(57)【要約】【課題】裏面電極型太陽電池の製造工程において、良好な電気特性を有する電極を簡易な工程で低コストに形成するための電極形成方法を提供する。【解決手段】第１極性の電極材を吐出する複数の第１の吐出口と第２極性の電極材を吐出する複数の第２の吐出口とが太陽電池基板の裏面に対向して或る方向に交互に並ぶように設けられた吐出手段の各吐出口から各電極材を吐出し垂下することにより基板の裏面に電極材を塗布して第１極性の電極と第２極性の電極を交互に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池基板の受光面とは反対側の裏面にすべての電極が形成される裏面電極型太陽電池の電極形成方法であって、
第１極性の電極材を吐出する複数の第１の吐出口と第２極性の電極材を吐出する複数の第２の吐出口とが前記裏面に対向して或る方向（以下「Ｘ方向」という。）に交互に並ぶように設けられた吐出手段の前記吐出口から前記電極材を吐出し垂下することにより前記裏面に前記電極材を塗布して第１極性の電極と第２極性の電極を形成することを特徴とする裏面電極型太陽電池の電極形成方法。
【請求項２】
前記吐出手段の前記太陽電池基板との相対位置を、Ｘ方向に対して略直角かつ前記裏面に略平行な方向（以下「Ｙ方向という。」）に直線的に変化させつつ、前記吐出口から前記電極材を吐出することを特徴とする請求項１に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成方法。
【請求項３】
前記吐出手段として、複数の前記第１の吐出口が前記裏面に対向してＸ方向に一列に設けられた第１吐出手段と、複数の前記第２の吐出口が前記裏面に対向してＸ方向に一列に設けられた第２吐出手段と、を前記第１の吐出口と前記第２の吐出口とがＸ方向に交互に並ぶようにずらしてＹ方向に並べて配置したものを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成方法。
【請求項４】
前記吐出手段の複数の前記吐出口からの前記電極材の吐出の有無を、前記吐出口ごとに制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成方法。
【請求項５】
前記吐出手段を前記太陽電池基板に対してＹ方向に相対的に片道移動しつつ前記電極材を吐出した後、前記吐出手段をＸ方向に相対的に移動した上で、前記吐出手段を−Ｙ方向に相対的に片道移動しつつ前記電極材を吐出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成方法。
【請求項６】
所定の前記電極材を塗布すべき前記裏面の所定の領域に、所定の前記電極材が垂下されるように、前記太陽電池基板と前記吐出手段との位置関係を調整した上で前記電極材の塗布を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成方法。
【請求項７】
太陽電池基板の受光面とは反対側の裏面にすべての電極が形成される裏面電極型太陽電池の電極形成装置であって、
第１極性の電極材を吐出する複数の第１の吐出口と第２極性の電極材を吐出する複数の第２の吐出口とが前記裏面に対向してＸ方向に交互に並ぶように設けられた吐出手段を備え、当該吐出手段の前記吐出口から前記電極材を吐出し垂下することにより前記裏面に前記電極材を塗布して第１極性の電極と第２極性の電極を形成することを特徴とする裏面電極型太陽電池の電極形成装置。
【請求項８】
前記吐出手段の前記太陽電池基板との相対位置をＸ方向に対して略直角かつ前記裏面に略平行な方向に変化させる移動手段と、
前記吐出手段と前記移動手段を制御する制御手段と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記相対位置をＹ方向に直線的に変化させつつ前記電極材を吐出させるように制御することを特徴とする請求項７に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成装置。
【請求項９】
前記吐出手段は、複数の前記第１の吐出口が前記裏面に対向してＸ方向に一列に設けられた第１吐出手段と、複数の前記第２の吐出口が前記裏面に対向してＸ方向に一列に設けられた第２吐出手段と、を前記第１の吐出口と前記第２の吐出口とがＸ方向に交互に並ぶようにずらしてＹ方向に並べて配置したものであることを特徴とする請求項７又は８に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記吐出手段の複数の前記吐出口からの前記電極材の吐出の有無を、前記吐出口ごとに制御することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記吐出手段を前記太陽電池基板に対してＹ方向に相対的に片道移動させつつ前記電極材を吐出させた後、前記吐出手段をＸ方向に相対的に移動させた上で、前記吐出手段を−Ｙ方向に相対的に片道移動させつつ前記電極材を吐出させるように制御することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成装置。
【請求項１２】
所定の前記電極材を塗布すべき前記裏面の所定の領域に、所定の前記電極材が垂下されるように、前記太陽電池基板と前記吐出手段との位置関係を調整するアライメント機構を更に備えることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の裏面電極型太陽電池の電極形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面電極型太陽電池の電極形成方法および電極形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶シリコン太陽電池の光電変換効率を向上させる手法として、近年では太陽電池基板の受光面の電極を廃し、正極と負極のすべての電極を受光面とは反対側の裏面（非受光面）に配置することで電極の影による光学的損失を無くした、裏面電極型（バックコンタクト型）太陽電池が広く検討されるようになってきた。
【０００３】
図１１は裏面電極型太陽電池１００の基本構造を示す断面図である。図では基板１０１の上側を裏面、下側を受光面として示している。基板１０１の裏面には、ｐ型の導電性を付与する添加物が高濃度拡散されたｐ＋領域１０２とｎ型の導電性を付与する添加物が高濃度拡散されたｎ＋領域１０３とが図面奥に向かってストライプ状に交互に形成されている。図１１に示す例では、基板１０１の裏面に凹凸が形成され、凸部がｐ＋領域１０２、凹部がｎ＋領域１０３とされている。ｐ＋領域１０２には正電極１０４が、ｎ＋領域１０３には負電極１０５が、それぞれ形成されている。更に、光励起されたキャリアの再結合による損失を低減するために、基板１０１の受光面及び裏面の各電極が形成されていない部分は、パッシベーション膜１０６及びパッシベーション膜１０７でそれぞれ覆われている。なお、図には示されていないが、基板１０１の受光面にはパッシベーション膜１０６の形成に先立ち、数ミクロンの凹凸をもった光閉じ込めのためのテクスチャが形成されるのが一般的である。
【０００４】
裏面電極型太陽電池の電極は、光励起した電荷の収集効率を上げるために、互いに導電性が異なる添加物高濃度拡散領域を交互に微細に形成する必要があり、そのため、各領域に形成される電極も必然的に微細に形成する必要がある。しかし、電極の微細化は電気抵抗損を増大させるため、電極の形成に際しては、メッキを用いた厚膜電極形成の手法などが採用されてきた。
【０００５】
例えば、特許文献１には、高濃度拡散領域を覆う熱酸化膜をエッチングペーストで開口し、その上に３層からなるシード金属層をスパッタ形成し、更にその上にメッキレジストをパターニングした上で、シード層が露出している各部分に厚膜電極をメッキを用いて形成し、最後に電極間のメッキレジストとシード金属層を化学エッチングで除去することにより電極を形成する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、メッキを使用しない簡略化された方法として、パッシベーション膜にエッチングペーストを使ってコンタクトホールを設け、コンタクトホールに導電性ペーストを印刷して焼成することにより電極を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７８９７８６７号明細書
【特許文献２】特開２００８−１０７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
エッチングペーストやスパッタ、更にメッキレジストを多用する形成方法は、工程が複雑になりコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
また、導電性ペーストをスクリーン印刷塗布する形成方法についても、仕事関数の違いなどに起因してｐ＋領域とｎ＋領域それぞれに適したペーストを適用する必要から、各ペーストについて印刷と乾燥の工程が必要になるという問題がある。また、電極材を凹部であるコンタクトホールに印刷塗布した場合、印刷版と塗布面との間に空隙が生じて塗膜が広がるという問題もある。更に、印刷製版が印刷時に伸縮するという本質的な性質に起因し、正極と負極の精密なパターン形成が困難であるという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、裏面電極型太陽電池の製造工程において、電極を簡易な工程で低コストに形成するための、裏面電極型太陽電池の電極形成方法および電極形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の電極形成方法は、太陽電池基板の受光面とは反対側の裏面にすべての電極が形成される裏面電極型太陽電池の電極形成方法であって、第１極性の電極材を吐出する複数の第１の吐出口と第２極性の電極材を吐出する複数の第２の吐出口とが太陽電池基板の裏面に対向して或る方向（以下「Ｘ方向」という。）に交互に並ぶように設けられた吐出手段の吐出口から電極材を吐出し垂下することにより太陽電池基板の裏面に電極材を塗布して第１極性の電極と第２極性の電極を形成することを特徴とする。これにより、従来の方法と比べ、工程をシンプルにすることができ、製造コストを抑えることができる。
【００１２】
（２）吐出手段の当該太陽電池基板との相対位置を、Ｘ方向に対して略直角かつ当該太陽電池基板の裏面に略平行な方向（以下「Ｙ方向」という。）に直線的に変化させつつ、吐出口から電極材を吐出し当該太陽電池基板の裏面に垂下してもよい。これにより、電極材を太陽電池基板の裏面にストライプ状に、かつ広範囲に塗布することができる。
【００１３】
（３）吐出手段として、複数の前記第１の吐出口が前記裏面に対向してＸ方向に一列に設けられた第１吐出手段と、複数の前記第２の吐出口が前記裏面に対向してＸ方向に一列に設けられた第２吐出手段と、を前記第１の吐出口と前記第２の吐出口とがＸ方向に交互に並ぶようにずらしてＹ方向に並べて配置したものを使用してもよい。これによっても、電極材を太陽電池基板の裏面にストライプ状に、かつ広範囲に同時に塗布することができる。
【００１４】
（４）吐出手段の複数の吐出口からの電極材の吐出の有無を、吐出口ごとに制御するようにしてもよい。これにより、電極材を塗布する太陽電池基板の裏面の外形に応じて電極材の吐出の開始・終了タイミングを設定できるため、いかなる外形の基板に対しても万遍なく、かつ無駄なく電極材を塗布することができる。
【００１５】
（５）吐出手段を太陽電池基板に対してＹ方向に相対的に片道移動しつつ電極材を吐出した後、吐出手段をＸ方向に相対的に移動した上で、吐出手段を−Ｙ方向に相対的に片道移動しつつ電極材を吐出してもよい。これにより、電極材を太陽電池基板の裏面の一部に塗布した後に未塗布部分にも塗布することができ、このような動作を繰り返すことで、広い基板にも万遍なく電極材を塗布することができる。
【００１６】
（６）電極材の塗布に際しては、所定の電極材を塗布すべき太陽電池基板の裏面の所定の領域に、所定の電極材が垂下されるように、太陽電池基板と吐出手段との位置関係を調整した上で電極材の塗布を行うとよい。これにより、太陽電池基板の裏面の所定の領域に正確に所定の電極を形成することができる。
【００１７】
（７）本発明の電極形成装置は、太陽電池基板の受光面とは反対側の裏面にすべての電極が形成される裏面電極型太陽電池の電極形成装置であって、第１極性の電極材を吐出する複数の第１の吐出口と第２極性の電極材を吐出する複数の第２の吐出口とが太陽電池基板の裏面に対向してＸ方向に交互に並ぶように設けられた吐出手段を備え、当該吐出手段の吐出口から電極材を吐出し垂下することにより太陽電池基板の裏面に電極材を塗布して第１極性の電極と第２極性の電極を形成することを特徴とする。これにより、従来の方法と比べ、工程をシンプルにすることができ、製造コストを抑えることができる。
【００１８】
（８）本発明の電極形成装置は、吐出手段の太陽電池基板との相対位置をＸ方向に対して略直角かつ太陽電池基板の裏面に略平行な方向に変化させる移動手段と、吐出手段と移動手段を制御する制御手段と、を更に備え、制御手段が太陽電池基板と吐出手段との相対位置をＹ方向に直線的に変化させつつ電極材を吐出させるように構成してもよい。これにより、電極材を太陽電池基板の裏面にストライプ状に、かつ広範囲に塗布することができる。
【００１９】
（９）吐出手段を、複数の第１の吐出口が太陽電池基板の裏面に対向してＸ方向に一列に設けられた第１吐出手段と、複数の第２の吐出口が太陽電池基板の裏面に対向してＸ方向に一列に設けられた第２吐出手段と、を第１の吐出口と第２の吐出口とがＸ方向に交互に並ぶようにずらしてＹ方向に並べて配置したものとしてもよい。これによっても、電極材を太陽電池基板の裏面にストライプ状に、かつ広範囲に同時に塗布することができる。
【００２０】
（１０）制御手段は、吐出手段の複数の吐出口からの電極材の吐出の有無を、吐出口ごとに制御するように構成してもよい。これにより、電極材を塗布する太陽電池基板の裏面の外形に応じて電極材の吐出の開始・終了タイミングを設定できるため、いかなる外形の基板に対しても万遍なく、かつ無駄なく電極材を塗布することができる。
【００２１】
（１１）制御手段は、吐出手段を太陽電池基板に対してＹ方向に相対的に片道移動させつつ電極材を吐出させた後、吐出手段をＸ方向に相対的に移動させた上で、吐出手段を−Ｙ方向に相対的に片道移動させつつ電極材を吐出させるように制御してもよい。これにより、電極材を太陽電池基板の裏面の一部に塗布した後に未塗布部分にも塗布することができ、このような動作を繰り返すことで、広い基板にも万遍なく電極材を塗布することができる。
【００２２】
（１２）所定の電極材を塗布すべき太陽電池基板の裏面の所定の領域に、所定の電極材が垂下されるように、太陽電池基板と吐出手段との位置関係を調整するアライメント機構を更に備えてもよい。これにより、太陽電池基板の裏面の所定の領域に正確に所定の電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の裏面電極型太陽電池の電極形成方法を説明する図である。
【図２】本発明の裏面電極型太陽電池の電極形成方法を説明する別の図である。
【図３】電極材を基板にストライプ状に塗布する方法を説明する図である。
【図４】本発明の裏面電極型太陽電池の電極形成装置の機能ブロック図である。
【図５】電極材を基板にストライプ状に塗布する方法を説明する別の図である。
【図６】電極材を吐出するタイミングを吐出口ごとに制御する必要性を説明する図である。
【図７】電極材を吐出するタイミングを吐出口ごとに制御する場合の構成の一例を示す図である。
【図８】基板の幅が吐出手段の幅より広い場合の塗布方法を説明する図である。
【図９】基板の所定の領域に所定の電極材を塗布している様子を示す図である。
【図１０】アライメント機構の必要性を説明する図である。
【図１１】裏面電極型太陽電池の基本構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。背景技術の説明に用いた図も含め、各図面において共通の構成要素については同じ符号を付し、必要な場合以外、説明の繰り返しは行わない。
【００２５】
図１及び図２は、本発明の裏面電極型太陽電池の電極形成方法を説明する図である。図１及び図２で示される裏面電極型太陽電池の断面は、図面上、基板１０１の上側が裏面側（非受光面側）、下側が受光面側としている。基板１０１の裏面には、ｐ型の導電性を付与する添加物が高濃度拡散されたｐ＋領域１０２とｎ型の導電性を付与する添加物が高濃度拡散されたｎ＋領域１０３とが図面奥に向かってストライプ状に交互に形成されている。図１に示す例では、基板１０１の裏面に凹凸が形成され、凸部がｐ＋領域１０２、凹部がｎ＋領域１０３とされている。また、光励起されたキャリアの再結合による損失を低減するため、基板１０１の受光面及び裏面に、パッシベーション膜１０６及びパッシベーション膜１０７がそれぞれ形成されている。パッシベーション膜１０７は、図１に示すように予めｐ＋領域１０２の一部及びｎ＋領域１０３の一部が露出するように形成しても、図２に示すようにｐ＋領域１０２及びｎ＋領域１０３の全てが覆われるように形成してもよい。
【００２６】
正の極性の電極材２０３ａを吐出する複数の吐出口２０２ａ及び負の極性の電極材２０３ｂを吐出する複数の吐出口２０２ｂが基板１０１の裏面に交互に形成されたｐ＋領域１０２及びｎ＋領域１０３にそれぞれ対向して交互に設けられた吐出手段２０１の、当該吐出口２０２ａ及び吐出口２０２ｂから電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂをそれぞれ吐出して垂下し、それぞれｐ＋領域１０２及びｎ＋領域１０３に塗布する。電極材としては、例えば一般的な焼結性の導電性ペーストを適用することができる。図１に示すようにｐ＋領域１０２及びｎ＋領域１０３の一部が露出するようにパッシベーション膜１０７を形成した場合は、電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂをそれぞれｐ＋領域１０２及びｎ＋領域１０３に直接塗布して電極材２０３ａとｐ＋領域１０２ａとの電気的接触及び電極材２０３ｂとｎ＋領域１０３との電気的接触をそれぞれ実現することができる。一方、図２に示すようにｐ＋領域１０２及びｎ＋領域１０３が全て覆われるようにパッシベーション膜１０７を形成した場合は、例えば、電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂに低軟化点のガラスフリットなどを添加しておき、太陽電池の製造で一般的に用いられるファイアスルー技術を適用して電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂをそれぞれｐ＋領域１０２及びｎ＋領域１０３に接触させる。具体的には例えば、パッシベーション膜１０７上に塗布された電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂに対し、８００℃程度の短時間熱処理を行い、電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂの添加物でパッシベーション膜１０７を浸食させて電極材２０３ａとｐ＋領域１０２ａとの電気的接触及び電極材２０３ｂとｎ＋領域１０３との電気的接触をそれぞれ実現する。なお、この場合のパッシベーション膜１０７には主に酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの誘電体膜の使用が好適である。
【００２７】
このように、本発明の裏面電極型太陽電池の電極形成方法及び電極形成装置は、基板の裏面に電極材を垂下して塗布し硬化させるだけで容易に電極を形成できるため、従来の物理蒸着・メッキを用いた形成方法やスクリーン印刷による形成方法と比べ、工程をシンプルにすることができ、また、電極材として安価な導電性ペーストを使用できるため、製造コストも抑えることができる。また、電極の線幅についても、スクリーン印刷によって形成した場合と同程度に形成することができ、精密なパターン形成を容易に行うことができる。
【００２８】
また、基板１０１の裏面への電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂの塗布に際しては、吐出手段２０１の基板１０１との相対位置を、吐出口２０２ａ及び吐出口２０２ｂが並んでいる方向（Ｘ方向）に対して略直角かつ基板１０１の裏面に略平行な方向（Ｙ方向）に直線的に変化させつつ、吐出手段２０１の吐出口２０２ａ及び吐出口２０２ｂから電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂをそれぞれ吐出し基板１０１の裏面に垂下してもよい。図３は吐出手段２０１の基板１０１との相対位置を変化させつつ電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂを基板１０１の裏面に垂下している様子を示したものである。
【００２９】
例えば、吐出手段２０１を固定しておき、基板１０１を−Ｙ方向に直線的に移動させつつ、吐出手段２０１の吐出口２０２ａ及び吐出口２０２ｂから電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂをそれぞれ垂下させる。これにより、電極材２０３ａ及び電極２０３ｂを基板１０１の裏面にストライプ状に塗布することができる。
【００３０】
図４に電極材をストライプ状に塗布するための電極形成装置の機能ブロック図を示す。移動手段３０１は、吐出手段２０１の基板１０１との相対位置を変化させる機構であり、吐出手段２０１を移動させる機構として構成してもよいし、基板１０１を移動させる機構として構成してもよいし、両方を移動させる機構として構成してもよい。ストライプ状に塗布するには、移動手段３０１による相対位置の変更態様と吐出手段２０１による電極材２０３の吐出のタイミングを制御する必要があるため、例えばコンピュータや専用の装置により構成された制御手段３０２を更に設け、これにより移動手段３０１による吐出手段２０１の相対的な移動態様と吐出手段２０１による吐出タイミングを制御するとよい。
【００３１】
また、図５に示すように、第１極性の電極用の第１の電極材２０３ａを吐出する第１の吐出手段２０１ａの複数の吐出口２０２ａと、第１極性と異なる第２極性の電極用の第２の電極材２０３ｂを吐出する第２の吐出手段２０１ｂの複数の吐出口２０２ｂと、がＸ方向に交互に並ぶようにずらして、第１の吐出手段２０１ａと第２の吐出手段２０１ｂとをＹ方向に並べて配置して使用してもよい。
【００３２】
このような構成によっても、第１の極性の電極材２０３ａと第２の極性の電極材２０３ｂとを基板１０１の裏面に交互にストライプ状に、かつ広範囲に同時に塗布することができる。
【００３３】
また、吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）の吐出口２０２ａ及び吐出口２０２ｂからの、電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂの吐出のタイミングを吐出口ごとに制御してもよい。図６は吐出口ごとに電極材の吐出タイミングを制御する必要性を説明する図である。この説明では電極材の極性は問題にならないため、吐出手段、吐出口、電極材について、それぞれ吐出手段２０１、吐出口２０２、電極材２０３と極性を分けずに説明することとする。基板１０１の裏面の電極材２０３を塗布すべき領域のＹ方向の始点と終点が、図６(a)の網掛け部に示すように全ての吐出口２０２について一律である場合には、全ての吐出口２０２から同時に電極材２０３を吐出しつつ、吐出手段２０１の基板１０１との相対位置をＹ方向に移動させればよい。しかし、図６(b),(c)に示すような外形の基板のように、塗布すべき領域のＹ方向の始点と終点が吐出口２０２について一律でない場合には、吐出口ごとに吐出タイミングの制御が必要となる。例えば図６(b)に示す円形の基板の場合には、塗布開始当初は吐出手段２０１の中央周辺の吐出口２０２のみが基板１０１の裏面の塗布すべき領域と対向しているが、吐出手段２０１がＹ方向に移動するにつれて対向する吐出口２０２の数が吐出手段２０１の両端に向けて増えていき、やがて全ての吐出口２０２が基板１０１の裏面の塗布すべき領域と対向するが、更にＹ方向に移動していくと、今度は対向する吐出口２０２の数が吐出手段２０１の中央に向けて減っていく。そこで、複数の吐出口２０２からの電極材２０３の吐出のタイミングを吐出口ごとに制御する。基板１０１の外形に応じ、一部の吐出口２０２についてのみ制御を独立し、残りの吐出口２０２について一体的に制御するようにしてもよい。制御は、例えば制御手段３０２によって行う。
【００３４】
これにより、電極材２０３を塗布する基板１０１の裏面の外形に応じて電極材２０３の吐出の開始・終了タイミングを設定できるため、いかなる外形の基板に対しても万遍なく、かつ無駄なく電極材を塗布することができる。
【００３５】
なお、図６の例では一体的な吐出手段２０１が複数の吐出口２０２を備える場合を示したが、外形が円形である場合（図６(b)）のように、隣接する吐出口２０２がＹ方向に塗布する始点・終点が互いに異なっている場合には、図７(a)に示すように、吐出の制御が可能な吐出口２０２を１つだけ備える吐出手段２０１を、複数連結して配置してもよい。また、外形が矩形の四隅を欠いている場合（図６(c)）のように、隣接する吐出口２０２がＹ方向に塗布する始点・終点が互いに同じである部分と互いに異なる部分が混在している場合には、図７(b)に示すように、塗布する始点・終点が同じである部分については、当該部分の複数の吐出口２０２を一体的な吐出手段２０１（吐出口２０２ごとの吐出制御ができなくても可）として構成し、始点・終点が異なる部分については吐出の制御が可能な吐出口２０２を１つだけ備える１以上の吐出手段２０１として構成し、これらを連結して使用してもよい。なお、いずれの場合も複数の吐出手段２０１を連結せずに個別にＹ方向に移動できるように構成し制御しても構わない。
【００３６】
また、吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）のＸ方向の幅が基板１０１の幅より狭い場合には、吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）を基板１０１に対して次のように相対移動させればよい。図８は基板の幅が吐出手段の幅より広い場合の塗布方法を説明する図である。この説明では電極材の極性は問題にならないため、吐出手段、吐出口、電極材について、それぞれ吐出手段２０１、吐出口２０２、電極材２０３と極性を分けずに説明することとする。図８(a)に示すように吐出手段２０１のＸ方向の幅が基板１０１の幅の半分であるとき、まず、吐出手段２０１を基板１０１に対してＹ方向に相対的に移動させつつ電極材２０３を吐出させることで、図８(b)に示すように基板１０１の左半分に電極材２０３をストライプ状に塗布することができる。続いて、図８(c)に示すように吐出手段２０１をＸ方向に相対的に移動させ、未塗布領域に到達した後、吐出手段２０１を−Ｙ方向に相対的に移動させつつ電極材２０３を吐出させることで、図８(d)に示すように残りの半分にも電極材２０３をストライプ状に塗布することができる。Ｘ方向の幅がより広い基板１０１の場合は、吐出手段２０１のＸ方向への移動とＹ方向又は−Ｙ方向の移動を、電極材２０３を吐出しつつ繰り返し行えばよい。なお、吐出手段２０１の相対的移動の制御と吐出手段２０１による電極材２０３の吐出タイミングの制御は、例えば制御手段３０２により行えばよい。
【００３７】
これにより、広い基板にも万遍なく電極材を塗布することができる。
【００３８】
また、基板１０１と吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）との位置関係を調整するアライメント機構３０３を設けてもよい。電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂの塗布に際しては、電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂをそれぞれ塗布すべき基板１０１の裏面の所定の領域に、電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂが垂下される必要がある。そのためには、吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）の吐出口２０２ａ及び吐出口２０２ｂの間隔や位置が、基板１０１の裏面の電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂを塗布すべき領域の間隔や位置と合っている必要がある。例えば図９に示すように、基板１０１の裏面にｐ＋領域１０２とｎ＋領域１０３が、図面奥に向けて交互にストライプ状に形成されている場合、吐出手段２０１において、第１極性たる正電極用の第１の電極材２０３ａを吐出する吐出口２０２ａがｐ＋領域１０２に対向するように、また第２極性たる負電極用の第２の電極材２０３ｂを吐出する吐出口２０２ｂがｎ＋領域１０３に対向するように、それぞれ形成されている必要がある。しかし、たとえ基板１０１の裏面と吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）をそれぞれ適切に設計したとしても、吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）が相対的に移動する方向と基板１０１の裏面において塗布されるべき領域が帯状に形成されている方向とが合っていなければ、各領域上に適切に電極材を垂下することはできない。例えば図１０(a)に示すように、吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）が相対的に移動するＹ方向と基板１０１の裏面においてｐ＋領域１０２とｎ＋領域１０３が帯状に形成されている方向（Ｙ＋方向）とが合っていないような場合である。そこで、図１０(b)に示すようにＹ方向とＹ＋方向とが合うように基板１０１と吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）との位置関係を調整するアライメント機構３０３を設ける。アライメント機構３０３は、吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）を動かして調整する機構として構成してもよいし、基板１０１を動かして調整する機構として構成してもよいし、両方を動かして調整する機構として構成してもよい。また、類似の機構を持つ移動手段３０１と一体的に構成してもよい。アライメント機能３０３の制御についても、制御手段３０２により行うようにしてもよいし、その他の方法により行うようにしてもよい。
【００３９】
アライメント機構３０３を設けることで、基板１０１と吐出手段２０１（又は吐出手段２０１ａ及び吐出手段２０１ｂ）との位置関係を調整した上で電極材２０３ａ及び電極材２０３ｂの塗布を行うことができるため、太陽電池基板の裏面の所定の領域に正確に所定の電極を形成することができる。
【００４０】
本発明の裏面電極型太陽電池の電極形成装置の各構成要素及び電極形成方法は、必要に応じ併合・分割・形成順序の変更などを行っても構わない。また、各実施形態はあくまで例示であり、本発明において表現されている技術的思想の範囲内で適宜変更が可能である。そして、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが請求の範囲の記載から明らかである。
【実施例１】
【００４１】
直径２００ｍｍのインゴットから切り出した縦横１５６ｍｍの疑似四角形単結晶シリコン基板を使用し、当該基板の裏面に、１．５ｍｍ幅の帯状の、５１本のｐ＋領域と５２本のｎ＋領域を、ストライプ状に交互に形成した。基板を移動手段である可動式ステージに真空チャックで固定し、アライメント機構であるＣＣＤカメラとサーボモータとにより位置合わせを行った後、ステージを１０ｃｍ／秒で直線的に移動させた。基板先端が光学式位置センサーで検知され、この信号により、ｐ＋領域への塗布を担う第１の吐出手段とｎ＋領域への塗布を担う第２の吐出手段から、それぞれ正電極材と負電極材を吐出開始した。上記ｐ＋領域とｎ＋領域の設計に対応し、第１の吐出手段は５１の吐出口で構成され、第２の吐出手段は５２の吐出口で構成されている。各吐出口の間隔は１．５ｍｍであり、吐出口の内径は１００μｍである。これらのうち、疑似正方形の角にかかる部分については吐出制御を独立させ、上記位置センサーによる基板端検出から所定時間のタイムラグを設けて吐出させる制御を行った。吐出の停止は吐出時間で制御した。基板端から内側に約１ｍｍのマージンを設けたため、最も長い部分で１．５４秒間吐出を行って塗布を停止した。
【００４２】
このような方法により、基板の裏面にストライプ状に交互に形成された５１本のｐ＋領域と５２本のｎ＋領域に、正電極材と負電極材をそれぞれ塗布することができた。
【実施例２】
【００４３】
縦横１５６ｍｍの単結晶シリコン基板を使用し、当該基板の裏面に、１．５ｍｍ幅の帯状の、５０本のｐ＋領域と５０本のｎ＋領域を、ストライプ状に交互に形成した。基板を可動式ステージに真空チャックで固定し、ＣＣＤカメラとサーボモータにより位置合わせを行った後、ステージを１０ｃｍ／秒で直線的に移動させた。ｐ＋領域への塗布を担う第１の吐出手段とｎ＋領域への塗布を担う第２の吐出手段は共に２５の吐出口で構成され、各吐出口の間隔は１．５ｍｍであり、吐出口の内径は１００μｍである。各吐出手段はセットで基板の片側半分をカバーするように配置されている。基板先端が光学式位置センサーで検知され、この信号により第１の吐出手段と第２の吐出手段からそれぞれ正電極材と負電極材を吐出し、１．５４秒間の吐出を行って、基板片側半分の塗布を完了した。この直後、ステージを電極材塗布方向と直交する方向に７５ｍｍ移動させた後、初回の塗布とは逆方向へ１０ｃｍ／秒で直線的に移動させた。これと同時に各吐出手段から２回目の吐出を開始し、１．５４秒間吐出を行って塗布を停止した。
【００４４】
このように電極材の塗布を、基板の半分ずつ２回に分けて行った場合においても、基板の裏面にストライプ状に交互に形成された５０本のｐ＋領域と５０本のｎ＋領域に、正電極材と負電極材をそれぞれ塗布することができた。
【符号の説明】
【００４５】
１００  裏面電極型太陽電池
１０１  基板
１０２  ｐ＋領域
１０３  ｎ＋領域
１０４  正電極
１０５  負電極
１０６、１０７  パッシベーション膜
２０１、２０１ａ、２０１ｂ  吐出手段
２０２、２０２ａ、２０２ｂ  吐出口
２０３、２０３ａ、２０３ｂ  電極材
３０１  移動手段
３０２  制御手段
３０３  アライメント機構
【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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