(57)【要約】【課題】スクリーン印刷法によって太陽電池の受光面側に形成される電極のもとになる電極ペーストの使用量を低減することができる太陽電池製造用印刷マスクを得ること。【解決手段】太陽電池製造用印刷マスク４は、太陽電池の受光面側のバス電極及びグリッド電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクであって、バス電極を形成するためのバス部５と、グリッド電極を形成するためのグリッド部６とを有する。バス部５は、複数の帯部５ａを有する。複数の帯部５ａの各々は、隣の帯部５ａと離れており、隣り合う二つの帯部５ａの間には、バス開口５ｂが形成されている。【選択図】図２
2018006454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の受光面側のバス電極及びグリッド電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクにおいて、
前記バス電極を形成するためのバス部と、
前記グリッド電極を形成するためのグリッド部とを備え、
前記バス部は、複数の帯部を有し、
前記複数の帯部の各々は、隣の前記帯部と離れており、
隣り合う二つの前記帯部の間は、開口である
ことを特徴とする太陽電池製造用印刷マスク。
【請求項２】
前記帯部の幅は、２．５μｍ以上２０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池製造用印刷マスク。
【請求項３】
前記帯部の幅は、５μｍ以上１５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池製造用印刷マスク。
【請求項４】
隣り合う二つの前記帯部の間隔は、前記グリッド部の開口の幅以上１８０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池製造用印刷マスク。
【請求項５】
隣り合う二つの前記帯部の間隔は、前記グリッド部の幅以上６０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池製造用印刷マスク。
【請求項６】
半導体基板の受光面側に拡散層を形成するステップと、
請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池製造用印刷マスクを用いて前記受光面側にバス電極及びグリッド電極を形成するための電極ペーストを塗布するステップと
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の受光面側の電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクと、太陽電池の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池の受光面側の電極を形成する際、スクリーン印刷法が用いられる（例えば、特許文献１参照）。具体的には、銀を含む電極ペーストをスクリーン印刷法により受光面に塗布し、電極ペーストを焼成することによって電極を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
銀は高価であるので、銀の使用量を低減することが要求されている。すなわち、銀を含む電極ペーストの使用量を低減することが要求されている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スクリーン印刷法によって太陽電池の受光面側に形成される電極のもとになる電極ペーストの使用量を低減することができる太陽電池製造用印刷マスクを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池の受光面側のバス電極及びグリッド電極をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる太陽電池製造用印刷マスクにおいて、前記バス電極を形成するためのバス部と、前記グリッド電極を形成するためのグリッド部とを有する。前記バス部は、複数の帯部を有する。前記複数の帯部の各々は、隣の前記帯部と離れており、隣り合う二つの前記帯部の間は、開口である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、スクリーン印刷法によって太陽電池の受光面側に形成される電極のもとになる電極ペーストの使用量を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる太陽電池の受光面側の平面を示す図
【図２】実施の形態１にかかる太陽電池製造用印刷マスクの一部を示す平面図
【図３】実施の形態１にかかる太陽電池製造用印刷マスクを用いてｐ型単結晶シリコン基板の受光面側の平面に電極ペーストを塗布する状況を模式的に示す図
【図４】実施の形態１においてバス電極が途切れた部分を有することなく一体になっていることを示す図
【図５】バス電極に途切れた部分が存在することを示す図
【図６】実施の形態１の太陽電池の製造方法を模式的に示す図
【図７】実施の形態２にかかる太陽電池製造用印刷マスクの一部を示す平面図
【図８】変形例の太陽電池製造用印刷マスクの一部を示す平面図
【図９】変形例の太陽電池製造用印刷マスクを俯瞰した場合の平面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池製造用印刷マスクと太陽電池の製造方法とを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる太陽電池１の受光面側の平面を示す図である。図１に示す通り、太陽電池１は表面において、バス電極２及びグリッド電極３を有する。バス電極２には、バス電極２の幅とほぼ等しい幅のインターコネクタがはんだ付けにより接続され、バス電極２はインターコネクタにより隣り合う太陽電池の裏面側の電極と直列に接続される。バス電極２は、例えば１５６ｍｍ角の太陽電池１に対して、１ｍｍ幅で等間隔に３９ｍｍピッチで４本設けられる。グリッド電極３は、バス電極２と直交する方向に１ｍｍから３ｍｍのピッチで５０から１５０本程度設けられ、ｐｎ接合で発電した電流をバス電極２に集電する。一例として、グリッド電極３は１．５６ｍｍピッチで１００本設けられる。
【００１１】
太陽電池１の表面は、太陽電池１の受光面側の平面である。太陽電池１の製造方法の詳細については後述するが、太陽電池１の製造方法の概略は次の通りである。すなわち、半導体基板の受光面側の面である半導体基板の表面に拡散層及び反射防止膜を順に形成し、その後にスクリーン印刷法によって電極ペーストを塗布し、電極ペーストを焼成する。電極ペーストを焼成することによって、表面にバス電極２及びグリッド電極３を有する太陽電池１を製造する。半導体基板の一例は、ｐ型単結晶シリコン基板である。
【００１２】
図２は、実施の形態１にかかる太陽電池製造用印刷マスク４の一部を示す平面図である。太陽電池製造用印刷マスク４は、太陽電池１の受光面側のバス電極２及びグリッド電極３をスクリーン印刷法によって形成する際に用いられる。太陽電池製造用印刷マスク４は、バス電極２を形成するためのバス部５と、グリッド電極３を形成するためのグリッド部６とを有する。
【００１３】
バス部５は、バス部５の幅方向と平行な複数の帯部５ａを有する。帯部５ａには乳剤が塗布され、電極ペーストの通過を遮蔽する。複数の帯部５ａの各々は、他の帯部５ａと平行に位置している。複数の帯部５ａの各々は、隣の帯部５ａと離れている。隣り合う二つの帯部５ａの間には、バス開口５ｂが形成されている。つまり、隣り合う二つの帯部５ａの間は、バス開口５ｂである。
【００１４】
グリッド部６は複数のグリッド遮蔽部６ａを有する。複数のグリッド遮蔽部６ａの各々は、帯である。複数のグリッド遮蔽部６ａの各々は、他のグリッド遮蔽部６ａと平行に位置している。複数のグリッド遮蔽部６ａの各々は、隣のグリッド遮蔽部６ａと離れている。隣り合う二つのグリッド遮蔽部６ａの間には、グリッド開口６ｂが形成されている。つまり、隣り合う二つのグリッド遮蔽部６ａの間は、グリッド開口６ｂである。バス部５のバス開口５ｂとグリッド部６のグリッド開口６ｂの位置は印刷性の観点から図２に示すように一致していることが望ましいが、バス開口５ｂとグリッド開口６ｂの位置は必ずしも一致している必要はない。
【００１５】
図３は、実施の形態１にかかる太陽電池製造用印刷マスク４を用いてｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側の平面に電極ペースト７を塗布する状況を模式的に示す図である。図３は、図２のIII−III線の断面に対応する図である。図３に示す通り、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側の表面に対し、間隔をおいて太陽電池製造用印刷マスク４を平行に配置する。その際、ｐ型単結晶シリコン基板１１より鉛直上方に太陽電池製造用印刷マスク４を配置する。実際ではｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側の表面には拡散層及び反射防止膜が形成されているが、図面での説明を簡単に行うために、図３には、拡散層及び反射防止膜は示されていない。
【００１６】
太陽電池製造用印刷マスク４のｐ型単結晶シリコン基板１１と対向しない方の平面に電極ペースト７を載せる。スキージ８を太陽電池製造用印刷マスク４の平面と平行な方向に移動させ、スキージ８により電極ペースト７を太陽電池製造用印刷マスク４のバス開口５ｂ及びグリッド開口６ｂからｐ型単結晶シリコン基板１１の側に押し出す。これにより、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側に電極ペースト７を塗布する。太陽電池製造用印刷マスク４及びスキージ８を用いる方法は、スクリーン印刷法である。上述の通り図３は図２のIII−III線の断面に対応する図であるので、図３には、グリッド開口６ｂは示されていない。
【００１７】
電極ペースト７は、導電性材料である銀と有機溶剤とを含み、かつ粘性を有する。電極ペースト７が有機溶剤を含むと共に粘性を有するので、スキージ８によって太陽電池製造用印刷マスク４からｐ型単結晶シリコン基板１１の側に押し出された電極ペースト７は、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において広がる。
【００１８】
図２及び図３に示す通り、太陽電池製造用印刷マスク４のバス部５は、電極ペースト７を太陽電池製造用印刷マスク４からｐ型単結晶シリコン基板１１の側に押し出すことを規制する複数の帯部５ａを有する。しかしながら、複数の帯部５ａの各々は隣の帯部５ａと離れており、隣り合う二つの帯部５ａの間にはバス開口５ｂが形成されている。電極ペースト７は各バス開口５ｂから押し出され、押し出された電極ペースト７はｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において広がるので、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において、隣り合う二つのバス開口５ｂの各々から押し出された電極ペースト７はつながって一体になる。
【００１９】
したがって、太陽電池製造用印刷マスク４を用いたスクリーン印刷法により塗布された電極ペースト７を焼成することによって形成されるバス電極２は、図４に示す通り、途切れた部分を有することなく一体になっている。図４は、実施の形態１においてバス電極２が途切れた部分を有することなく一体になっていることを示す図である。図２に示す通りバス部５が帯部５ａを有するので、スクリーン印刷法によってｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側に電極ペースト７を塗布するときの電極ペースト７の使用量を、バス部５が帯部５ａを有さない場合より低減することができる。
【００２０】
図２に示す通り、複数の帯部５ａの各々は幅ｗを有する。幅ｗが大きすぎると、バス開口５ｂから押し出された電極ペースト７はｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において広がるものの、受光面側において、電極ペースト７がつながっていない部分が生じる。電極ペースト７がつながっていない部分が存在する状態で電極ペースト７を焼成すると、図５に示す通り、互いにつながっていない第１部分バス電極２ａ、第２部分バス電極２ｂ及び第３部分バス電極２ｃが形成される。
【００２１】
つまり、バス電極には、途切れた部分が存在することになる。図５は、バス電極に途切れた部分が存在することを示す図である。バス電極に途切れた部分が存在すると、バス電極の抵抗は途切れた部分を有さずに一体になっているバス電極の抵抗より大きくなるので、太陽電池が出力する電力の量は、途切れた部分を有さずに一体になっているバス電極を有する太陽電池が出力する電力の量より少なくなる。
【００２２】
太陽電池が出力する電力の量を低下させずに電極ペースト７の使用量を低減するためには、各帯部５ａの幅ｗの大きさを調整する必要がある。上述の通り、電極ペースト７はｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において広がるので、幅ｗは、例えば電極ペースト７のｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において広がる量の２倍以下である。好ましくは、幅ｗは上記の広がる量の１．５倍以下である。幅ｗが上記の広がる量の１．５倍以下である場合、途切れた部分を有することなく一体になっている電極ペースト７をｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側においてより確実に塗布することができる。その結果、途切れた部分を有することなく一体になっているバス電極２をより確実に形成することができる。
【００２３】
幅ｗの上限は上述の通り電極ペースト７のｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において広がる量の２倍、好ましくは１．５倍であるが、幅ｗの下限は、太陽電池製造用印刷マスク４を製造する際の加工の煩雑性を考慮して、上記の広がる量の０．５倍、好ましくは１．０倍である。上記の広がる量は、例えば電極ペースト７の粘性を含む物性、太陽電池製造用印刷マスク４の構成及び印刷条件によって異なる。例えば、上記の広がる量が５μｍ以上１０μｍ以下となるように、電極ペースト７の物性、太陽電池製造用印刷マスク４の構成及び印刷条件を調整する。
【００２４】
つまり、幅ｗは、２．５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。２．５μｍ、２０μｍ、５μｍ及び１５μｍは以下の式により導かれる。
２．５μｍ＝広がる量の下限５μｍ×倍率の下限０．５倍
２０μｍ  ＝広がる量の上限１０μｍ×倍率の上限２倍
５μｍ    ＝広がる量の下限５μｍ×倍率の好ましい下限１．０倍
１５μｍ  ＝広がる量の上限１０μｍ×倍率の好ましい上限１．５倍
【００２５】
図２に示す通り、複数の帯部５ａの各々は、隣の帯部５ａと間隔ｇだけ離れている。間隔ｇが小さすぎると、バス開口５ｂから押し出された電極ペースト７はｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において広がるものの、受光面側において、電極ペースト７がつながっていない部分が生じる。電極ペースト７がつながっていない部分が存在する場合、電極ペースト７を焼成すると、図５に示す通り、互いにつながっていない第１部分バス電極２ａ、第２部分バス電極２ｂ及び第３部分バス電極２ｃが形成される。つまり、バス電極には、途切れた部分が存在することになる。
【００２６】
バス電極に途切れた部分を存在させずに電極ペースト７の使用量を低減するためには、隣り合う二つの帯部５ａの間隔ｇを調整する必要がある。間隔ｇの下限は、押し出された電極ペースト７がｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側において一体になる値であればよい。例えば、間隔ｇの下限はグリッド部６のグリッド開口６ｂの幅Ｂである。幅Ｂの一例は、３５μｍである。
【００２７】
グリッド電極３は、受光面積の拡大のために細線化が求められており、印刷可能な範囲でなるべく細くするように設計される。グリッド電極３をこの設計の幅よりも細くしようとすると断線等が発生しやすくなる。従って、バス開口５ｂの幅をグリッド部６のグリッド開口６ｂの幅Ｂと同等かそれよりも大きくすることにより、バス電極２の断線を抑制する印刷が可能になる。一方で、バス開口５ｂの幅を細くした方が、バス部５の長手方向の全長に占める帯部５ａの割合が大きくなり、電極ペーストの使用量を削減することができる。従って、バス開口５ｂの幅は、グリッド部６のグリッド開口６ｂの幅Ｂと等しくすることが最も望ましい。
【００２８】
現時点において、バス電極２を形成するための電極ペースト７の使用量を、現時点での使用量の１割以上低減することが要求されている。バス電極２を形成するための電極ペースト７の使用量は、各帯部５ａの幅ｗと隣り合う二つの帯部５ａの間隔ｇとの比に依存するので、電極ペースト７の使用量を現時点の使用量の１割以上低減するために、間隔ｇの上限は幅ｗの９倍である。好ましくは、間隔ｇの上限は幅ｗの４倍以下である。
【００２９】
すなわち、隣り合う二つの帯部５ａの間隔ｇは、グリッド部６のグリッド開口６ｂの幅Ｂ以上１８０μｍ以下であることが好ましく、グリッド部６のグリッド開口６ｂの幅Ｂ以上６０μｍ以下であることがより好ましい。１８０μｍ及び６０μｍは以下の式により導かれる。上述の通り、グリッド部６のグリッド開口６ｂの幅Ｂは例えば３５μｍである。
１８０μｍ＝幅ｗの好ましい上限２０μｍ×９倍
６０μｍ＝幅ｗのより好ましい上限１５μｍ×４倍
【００３０】
図２を用いて説明した通り、太陽電池製造用印刷マスク４は、バス電極２を形成するためのバス部５と、グリッド電極３を形成するためのグリッド部６とを有する。バス部５は、複数の帯部５ａを有する。複数の帯部５ａの各々は、隣の帯部５ａと離れている。隣り合う二つの帯部５ａの間には、バス開口５ｂが形成されている。複数の帯部５ａは、電極ペースト７が太陽電池製造用印刷マスク４からｐ型単結晶シリコン基板１１の側に押し出されることを規制し、押し出されなかった電極ペースト７を再利用することができるので、太陽電池製造用印刷マスク４を用いることにより、スクリーン印刷法によって太陽電池１の受光面側に形成される電極のもとになる電極ペースト７の使用量を低減することができる。
【００３１】
次に、太陽電池１の製造方法について図６を用いて説明する。図６は、実施の形態１の太陽電池１の製造方法を模式的に示す図である。図６では、太陽電池１が製造されるまでの各工程における物の断面が示されている。まず、図６（Ａ）に示す通り、ｐ型単結晶シリコン基板１１を用意する。ｐ型単結晶シリコン基板１１は、太陽電池１を製造する際に用いられる半導体基板の一例である。例えば、ｐ型単結晶シリコン基板１１の厚さは２００μｍであり、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面及び裏面の大きさは、１５６ｍｍ×１５６ｍｍである。ｐ型単結晶シリコン基板１１の厚さ及び大きさは、上記のものに限定されない。
【００３２】
ｐ型単結晶シリコン基板１１は、溶融したシリコンを冷却して固化することによって形成されたインゴットをワイヤーソーでスライスすることによって製造される。ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面及び裏面には、スライスされたときのダメージを含むダメージ層が存在する。ダメージ層の結晶性は極めて悪いので、ｐ型単結晶シリコン基板１１に半導体素子の機能を発揮させるために、ダメージ層を除去する必要がある。
【００３３】
ダメージ層を除去するために、酸の溶液又は加熱されたアルカリ溶液を用意し、ｐ型単結晶シリコン基板１１を酸の溶液又は加熱されたアルカリ溶液に浸漬し、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面及び裏面をエッチングする。エッチングすることにより、ダメージ層を除去する。アルカリ溶液の一例は、水酸化ナトリウム水溶液である。
【００３４】
ダメージ層を除去した後に、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面にテクスチャー構造を形成する。ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面は、受光面となる面である。例えば、イソプロピルアルコールを含有する水酸化アルカリ水溶液にダメージ層を除去したｐ型単結晶シリコン基板１１を浸漬して、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面をエッチングすることにより、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面にテクスチャー構造を形成する。テクスチャー構造は、微小の凹凸である。
【００３５】
ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面にテクスチャー構造を形成することにより、ｐ型単結晶シリコン基板１１をもとに製造される太陽電池１の表面において、光の多重反射が生じる。光の多重反射により、太陽電池１の表面に入射する光をｐ型単結晶シリコン基板１１の内部に効率的に吸収させることができる。つまり、テクスチャー構造を形成することにより、太陽電池１の表面の反射率を低減させることができる。その結果、太陽電池１の表面に入射する光を電気エネルギーに変換する効率が高くなる。ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面にテクスチャー構造が形成される際、ｐ型単結晶シリコン基板１１の裏面にもテクスチャー構造は形成される。裏面に形成されたテクスチャー構造は、太陽電池１の機能に影響を与えない。
【００３６】
次に、テクスチャー構造が形成されたｐ型単結晶シリコン基板１１を熱酸化炉へ入れて、リンを含む気体のなかでｐ型単結晶シリコン基板１１を加熱する。リンは、ｎ型の不純物の一例である。ｐ型単結晶シリコン基板１１を熱酸化炉で加熱することにより、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面及び裏面においてリンを拡散させる。
【００３７】
リンがｐ型単結晶シリコン基板１１の表面及び裏面に拡散するので、図６（Ｂ）に示す通り、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面及び裏面の各々にｎ型不純物拡散層１２が形成される。例えば、ｐ型単結晶シリコン基板１１を、オキシ塩化リンを含む気体のもとで７５０℃から９００℃までの温度で加熱することにより、ｎ型不純物拡散層１２を形成する。上述の通り、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面は、受光面となる面である。つまり、ｐ型単結晶シリコン基板１１の表面においてリンを拡散させることにより、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側にｎ型不純物拡散層１２を形成する。ｎ型不純物拡散層１２は、拡散層の一例である。
【００３８】
ｎ型不純物拡散層１２が形成されることにより、ｐ型単結晶シリコン基板１１とｎ型不純物拡散層１２との界面においてｐｎ接合１３が形成される。ｎ型不純物拡散層１２を形成する際、ｎ型不純物拡散層１２のシート抵抗が３０Ω／□から１００Ω／□までとなるように、好ましくは５０Ω／□から８０Ω／□までとなるように、リンの拡散を制御する。
【００３９】
リンをｐ型単結晶シリコン基板１１の表面に拡散させる際、ｎ型不純物拡散層１２はｐ型単結晶シリコン基板１１の側面にも形成される。リンをｐ型単結晶シリコン基板１１の表面及び裏面に拡散させる際、リンガラスがｐ型単結晶シリコン基板１１の表面、裏面及び側面に形成される。リンガラスは太陽電池１には不要な物であるので、例えばフッ酸水溶液を用いてリンガラスを除去する。
【００４０】
次に、図６（Ｃ）に示す通り、ｐ型単結晶シリコン基板１１の側面に形成されたｎ型不純物拡散層１２を除去する。例えば、プラズマエッチング法を用いた端面エッチングにより、側面に形成されたｎ型不純物拡散層１２を除去する。又は、例えば、レーザを用いた溶融分離法により側面に形成されたｎ型不純物拡散層１２を除去する。レーザを用いてｎ型不純物拡散層１２を除去する場合、後に説明する図６（Ｅ）の工程を行った後に、ｐ型単結晶シリコン基板１１の側面に形成されたｎ型不純物拡散層１２を除去してもよい。
【００４１】
次に、光の反射を抑制して光電変換効率を高めるために、図６（Ｄ）に示す通り、ｎ型不純物拡散層１２の受光側の面に、反射防止膜１４を形成する。反射防止膜１４の一例は、シリコン窒化膜である。例えば、シランとアンモニアとの混合ガスを用いるプラズマ化学気相成長法により、シリコン窒化膜である反射防止膜１４を形成する。屈折率が異なる２層以上の層を積み重ねることにより、反射防止膜１４を形成してもよい。プラズマ化学気相成長法と異なる成膜方法によって、反射防止膜１４を形成してもよい。反射防止膜１４は、シリコン酸化膜であってもよい。
【００４２】
次に、スクリーン印刷法により、表面側の銀電極ペースト、裏面側のアルミニウム電極ペースト及び裏面側の銀電極ペーストを適切な順番で印刷する。これにより、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側及び裏面側の各々に電極ペーストを形成する。ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側に銀電極ペーストを形成する際、図２を用いて説明した太陽電池製造用印刷マスク４を、図３を用いて説明したスクリーン印刷法において用いることにより、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側にバス電極２及びグリッド電極３を形成するための銀電極ペーストを形成する。太陽電池製造用印刷マスク４を用いることにより、銀電極ペーストの消費量を低減することができる。
【００４３】
その後、各電極ペーストを焼成し、図６（Ｅ）に示す通り、受光面側電極１５と、裏面側電極１６とを形成する。受光面側電極１５は、バス電極２及びグリッド電極３によって構成される。すなわち、太陽電池製造用印刷マスク４を用いてｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面側にバス電極２及びグリッド電極３によって構成される受光面側電極１５を形成する。
【００４４】
各電極ペーストを焼成する場合、大気雰囲気中で、例えば７５０℃から９００℃の範囲で焼成を実行する。各電極ペーストを焼成する際の温度は、太陽電池１の構造及びペーストの種類を考慮して決定される。受光面側電極１５のなかの銀が反射防止膜１４を貫通し、受光面側電極１５はｎ型不純物拡散層１２と電気的に接続される。
【００４５】
裏面側では、アルミニウム電極ペースト及び銀電極ペーストが焼成されて、図６（Ｅ）に示す通り、裏面アルミニウム電極１６ａ及び裏面銀電極１６ｂが形成されると共に、アルミニウムと銀とによって構成される合金部１６ｃが形成される。合金部１６ｃは、裏面アルミニウム電極１６ａと裏面銀電極１６ｂとを接続する。裏面アルミニウム電極１６ａ、裏面銀電極１６ｂ及び合金部１６ｃは、裏面側電極１６を構成する。
【００４６】
裏面側電極１６が形成される際、アルミニウム電極ペーストは、ｐ型単結晶シリコン基板１１とも反応し、反応後に固化することによって、アルミニウムを含むバックサーフェス電界層１７が形成される。バックサーフェス電界層１７に含まれるアルミニウムは、ドーパントである。
【００４７】
バックサーフェス電界層１７は、ｐ型単結晶シリコン基板１１と同型の導電性を持つ不純物をｐ型単結晶シリコン基板１１より高い濃度で含む層であって、不純物の濃度の相違によりフェルミレベルと価電子帯とのエネルギーギャップの差を生じさせ、差により内部電界を形成させる。内部電界により裏面で発電の損失が生じることを防止することができ、ひいてはより多くの電力を太陽電池１から出力させることができる。
【００４８】
印刷及び焼成により比較的容易にバックサーフェス電界層１７を形成することができるため、太陽電池１を製造する際の上述したバックサーフェス電界層１７の形成方法は広く普及している。上述の通りに、太陽電池１は製造される。
【００４９】
なお、太陽電池１の製造方法は、図６を用いて説明した製造方法に限定されない。太陽電池製造用印刷マスク４を用いる太陽電池１の製造方法は、受光面側のバス電極２及びグリッド電極３を有する太陽電池１を製造する場合に適用される。
【００５０】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２にかかる太陽電池製造用印刷マスク４Ａの一部を示す平面図である。太陽電池製造用印刷マスク４Ａは、バス電極２を形成するためのバス部５と、グリッド電極３を形成するためのグリッド部６とを有する。バス部５は、バス部５の長手方向と直交する複数の帯部５ａを有する。帯部５ａには乳剤が塗布され、帯部５ａは電極ペーストの通過を遮蔽する。複数の帯部５ａの各々は、他の帯部５ａと平行に位置している。複数の帯部５ａの各々は、隣の帯部５ａと離れている。隣り合う二つの帯部５ａの間には、バス開口５ｂが形成されている。つまり、隣り合う二つの帯部５ａの間は、バス開口５ｂである。
【００５１】
実施の形態１と同様に、帯部５ａの幅ｗは、２．５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。また、バス開口５ｂの幅は、グリッド部６のグリッド開口６ｂの幅と等しくすることが最も望ましい。
【００５２】
なお、図８に示すように、グリッド部６を結ぶ箇所はグリッド開口６ｂとし、帯部５ａを設けないことが望ましい。図８は、変形例の太陽電池製造用印刷マスク４Ｂの一部を示す平面図である。スクリーン印刷の場合、グリッド部６の長手方向と直交する方向に沿ってスキージを移動させて印刷させることにより、連続的な印刷状態とし、均一なグリッド電極３のもとになる電極ペーストを形成することができる。即ち、図９の左右方向にスキージを移動させることが望ましい。図９は、変形例の太陽電池製造用印刷マスク４Ｂを俯瞰した場合の平面図である。ここで、バス開口５ｂの幅をグリッド開口６ｂの幅と同一にして印刷することにより、連続的な印刷状態を保つことができるので、バス部５からグリッド部６へのスキージの移り変わり時にも断線のもとになる状態が発生することを抑制することができる。
【００５３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  太陽電池、２  バス電極、２ａ  第１部分バス電極、２ｂ  第２部分バス電極、２ｃ  第３部分バス電極、３  グリッド電極、４，４Ａ，４Ｂ  太陽電池製造用印刷マスク、５  バス部、５ａ  帯部、５ｂ  バス開口、６  グリッド部、６ａ  グリッド遮蔽部、６ｂ  グリッド開口、７  電極ペースト、８  スキージ、１１  ｐ型単結晶シリコン基板、１２  ｎ型不純物拡散層、１３  ｐｎ接合、１４  反射防止膜、１５  受光面側電極、１６  裏面側電極、１６ａ  裏面アルミニウム電極、１６ｂ  裏面銀電極、１６ｃ  合金部、１７  バックサーフェス電界層。
【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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