(57)【要約】  バス電極部とグリッド電極部とを有する電極形状に対応した開口部を有する印刷マスクを介して、電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面に塗布するスクリーン印刷工程を含む太陽電池の製造方法であって、前記スクリーン印刷工程は、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されたスクリーンメッシュが前記開口部に設けられた前記印刷マスクを使用して前記ペーストを塗布する工程を含む。
2015104793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バス電極部とグリッド電極部とを有する電極形状に対応した開口部を有する印刷マスクを介して、電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面に塗布するスクリーン印刷工程を含む太陽電池の製造方法であって、
前記スクリーン印刷工程は、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されたスクリーンメッシュが前記開口部に設けられた前記印刷マスクを使用して前記ペーストを塗布する工程を含むこと、
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記撚り糸は、線径が異なる前記２本の構成糸が撚って編まれていること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面にスクリーン印刷により塗布する際に使用される印刷マスクであって、
前記ペーストを保持するためのスクリーンメッシュが、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されていること、
を特徴とする印刷マスク。
【請求項４】
請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法を用いて形成されたこと、
を特徴とする太陽電池。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池が複数配列され、隣り合う前記太陽電池における前記印刷マスクにより形成されたバス電極同士が接続部材により電気的に接続されていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造方法、印刷マスク、太陽電池および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽電池モジュールを構成する太陽電池としては、シリコン等の基板材料の受光面である表面と、その反対側の裏面との各々に電極を備えるものが主流である。近年、その両面のうちの裏面のみに電極が形成された太陽電池も実用化されているが、両面に電極が形成された太陽電池が、依然として多く普及している。【０００３】
例えば、特許文献１では、太陽電池の製造に際して、次のような手順を採用している。まず、シリコン等の基板材料の表面に、太陽光の基板表面での反射角度を変化させ、反射光を基板内に取り込むためのテクスチャ構造（凹凸）をエッチング等の手法により形成する。次に、拡散等の手法によりｐｎ結合を形成する。次に、当該基板材料の少なくとも一面に、太陽光の反射を光干渉効果により低減するための反射防止膜を窒化シリコン膜等により形成する。次に、反射防止膜上に所望のパターンで金属ペーストを塗布する。次に、金属ペーストを加熱して金属ペーストに含まれたガラスにより反射防止膜を溶融させることにより基板との電気的接合を取るために、焼成を実施し、電極を形成する。さらに、ガラス成分を溶解する性質のエッチング液に基板材料を浸漬させて、電極に含まれるガラス成分を溶解して電極の電気抵抗を低減する。【０００４】
また、例えば特許文献２および特許文献３には、基板材料の表面側と裏面側の両面に電極を有する太陽電池の製造方法が開示されている。【０００５】
一般に、太陽電池用電極を形成する手法としては、スクリーン印刷等の簡便な方法が採用されている。スクリーン印刷に用いられる印刷マスクは、金属の糸や化学繊維を製網したスクリーンメッシュと呼ばれる基材をマスクフレームに固定し、金属ペーストを透過させる部分以外を樹脂で固めて成型して、被印刷物のパターニングに使用する。【０００６】
太陽電池モジュールのコストダウンのためには、価格面で大きな割合を占める太陽電池の構成材料のコストダウン抜きには実現が極めて困難である。例えば、基材である基板材料に始まって、各工程で用いる材料や消耗器具類等に至るまで、ありとあらゆるものの見直しが必要となる。中でも電極材料として使用される金属ペースト材料は、導電性金属として銀を用いることが通例となっているが、価格が非常に高価である。しかしながら、単純に電極材料の使用量を減らすと、電極での抵抗損失が増加し、太陽電池の発電効率が低下する。従って、太陽電池の発電効率を低下させずに、金属ペーストの使用量を減らすことが求められる。【０００７】
太陽電池の表面側の電流を集電するためのグリッド電極では、グリッド電極が配置されている部分は発電を行わないため、グリッド電極幅は細い方が望ましい。しかしながら、電極幅を細くするだけでは電気抵抗が増加して抵抗損失が増加するため、グリッド電極の厚さは厚い方が望ましい。グリッド電極の厚さを厚くするほど抵抗損失が減って太陽電池の発電効率は向上する。【０００８】
従来のスクリーン印刷マスクを用いた場合、電極の厚さは、スクリーンメッシュの線径や開口幅等のマスク仕様によって決められる。印刷マスクでは、スクリーンメッシュに使用される１インチ（２５．４ｍｍ）当たりの糸の本数（以下、メッシュカウントと呼称）とその糸の線径を用いてその仕様を表す。例えば、１インチ当たり２００本の糸を配し、線径が４０μｍの糸を使用したものを「２００φ４０」と表現する。したがって、本数が多いほど網の目が細かいことを表し、相対的には線径も細くなる。【０００９】
従来の印刷マスクでは、スクリーンメッシュは、グリッド電極パターンに対してスクリーンメッシュの縦糸または横糸が２０〜３０度傾斜するようにマスクフレームに貼り付けられる。これは、グリッド電極パターンと糸が平行になると、パターンエッジが糸で覆われることにより、精密な電極パターンが形成できないためである。【００１０】
太陽電池モジュールでは、太陽電池のバス電極を、隣り合う太陽電池の裏バス電極と半田付き銅線で半田付けして直列に接続する。なお、本明細書では、バス電極とは、表面側のバス電極のことを示す。裏面側のバスの電極は裏バス電極と記述する。【００１１】
太陽電池同士を半田付き銅線で半田付けして接続するためのバス電極では、半田付けによる接合強度が求められるため、バス電極幅を減少させるのには限度がある。したがって、バス電極での金属ペーストの使用量を減らすためには、バス電極の厚さを薄くする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４４８６６２２号公報
【特許文献２】特許第４３１９００６号公報
【特許文献３】特許第４４８１８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、バス電極の厚さは、グリッド電極と同様にスクリーンメッシュの線径や開口幅等のマスク仕様によって決まるので、発電効率を向上させるためにグリッド電極の厚さを厚くすると、バス電極の厚さも厚くなる。なお、バス電極では、集電された電流はバス電極上に半田付けされた半田付き銅線上を流れるため、バス電極の厚さを厚くしても抵抗損失低減効果はなく、発電効率は向上しない。【００１４】
すなわち、太陽電池の発電効率向上のためにグリッド電極の厚さを厚くするとバス電極の厚さも厚くなり、金属ペーストの使用量が増加するという問題があった。一方、金属ペーストの使用量削減のためにバス電極の厚さを薄くすると、グリッド電極の厚さも薄くなり、太陽電池の発電効率が大幅に低下する、という問題があった。【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い発電効率を有する太陽電池を安価に製造可能な太陽電池の製造方法、その製造方法において使用する印刷マスク、その製造方法により製造された電極を備える太陽電池および太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池の製造方法は、バス電極部とグリッド電極部とを有する電極形状に対応した開口部を有する印刷マスクを介して、電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面に塗布するスクリーン印刷工程を含む太陽電池の製造方法であって、前記スクリーン印刷工程は、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されたスクリーンメッシュが前記開口部に設けられた前記印刷マスクを使用して前記ペーストを塗布する工程を含むこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高い発電効率を有する太陽電池を安価に製造できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法によって形成された電極を備える太陽電池セルの受光面を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す太陽電池セルの受光面とは反対側の裏面を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの要部断面図であり、図１および図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、電極を形成するためのスクリーン印刷工程において使用する印刷機のうち、ステージ部分の模式断面図である。
【図５】図５は、図４の要部拡大説明図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１において電極を形成する基板材料の例を示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１において電極を形成する基板材料の例を示す平面図である。
【図８】図８は、スクリーン印刷工程において使用する印刷マスクを示す上面図である。
【図９】図９は、図８におけるＢ−Ｂ部分（グリッド電極対応部）の拡大断面図である。
【図１０】図１０は、図８におけるＣ−Ｃ部分（バス電極対応部）の拡大断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法に使用する印刷マスクにおいて、電極パターンを形成する前のマスク（ブランク）の模式図である。
【図１２】図１２は、図１１の四角部ＤＥＦＧを拡大した図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法に使用する印刷マスクにおいて、感光性乳剤により電極パターンが形成された後の印刷面側を示す模式図である。
【図１４】図１４は、図１３の四角部ＤＥＦＧを拡大した図である。
【図１５】図１５は、一般的な標準印刷マスクにおけるスクリーンメッシュの一部を拡大して示す模式図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態１にかかる印刷マスクのスクリーンメッシュの一部を拡大して示す模式図である。
【図１７】図１７は、一般的な標準印刷マスクのグリッド電極開口部における透過厚さの計算例の一覧を示す図表である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態１にかかる印刷マスクのグリッド電極開口部における透過厚さの計算例の一覧を示す図表である。
【図１９】図１９は、一般的な標準印刷マスクのスクリーンメッシュに対する実施の形態１にかかる印刷マスクのスクリーンメッシュの相対的なペーストの使用比率の一覧を示す図表である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの製造方法の手順を説明する断面模式図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの製造方法の手順を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる太陽電池の製造方法、印刷マスク、太陽電池および太陽電池モジュール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。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法によって形成された電極を備える太陽電池セル１の受光面を示す図である。図２は、図１に示す太陽電池セル１の受光面とは反対側の裏面を示す図である。
【００２１】
太陽電池セル１の受光面には、互いに直交するように配置されたグリッド電極２１および表バス電極２２からなる受光面側電極が設けられている。図１においては、矢印Ｘで示した左右方向がグリッド電極２１の長手方向であり、矢印Ｙで示した上下方向が表バス電極２２の長手方向である。
【００２２】
太陽電池セル１の裏面には、アルミニウムからなる裏アルミニウム電極２３および裏バス電極２４が設けられている。図２においては、表バス電極２２の長手方向と同じ方向であり矢印Ｙで示した上下方向が、表バス電極２２の長手方向である。
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１の要部断面図であり、図１および図２におけるＡ−Ａ断面図である。図中、上側が受光面（表面）である。太陽電池セル１においては、ｐ型シリコン基板３１の上面にリン拡散によりｎ型不純物拡散層３２が形成されて、ｐｎ接合を有する光電変換部が形成されている。ｎ型不純物拡散層３２の上側には、反射防止膜３３が成膜されている。反射防止膜３３の上側には表バス電極２２が設けられている。表バス電極２２の下の反射防止膜３３は焼成によって溶融されており、表バス電極２２はｎ型不純物拡散層３２と電気的に接触している。ｐ型シリコン基板３１の裏面側には、裏アルミニウム電極２３および裏バス電極２４が設けられている。なお、図３は、隣接するグリッド電極２１間の領域のおけるグリッド電極２１の長手方向に沿った断面を示しているため、グリッド電極２１は示されていない。
【００２４】
次に、図１〜図３に示す太陽電池セル１を製造するための工程を説明する。なお、ここで説明する工程は、シリコン基板を用いた一般的な太陽電池セルの製造工程と同様であるため、特に図示しない。
【００２５】
まず、ｐ型シリコン基板３１を熱酸化炉へ投入し、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）蒸気の存在下で加熱する。これにより、ｐ型シリコン基板３１の表面にリンガラスが形成されてｐ型シリコン基板３１中にリンが拡散され、ｐ型シリコン基板３１の表層にｎ型不純物拡散層３２が形成される。
【００２６】
次に、フッ酸溶液中でシリコン基板のリンガラス層を除去した後、反射防止膜３３としてたとえばプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）をｎ型不純物拡散層３２上に形成する。反射防止膜３３の膜厚および屈折率は、光反射を最も抑制する値に設定する。なお、屈折率の異なる２層以上の膜を積層してもよい。また、反射防止膜３３は、スパッタリング法など、異なる成膜方法により形成してもよい。
【００２７】
次に、シリコン基板の受光面に銀の混入した金属ペーストを櫛形にスクリーン印刷にて印刷し、シリコン基板の裏面にアルミニウムの混入した金属ペーストを全面にスクリーン印刷にて印刷した後、焼成処理を実施して受光面側電極と裏面電極とを形成する。シリコン基板の受光面では、受光面側電極の下の反射防止膜３３は焼成によって溶融され、受光面側電極はｎ型不純物拡散層３２と電気的に接触する。以上のようにして、図１〜図３に示す太陽電池が作製される。
【００２８】
次に、本実施の形態にかかる太陽電池セルの製造方法における電極形成方法について説明する。図４は、電極を形成するためのスクリーン印刷工程において使用する印刷機のうち、ステージ部分の模式断面図である。スクリーン印刷工程では、印刷マスク２を介して、基板材料３の電極形成面に金属ペースト５を塗布する。図５は、図４の要部拡大説明図である。
【００２９】
図４および図５に示す印刷機は基板材料３を設置するステージ４を備え、ステージ４には基板材料３を固定するための吸引機構７を備える。吸引機構７はステージ４におけるエアーの吸引によって、基板材料３をステージ４に固定する。
【００３０】
印刷マスク２は、マスクフレーム６と、縦糸１１および横糸１２を有してマスクフレーム６の印刷面側に貼り付けられたスクリーンメッシュ９と、感光性乳剤１０とを備える。図５は、ステージ４およびマスクフレーム６を省略して描いたものである。
【００３１】
図６および図７は、実施の形態１において電極を形成する基板材料の例を示す平面図である。基板材料３としては、例えば、図６に示されるように正方形形状の基板、図７に示されるように正方形の四隅を円弧状とした角丸四角形形状の基板を使用する。図６に示される正方形形状における一辺の幅Ｍ、図７に示される角丸四角形形状における一辺相当の幅Ｍ’は、例えば１５６ｍｍとされる。
【００３２】
基板材料３としては、例えば薄板状のシリコンであるシリコンウェハを使用する。上述した太陽電池セル１を製造するための工程においては、たとえば反射防止膜３３が形成された状態のシリコン基板が用いられる。なお、基板材料３は、スクリーン印刷工程によって電極を形成することが可能であれば、いずれの材質のものであってもよいものとする。
【００３３】
金属ペースト５は、電極材料である導電性材料を含み、所望の粘度を保つように成分が調整されている。金属ペースト５に使用される代表的な導電性材料としては、金、銀、銅、白金およびパラジウム等があげられる。金属ペースト５は、これらの導電性材料の一つあるいは複数を含む。
【００３４】
印刷機は、金属ペースト５が載せられた状態の印刷マスク２上にてスキージ８を走査させることで、印刷マスク２を介して、基板材料３の電極形成面に金属ペースト５を塗布する。印刷マスク２のうち感光性乳剤１０でカバーされた部分では金属ペースト５を通過させず、スクリーンメッシュ９を露出させた部分で金属ペースト５を通過させることで、印刷機は、印刷マスク２の印刷パターンを電極形成面上に転写する。
【００３５】
スクリーン印刷により基板材料３に塗布された金属ペースト５は、一般に焼成と称される処理によって電極となる。焼成工程では、焼成炉においてピーク温度を９００度以下の温度、好ましくは７５０度から８００度の温度とする加熱処理を実施する。焼成炉での加熱処理の時間は、概ね２分以内とする。
【００３６】
スクリーン印刷による電極の形成より以前にｐ型電極とｎ型電極との分離（以下、ｐｎ分離と称する）を行っている場合、電極材料の付着によるリーク電流の発生を抑制させるために、基板材料３の外縁側面１３への金属ペースト５の付着を抑制し、かつ図１に示すような余白１４を設ける必要がある。そのためには、印刷マスク２の周縁部を感光性乳剤１０で覆うよう、パターン形成を行うことが望ましい。また、電極形成後にレーザー加工等によるｐｎ分離を行う場合も、リーク電流の発生を抑制させるためには、基板材料３の外縁側面１３への金属ペースト５の付着を抑制し、かつ余白１４を設けることが望ましい。
【００３７】
以上のような工程により、太陽電池用電極が形成される。なお、太陽電池用電極の形成方法以外は、上述したような一般的な製造方法により、太陽電池セルが製造される。
【００３８】
次に、実施の形態１にかかる太陽電池セル１の受光面側電極の電極形成に使用する印刷マスク２について詳細に説明する。図８は、スクリーン印刷工程において使用する印刷マスク２を示す上面図である。図９は、図８におけるＢ−Ｂ部分（グリッド電極対応部）の拡大断面図である。図９は、横糸１２に平行な角度での断面図である。図８の矢印Ｘで示した左右方向がグリッド電極２１の長手方向に対応する。図８の矢印Ｙで示した上下方向が表バス電極２２の長手方向に対応する。スクリーンメッシュ９は、縦糸１１と横糸１２と感光性乳剤１０とを有する。感光性乳剤１０には、図９に示されるように、スクリーンメッシュ９を露出させた部分である開口部２０の一部としてグリッド電極開口部４１が設けられている。
【００３９】
図１０は、図８におけるＣ−Ｃ部分（バス電極対応部）の拡大断面図である。図１０は横糸１２に平行な角度での断面図である。感光性乳剤１０には、図１０に示されるように、開口部２０の一部としてバス電極開口部４２が設けられている。実施の形態１にかかる印刷マスク２は、金属ペースト５を保持するためのスクリーンメッシュ９が、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸に使用して一般的なスクリーンメッシュと同様の平織りにより製網したことを特徴とする。なお、図９および図１０においては、撚り糸を単純化し、単線として描画している。
【００４０】
図１１は、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法に使用する印刷マスク２において、電極パターンを形成する前のマスク（ブランク）の模式図である。図１２は、図１１の四角部ＤＥＦＧを拡大した図である。図１１の四角部ＤＥＦＧと図１２の外周角部ＤＥＦＧが対応する。図１１において矢印Ｘで示した上下方向が、グリッド電極２１の長手方向となる方向である。図１１において矢印Ｙで示した水平方向が、表バス電極２２の長手方向となる方向である。図１１は、図８を時計回りに９０度回転させた配置図となっている。マスク（ブランク）は、スクリーンメッシュ９とマスクフレーム６とによって構成される。マスクフレーム６の印刷面側に、スクリーンメッシュ９が貼り付けられる。
【００４１】
また、図１２は、スクリーンメッシュ９の製網方法を示した平面図でもある。スクリーンメッシュ９は、縦糸１１１〜１１３、横糸１２１〜１２３を有する。図中、縦糸と横糸とを明確にするために、縦糸のみにハッチングを入れてある。
【００４２】
実施の形態１のスクリーンメッシュ９では、縦糸と横糸とが交互に上下を入れ替えるように製網される。すなわち、横糸１２１は、縦糸１１１の下、縦糸１１２の上、縦糸１１３の下を通るように製網される。横糸１２２は、縦糸１１１の上、縦糸１１２の下、縦糸１１３の上を通るように製網される。横糸１２３は、縦糸１１１の下、縦糸１１２の上、縦糸１１３の下を通るように製網される。
【００４３】
ここで、実施の形態１のスクリーンメッシュ９では、縦糸と横糸とが各々１本ずつではなく、予め２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸に使用して製網される。２本の構成糸は、該２本の構成糸の間を金属ペースト５が通過しないように、極力隙間が空かないようにきつく編まれている。なお、実施の形態１にかかる印刷マスク２において、スクリーンメッシュ９の構成は、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸に使用していること以外は、一般的な標準印刷マスクのスクリーンメッシュの構成と同じである。
【００４４】
図１３は、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法に使用する印刷マスク２において、感光性乳剤１０により電極パターン（開口部）が形成された後の印刷面側を示す模式図である。図１４は、図１３の四角部ＤＥＦＧを拡大した図である。図１３の四角部ＤＥＦＧと図１４の外周角部ＤＥＦＧが対応する。また、図１３の四角部ＤＥＦＧと図１１の外周角部ＤＥＦＧとが対応し、図１４の四角部ＤＥＦＧと図１２の外周角部ＤＥＦＧとが対応する。図１３において矢印Ｘで示した上下方向が、グリッド電極２１の長手方向となる方向である。図１３において矢印Ｙで示した左右方向が、表バス電極２２の長手方向となる方向である。
【００４５】
印刷マスク２は、図１３および図１４に示されるように、感光性乳剤１０のパターンをスクリーンメッシュ９に塗布形成したものであり、スクリーンメッシュ９と、スクリーンメッシュ９の一部を覆う感光性乳剤１０と、マスクフレーム６とを備える。感光性乳剤１０は、グリッド電極開口部４１とバス電極開口部４２とからなる開口部２０を有する。グリッド電極開口部４１は、図１３および図１４において矢印Ｘで示した上下方向が長手方向となるように配置される。バス電極開口部４２は、図１３および図１４において矢印Ｙで示した左右方向が長手方向となるように配置される。
【００４６】
印刷マスク２によれば、図５に示すように感光性乳剤１０で覆われた部分では印刷面側への金属ペースト５の通過が阻止され、スクリーンメッシュ９を露出させた部分、すなわち開口部２０では印刷面側へ金属ペースト５を通過させる。マスクフレーム６は、感光性乳剤１０およびスクリーンメッシュ９を保持する。
【００４７】
印刷マスク２は、電極形成のためのスクリーン印刷に適する特性を備えるものであれば、構成を適宜変更してもよい。例えば、印刷マスク２では、スクリーンメッシュの材料として一般的にはステンレスが使用される。しかし、これに限定されず、印刷マスク２は、ステンレスに代えて、合成繊維系材料からなるスクリーンメッシュや、ステンレス以外の他の金属材料からなるスクリーンメッシュを使用するものであってもよい。また、印刷マスク２は、感光性乳剤１０に代えて、金属部材のパターンをスクリーンメッシュに貼着して使用するものとしてもよい。
【００４８】
次に、実施の形態１にかかる印刷マスク２におけるスクリーンメッシュ９を通過する金属ペーストの吐出量について、１本の縦糸と１本の横糸とが製網された一般的な標準印刷マスクのスクリーンメッシュと比較して説明する。図１５は、一般的な標準印刷マスクにおけるスクリーンメッシュの一部を拡大して示す模式図である。図１６は、実施の形態１にかかる印刷マスク２のスクリーンメッシュ９の一部を拡大して示す模式図である。図中、縦糸と横糸とを明確にするために、縦糸のみにハッチングを入れてある。
【００４９】
まず、一般的な標準印刷マスクにおけるスクリーンメッシュについて図１５を参照して説明する。一般的な標準印刷マスクにおけるスクリーンメッシュは、１本の縦糸と１本の横糸とが交互に上下を入れ替えるように製網されている。
【００５０】
縦糸２０１および縦糸２０２は、縦糸線径Ｄ１で形成される。横糸２０３および横糸２０４は、横糸線径Ｄ２で形成される。隣り合う縦糸同士は、縦糸開口幅Ｗ１の間隔を空けて配置される。隣り合う横糸同士は、横糸開口幅Ｗ２の間隔を空けて配置される。縦糸配置ピッチＰ１は、縦糸開口幅Ｗ１と縦糸線径Ｄ１との合計値である。横糸配置ピッチＰ２は、横糸開口幅Ｗ２と横糸線径Ｄ２との合計値である。配置ピッチは、隣り合う糸の中心軸間の距離の相当する。
【００５１】
横糸は、ある縦糸の下側を通る場合には、該縦糸に隣接する縦糸の上側を通る。また、横糸は、ある縦糸の上側を通る場合には、該縦糸に隣接する縦糸の下側を通る。このような製網パターンを繰り返して縦糸と横糸とが平織りで製網されることによって、スクリーンメッシュが構成される。一般的には、縦糸線径Ｄ１と横糸線径Ｄ２とは同じであり、縦糸開口幅Ｗ１と横糸開口幅Ｗ２も同じである。
【００５２】
スクリーンメッシュからの金属ペースト５の吐出量を示す指標として、透過厚さＴという指標が用いられる。図１５に基づいて、透過厚さＴについて説明する。スクリーンメッシュの開口部にスクリーンメッシュの厚さ（以下、紗厚と呼称）だけ充填された金属ペーストは、印刷操作が行われ、スクリーンメッシュが取り除かれた際、該開口部への充填量の全てが吐出される訳ではない。すなわち、スクリーンメッシュの開口部内に充填された金属ペーストのうち、表面張力によって一部の金属ペーストが留まる。
【００５３】
このため、印刷された金属ペーストの厚さは、開口部内に留まった金属ペーストの分だけ厚さが紗厚より薄くなる。そして、印刷操作が行われ、スクリーンメッシュが取り除かれた後に、基板上に金属ペースト５が広がったときの高さが透過厚さＴである。スクリーンメッシュからの金属ペースト５の吐出量は、一般的には透過容積または透過体積と呼ばれている指標であるが、長さの次元を持った指標であるので、本明細書では透過厚さと呼ぶ。また、開口率Ｋは、印刷マスクを上面から見てメッシュ（縦糸、横糸）がない部分の面積の、スクリーンメッシュ全体に対する割合である。図１５に示される一般的な標準印刷マスクにおける透過厚さＴＡおよび開口率Ｋは、以下の式で示される。
【００５４】
透過厚さＴ＝（開口面積×紗厚）／（縦糸配置ピッチ×横糸配置ピッチ）
開口率Ｋ＝開口面積／（縦糸配置ピッチ×横糸配置ピッチ）
開口面積＝縦糸開口幅Ｗ１×横糸開口幅Ｗ２
縦糸配置ピッチＰ１＝縦糸開口幅Ｗ１＋縦糸線径Ｄ１
横糸配置ピッチＰ２＝横糸開口幅Ｗ２＋横糸線径Ｄ２
【００５５】
通常の場合、Ｗ１＝Ｗ２、Ｄ１＝Ｄ２、Ｐ１＝Ｐ２である。紗厚は、一般的には縦糸線径と横糸線径とを足し合わせた値と同一である。糸を編んだ後、押しつぶすような加工（以下、カレンダー加工と呼称）を行ったスクリーンメッシュでは、紗厚が（縦糸線径＋横糸線径）の５０％程度のものまで使用可能である。
【００５６】
図１７は、一般的な標準印刷マスクのグリッド電極開口部（実施の形態１にかかる印刷マスク２におけるグリッド電極開口部４１に対応）における透過厚さＴＡの計算例の一覧を示す図表である。図１７においては、サンプルＡ１〜サンプルＡ４の４種類のサンプルについて透過厚さＴＡの計算例を示す。ここでは、縦糸開口幅Ｗ１と横糸開口幅Ｗ２とを同一とし（Ｗ１＝Ｗ２）、縦糸線径Ｄ１と横糸線径Ｄ２とを同一とし（Ｄ１＝Ｄ２）、縦糸配置ピッチＰ１と横糸配置ピッチＰ２とを同一（Ｐ１＝Ｐ２）とした。
【００５７】
サンプルＡ１は、１インチ当たり２００本の糸を配し、線径が４０μｍの糸を使用した「２００φ４０」である。サンプルＡ１では、２５．４ｍｍ当たり２００本の糸が並ぶので、糸の配置ピッチは２５．４ｍｍ／２００本＝１２７μｍとなる。開口幅は、配置ピッチから糸の線径を引いた値と等しい。サンプルＡ１では、糸の線径が４０μｍであるので、開口幅は８７μｍとなる。紗厚は、カレンダー加工を施した一般的なスクリーンメッシュの紗厚と等しいものとした。図１７に記載した紗厚は、一般的なスクリーンメッシュの紗厚の値である。このような条件のサンプルＡ１では、開口率ＫＡは４６．９％、透過厚さＴＡは２９．６μｍである。
【００５８】
サンプルＡ２は、１インチ当たり２５０本の糸を配し、線径が３０μｍの糸を使用した「２５０φ３０」である。サンプルＡ２では、糸の配置ピッチは２５．４ｍｍ／２５０本＝１０２μｍとなる。開口幅は、配置ピッチから糸の線径を引いた値と等しい。サンプルＡ２では、糸の線径が３０μｍであるので、開口幅は７２μｍとなる。紗厚は、カレンダー加工を施した一般的なスクリーンメッシュの紗厚と等しいものとした。図１７に記載した紗厚は、一般的なスクリーンメッシュの紗厚の値である。このような条件のサンプルＡ２では、開口率ＫＡは４９．７％、透過厚さＴＡは２２．８μｍである。
【００５９】
サンプルＡ３は、１インチ当たり２９０本の糸を配し、線径が２０μｍの糸を使用した「２９０φ２０」である。サンプルＡ３では、糸の配置ピッチは２５．４ｍｍ／２９０本＝８８μｍとなる。開口幅は、配置ピッチから糸の線径を引いた値と等しい。サンプルＡ３では、糸の線径が２０μｍであるので、開口幅は６８μｍとなる。紗厚は、カレンダー加工を施した一般的なスクリーンメッシュの紗厚と等しいものとした。図１７に記載した紗厚は、一般的なスクリーンメッシュの紗厚の値である。このような条件のサンプルＡ３では、開口率ＫＡは５９．５％、透過厚さＴＡは２０．８μｍである。
【００６０】
サンプルＡ４は、１インチ当たり３６０本の糸を配し、線径が１６μｍの糸を使用した「３６０φ１６」である。サンプルＡ４では、糸の配置ピッチは２５．４ｍｍ／３６０本＝７１μｍとなる。開口幅は、配置ピッチから糸の線径を引いた値と等しい。サンプルＡ４では、糸の線径が１６μｍであるので、開口幅は５５μｍとなる。紗厚は、カレンダー加工を施した一般的なスクリーンメッシュの紗厚と等しいものとした。図１７に記載した紗厚は、一般的なスクリーンメッシュの紗厚の値である。このような条件のサンプルＡ４では、開口率ＫＡは５９．８％、透過厚さＴＡは１６．７μｍである。
【００６１】
次に、実施の形態１にかかる印刷マスク２におけるスクリーンメッシュ９について図１６を参照して説明する。実施の形態１にかかる印刷マスク２におけるスクリーンメッシュ９の構成は、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸に使用していること以外は、一般的な標準印刷マスクのスクリーンメッシュの構成と同じである。印刷マスク２におけるにおけるスクリーンメッシュ９は、１本の縦糸（撚り糸）と１本の横糸（撚り糸）とが交互に上下を入れ替えるように平織りで製網されている。
【００６２】
縦糸１１１、縦糸１１２および縦糸１１３は、それぞれ縦糸線径Ｄ３の構成糸１３１と縦糸線径Ｄ４の構成糸１３２とが撚って編まれた撚り糸によって構成されている。横糸１２１、横糸１２２および横糸１２３は、それぞれ横糸線径Ｄ５の構成糸１３３と横糸線径Ｄ６の構成糸１３４とが撚って編まれた撚り糸によって構成されている。隣り合う縦糸同士は、縦糸開口幅Ｗ３の間隔を空けて配置される。隣り合う横糸同士は、横糸開口幅Ｗ４の間隔を空けて配置される。縦糸配置ピッチＰ３は、縦糸開口幅Ｗ３と縦糸線径Ｄ３と縦糸線径Ｄ４との合計値である。横糸配置ピッチＰ４は、横糸開口幅Ｗ４と横糸線径Ｄ５と横糸線径Ｄ６との合計値である。配置ピッチは、隣り合う糸の中心軸間の距離に相当する。
【００６３】
横糸は、ある縦糸の下側を通る場合には、該縦糸に隣接する縦糸の上側を通る。また、横糸は、ある縦糸の上側を通る場合には、該縦糸に隣接する縦糸の下側を通る。このような製網パターンを繰り返して縦糸と横糸とが平織りで製網されることによって、スクリーンメッシュ９が構成されている。図１６に示される印刷マスク２における透過厚さＴＢおよび開口率ＫＢは、以下の式で示される。
【００６４】
透過厚さＴＢ＝（開口面積×紗厚）／（縦糸配置ピッチ×横糸配置ピッチ）
開口率ＫＢ＝開口面積／（縦糸配置ピッチ×横糸配置ピッチ）
開口面積＝縦糸開口幅Ｗ３×横糸開口幅Ｗ４
縦糸配置ピッチＰ３＝縦糸開口幅Ｗ３＋縦糸線径Ｄ３＋縦糸線径Ｄ４
横糸配置ピッチＰ４＝横糸開口幅Ｗ４＋横糸線径Ｄ５＋横糸線径Ｄ６
【００６５】
一例として、Ｗ３＝Ｗ４、Ｄ３＝Ｄ４＝Ｄ５＝Ｄ６、Ｐ３＝Ｐ４である。紗厚は、一例として、縦糸線径と横糸線径とを足し合わせた値と同一である。糸を編んだ後、カレンダー加工を行ったスクリーンメッシュ９では、紗厚が（縦糸線径＋横糸線径）の５０％程度のものまで使用可能である。
【００６６】
図１８は、実施の形態１にかかる印刷マスク２のグリッド電極開口部４１における透過厚さＴＢの計算例の一覧を示す図表である。図１８においては、サンプルＢ１〜サンプルＢ４の４種類のサンプルについて透過厚さＴＢの計算例を示す。ここでは、縦糸開口幅Ｗ３と横糸開口幅Ｗ４とを同一とし（Ｗ３＝Ｗ４）、縦糸線径Ｄ３と縦糸線径Ｄ４と横糸線径Ｄ５と横糸線径Ｄ６とを同一とし（Ｄ３＝Ｄ４＝Ｄ５＝Ｄ６）、縦糸配置ピッチＰ３と横糸配置ピッチＰ４とを同一とした（Ｐ３＝Ｐ４）。また、縦糸配置ピッチＰ３および横糸配置ピッチＰ４は、比較例である一般的な標準印刷のスクリーンメッシュの縦糸配置ピッチＰ１と同じとした。
【００６７】
サンプルＢ１は、１インチ当たり２００本の糸を配し、線径が４０μｍの２本の糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸として使用した「２００φ４０ダブル」である。ここでの２００本は、撚り糸が２００本の意味である。サンプルＢ１では、２５．４ｍｍ当たり２００本の撚り糸が並ぶので、撚り糸の配置ピッチは２５．４ｍｍ／２００本＝１２７μｍとなる。開口幅は、配置ピッチから撚り糸の線径を引いた値と等しい。サンプルＢ１では縦糸線径Ｄ３と縦糸線径Ｄ４とが４０μｍであり、撚り糸の見かけの線径は２倍の８０μｍとなる（図１８における線径の欄の（）内）。しかし、一般的な標準印刷と同程度のカレンダー加工を行うことによって、撚り糸の見かけの線径Ｄａは６３μｍとなる。したがって、サンプルＢ１では、開口幅は配置ピッチから撚り糸の見かけの線径Ｄａを引いた値である６４μｍとなる。紗厚は、撚り糸を単純に編んだ値（撚り糸の見かけの線径Ｄａの２倍）とした。このような条件のサンプルＢ１では、開口率ＫＢは２５．４％、透過厚さＴＢは３２．０μｍである。
【００６８】
サンプルＢ２は、１インチ当たり２５０本の糸を配し、線径が３０μｍの２本の糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸として使用した「２５０φ３０ダブル」である。ここでの２５０本は、撚り糸が２５０本の意味である。サンプルＢ２では、２５．４ｍｍ当たり２５０本の撚り糸が並ぶので、撚り糸の配置ピッチは２５．４ｍｍ／２５０本＝１０２μｍとなる。開口幅は、配置ピッチから撚り糸の線径を引いた値と等しい。サンプルＢ２では縦糸線径Ｄ３と縦糸線径Ｄ４とが３０μｍであり、撚り糸の見かけの線径は２倍の６０μｍとなる（図１８における線径の欄の（）内）。しかし、一般的な標準印刷と同程度のカレンダー加工を行うことによって、撚り糸の見かけの線径Ｄａは４６μｍとなる。したがって、サンプルＢ２では、開口幅は配置ピッチから撚り糸の見かけの線径Ｄａを引いた値である５６μｍとなる。紗厚は、撚り糸を単純に編んだ値（撚り糸の見かけの線径Ｄａの２倍）とした。このような条件のサンプルＢ２では、開口率ＫＢは３０．１％、透過厚さＴＢは２７．７μｍである。
【００６９】
サンプルＢ３は、１インチ当たり２９０本の糸を配し、線径が２０μｍの２本の糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸として使用した「２９０φ２０ダブル」である。ここでの２９０本は、撚り糸が２９０本の意味である。サンプルＢ３では、２５．４ｍｍ当たり２９０本の撚り糸が並ぶので、撚り糸の配置ピッチは２５．４ｍｍ／２９０本＝８８μｍとなる。開口幅は、配置ピッチから撚り糸の線径を引いた値と等しい。サンプルＢ３では縦糸線径Ｄ３と縦糸線径Ｄ４とが２０μｍであり、撚り糸の見かけの線径は２倍の４０μｍとなる（図１８における線径の欄の（）内）。しかし、一般的な標準印刷と同程度のカレンダー加工を行うことによって、撚り糸の見かけの線径Ｄａは３５μｍとなる。したがって、サンプルＢ３では、開口幅は配置ピッチから撚り糸の見かけの線径Ｄａを引いた値である５３μｍとなる。紗厚は、撚り糸を単純に編んだ値（撚り糸の見かけの線径Ｄａの２倍）とした。このような条件のサンプルＢ３では、開口率ＫＢは３６．３％、透過厚さＴＢは２５．４μｍである。
【００７０】
サンプルＢ４は、１インチ当たり３６０本の糸を配し、線径が１６μｍの２本の糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸として使用した「３６０φ１６ダブル」である。ここでの３６０本は、撚り糸が３６０本の意味である。サンプルＢ４では、２５．４ｍｍ当たり３６０本の撚り糸が並ぶので、撚り糸の配置ピッチは２５．４ｍｍ／３６０本＝７１μｍとなる。開口幅は、配置ピッチから撚り糸の線径を引いた値と等しい。サンプルＢ４では縦糸線径Ｄ３と縦糸線径Ｄ４とが１６μｍであり、撚り糸の見かけの線径は２倍の３２μｍとなる（図１８における線径の欄の（）内）。しかし、一般的な標準印刷と同程度のカレンダー加工を行うことによって、撚り糸の見かけの線径Ｄａは２８μｍとなる。したがって、サンプルＢ４では、開口幅は配置ピッチから撚り糸の見かけの線径Ｄａを引いた値である４３μｍとなる。紗厚は、撚り糸を単純に編んだ値（撚り糸の見かけの線径Ｄａの２倍）とした。このような条件のサンプルＢ４では、開口率ＫＢは３６．７％、透過厚さＴＢは２０．５μｍである。
【００７１】
図１９は、一般的な標準印刷マスクのスクリーンメッシュに対する実施の形態１にかかる印刷マスクのスクリーンメッシュの相対的なペーストの使用比率の一覧を示す図表である。図１９は、図１７と図１８とに基づいて求めている。
【００７２】
例えば、実施の形態１にかかる印刷マスク２のサンプルＢ１：「２００φ４０ダブル」は、一般的な標準印刷マスクのサンプルＡ１：「２００φ４０」と比較すると、配置ピッチは同じ１２７μｍであるが、開口幅が８７μｍから６４μｍへ小さくなるため開口率は４６．９％から２５．４％に下がる。その一方で、透過厚さは２９．６μｍから３２．０μｍへと増加する。そして、透過厚さと開口率を乗じた値は、１３．９から８．１に減少しており、その比率は５８．６％である。
【００７３】
すなわち、一般的な標準印刷マスクのサンプルＡ１：「２００φ４０」のスクリーンメッシュに包含される金属ペーストの量を１とすると、実施の形態１にかかる印刷マスク２のサンプルＢ１：「２００φ４０ダブル」のスクリーンメッシュ９に包含される金属ペーストの量は０．５８６となる。同様に、サンプルＡ２：「２５０φ３０」のスクリーンメッシュに包含される金属ペーストの量を１とすると、サンプルＢ２：「２５０φ３０ダブル」のスクリーンメッシュ９に包含される金属ペーストの量は０．７３７となる。
【００７４】
同様に、サンプルＡ３：「２９０φ２０」のスクリーンメッシュに包含される金属ペーストの量を１とすると、サンプルＢ３：「２９０φ２０ダブル」のスクリーンメッシュ９に包含される金属ペーストの量は０．７４２となる。同様に、サンプルＡ４：「３６０φ１６」のスクリーンメッシュに包含される金属ペーストの量を１とすると、サンプルＢ４：「３６０φ１６ダブル」のスクリーンメッシュ９に包含される金属ペーストの量は０．７５３となる。
【００７５】
このようなスクリーンメッシュ９では、スクリーンメッシュ９を上面から見た場合の撚り糸による遮蔽部の１辺において、構成糸が１本の部分と２本の部分とが交互に配置される。このため、配置ピッチが同じ場合でも１本の糸を平織りする場合よりも開口幅が狭くなり、開口率が小さくなる。一方、スクリーンメッシュ９では、撚り糸は２本の構成糸を撚って編まれているため、印刷マスク２の紗厚は、１本の糸を平織りする場合よりも高くなる。例えば、カレンダー加工の程度にもよるが、構成糸２本分よりは高く、４本分よりは低く、平均的には構成糸３本分程度の高さとすることが可能である。すなわち、スクリーンメッシュ９では、構成糸の線径とカレンダー加工の加工程度を調整することにより、開口率を低減するとともに紗厚を増大させることができる。
【００７６】
このように、実施の形態１にかかる印刷マスク２を用いてグリッド電極のスクリーン印刷を行うことにより、開口率を抑えて精細な細線電極パターンを描画して印刷しつつ、透過厚さを増やすことができる。したがって、実施の形態１にかかる印刷マスク２を用いてグリッド電極のスクリーン印刷を行うことにより、グリッド電極の幅を細くしながらグリッド電極の厚さを厚く確保し、細線電極が断線し難くい厚みを実現することができる。これにより、太陽電池の受光面側におけるシャドーロスを低減するとともに電極の電気抵抗を低減して抵抗損失を低減することができ、太陽電池の発電効率を向上させることができる。
【００７７】
また、実施の形態１にかかる印刷マスク２を用いてバス電極のスクリーン印刷を行うことにより、スクリーンメッシュ９に包含されるペースト量自体を少なく抑えることができる。したがって、バス電極に使用されるペースト量を抑制することができ、電極印刷全体としてペースト使用量を抑制することができる。これにより、電極のコストを低減でき、太陽電池の製造コストを低減できる。
【００７８】
すなわち、２本の構成糸が撚って編まれた糸で製網したスクリーンメッシュ９を用いた印刷マスク２を使用してスクリーン印刷を行うことにより、受光面側電極の印刷に必要な金属ペースト５全体の使用量を抑制しながら、厚みの厚いグリッド電極２１を描画するために十分な金属ペースト５を供給することができる。これにより、太陽電池の発電効率を向上させるとともに、太陽電池の製造コストを下げることができる。
【００７９】
なお、上記においては、縦糸と横糸との両方に撚り糸を用いる場合について説明したが、縦糸と横糸とのうち少なくとも一方に撚り糸を用いてもよい。ただし、十分な効果を得るには、縦糸と横糸との両方に撚り糸を用いることが好ましい。
【００８０】
また、上記においては、縦糸（撚り糸）の線径と横糸（撚り糸）の線径とが同じ場合の効果について説明したが、縦糸（撚り糸）の線径と横糸（撚り糸）の線径とを異なる線径に変えた場合においても、上記と同様の効果が得られる。また、上記においては、縦糸（撚り糸）を構成する２本の構成糸の線径が同じ場合の効果について説明したが、縦糸（撚り糸）を構成する２本の構成糸の線径をそれぞれ異なる線径に変えた場合においても、上記と同様の効果が得られる。各々の線径を変えても構わない。同様に、横糸（撚り糸）を構成する２本の構成糸の線径をそれぞれ異なる線径に変えた場合においても、上記と同様の効果が得られる。また、縦糸や横糸を構成する各々２本ずつの構成糸、すなわち４本の構成糸の全てが異なった線径でも上記と同様の効果が得られる。このように構成糸の線径を調製して撚り糸の構成を変えることにより、隣り合う縦糸同士の間隔または縦糸の配置ピッチを自由に変えることができる。また、隣り合う横糸同士の間隔または横糸の配置ピッチを自由に変えることができる。これにより、電極パターンに応じて開口率および透過厚さを適切な値に調整することが可能である。
【００８１】
また、実施の形態１にかかる印刷マスク２を使用することにより、一般的な印刷機を使用しても、電極の印刷に使用される金属ペーストの使用量を削減することができる。このため、印刷マスクとして実施の形態１にかかる印刷マスク２を用いること以外は一般的なスクリーン印刷方法により、厚みの厚い細線グリッド電極を描画しつつ、電極全体としての金属ペーストの使用量の削減が可能となる。また、一般的な印刷機において印刷マスクを実施の形態１にかかる印刷マスク２に変更するだけで、上述したスクリーン印刷を容易に実施することができ、汎用性に優れる。このような実施の形態１にかかる印刷マスク２は、太陽電池の受光面側電極の形成に、特に有用である。
【００８２】
なお、配置ピッチを同じにして、２本の構成糸を横に配列した２本構成の縦糸（横糸）を用いた場合には、上述したような効果は得られない。すなわち、単に２本の構成糸を横に配列して縦糸（横糸）を構成した場合には、開口率を低減することはできるが、紗厚を稼ぐことができない。
【００８３】
上述したように、実施の形態１では、電極のスクリーン印刷において、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を用いて製網したスクリーンメッシュを用いた印刷マスクを使用する。これにより、細線化したグリッド電極の印刷においても断線し難い電極高さを有する電極を形成できる。また、バス電極の印刷においては、金属ペーストの使用量を低減することができる。したがって、実施の形態１によれば、太陽電池の発電効率を向上させるとともに、太陽電池の製造コストを低減することができる。以上のように、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法、印刷マスクおよび太陽電池は、太陽電池の低コスト化に有用である。
【００８４】
実施の形態２．
次に、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法により作製された太陽電池セル１を用いた太陽電池モジュールについて説明する。図２０および図２１は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの製造方法の手順を説明する断面模式図である。図２０および図２１においては上側が受光面（表面）として設置されている状態を示しているが、太陽電池モジュールの組立時には、図２０および図２１において上下を反転した状態で組み立てが行われる。
【００８５】
まず、透光性基板５１の上に透光性樹脂部材５２を設置する。次に、透光性樹脂部材５２の上に配線付き太陽電池５３を設置する。配線付き太陽電池５３は、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法を用いて作製された所定の枚数の太陽電池セル１（図１〜図３参照）を並列させて、隣り合う太陽電池セル１の表バス電極２２同士を接続部材である半田付き銅線等により接続することにより電気的に直列に配線接合して形成されている。なお、配線に使用する材料は、半田付き銅線以外にも、導電性のある材料であれば構わない。配線付き太陽電池５３は、各太陽電池セル１の裏面を上にして、透光性樹脂部材５２の上に設置される。
【００８６】
次に、配線付き太陽電池５３の上に透光性樹脂部材５２および裏面シート５４をこの順で設置する。図２０では、図の上部から順に、透光性基板５１、透光性樹脂部材５２、配線付き太陽電池５３、透光性樹脂部材５２および裏面シート５４を重ね合わせた状態を示している。
【００８７】
これらの部材を圧着させた状態で加熱処理を施すことにより、図２１に示すように、配線付き太陽電池５３が封止された透光性樹脂層５５と、透光性基板５１と、裏面シート５４とが一体化された太陽電池モジュールが作製される。実施の形態１にかかる太陽電池の形成方法により形成された電極を備える太陽電池セル１を用いることにより、発電効率の高い太陽電池を、低い製造コストで作製することができる。
【００８８】
太陽電池モジュールの作製における加熱および圧着の処理には、ラミネータと称される真空加熱圧着装置を使用することが望ましい。ラミネータは、透光性樹脂部材５２や裏面シート５４を加熱変形させ、さらにこれらを熱硬化させることにより一体化させるとともに透光性樹脂層５５に太陽電池を封止する。
【００８９】
真空加熱圧着装置は、減圧環境下において、各部材を加熱および圧着させる。これにより、透光性基板５１および透光性樹脂部材５２間、透光性樹脂部材５２および配線付き太陽電池５３間、配線付き太陽電池５３および透光性樹脂部材５２間、透光性樹脂部材５２および裏面シート５４間のいずれについても、空隙や気泡の残留を防ぎ、各部材を均一な圧力で圧着させることができる。
【００９０】
真空加熱圧着装置での加熱および圧着の処理は、２００度以下、望ましくは１５０度から２００度の温度下で実施する。加熱および圧着の処理における温度は、透光性樹脂部材５２の材質等により適宜変更可能であるものとする。
【００９１】
透光性基板５１としては、例えばガラス基板を使用する。透光性基板５１は、太陽光を透過可能であればよく、ガラス以外の材質からなるものとしてもよい。透光性樹脂部材５２は、エチレンビニルアセテート系、ポリビニルブチラール系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、オレフィン系、ポリエステル系、シリコン系、ポリスチレン系、ポリカーボネート系およびゴム系等の樹脂のうちの一つあるいは複数を含む。透光性樹脂部材５２は、太陽光を透過可能であれば、ここで挙げる以外のいずれの材質を使用するものであってもよいものとする。
【００９２】
裏面シート５４としては、ポリエステル系、ポリビニル系、ポリカーボネート系およびポリイミド系等の樹脂のうちの一つあるいは複数からなるシートを使用する。裏面シート５４は、太陽電池モジュールの保護に十分な強度、耐湿性および耐候性を有するものであれば、ここで挙げる以外のいずれの材質からなるものであってもよい。裏面シート５４は、強度、耐湿性および耐候性を向上させるために、樹脂材料のみならず、金属箔材料を貼り合わせた複合材料からなるものとしてもよい。また、裏面シート５４は、高い光反射率を持つ金属材料や、高い屈折率を持つ透明部材を、蒸着等により樹脂材料に貼り合わせたものとしてもよい。
【００９３】
太陽電池モジュールの端面は、ラミネート加工の密着性を向上させ、外部からの水分等の浸入を防ぐために、ゴム系樹脂部材等からなるテープにより保護することとしてもよい。ゴム系樹脂部材としては、例えば、ブチルゴム等を使用する。さらに、太陽電池モジュールは、構造体としての取り扱い易さに鑑み、外周を囲うフレームを設けることとしてもよい。フレームは、例えば、アルミニウムや、アルミニウム合金等の金属部材を用いて構成する。
【００９４】
実施の形態２によれば、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法により作製された太陽電池セル１を用いて、太陽電池モジュールを作製する。これにより、一般的な太陽電池モジュールの作製方法に変更を加えることなく、簡便な手法により発電効率が高く安価な太陽電池モジュールを得ることができる。したがって、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法および実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、工業上非常に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明にかかる太陽電池の製造方法は、発電効率の高い太陽電池の製造に有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１  太陽電池セル、２  印刷マスク、３  基板材料、４  ステージ、５  金属ペースト、６  マスクフレーム、７  吸引機構、８  スキージ、９  スクリーンメッシュ、１０  感光性乳剤、１１  縦糸、１２  横糸、１３  外縁側面、１４  余白、２０  開口部、２１  グリッド電極、２２  表バス電極、２３  裏アルミニウム電極、２４  裏バス電極、３１  ｐ型シリコン基板、３２  ｎ型不純物拡散層、３３  反射防止膜、４１  グリッド電極開口部、４２  バス電極開口部、５１  透光性基板、５２  透光性樹脂部材、５３  太陽電池、５４  裏面シート、５５  透光性樹脂層、１１１，１１２，１１３  縦糸、１２１，１２２，１２３  横糸、１３１，１３２，１３３，１３４  構成糸、２０１，２０２  縦糸、２０３，２０４  横糸、Ｄ１，Ｄ３，Ｄ４  縦糸線径、Ｄ２，Ｄ５，Ｄ６  横糸線径、Ｄａ  撚り糸の見かけの線径、Ｍ  正方形形状における一辺の幅、Ｍ’  角丸四角形形状における一辺相当の幅、Ｐ１，Ｐ３  縦糸配置ピッチ、Ｐ２，Ｐ４  横糸配置ピッチ、Ｗ１，Ｗ３  縦糸開口幅、Ｗ２，Ｗ４  横糸開口幅。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年12月18日(2015.12.18)
【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】
バス電極部とグリッド電極部とを有する電極形状に対応した開口部を有する印刷マスクを介して、電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面に塗布するスクリーン印刷工程を含む太陽電池の製造方法であって、
前記スクリーン印刷工程は、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されたスクリーンメッシュが前記開口部に設けられた前記印刷マスクを使用して前記ペーストを塗布する工程を含むこと、
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記撚り糸は、線径が異なる前記２本の構成糸が撚って編まれていること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記撚り糸は、金属材料からなること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面にスクリーン印刷により塗布する際に使用される印刷マスクであって、
前記ペーストを保持するためのスクリーンメッシュが、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されていること、
を特徴とする印刷マスク。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１の要部断面図であり、図１および図２におけるＡ−Ａ断面図である。図中、上側が受光面（表面）である。太陽電池セル１においては、ｐ型シリコン基板３１の上面にリン拡散によりｎ型不純物拡散層３２が形成されて、ｐｎ接合を有する光電変換部が形成されている。ｎ型不純物拡散層３２の上側には、反射防止膜３３が成膜されている。反射防止膜３３の上側には表バス電極２２が設けられている。表バス電極２２の下の反射防止膜３３は焼成によって溶融されており、表バス電極２２はｎ型不純物拡散層３２と電気的に接触している。ｐ型シリコン基板３１の裏面側には、裏アルミニウム電極２３および裏バス電極２４が設けられている。なお、図３は、隣接するグリッド電極２１間の領域におけるグリッド電極２１の長手方向に沿った断面を示しているため、グリッド電極２１は示されていない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
縦糸２０１および縦糸２０２は、縦糸線径Ｄ１で形成される。横糸２０３および横糸２０４は、横糸線径Ｄ２で形成される。隣り合う縦糸同士は、縦糸開口幅Ｗ１の間隔を空けて配置される。隣り合う横糸同士は、横糸開口幅Ｗ２の間隔を空けて配置される。縦糸配置ピッチＰ１は、縦糸開口幅Ｗ１と縦糸線径Ｄ１との合計値である。横糸配置ピッチＰ２は、横糸開口幅Ｗ２と横糸線径Ｄ２との合計値である。配置ピッチは、隣り合う糸の中心軸間の距離に相当する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
このため、印刷された金属ペーストの厚さは、開口部内に留まった金属ペーストの分だけ厚さが紗厚より薄くなる。そして、印刷操作が行われ、スクリーンメッシュが取り除かれた後に、基板上に金属ペースト５が広がったときの高さが透過厚さＴである。スクリーンメッシュからの金属ペースト５の吐出量は、一般的には透過容積または透過体積と呼ばれている指標であるが、長さの次元を持った指標であるので、本明細書では透過厚さと呼ぶ。また、開口率Ｋは、印刷マスクを上面から見てメッシュ（縦糸、横糸）がない部分の面積の、スクリーンメッシュ全体に対する割合である。図１５に示される一般的な標準印刷マスクにおける透過厚さＴＡおよび開口率ＫＡは、以下の式で示される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
透過厚さＴＡ＝（開口面積×紗厚）／（縦糸配置ピッチ×横糸配置ピッチ）
開口率ＫＡ＝開口面積／（縦糸配置ピッチ×横糸配置ピッチ）
開口面積＝縦糸開口幅Ｗ１×横糸開口幅Ｗ２
縦糸配置ピッチＰ１＝縦糸開口幅Ｗ１＋縦糸線径Ｄ１
横糸配置ピッチＰ２＝横糸開口幅Ｗ２＋横糸線径Ｄ２
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
次に、実施の形態１にかかる印刷マスク２におけるスクリーンメッシュ９について図１６を参照して説明する。実施の形態１にかかる印刷マスク２におけるスクリーンメッシュ９の構成は、２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸および横糸に使用していること以外は、一般的な標準印刷マスクのスクリーンメッシュの構成と同じである。印刷マスク２におけるスクリーンメッシュ９は、１本の縦糸（撚り糸）と１本の横糸（撚り糸）とが交互に上下を入れ替えるように平織りで製網されている。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月22日(2016.11.22)
【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】
バス電極部とグリッド電極部とを有する電極形状に対応した開口部を有する印刷マスクを介して、電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面に塗布するスクリーン印刷工程を含む太陽電池の製造方法であって、
前記スクリーン印刷工程は、金属材料からなる２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されたスクリーンメッシュが前記開口部に設けられた前記印刷マスクを使用して前記ペーストを塗布する工程を含むこと、
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記２本の構成糸の線径が同じであり、
前記印刷マスクの紗厚が、前記構成糸の２本分より高く、前記構成糸の４本分より低いこと、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面にスクリーン印刷により塗布する際に使用される印刷マスクであって、
前記ペーストを保持するためのスクリーンメッシュが、金属材料からなる２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されていること、
を特徴とする印刷マスク。
【請求項４】
前記２本の構成糸の線径が同じであり、
前記印刷マスクの紗厚が、前記構成糸の２本分より高く、前記構成糸の４本分より低いこと、
を特徴とする請求項３に記載の印刷マスク。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池の製造方法は、バス電極部とグリッド電極部とを有する電極形状に対応した開口部を有する印刷マスクを介して、電極材料である導電性材料を含むペーストを基板の電極形成面に塗布するスクリーン印刷工程を含む太陽電池の製造方法であって、前記スクリーン印刷工程は、金属材料からなる２本の構成糸が撚って編まれた撚り糸を縦糸または横糸の少なくとも一方に使用して製網されたスクリーンメッシュが前記開口部に設けられた前記印刷マスクを使用して前記ペーストを塗布する工程を含むこと、を特徴とする。
【国際調査報告】
2015104793.tif 000024
2015104793.tif 000025
2015104793.tif 000026
2015104793.tif 000027