の幅Ｂが金属板２１の一主面側に向かって小さくてもよい。このような形態であれば、第１貫通部２４を通過する導電性ペーストがブリッジ２６の下部に回りこみ易くなり、断線等の印刷不良の発生を低減することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態においては、ブリッジ２６の厚み方向における寸法は、金属板２１の厚み方向の寸法と略同じである。これにより、印刷版２０の強度の向上が図れるとともに導電性ペーストがスムーズに抜ける。なお、ブリッジ２６の厚み方向における寸法は、これに限らない。例えば、ブリッジ２６の厚み方向における寸法は、金属版２１の厚みや材質、ブリッジ２６のパターン形状に応じて、適宜選択することができる。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る印刷版３０について、図８を用いて、詳細に説明する。なお、第１の実施形態に係る印刷版２０と同様の構成については、説明を省略する。
【００４６】
印刷版３０は、図８に示すように、金属板２１の半導体基板１の一主面側の面に凹凸２７を有する。このように凹凸２７を設けて金属板２１を粗面化することにより、金属板２１と緩衝層２３との密着強度を向上させることができる。上記粗面化は、比較的な粒径が大きな砥粒を用いて研磨する、または、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１）が０．０１〜３μｍ程度となるよう化学エッチング等の処理を行えばよい。ここで比較的粒径が大きな砥粒としては、粒径が５〜４０μｍ程度の砥粒を用いればよい。
【００４７】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る印刷版４０について、図９を用いて、詳細に説明する。なお、第１の実施形態に係る印刷版２０と同様の構成については、説明を省略する。
【００４８】
第３の実施形態に係る印刷版４０は、スリット２８の形状において、第１の実施形態に係る印刷版２０と異なる。
【００４９】
具体的には、印刷版４０のスリット２８は、図９（ａ）に示すように、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃの形状に応じてパターニングされた形状であり、複数の第１スリット２８ａと第２スリット２８ｂとを有している。第１スリット２８ａは、一端部同士および他端部同士をそろえて配列されている。第２スリット２８ｂは、隣接する第１スリット２８ａの一端部同士および他端部同士のうち少なくとも一方と接続されている。また、第１スリット２８ａおよび第２スリット２８ｂはそれぞれ第１貫通部２４および第２貫通部２５を有している。
【００５０】
すなわち、第１貫通部２４は、第１集電電極４ｂに対応する第１領域２４ｂと、補助電極４ｃに対応する第２領域２４ｃとを有している。第１領域２４ｂは線状であり、第２領域２４ｃは隣接する第１領域２４ｂの一端部同士および他端部同士の少なくとも一方を接続する。本実施形態においては、補助電極４ｃは、第１集電電極４ｂの一端部同士を接続する第１補助電極４ｃ１と、他端部同士を接続する第２補助電極４ｃ２との、２つを有している。したがって、印刷版４０において、補助電極４ｃに対応する第２領域２４ｃも、第１領域２４ｂの一端部同士を接続する部分と、第１領域２４ｂの他端部同士を接続する部分とを有している。
【００５１】
また、図９（ｂ）に示すように、印刷版４０においては、第１貫通部２４の第２領域２４ｃの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ２が、第１貫通部２４の第１領域２４ｂの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ１よりも大きい。このような印刷版４０を用いれば、スキージを第１集電電極４ｂの長手方向に移動させて導電性ペーストを塗布した場合でも、補助電極４ｃの断線の発生を低減することができる。このとき、第２領域２４ｃの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ２は、例えば、第１領域２４ｂの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ１に比べて１０〜５０μｍ大きくされる。
【００５２】
なお、ここで、第２領域２４ｃの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ２とは、第２領域２４ｃの幅方向の寸法、すなわち、長尺状の第２領域２４ｃの長手方向に垂直な方向における、第２領域２４ｃの寸法である。第１領域２４ｂの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ１も、幅Ｗ２と同様に規定できる。
【００５３】
また、印刷版４０において、第１貫通部２４の第１領域２４ｂおよび第２領域２４ｃは、互いに交差するように配置されている。加えて、印刷版４０において、図９（ｂ）に示すように、第１領域２４ｂと第２領域２４ｃとの交差部近傍において、第１領域２４ｂの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ１が、第２領域２４ｃに向かって大きくなっていてもよい。すなわち、第１領域２４ｂは、第２領域２４ｃ側においてテーパ形状である。上記交差部は、第１集電電極４ｂと補助電極４ｃとの接続部を形成する部位に相当する。本実施形態では、上記交差部の第１貫通部２４の開口幅を大きくすることにより、印刷する第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃが極めて細い場合においても、第１貫通部２４から導電性ペーストが抜けやすい。その結果、印刷不良による断線の発生を低減できる。
【００５４】
また、印刷版４０は、印刷版２０と同様に、ブリッジ２６を有している。印刷版４０におけるブリッジ２６は、図９（ｂ）に示すように、第１貫通部２４の第１領域２４ｂ内を幅方向にまたがる第１ブリッジ部２６ａと、第１貫通部２４の第２領域２４ｃ内を幅方向にまたがる第２ブリッジ部２６ｂとを有する。そして、第２ブリッジ部２６ｂの幅Ｂ２は、第１ブリッジ部２６ａの幅Ｂ１よりも大きい。電極の印刷工程において、一端側の補助電極４ｃから他端側の補助電極４ｃに向かって、第１集電電極４ｂの長手方向に沿ってスキージを移動させて導電性ペーストを塗布する場合がある。この場合、印刷の始点近傍および終点近傍において、スキージが印刷版４０に付与する圧力が高まる。上述したように、印刷版４０においては、第２ブリッジ部２６ｂの幅Ｂ２が第１ブリッジ部２６ａの幅Ｂ１よりも大きい。すなわち、印刷版４０においては、スキージによる圧力が比較的大きくなる補助電極４ｃの形成に対応する第２ブリッジ部２６ｂの強度が高い。それゆえ、上述のようにスキージを移動させて複数回印刷を繰り返した際にも、印刷版４０の破れ等の発生を低減し、印刷版４０の寿命を延ばすことができる。なお、第２ブリッジ部２６ｂの幅Ｂ２は、第１ブリッジ２６ａの幅Ｂ１に比べて、例えば、５〜２０μｍ程度大きくしてもよい。
【００５５】
なお、本実施形態においては、第１ブリッジ部２６ａ及び第２ブリッジ部２６ｂが、いずれも複数設けられている形態を例示したが、ブリッジ２６が有する第１ブリッジ部２６ａおよび第２ブリッジ部２６ｂの数は、これに限らない。例えば、ブリッジ２６が有する第１ブリッジ部２６ａおよび第２ブリッジ部２６ｂの数は、印刷パターンの大きさや金属板２１の強度等に応じて適宜選択することができる。
【００５６】
またさらに、本実施形態においては、第２領域２４ｃに最も近接する第１ブリッジ２６ａから第２領域２４ｃまでの距離Ｄ４は、隣接する第１ブリッジ部２６ａの間の距離Ｄ２以上である。このような構成により、第１領域２４ｂおよび第２領域２４ｃが極めて細い場合においても、第１領域２４ｂと第２領域２４ｃとの交差部分でも第１貫通部２４から導電性ペーストが抜けやすく、印刷不良による断線の発生を低減することができる。
【００５７】
＜第４の実施形態＞
次に第４の実施形態に係る印刷版５０について、図１０を用いて、詳細に説明する。なお、第３の実施形態に係る印刷版４０と同様の構成については、説明を省略する。
【００５８】
図１０（ｂ）に示すように、印刷版５０も印刷版４０と同様に第１ブリッジ部２６ａおよび第２ブリッジ部２６ｂを有するブリッジ２６を有している。具体的には、本実施形態においても、ブリッジ２６は、複数の第１ブリッジ部２６ａと複数の第２ブリッジ部２６ｂとを有している。
【００５９】
そして、本実施形態においては、隣接する第１ブリッジ部２６ａの間の距離Ｄ２は、第２領域２４ｃに向かうにつれて小さくなっている。このような構成により、上述したように、印刷工程において、スキージによる圧力が比較的大きくなる部分の印刷版５０の強度を向上させることができる。その結果、印刷版５０の破れ等の発生を低減し、印刷版５０の寿命を延ばす効果が高まる。
【００６０】
なお、このとき、隣接する第１ブリッジ部２６ａの間の距離Ｄ２が第２領域２４ｃに向かうにつれて小さい形態とは、距離Ｄ２が第２領域２４ｃに向かうにつれて漸次小さくなる形態であってもよく、距離Ｄ２が一定である区間を含む形態であってもよい。
【００６１】
またさらに、本実施形態においては、第２領域２４ｃに最も近接する第１ブリッジ２６ａから第２領域２４ｃまでの距離Ｄ４は、隣接する第１ブリッジ部２６ａの間の距離Ｄ２の最小値以上であればよい。特に、隣接する第１ブリッジ部２６ａの間の距離Ｄ２の最大値以上であれば、上述の効果が一層高まる。
【００６２】
＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態に係る印刷版６０について、図１１を用いて、詳細に説明する。なお、第３の実施形態に係る印刷版４０と同様の構成については、説明を省略する。
【００６３】
本実施形態は、スリット２８の形状において、第３実施形態の印刷版４０と異なる。具体的には、印刷版６０は、第２の太陽電池素子１０Ｂの電極を形成する際の印刷工程で用いることができる。すなわち、印刷版６０においては、図１１に示すように、第１貫通部２４が、線状のスリット２８の延びる方向において、第１集電電極４ｂに対応する線状部分とパッド電極４ｅに対応する円形状部分とを有している。そして、導通電極４ｄおよびパット電極４ｅを形成する場合には、図１１（ｂ）に示すように、第１貫通部２４の円形状部分には円形状部分内をまたがる十字形状のブリッジ２６を有している。つまり、本実施形態では、長尺状のブリッジ２６の長手方向とスキージの移動方向との角度が鋭角となるようにブリッジ２６が形成されている。
【００６４】
このような形態により、形成されたペースト層のにじみを低減することができ、加えて、ブリッジ２６の強度を向上させることができる。以上のようにして、第２の太陽電池素子１０Ｂの電極パターンを印刷することができる。このような印刷版６０を用いることにより、パッド電極４ｅにおいて貫通孔７内にもペーストの充填が行われ、貫通孔７の内部にも導電性ペースト層を設けることができる。
【００６５】
また、図１１（ｃ）に示すように、本実施形態の変形例として第１貫通部２４の円形状部分に、貫通孔７に位置する部分に円形状の金属板２１’および緩衝層２３’が配置されている例が挙げられる。すなわち、スリット２８は、線上部分と接続するドーナツ状の部分とを有している。なお、図１１（ｃ）は、金属板２１の他の主面側からみた平面図であるため、図１１（ｃ）は、第１貫通部２４が、線状部分とドーナツ状の部分とを有している点が示されている。そして、このドーナツ状の部分において、ブリッジ２６が十字形状に形成されている。
【００６６】
このような形態により、導電性ペーストの抜け性が向上し、形成された導電性ペースト層のにじみを低減することができる。以上のようにして、太陽電池素子を作製することができる。このような印刷版６０’を用いることにより、パッド電極４ｅにおいて貫通孔７内にペーストの充填が行われないように、貫通孔７の周囲にのみドーナツ状の導電性ペースト層を設けることができる。
【００６７】
なお、本実施形態においても、緩衝層２３’は、ブリッジ２６の一主面側の表面に配置されていてもいなくても構わない。ブリッジ２６の一主面側の表面に緩衝層２３’が配置されない形態においては、第１貫通部２４を通過する導電性ペーストがブリッジ２６の下部に回り込み易くなり、断線等の印刷不良の発生を低減することができる。
【００６８】
＜第６の実施形態＞
次に、第６の実施形態に係る印刷版７０について、図１２を用いて、詳細に説明する。なお、第３の実施形態に係る印刷版４０と同様の構成については、説明を省略する。
【００６９】
本実施形態の印刷版７０は、例えば、電極を重ねて印刷する場合や、図１または図４に示すような太陽電池素子の位置合わせに用いられるアライメントマーク８を半導体基板１の一主面に設ける場合に用いることができる。より具体的には、図１２（ａ）に示すように、印刷版７０の第１貫通部２４は、配列された複数の第１領域２４ａのうち両端に位置する第１領域２４ａの近傍にそれぞれ配置された第３領域２４ｄをさらに有している。本実施形態においては、アライメントマーク８が円状に形成されるため、図１２（ｂ）に示すように、第３領域２４ｄは、アライメントマーク８のパターニングと略同一の形状である。そして、スリット２８は、第３領域２４ｄ内をまたがる十字形状の第３ブリッジ部２６ｃを有している。つまり、本実施形態では、長尺状の第３ブリッジ部２６ｃの長手方向とスキージの移動方向との角度が鋭角となるように第３ブリッジ部２６ｃが形成されている。このような形態では、形成されたペースト層のにじみを低減することができ、加えて、第３ブリッジ部２６ｃの強度を向上させることができる。
【００７０】
＜第７の実施形態＞
次に、第７の実施形態に係る印刷版８０について、図１３を用いて、詳細に説明する。なお、第３の実施形態に係る印刷版４０と同様の構成については、説明を省略する。
【００７１】
本実施形態に係る印刷版８０は、図１３（ａ）に示すように、第１の太陽電池素子１０Ａにおける、第１出力取出電極４ａ、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃに対応する第１貫通部２４を有している。すなわち、第１貫通部２４は、第１出力取出電極４ａの形成に対応する第４領域２４ｅを有している。そして、図１３（ｂ）に示すように、スリット２８は、第４領域２４ｅ内をまたがるように、かつ網状に形成された第４ブリッジ２６ｄをさらに有している。このような印刷版８０を用いることにより、スキージを第１出力取出電極４ａの長手方向に対してほぼ垂直に移動して導電性ペーストを塗布した場合、複数回印刷を繰り返した際の印刷版の破れ等の発生を低減することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、長尺状の第４ブリッジ２６ｄの長手方向とスキージの移動方向との角度が鋭角となるように第４ブリッジ２６ｄが形成される。このような形態では、導電性ペーストの抜け性が向上し、形成された導電性ペースト層のにじみを低減することができる。なお、線幅の広い第１出力取出電極４ａを形成する場合には、第４ブリッジ２６ｄが十字形状に形成されてもよい。
【００７３】
また、本実施形態においては、図１３（ｂ）に示すように、第４領域２４ｅのうち、第１領域２４ｂと接続する部分２９は、一主面側から平面視したときに、略二等辺三角形である。
【００７４】
なお、該第１領域２４ｂと接続する部分２９は、このような形状に限定されない。例えば、図１３（ｃ）に示すように、部分２９は、内角の全てが直角または鈍角である多角形である形態であってもよい。このような形態によれば、導電性ペーストの詰まりを低減することができる。
【００７５】
≪太陽電池素子の製造方法≫
次に、第１の太陽電池素子１０Ａおよび第２の太陽電池素子１０Ｂの本実施形態に係る製造方法について説明する。
【００７６】
まず、半導体基板１の製法について説明する。半導体基板１が単結晶シリコン基板の場合は、例えば引き上げ法などによって形成され、半導体基板１が多結晶シリコン基板の場合は、例えば鋳造法などによって形成される。なお、以下では、半導体基板１としてｐ型の多結晶シリコンを用いた例を説明する。
【００７７】
最初に、例えば鋳造法により多結晶シリコンのインゴットを作製する。次いで、そのインゴットを、例えば、２５０μｍ以下の厚みにスライスする。その後、半導体基板１の切断面の機械的ダメージ層や汚染層を清浄化するために、切断面をＮａＯＨやＫＯＨあるいはフッ酸やフッ硝酸などでごく微量エッチングしてもよい。なお、このエッチング工程後に、ウエットエッチング方法を用いて、半導体基板１の表面に微小な凹凸を形成してもよい。
【００７８】
また、第２の太陽電池素子１０Ｂの場合は、半導体基板１の第１面と第２面との間に貫通孔７を形成する。貫通孔７は、機械的ドリル、ウォータージェットあるいはレーザ加工装置等を用いて形成できる。なお、貫通孔７の形成は、半導体基板１の第２面の側から第１面の側に向けて加工を行うようにすれば、第１面の損傷を低減することができる。ただし、半導体基板１への損傷が少ない加工方法を用いる場合には、第１面の側から第２面の側に向けて加工を行うようにしてもよい。また、貫通孔７の形成後には貫通孔７内のダメージ層を除去するためにエッチングしてもよい。また、貫通孔７内だけでなく、第１面および第２面もエッチングしてもよい。
【００７９】
次に、半導体基板１の所望領域の表層内にｎ型の逆導電型層２を形成する。このような逆導電型層２は、塗布熱拡散法や気相熱拡散法等によって形成される。塗布熱拡散法としては、例えば、ペースト状態にしたＰ２Ｏ５を半導体基板１表面に塗布して熱拡散させる方法が挙げられる。気相熱拡散法としては、例えば、ガス状態にしたＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）を拡散源とした方法が挙げられる。この逆導電型層２は、深さが０．２〜２μｍ程度、シート抵抗が６０〜１５０Ω／□程度に形成される。なお、逆導電型層２の形成方法は、上記方法に限定されるものではなく、逆導電型層２として、例えば、薄膜技術を用いて、水素化アモルファスシリコン膜や、微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを形成してもよい。さらに、半導体基板１と逆導電型層２との間にｉ型シリコン領域を形成してもよい。
【００８０】
次に、逆導電型層２の上に反射防止層３を形成する。反射防止層３は、例えば、ＰＥＣＶＤ（plasma enhanced chemical vapor deposition）法、蒸着法、スパッタリング法などを用いて形成される。例えば、窒化シリコン膜からなる反射防止層３をＰＥＣＶＤ法で形成する場合であれば、反応室内を５００℃程度としてシラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを窒素（Ｎ２）で希釈し、グロー放電分解でプラズマ化した各種ガスを反応させて堆積させることで反射防止層３が形成される。
【００８１】
次に、半導体基板１の第２面側に、一導電型の半導体不純物が高濃度に拡散されたＢＳＦ領域６を形成する。ＢＳＦ領域６の形成方法としては、例えば、以下の２つの方法が挙げられる。第１の方法としては、三臭化ボロン（ＢＢｒ３）を拡散源とした熱拡散法を用いて温度８００〜１１００℃程度で形成する方法がある。第２の方法としては、アルミニウム粉末および有機ビヒクル等からなるアルミニウムペーストを印刷法で塗布したのち、温度６００〜８５０℃程度で熱処理（焼成）してアルミニウムを半導体基板１に拡散する方法がある。この第２の方法を用いれば、印刷面だけに所望の拡散領域を形成することができるだけではなく、逆導電型層２の形成工程で第２面側に形成されたｎ型の逆導電型層を除去する必要もない。そのため、第２の方法を用いれば、所望の拡散領域を形成した後、第１の太陽電池素子１０Ａの場合には、第１面または第２面の外周部のみレーザ等を用いてＰＮ分離を行えばよく、第２の太陽電池素子１０Ｂの場合には、第１面または第２面の外周部と第３逆導電型層２ｃとＢＳＦ領域６との界面にＰＮ分離を行えばよい。なお、ＢＳＦ領域６の形成方法は上記方法に限定されるものではなく、ＢＳＦ領域６として、例えば薄膜技術を用いて、水素化アモルファスシリコン膜や、微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを形成してもよい。さらに、半導体基板１とＢＳＦ領域６との間にｉ型シリコン領域を形成してもよい。
【００８２】
次に、第１電極４および第２電極５の形成方法について説明する。
【００８３】
第１電極４は、例えば銀（Ａｇ）等を含む金属粉末と、有機ビヒクルと、ガラスフリットとを含有する導電性ペースト（銀ペースト）を用いて作製される。
【００８４】
第１の太陽電池素子１０Ａの場合には、導電性ペーストを、半導体基板１の第１面に塗布し、その後、最高温度６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成する。これにより、ファイヤースルー法によって導電性ペーストが反射防止層３を突き破り、半導体基板１上に第１電極４が形成される。
【００８５】
第２の太陽電池素子１０Ｂの場合には、導電性ペーストを、半導体基板１の第１面に塗布するとともに貫通孔７に充填し、その後、最高温度６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成する。これにより、第１面に第１集電電極４ｂ、補助電極４ｃおよびパッド電極４ｅが、貫通孔７内部に導通電極４ｄが形成される。そして導電性ペーストを、半導体基板１の第２面に塗布して、その後、最高温度５００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、第２面に第１出力取出電極４ａが形成される。
【００８６】
なお、第１の太陽電池素子１０Ａおよび第２の太陽電池素子１０Ｂのいずれの場合においても、導電性ペーストの塗布後であって焼成する前に、所定の温度で溶剤を蒸散させて導電性ペーストを乾燥させてもよい。また、塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。なお、印刷版２０を用いた第１電極４の形成方法については後で詳細に説明する。
【００８７】
次に、第２電極５について説明する。まず、第２集電電極５ｂは、例えばアルミニウム粉末と、有機ビヒクルとを含有するアルミニウムペーストを用いて作製される。このアルミニウムペーストを、第１電極４および第２出力取出電極５ａを形成する部位の一部を除いて、第２面のほぼ全面に塗布する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができる。このようにアルミニウムペーストを塗布した後に、所定の温度で溶剤を蒸散させてアルミニウムペーストを乾燥させてもよく、この場合、作業時にアルミニウムペーストがその他の部分に付着しにくく作業効率が高まる。
【００８８】
次に、第２出力取出電極５ａは、例えば銀粉末などを含む金属粉末と、有機ビヒクルと、ガラスフリットとを含有する導電性ペースト（銀ペースト）を用いて作製される。この導電性ペーストを半導体基板１の第２面に予め決められた形状に塗布する。なお、導電性ペーストは、アルミニウムペーストの一部と接する位置に塗布されることで、第２出力取出電極５ａと第２集電電極５ｂとの一部が重なる。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができ、塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて導電性ペーストを乾燥させてもよい。
【００８９】
そして、半導体基板１を焼成炉内にて最高温度が６００〜８５０℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより、第２電極５が半導体基板１の第２面に形成される。
【００９０】
なお、上述の形態においては、第１出力取出電極４ａ、導通電極４ｄ、および第２電極５の形成方法として、印刷して焼成する電極形成方法を例示したが、蒸着やスパッタリング等の薄膜形成方法、めっき法を用いることも可能である。
【００９１】
次に、第１電極４の形成工程における印刷工程についてより具体的に説明する。
【００９２】
＜第１の実施形態に係る第１電極４の印刷工程＞
本実施形態に係る印刷工程は、上述した第１実施形態に係る印刷版２０を用いて第１電極４の印刷を行う工程である。すなわち、第１集電電極４ｂを有する第１電極４の印刷工程Ａ（第１印刷工程）について説明する。
【００９３】
最初に、半導体基板１の一主面に形成する第１集電電極４ｂの形状に応じてパターニングされた第１貫通部２４および第２貫通部２５を有する印刷版２０を準備する。次に、印刷版２０を緩衝層２３が下方に来るように半導体基板１の一主面上に載置する。次いで、印刷版２０上に導電性ペーストを載せて、スキージを第１集電電極４ｂの長手方向に沿って移動させる。これにより、導電性ペーストは、印刷版２０の第１貫通部２４および第２貫通部２５を通過し、半導体基板１の一主面上に所望の形状となるように印刷される。
【００９４】
＜第２の実施形態に係る第１電極４の印刷工程＞
本実施形態に係る印刷工程は、上述した第３実施形態に係る印刷版４０を用いて第１電極４の印刷を行う工程である。すなわち、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃを有する第１電極４の印刷工程Ｂについて説明する。
【００９５】
例えば、図９（ａ）に示した印刷版４０を用いて、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃを形成することができる。具体的には、まず、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃの形状に応じてパターニングされた第１貫通部２４および第２貫通部２５を有する印刷版４０を準備する。そして、前述した印刷版２０を用いた第１集電電極４ｂの印刷工程Ａと同様の手順によって、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃを印刷する。
【００９６】
なお、第１集電電極４ｂと補助電極４ｃとを含む第１電極４は、本実施形態のように、第１集電電極４ｂと補助電極４ｃとを１つの工程で印刷し、その後、焼成する形態に限らない。例えば、第１集電電極４ｂと補助電極４ｃとを含む第１電極４の印刷工程Ｂは、第１集電電極４ｂを印刷する第１工程と補助電極４ｃを印刷する第２工程とを有していてもよい。この場合、第１工程および第２工程の順番は特に限定されないが、第１工程の後に第２工程を行うことで、第１集電電極４ｂの断線の発生を低減することができる。また、いずれの工程においてもスキージはそれぞれ第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃの長手方向に沿って移動させてもよい。
【００９７】
また、本印刷工程Ｂでは、図９（ｂ）に示すように、第２領域２４ｃの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ２が、第１領域２４ｂの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ１よりも大きい上述の印刷版４０を用いて第１電極４を印刷する。このような印刷版４０を用いれば、スキージを第１集電電極４ｂの長手方向に移動させて導電性ペーストを塗布した場合でも、補助電極４ｃの断線の発生を低減することができる。
【００９８】
また、上述したように、印刷版４０は、図９（ｂ）に示すように、第１領域２４ｂと第２領域２４ｃとの近接部の近傍において、第１領域２４ｂの緩衝層２３側の開口の幅Ｗ１が、第２領域２４ｃに向かうにつれて大きくなっている構成を有する。上記近接部は、第１集電電極４ｂと補助電極４ｃとの接続部を形成する部位に相当するが、上記構成を有する印刷版４０を用いて印刷することにより、前記近接部において導電性ペーストが抜けやすい。そのため、印刷不良による断線の発生を低減できる。
【００９９】
また、上述したように、印刷版４０は、印刷版２０と同様に、ブリッジ２６を有している。印刷版４０におけるブリッジ２６は、第１領域２４ｂ内を幅方向にまたがる第１ブリッジ部２６ａと、第２領域２４ｃ内を幅方向にまたがる第２ブリッジ部２６ｂとを含む構成を有する。そして、第２ブリッジ２６ｂの幅は、第１ブリッジ部２６ａの幅よりも大きい。
【０１００】
本印刷工程Ｂでは、一端側の補助電極４ｃから他端側の補助電極４ｃに向かって、第１集電電極４ｂの長手方向に沿ってスキージを移動させて導電性ペーストを塗布してもよい。この場合、印刷の始点近傍および終点近傍において、スキージが印刷版４０に付与する圧力が高まる。そこで、上述の印刷版４０においては、スキージによる圧力が比較的大きくなる第２ブリッジ部２６ｂの強度が高いため、複数回印刷を繰り返した際に生じる印刷版４０の破れ等の発生を低減し、電極形成の信頼性が高まる。
【０１０１】
なお、上述した印刷工程Ａおよび印刷工程Ｂのいずれにおいても、第１電極４が第１出力取出電極４ａを有する場合、次のように第１出力取出電極４ａを形成することができる。
【０１０２】
第１の太陽電池素子１０Ａの場合においては、印刷工程Ａのように第１集電電極４ｂとなる導電性ペースト層を形成した後、または、印刷工程Ｂのように第１集電電極４ｂと補助電極４ｃとなる導電性ペースト層を形成した後に、第１出力取出電極４ａとなる導電性ペースト層を形成してもよい。このとき、第１出力取出電極４ａとなる導電性ペースト層は、上述の印刷版８０を用いて、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃとなる導電性ペースト層を印刷する工程と同じ工程で印刷してもよい。また、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃとなる導電性ペースト層を印刷する工程とは別に、メッシュスクリーンからなるメッシュ印刷版を用いたスクリーン印刷工程によって、またはディスペンサー等を用いた形成工程によって、第１出力取出電極４ａとなる導電性ペースト層を形成してもよい。
【０１０３】
なお、第１出力取出電極４ａとなる導電性ペースト層の形成は、第１集電電極４ｂとなる導電性ペースト層、または第１集電電極４ｂと補助電極４ｃとなる導電性ペースト層の形成前であってもよい。一方、第１集電電極４ｂとなる導電性ペースト層、または第１集電電極４ｂと補助電極４ｃとなる導電性ペースト層の形成後に第１出力取出電極４ａとなる導電性ペースト層を形成してもよい。この場合には、第１集電電極４ｂの断線の発生を低減することができる。
【０１０４】
上述したいずれの工程においても、その後、第１出力取出電極４ａ、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃとなる導電性ペースト層を焼成することにより、第１電極４を形成することができる。
【０１０５】
また、他の形態として、第１出力取出電極４ａ、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃとなるペースト層を、例えば、メッシュスクリーンからなるメッシュ印刷版を用いて形成した後、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃを印刷版４０を使用して導電性ペーストを塗布しても構わない。このように複数回の印刷を行うことによって、厚みの厚い第１電極４を形成することができ、電極の抵抗を低減させることができる。また、印刷版４０であれば、導電性ペースト層が形成された被印刷物の上に、再度、上記印刷版を配置して印刷を繰り返し行っても、緩衝層２３の剥がれが生じにくい。
【０１０６】
このとき、２回目以降に用いられる印刷版４０の緩衝層２３の硬度は１回目に用いられる印刷版の硬度よりも高い方が好ましい。これにより、２回目の印刷時に、先に印刷された導電性ペースト層と緩衝層２３とが接触して、緩衝層２３が削れたり、ダメージを受けたりすることが低減できる。その結果、複数回印刷を繰り返した際に生じる印刷版４０の破れ等の発生を低減することができる。
【０１０７】
なお、緩衝層２３の硬度としては、鉛筆硬度でＨ以上６Ｈ以下とすることができる。これにより、先に印刷された導電性ペースト層による緩衝層２３の削れ、またはダメージを低減することができる。
【０１０８】
また、２回目以降に用いられる印刷版４０の緩衝層２３の幅Ｄ３は、１回目に用いられる印刷版の緩衝層の幅Ｄ３よりも大きい方が好ましい。これにより、先に印刷された導電性ペースト層による緩衝層２３の削れ、またはダメージを低減することができ、複数回印刷を繰り返した際に生じる印刷版４０の破れ等の発生を低減することができる。
【０１０９】
＜第３の実施形態に係る第１電極４の印刷工程＞
本実施形態に係る印刷工程は、上述した第５実施形態に係る印刷版６０を用いて第１電極４の印刷を行う工程である。すなわち、第２の太陽電池素子１０Ｂの第１電極４を形成する際の印刷工程Ｃについて説明する。
【０１１０】
具体的には、印刷工程Ｃは、印刷版６０を用いて第１電極４（第１集電電極４ｂ、補助電極４ｃ、パッド電極４ｅ）となる導電性ペースト層を形成する工程を有する。すなわち、第１集電電極４ｂ、補助電極４ｃおよびパッド電極４ｅとなる導電性ペースト層を、１つの印刷工程で形成してもよい。なお、このとき、上述したように、導通電極４ｄとなる導電性ペースト層もこの１つの印刷工程において形成してもよい。そして、その後、形成された第１集電電極４ｂ、補助電極４ｃ、パッド電極４ｅおよび導通電極４ｄとなる導電性ペースト層を焼成することにより、第１面側および貫通孔７内に第１電極４を形成することができる。
【０１１１】
また、印刷工程Ｃは、印刷版４０を用いて第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃとなる導電性ペースト層を形成する第１工程と、第１工程の後に、印刷版６０’を用いて第１集電電極４ｂ、補助電極４ｃおよびパッド電極４ｅとなる導電性ペースト層を形成する第２工程とを有してもよい。または、印刷工程Ｃは、印刷版６０’を用いて第１集電電極４ｂ、補助電極４ｃおよびパッド電極４ｅとなる導電性ペースト層を形成する第３工程と、第３工程の後に、印刷版６０を用いて第１集電電極４ｂ、補助電極４ｃ、パッド電極４ｅおよび導通電極４ｄとなる導電性ペースト層を形成する第４工程とを有してもよい。このように複数回の印刷を行うことによって、厚みの厚い第１電極４を形成することができ、電極の抵抗を低減させることができる。また、上述した印刷版６０、または印刷版６０’であれば、第１工程または第３工程において導電性ペースト層が形成された被印刷物の上に、再度、上記印刷版６０、または印刷版６０’を配置して印刷を繰り返し行っても、緩衝層２３の剥がれが生じにくい。また、印刷版６０’において貫通孔７の周囲に対応する部分のみドーナツ状の導電性ペースト層が設けられるように第１貫通部２４が形成されている。そのため、パッド電極４ｅにおいて貫通孔７内に導電性ペーストの充填を避けることができる。さらには、印刷版６０’において、図１１に示すように、貫通孔７に対応する部分に円形状の金属板２１および緩衝層２３が設けられ、ブリッジ２６が十字形状に形成されている。このような形態の印刷版６０’を用いて導電性ペーストを塗布することにより、導電性ペーストの抜け性が向上し、形成された導電性ペースト層のにじみを低減することができる。
【０１１２】
＜第４の実施形態に係る第１電極４の印刷工程＞
本実施形態に係る印刷工程は、上述した第６実施形態に係る印刷版７０を用いて第１電極４の印刷を行う工程である。
【０１１３】
第４の実施形態に係る第１電極４の印刷工程Ｄは、第１主面に、太陽電池素子の位置合せのためのアライメントマーク８となる導電性ペーストを印刷する工程（第２印刷工程）を有している。本実施形態に係る印刷工程Ｄは、例えば、図１または図４に示すような太陽電池素子の位置合わせに用いられるアライメントマーク８を半導体基板１の一主面に設ける場合であって、例えば、アライメントマークが円形状に形成される場合に行われる。具体的には、図１２に示す印刷版７０を用いてアライメントマーク８を印刷すればよい。本実施形態では、長尺状の第３ブリッジ部２６ｃの長手方向とのなす角度が鋭角となるようにスキージを移動させて導電性ペーストを印刷すればよい。このような形態では、形成されたペースト層のにじみを低減することができ、加えて、第３ブリッジ部２６ｃの強度を向上させることができる。
【０１１４】
＜第５の実施形態に係る第１電極４の印刷工程＞
本実施形態に係る印刷工程は、上述した第７実施形態に係る印刷版８０を用いて第１電極４の印刷を行う工程である。
【０１１５】
第５の実施形態に係る第１電極４の印刷工程Ｅは、第１主面に、第１集電電極４ｂと直交する方向に設けられて第１集電電極４ｂと接続される第１出力取出電極４ａとなる導電性ペーストを印刷する工程（第２印刷工程）を有している。具体的には、本実施形態における第２印刷工程は、第１の太陽電池素子１０Ａにおいて、第１出力取出電極４ａ、第１集電電極４ｂおよび補助電極４ｃに対応する第１貫通部２４を有する印刷版８０を用いて半導体基板１上に導電性ペーストを印刷する工程である。図１３に示すように、印刷版８０において、第１出力取出電極４ａの形成に対応する第４ブリッジ２６ｄが第１貫通部２４内をまたがるように、かつ網状に形成されている。そのため、スキージを第１出力取出電極４ａの長手方向に対してほぼ垂直に移動して導電性ペーストを塗布した場合、複数回印刷を繰り返した際の印刷版４０の破れ等の発生を低減することができる。また、本実施形態では、第４ブリッジ２６ｄが第１領域２４ｂの伸びる方向に対して傾斜した十字形状に形成されているため、長尺状の第４ブリッジ２６ｄの長手方向とのなす角度が鋭角となるようスキージを移動させて導電性ペーストを印刷することができる。そのため、線幅の広い電極を形成する場合においても、導電性ペーストの抜け性が向上し、形成された導電性ペースト層のにじみを低減することができる。
【０１１６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。また、本発明は上述した実施形態の種々の組合せを含むものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１７】
１    ：半導体基板
２    ：逆導電型層
３    ：反射防止層
４    ：第１電極
４ａ  ：第１出力取出電極
４ｂ  ：第１集電電極
４ｃ  ：補助電極
４ｄ  ：導通電極
４ｅ  ：パッド電極
５    ：第２電極
５ａ  ：第２出力取出電極
５ｂ  ：第２集電電極
６    ：ＢＳＦ領域
７    ：貫通孔
８    ：アライメントマーク
１０Ａ  ：第１の太陽電池素子
１０Ｂ  ：第２の太陽電池素子
２１  ：金属板
２２  ：フレーム
２３  ：緩衝層
２４  ：第１貫通部
２４ａ  ：開口縁
２４ｂ  ：第１領域
２４ｃ  ：第２領域
２４ｄ  ：第３領域
２４ｅ  ：第４領域
２５  ：第２貫通部
２５ｂ  ：開口縁
２６  ：ブリッジ
２６ａ  ：第１ブリッジ部
２６ｂ  ：第２ブリッジ部
２６ｃ  ：第３ブリッジ部
２６ｄ  ：第４ブリッジ部
２８  ：スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月1日(2013.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、
該金属板の一主面に配置された緩衝層と、
前記金属板および前記緩衝層を貫通するスリットを有し、
該スリットは、前記金属板に位置する第１貫通部と、前記緩衝層に位置する第２貫通部と、前記第１貫通部内をまたがるブリッジを有しており、
前記一主面側から平面視したときに、前記第１貫通部の前記緩衝層側の開口縁は、前記第２貫通部の前記金属板側の開口縁の内側に位置しており、
前記スリットは、一端部同士および他端部同士を備えて配列された複数の第１スリットと、隣接する該第１スリットの一端部同士および他端部同士のうち少なくとも一方を接続する第２スリットとを有し、
前記第１貫通部は、前記第１スリットにおいて長さ方向に細長く開口している第１領域と、前記第２スリットにおいて長さ方向に細長く開口している第２領域とを有し、
前記ブリッジは、前記第１領域を幅方向にまたがる複数の第１ブリッジ部と、前記第２領域を幅方向にまたがる第２ブリッジ部とを有しており、
前記第２領域に最も近接する前記第１ブリッジ部から前記第２領域までの距離は、隣接する前記第１ブリッジ部の間の距離以上である、印刷版。
【請求項２】
前記一主面側から平面視したときに、前記ブリッジの前記一主面側の面が前記第２貫通部内で露出している、請求項１に記載の印刷版。
【請求項３】
前記金属板は、前記一主面に凹凸を有する、請求項１に記載の印刷版。
【請求項４】
前記第２領域の前記緩衝層側の開口の幅が前記第１領域の前記緩衝層側の開口の幅よりも大きい、請求項１に記載の印刷版。
【請求項５】
前記第１領域および前記第２領域は、前記第１スリットと前記第２スリットとの接続部において互いに近接しており、
前記第１領域と前記第２領域との近接部の近傍において、前記第１領域の前記緩衝層側の開口の幅が前記第２領域に向かうにつれて大きくなっている、請求項４に記載の印刷版。
【請求項６】
前記第２ブリッジ部の幅が前記第１ブリッジ部の幅よりも大きい、請求項１に記載の印刷版。
【請求項７】
前記第１ブリッジ部を複数有しており、
隣接する前記第１ブリッジ部の間の距離は、前記第２領域に向かうにつれて小さくなっている、請求項１に記載の印刷版。
【請求項８】
請求項１に記載の印刷版を用いて、半導体基板の第１主面に複数の線状の集電電極となる導電性ペーストを印刷する第１印刷工程を備える、太陽電池素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１主面に、太陽電池素子の位置合わせのためのアライメントマークおよび前記集電電極と直交する方向に設けられて前記集電電極と接続される出力取出電極のうち少なくとも一方となる導電性ペーストを印刷する第２印刷工程をさらに備え、
該第２印刷工程において、前記第１貫通部が前記アライメントマークおよび前記出力取出電極のうち少なくとも一方に対応する領域と、該第１貫通部をまたがる長尺状のブリッジとをさらに有する前記印刷版を用いて、前記ブリッジの長手方向との成す角度が鋭角となる方向にスキージを移動させて前記導電性ペーストを印刷する、請求項８に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の印刷版を用いて、半導体基板の第１主面に、複数の線状の集電電極となる導電性ペースト、ならびに隣接する前記集電電極の一端部同士および他端部同士のうち少なくとも一方を接続する線状の補助電極となる導電性ペーストを印刷する印刷工程を備える、太陽電池素子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る印刷版は、金属板と、該金属板の一主面に配置された緩衝層と、前記金属板および前記緩衝層を貫通するスリットとを有している。該スリットは、前記金属板に位置する第１貫通部と、前記緩衝層に位置する第２貫通部と、前記第１貫通部内をまたがるブリッジとを有している。そして、前記一主面側から平面視したときに、前記第１貫通部の前記緩衝層側の開口縁は、前記第２貫通部の前記金属板側の開口縁の内側に位置する。さらに、前記スリットは、一端部同士および他端部同士を備えて配列された複数の第１スリットと、隣接する該第１スリットの一端部同士および他端部同士のうち少なくとも一方を接続する第２スリットとを有している。さらに、前記第１貫通部は、前記第１スリットにおいて長さ方向に細長く開口している第１領域と、前記第２スリットにおいて長さ方向に細長く開口している第２領域とを有している。さらに、前記ブリッジは、前記第１領域を幅方向にまたがる複数の第１ブリッジ部と、前記第２領域を幅方向にまたがる第２ブリッジ部とを有している。そして、前記第２領域に最も近接する前記第１ブリッジ部から前記第２領域までの距離は、隣接する前記第１ブリッジ部の間の距離以上である。
【国際調査報告】
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