(57)【要約】【課題】低コストで、線幅の小さいグリッド電極を有する太陽電池を得ること。【解決手段】太陽電池基板１上に、集電電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、集電電極の内、グリッド電極４Ｇを形成する工程が、一定の線径をもつワイヤー９に電極材料を塗布する工程と、ワイヤー９に塗布された電極材料を太陽電池基板１に接触させて電極材料を転写する工程を含む。転写後焼成することで、微細なグリッド電極４Ｇが形成される。【選択図】図６
2017022274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池基板上に、集電電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、
前記集電電極の内、グリッド電極を形成する工程が、
一定の線径をもつワイヤーに電極材料を塗布する工程と、
前記ワイヤーに塗布された前記電極材料を、前記太陽電池基板に接触させて前記電極材料を転写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】
前記転写する工程は、
前記ワイヤーに塗布された前記電極材料を、前記電極材料を塗布した前記ワイヤーを、前記太陽電池基板に接触させる工程と、
前記ワイヤーを前記太陽電池用基板表面から離間させる工程とを含む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】
前記接触させる工程は、前記電極材料を塗布した前記ワイヤーを、前記太陽電池基板表面に対して垂直方向に降下させる工程であり、
前記離間させる工程は、前記ワイヤーを前記太陽電池基板表面から垂直方向に上昇させる工程であることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記塗布する工程は、電極材料を含有した導電性ペーストの充填された中空パイプ内を、前記ワイヤーが通過することで、前記ワイヤーの表面全体に前記導電性ペーストを塗布する工程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の製造方法。
【請求項５】
前記塗布する工程は、電極材料を含有した導電性ペーストの充填された溝を有する導電性ペースト供給部を用いて、前記溝内の前記導電性ペーストに前記ワイヤを接触させ、前記ワイヤーに前記導電性ペーストを転写する工程を含む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の製造方法。
【請求項６】
前記転写する工程は、
前記ワイヤーに塗布された前記電極材料を、前記太陽電池基板に接触させる工程と、
前記ワイヤーを前記太陽電池基板表面から離間させる工程とを含み、
前記接触させる工程に先立ち、前記太陽電池基板の端縁から一定距離だけ内側に相当する領域で、前記ワイヤーに押圧部材を当て、前記ワイヤーの一部を前記太陽電池基板表面から離間する方向に曲げる工程を含み、
前記接触させる工程は、前記太陽電池基板の端縁から一定距離以上内側に相当する領域に前記ワイヤを接触させる工程であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記曲げる工程は、
前記太陽電池基板の端縁から一定距離だけ内側に相当する領域で、前記ワイヤーの配列方向に直交する方向に、先端が楔状の尖端部をもつ押圧部材を当て、配列された前記ワイヤーを一括して前記太陽電池基板表面から離間する方向に折り曲げる工程を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記転写する工程は、
前記電極材料を塗布した前記ワイヤーを、前記太陽電池基板に接触させる工程と、
前記ワイヤーに通電し、前記ワイヤーを加熱する工程と、
前記ワイヤーを前記太陽電池基板表面から離間させる工程とを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記塗布する工程に先立ち、前記ワイヤーの表面に、低融点樹脂を塗布する工程を含み、
前記ワイヤーを加熱する工程は前記低融点樹脂の融点よりも高い温度に前記ワイヤを加熱する工程であることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
グリッド電極が太陽電池基板の１端から他端まで伸長し、
前記グリッド電極の側面が外側に凸であり、
前記グリッド電極の上面が窪みを有することを特徴とする太陽電池。
【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および太陽電池に係り、特にグリッド電極の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池セルの変換効率の向上をはかるため、太陽電池基板の太陽光を受光する表面すなわち受光面側の拡散層の不純物濃度を小さくする、あるいは、受光面積を大きくする等種々の方法が採用されている。表面側の電極抵抗を維持したまま受光面積を大きくするためには、受光面に分布して形成される櫛形などのグリッド電極の電極面積、特にグリッド電極幅を小さくする必要がある。一般的な住宅用太陽電池セルの製造方法の一例が、特許文献１に示されている。また、電極形成には、特許文献２に示すスクリーン印刷法が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０７５４１０号公報
【特許文献２】特許第５１４８８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、スクリーン印刷法では、０．２ｍｍ以上の大きな開口部を有するパターンの印刷マスクは、ステンレス材のメッシュ数＃２００から＃３２５で線径２０μｍφ以上の安価な仕様で十分である。ところが、受光面側グリッド電極の幅を小さくするため、印刷マスクのパターン開口幅を小さく、メッシュのピッチを小さく、メッシュ線径を細くする方策が採用される。しかしながら、開口幅は４０μｍ幅より小さく、メッシュピッチ＃３００以上、メッシュを構成する線の線径φ２０μｍ以下となると、急激に印刷マスクが高額になるため、太陽電池セルが高価になるという欠点がある。
【０００５】
スクリーン印刷法で表グリッド電極幅を小さくするために、メッシュピッチ７０μｍ以下、メッシュの線径２０μｍ以下で、パターン開口幅を４０μｍ以下とメッシュ線径を細くすると、メッシュを避けて印刷ペーストが吐出できる透過面積率は５０％を大きく割り込む。このため、印刷されたグリッドのペーストパターンはメッシュ線の痕が付いてグリッド尾根部つまりグリッド高さの凹凸が大きくなるおそれがある。あるいは、グリッド電極幅が細くなって途中で断線する。あるいはまた、グリッド電極抵抗が大きくなるなど種々の不良が発生し易い。
【０００６】
メッシュ線径を細くすると、印刷時にスキージゴムで押し付けながらセルに印刷ペーストを塗布するため、メッシュ線が切れて印刷マスクが裂けるトラブルが発生し易くなる。
【０００７】
また、スクリーン印刷によると、太陽電池セル製造に用いられるグリッド電極の細線化に伴い、ワイヤーとワイヤー間の隙間幅が、ワイヤー径を無視し得ない程度の微細幅となり、透過面積率あるいは空間率と呼ばれるワイヤー間の隙間面積割合は、半分以下となり、グリッド電極が途切れたり、グリッド電極の尾根部の厚みの凹凸が顕在化して、グリッド電極抵抗が高くなり易い。また、メッシュのワイヤー交点部では開口幅と寸法が同程度となり、メッシュワイヤー交点部のグリッド電極厚が薄くなり、細いグリッド電極が断線し易い傾向がある。また、電極ペーストは設計幅より横方向に滲んで実幅は太くなる傾向がある。設計幅より実幅が太くなるのはスクリーン印刷法による印圧を掛けて印刷マスクからペーストを掻き出しながら押し出すので、ペーストが横に広がる特徴があるためである。設計幅より印刷パターンが太くなる程度を抑制するのは、スクリーン印刷法の課題である。
【０００８】
また、印刷パターンを形成するマスク乳剤の厚みを無視した場合、一般的に印刷直後のパターン厚を見積もる指標として透過容積があり、単位は［ｃｍ3／ｍ2］＝［μｍ］であり印刷直後の厚みに相当する。微細パターン化に従い、透過容積率が小さくなるため、微細パターンの場合特に、グリッド電極厚に相当する初期ペースト厚みは、乾燥焼結で容積収縮が起こる。
【０００９】
印刷マスクの価格は高価な細いメッシュを用いることで生じているが、印刷法では一般的に印刷するワーク面積すなわち太陽電池基板の面積の数倍以上のメッシュ面積が必要となりメッシュ面積を減らすことが難しい。細線ワイヤーは線径を小さくすると高額になる上に、マスク強度を維持するためにはメッシュピッチを小さくする必要がある。このため、メッシュ単位面積当たりに使用する細いワイヤー長さも大幅に増加する傾向となり、印刷マスクのコストは急激に高額になり、本印刷マスクで製造した太陽電池セルの製造費も高くなる傾向がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、低コストで、線幅の小さいグリッド電極を有する太陽電池を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、太陽電池基板上に、集電電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、集電電極の内、グリッド電極を形成する工程が、一定の線径をもつワイヤーに電極材料を塗布する工程と、ワイヤーに塗布された電極材料を太陽電池基板に接触させて電極材料を転写する工程を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低コストで、線幅の小さい電極を有する太陽電池を得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の太陽電池の受光面側を示す平面図
【図２】実施の形態１の太陽電池の裏面側を示す平面図
【図３】実施の形態１の太陽電池の断面図であり、図１および図２のＡ−Ａ断面を示す図
【図４】実施の形態１の太陽電池の製造方法の原理を示す説明図
【図５】実施の形態１の太陽電池の製造方法で用いられるワイヤーの拡大断面図
【図６】（ａ）から（ｄ）は、実施の形態１の太陽電池の製造工程を示す要部拡大断面図
【図７】実施の形態１の太陽電池の製造工程を示すフローチャート図
【図８】実施の形態２の太陽電池の受光面側を示す平面図
【図９】実施の形態２の太陽電池の製造工程を示す説明図
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態３の太陽電池の製造工程を示す説明図
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態３の太陽電池の製造工程を示す説明図
【図１２】実施の形態４の太陽電池の製造方法で用いられる製造装置を示す説明図
【図１３】実施の形態４の太陽電池の製造方法で用いられる製造装置のワイヤーへのペースト供給部を示す説明図
【図１４】実施の形態の太陽電池の製造工程におけるワイヤーと電極ペーストの塗布量との関係を示す表図
【図１５】実施の形態の太陽電池のグリッド電極を模式的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池の製造方法および太陽電池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く、そ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層あるいは各部材の縮尺が現実と異なる場合があり、各図面間においても同様である。また、断面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付さない場合がある。
【００１５】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１の太陽電池の製造方法および太陽電池について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、実施の形態１の太陽電池の受光面側を示す平面図、図２は、実施の形態１の太陽電池の裏面側を示す平面図、図３は、実施の形態１の太陽電池の断面図であり、図１および図２のＡ−Ａ断面を示す図である。図４は、実施の形態１の太陽電池の製造方法の原理を示す説明図、図５は、実施の形態１の太陽電池の製造方法で用いられるワイヤ−の拡大断面図である。図６（ａ）から図６（ｄ）は、実施の形態１の太陽電池の製造工程を示す要部拡大断面図、図７は、同フローチャート図である。実施の形態１は、太陽電池のグリッド電極を細線化するため、従来のスクリーン印刷法に代わり、グリッド本数と同じ本数の細線ワイヤーに電極ペーストを付着させ、太陽電池セル表面に転写する方法である。ワイヤーにペーストを一様に塗布するには、注射針のような細い管を準備して、ペーストを細い管とペースト溜りとなる注射管に充填し、細いワイヤーを通過させる方法を採る。
【００１６】
太陽電池基板の製造方法に関しては、後述するが、通例の製造フローを用いる。但し、実施の形態１の電極形成工程では、太陽電池基板の裏面に裏面バス電極とアルミニウム電極を印刷乾燥し、引き続いて、受光面側にグリッド電極をワイヤー転写して、受光面バス電極を別途印刷塗布乾燥を施し、最後に焼成する工程を用いている。裏面の裏面バス電極およびアルミニウム電極、受光面側のグリッド電極および受光面バス電極の４種類の電極を印刷、転写して各々乾燥する工程の順序は任意に組み合わせることができる。
【００１７】
実施の形態１の太陽電池は、図１に示すように、グリッド電極４Ｇが太陽電池基板１の端部つまりセル端まで形成されている。そしてグリッド電極４Ｇの側面が外側に凸であり、グリッド電極の上面が窪みを有する。図３に断面図を示すように、太陽電池基板１は、通例の構成をもつもので、例えばｐ型単結晶シリコン基板１Ｓで構成され、受光面１Ａ側にｎ型拡散層２および反射防止膜３が形成され、反射防止膜３の上層にワイヤー転写によるグリッド電極４Ｇとスクリーン印刷による受光面バス電極４Ｂとが形成されている。太陽電池基板１の裏面１Ｂ側には、図２に示すように、銀を主成分とする裏面バス電極５と、裏面バス電極５以外の領域に形成されたアルミニウム電極６とを具備し、アルミニウム電極６からのアルミニウム拡散によって形成されたｐ+型拡散層からなるＢＳＦ層７が形成されている。
【００１８】
太陽電池基板１の受光面１Ａ側にグリッド電極４Ｇが形成されているが、図４に、太陽電池の製造方法における、グリッド電極形成の原理説明図を示す。図５にグリッド電極形成用のワイヤーの要部拡大断面図を示す。図６（ａ）から（ｄ）は、実施の形態１の太陽電池の製造方法におけるグリッド電極の形成工程を示す要部拡大説明図である。グリッド電極形成用のワイヤーは、ワイヤー９の周りに電極ペースト１０を塗布した構成となっており、太陽電池基板１上でワイヤー９をおろし、太陽電池基板１の受光面１Ａに電極ペースト１０を転写することで形成される。この例では、直径Ｄ２のワイヤー９に、実施の形態4で後述する中空パイプの内径Ｄ１に相当する外形をもち、一様な厚みで塗布された電極ペースト１０が形成されている。グリッド電極幅をｗ、グリッド電極厚をｔ1とする。良好なセル特性を得るには、図６（ｄ）に示すように、グリッド電極４Ｇの抵抗を小さく、かつ、太陽光を出来るだけ発電する領域であるｎ型拡散層２およびｐ型単結晶シリコン基板１Ｓに取り込めるようにグリッド電極４Ｇの面積を小さくする必要がある。グリッド電極４Ｇはグリッド電極幅ｗを小さく、グリッド電極厚ｔ1を厚くする必要がある。なお、図６（ａ）から（ｄ）では、ｐ型単結晶シリコン基板１Ｓに形成されたｎ型拡散層２、反射防止膜３、ＢＳＦ層７を含めて太陽電池基板１とする。なお、印刷時のグリッド電極厚をｔ0、焼成後のグリッド電極厚をｔ1とする。
【００１９】
グリッド電極の形成工程について簡単に説明する。まず、ｐｎ接合の形成されたｐ型単結晶シリコン基板１Ｓからなる太陽電池基板１の裏面に裏面バス電極５およびアルミニウム電極６をスクリーン印刷法で形成した後、受光面１Ａ側に、グリッド電極４Ｇを形成する。ここでは、ｐｎ接合を形成するｎ型拡散層も裏面側の電極も省略し、太陽電池基板１のみを示している。まず、図６（ａ）に示すように、太陽電池基板１の受光面１Ａに対して垂直な方向である、矢印Ｔ1方向に、電極ペースト１０を塗布した多数本のワイヤー９を動かし、太陽電池基板１上に、当接させる。
【００２０】
この後、図６（ｂ）に示すように、ワイヤー９を下方に押し付け太陽電池基板１に接触させたのち、ワイヤー９を回転させる。ワイヤー径すなわちワイヤーの直径をＤ２とする。電極ペースト１０が太陽電池基板１と接触した幅がグリッド電極幅ｗに相当し、図６（ｂ）ではＤ２＜ｗ＜Ｄ１の関係がある。ワイヤー９を太陽電池基板１に対して押圧する力が弱いとｗ＜Ｄ２＜Ｄ１となる場合も有り得るが、グリッド電極幅ｗを安定化するにはＤ２＜ｗ＜Ｄ１の条件になる。この後、図６（ｃ）に示すように、太陽電池基板１の受光面１Ａに対して垂直な方向である、矢印Ｔ2方向に、ワイヤー９を動かし、太陽電池基板１上から、ワイヤー９をはずす。
【００２１】
ワイヤー９を太陽電池基板１に接触させて電極ペースト１０を転写した後の拡大図を図６（ｄ）に示すように、グリッド電極幅ｗ、塗布厚ｔ0のグリッド電極４Ｇのパターンが形成される。そして図示しないが、受光面バス電極４Ｂをスクリーン印刷で形成した後、焼成し、グリッド電極４Ｇが形成される。
【００２２】
ワイヤー９から電極ペースト１０を転写させるので、図６（ｄ）に示すように、ワイヤー９除去後のグリッド電極４Ｇの側面は外側に凸の形状となる。一方、グリッド電極４Ｇの上面は、ワイヤー９が離れる際に、ワイヤー９の形に窪みが残るので、グリッド電極４Ｇの上面には窪みを有する。このように、上面に窪みがあり上面両端が盛り上がった断面形状とすることにより、スクリーン印刷で形成したグリッド電極４Ｇと比較して、同一幅で断面積が大きく、電気抵抗の小さいグリッド電極を得ることができる。焼成時にパターンのだれが生じても、スクリーン印刷で形成したパターンに比べ、幅方向の拡がりは少なく、同一幅で断面積の高いグリッド電極４Ｇを形成することができる。また、焼成後の断面形状を示す図３では、上面の窪みは省略しているが、わずかな窪みの残留が確認されている。図１５に焼成後のグリッド電極４Ｇを模式的に示すように、また、グリッド電極４Ｇ上面の小さな窪みＲは、入射光に対する散乱面となり、一旦グリッド電極４Ｇにぶつかって散乱された光が、グリッド電極４Ｇで覆われていない領域に到達して光電変換に寄与する確率が増大し、光電変換効率が増大する。又、受光面バス電極４Ｂと交差する領域では、窪みの存在により、上層の受光面バス電極４Ｂとの接触面積が増大し、接合強度の増大を図ることができる。
【００２３】
以上のようにして、図４に原理を示した、グリッド電極印刷装置で、ワイヤー９を用いて太陽電池基板１に電極ペースト１０を転写すると、図１に示したようにグリッド電極４Ｇは太陽電池基板１の周端部１Ｅまでグリッド電極４Ｇが形成される。
【００２４】
実施の形態１の方法で形成された太陽電池は、グリッド電極４Ｇの端縁が太陽電池基板１の周端部１Ｅまで形成されているため、集電性が向上し、光電変換効率の向上をはかることができる。
【００２５】
これに対し、スクリーン印刷法を用いた場合は、印刷マスクと太陽電池基板１を位置決めするため重ね合せ余裕が必要で、太陽電池基板１の外寸より小さくグリッド電極４Ｇを設計するのが通常であり、一般的な太陽電池では、セル端すなわち周端部１Ｅとグリッド電極４Ｇ先端の隙間は０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
【００２６】
グリッド電極４Ｇの形成方法の原理について説明したが、以下実施の形態１の太陽電池の製造方法について図７のフローチャートを参照しつつ説明する。工程断面図については図示しないが図３の太陽電池の断面図における参照符号を記載している。
【００２７】
第１に、ステップＳ１００で太陽電池基板１を形成する。まず、シリコン基板を用意する。このシリコン基板は、単結晶又は多結晶からなり、ｐ型であればボロンなどの、ｎ型であればリンなどの半導体不純物を含み、比抵抗は０．１Ω・ｃｍ以上６．０Ω・ｃｍ以下の特性のものが用いられることが多い。以下、ｐ型単結晶シリコン基板１Ｓを用いた太陽電池の製造方法を例にとって説明する。なお、ｐ型単結晶シリコン基板準備ステップＳ１０１で、太陽電池形成用の基板としてｐ型単結晶シリコン基板１Ｓを準備する。その大きさは１００ｍｍから１６０ｍｍ角、厚みは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の板状のものがよく用いられる。
【００２８】
ｐ型単結晶シリコン基板１Ｓは、一定の厚みに切り出す際に受けた機械的ダメージあるいは汚染層を除去するために水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムのような高濃度のアルカリ、若しくはフッ化水素酸と硝酸の混合液などで２μｍ以上２０μｍ以下程度エッチングして、乾燥することで、テクスチャー形成ステップＳ１０２を実施し、テクスチャーと呼ばれる凹凸構造を形成する。テクスチャーは、太陽電池の受光面において光の多重反射を生じさせ、光が閉じ込められて効率よく半導体内に導かれていき、戻りにくくなるので反射率が低減し、変換効率向上に寄与する。
【００２９】
その後、熱拡散ステップＳ１０３で、例えばＰＯＣｌ3などのｎ型不純物含有ガスを含む８００℃から１０００℃の高温ガス中にｐ型単結晶シリコン基板１Ｓを設置し、熱拡散を実施する。熱拡散ステップＳ１０３では、ｐ型単結晶シリコン基板１Ｓの全面にリン等のｎ型不純物元素を拡散させる熱拡散法により、シート抵抗が３０Ω／□以上１５０Ω／□以下程度のｎ型拡散層２を受光面１Ａ側に形成する。ｐ型単結晶シリコン基板１Ｓの両面及び端面にもｎ型拡散層２が形成されることがあるが、この場合には不要な裏面と端面のｎ型拡散層２をフッ硝酸溶液中に浸漬することによって除去する。その後、熱拡散で形成されたリンガラスを１％以上１５％以下のフッ化水素酸水溶液に数分浸漬して除去し、純水で洗浄する。
【００３０】
更に、反射防止膜形成ステップＳ１０４で、上記ｐ型単結晶シリコン基板１Ｓの受光面１Ａ側に反射防止膜３を形成する。この反射防止膜３は、反射防止膜兼パッシベーション膜として機能する。反射防止膜３は、例えばＳｉＨ4とＮＨ4とＮ2の混合ガスをグロー放電分解でプラズマ化して堆積させるプラズマＣＶＤ法などでＳｉ3Ｎ4を形成する。反射防止膜３は、約６０ｎｍから１００ｎｍ程度の厚みをもち、ｐ型単結晶シリコン基板１Ｓとの屈折率差１．９から２．３程度になるように形成される。反射防止膜３は、ｐ型単結晶シリコン基板１Ｓの表面で光が反射するのを防止して、光を有効に取り込むために設けられる。また、Ｓｉ3Ｎ4は、ｎ型拡散層２に対してパッシベーション効果を有し、パッシベーション膜としても機能し、反射防止の機能と併せて太陽電池の電気特性を向上させる効果がある。
【００３１】
次に、裏面電極印刷ステップＳ１１０で、まずｐ型単結晶シリコン基板１Ｓの裏面には例えばスクリーン印刷機で印刷版を使用して裏面バス電極５を形成する。例えば３０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下の銀粉末とガラスフリットと樹脂を含み有機溶剤で混合した導電性ペーストを用いて図２のように裏面バス電極５をスクリーン印刷し１５０℃以上２２０℃程度で乾燥させる。そして、その後に例えばアルミニウムとガラスフリットと樹脂などを含み有機溶剤で混合した導電性ペーストを用いて、裏面バス電極５以外の領域にスクリーン印刷し、アルミニウム電極６を形成する。そして再度１５０℃以上２２０℃程度で乾燥させる。なお、後述する焼成ステップＳ１４０でアルミニウム電極６からｐ型単結晶シリコン基板１Ｓにアルミニウムが拡散し、ｐ型拡散層からなるＢＳＦ層７が形成される。裏面電極は裏面バス電極５とアルミニウム電極６とを合わせたものとする。
【００３２】
続いて、ステップＳ１２０で受光面１Ａへのグリッド電極４Ｇのパターン形成を行う。まず、ステップＳ１２１で、ワイヤー９に電極ペースト１０を塗布する。次いで、ステップＳ１２２で、太陽電池基板１上に電極ペースト１０付きのワイヤー９を載置する。図６（ａ）に示したように、太陽電池基板１の受光面１Ａに対して垂直な方向である、矢印Ｔ1方向に、電極ペースト１０を塗布した多数本のワイヤー９を動かし、太陽電池基板１上に、当接させる。
【００３３】
この後、図６（ｂ）に示したように、ワイヤー９を下方に押し付け太陽電池基板１に接触させたのち、ワイヤー９を回転させる。そして、この後、太陽電池基板１上からワイヤー９を剥離するステップＳ１２３を実施する。この工程では、図６（ｃ）に示したように、太陽電池基板１の受光面１Ａに対して垂直な方向である、矢印Ｔ2方向に、ワイヤー９を動かし、太陽電池基板１上から、ワイヤー９をはずす。ワイヤー９を外した後の形状は、図６（ｄ）に示したように幅ｗ、塗布厚ｔ0の矩形状となっている。
【００３４】
この後、受光面バス電極印刷ステップＳ１３０を実施し、スクリーン印刷で受光面バス電極４Ｂを形成する。
【００３５】
そして焼成ステップＳ１４０を実施し、図１および図２に示したように、裏面バス電極５およびグリッド電極４Ｇおよび受光面バス電極４Ｂとからなる受光面電極４を焼成する。そしてリード線によって太陽電池を直列接続して太陽電池ストリングを形成し、さらに太陽電池ストリングを接続部材で接続し太陽電池アレイを形成する。
【００３６】
そして最後に、ラミネート処理ステップＳ１５０で、受光面側に透光性のガラス基板、裏面側に樹脂製のバックシートを配し、それぞれ封止樹脂を介してリード線の接続された太陽電池アレイを挟み、加熱することで、太陽電池アレイが封止され、太陽電池モジュールが得られる。そして、枠体を形成し、太陽電池パネルとなる。
【００３７】
実施の形態１の方法によれば、グリッド電極４Ｇの本数に対応する本数分だけ細線からなるワイヤー９を用い、ワイヤー９の全面に電極ペースト１０をコートして、ワイヤー９を太陽電池１表面に接触させて電極ペースト１０をグリッド電極状に転写する方法を用いており、グリッド電極４Ｇの微細化および高精度化をはかることができる。特にスクリーン印刷の場合に比べて、パターンのとぎれ、あるいは収縮もなく、高精度のパターンを得ることができる。従って実施の形態１の太陽電池によれば、グリッド電極４Ｇの細線化によるセル出力の向上が容易である。また、グリッド電極４Ｇ形成のための電極ペースト１０の転写に使用するワイヤー９の長さは、スクリーン印刷メッシュで用いられるワイヤー長の１／２０以下に出来て太陽電池セルの製造コストを低減できる。
【００３８】
また、実施の形態１の方法によれば、細いワイヤーをグリッド本数分だけ準備し、ハンドリング部分を入れてもワーク長の２から３倍程度の長さで十分である。細いワイヤーをメッシュ状に編む必要もない。１５６ｍｍ□ワークに１００本のグリッド線を形成するには、ワイヤーの総延長距離は５０ｍもあれば十分である。
【００３９】
実施の形態２．
以下に、本発明の実施の形態２の太陽電池の製造方法および太陽電池について、図面に基づいて詳細に説明する。図８は、実施の形態２の太陽電池の受光面側を示す平面図である。
【００４０】
実施の形態２の太陽電池の製造方法では、グリッド電極４Ｇの端縁が、太陽電池基板１の周端部１Ｅよりも一定間隔だけ内側に位置するようにしている。
【００４１】
実施の形態２では、グリッド電極４Ｇの端縁と太陽電池基板１の周端部１Ｅとの間で距離を設けてグリッド長Ｌｇを決定している。製造に際しては、図９に示すように楔２００でワイヤー９を折り曲げ、この折り曲げ位置で、ワイヤ−９が太陽電池基板１表面から離れることで、グリッド長Ｌｇが、規定される。
【００４２】
他の構成については前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４３】
以上のように、実施の形態２では、電極材料を塗布したワイヤー９を、太陽電池基板１に接触させる工程と、ワイヤー９を太陽電池基板１表面から離間させる工程とを含む。そして、接触させる工程に先立ち、ワイヤー９を、太陽電池基板１の端縁から一定距離だけ内側に相当する領域に、押圧部材としての楔２００を当て、ワイヤー９の一部を太陽電池基板１表面から離間する方向に一括して折り曲げておく。そしてこの状態でワイヤー９を太陽電池基板１に接触させることで、太陽電池基板の端縁から一定距離以上内側に相当する領域にワイヤー９を接触させる。
【００４４】
実施の形態２の方法で形成された太陽電池は、太陽電池基板１の周端部１Ｅとグリッド電極４Ｇの端縁とが離間しているため、裏面電極との距離を確実にとることができ、リークの発生が抑制され、信頼性の向上をはかることができる。
【００４５】
なお、太陽電池基板１上に当接する直前に折り曲げるように、楔２００をあてることで、太陽電池基板１の周縁部に電極ペーストが付着することなく、効率よく選択形成が可能となる。
【００４６】
また、曲げる工程は、太陽電池基板の端縁から一定距離だけ内側に相当する領域で、ワイヤーの配列方向に直交する方向に、先端が楔状の尖端部をもつ押圧部材を当て、配列されたワイヤーを一括して太陽電池基板表面から離間する方向に折り曲げることで、一括して端部の揃ったグリッド電極を形成することができる。
【００４７】
また、１本毎に押圧部材をあてるようにしてもよい。さらに、実施の形態２では先端が楔状の押圧部材を用いたが、板状体をあてるようにしてもよい。板状体の場合には、板状体の角をワイヤに当てるようにすることで、端部の形状が揃ったグリッド電極を得ることが可能となる。
【００４８】
実施の形態３．
以下に、本発明の実施の形態３の太陽電池の製造方法および太陽電池について、図面に基づいて詳細に説明する。図１０および図１１は、実施の形態３の太陽電池のグリッド電極の形成方法を示す図である。図１０（ａ）はＶ溝を有する金型断面図、図１０（ｂ）は側面図である。図１１（ａ）は電極ペースト１０の塗布されたワイヤを示す断面図、図１１（ｂ）は側面図である。図１０および図１１において、（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００４９】
実施の形態３では、ワイヤー９への電極ペースト１０の供給方法に特徴を有するもので実施の形態１の方法とは、ワイヤー９への電極ペースト１０の供給方法が異なるのみである。図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、金型３０のＶ溝３１に電極ペースト１０を図示しないスクレイパーで均一な厚みで埋め込み塗布する。図１１に示すように図８のグリッド長Ｌｇに対応するようにＶ溝３１を有する金型３０の長さＬを設計しておく。
【００５０】
次に、図１０（ａ）および（ｂ）に示すようにワイヤー９にＶ溝３１の電極ペースト１０を接触転写する。ここで、接触させるだけであれば、図１１（ａ）および（ｂ）に示すようにワイヤー９に対して一部分だけ電極ペースト１０が付着した形状になる。
【００５１】
あとは実施の形態１と同様に、太陽電池基板１に接触させ、太陽電池基板１に電極ペースト１０を転写する。ワイヤー９を剥離してはずし、電極ペースト１０の焼成のための熱処理を行う。
【００５２】
実施の形態３の方法では、電極ペースト１０とワイヤー９との付着面積が半分以下である点で、印刷後のワイヤー９の剥離が容易である。Ｖ溝３１の傾斜角によって、形成されるグリッド電極４Ｇの断面形状を調整することができる。従ってアスペクト比の高い形状を形成し易い。また、ワイヤー９剥離後の電極ペースト１０の形状について、空洞が少ないためアスペクト比の高い電極パターンを形成することが可能となる。
【００５３】
なお、図１０（ａ）および（ｂ）に示した、Ｖ溝を有する方式であれば、グリッド電極４Ｇの電極長さに対応した電極ペースト１０の塗布領域を形成することができるため、実施の形態２の太陽電池を形成する際、図９の楔２００を用いることなく、グリッド長Ｌｇで転写できる。つまり、Ｖ溝の長さおよび断面形状で電極ペーストの塗布領域を規定することができるため、製造作業性が良好である。
【００５４】
また、図１０（ａ）および（ｂ）で、Ｖ溝３１中で電極ペースト１０にワイヤー９を接触転写する方法を示したが、ワイヤー９をＶ溝３１中で回転させて転写すると、実施の形態１で図５に示したのと同様に、ワイヤー９に一様に電極ペースト１０が塗布された状態を実現できる。さらにまた、Ｖ溝３１の断面形状については、図１０（ａ）に限定されることなく、Ｕ字状の溝、あるいは矩形の溝など適宜変更可能である。
【００５５】
さらにまた、ワイヤー９の周面に、例えば常温よりも若干高い５０℃程度の温度で、溶融する低融点材料からなる離型剤を塗布しておき、電極ペースト１０がワイヤー９に付着し易く、太陽電池基板１上で消失することで、転写を容易にするなどの方法も、実施の形態３のみならず実施の形態１および２のグリッド電極の形成に有用である。この時、例えばワイヤーに通電することで、発熱させ、ワイヤー周面の温度を５０℃程度に上昇させることで、太陽電池基板上への電極ペーストの転写が容易となる。
【００５６】
以上のように、ワイヤー９表面に電極ペースト１０を塗布する工程に先立ち、ワイヤー９の表面に、低融点樹脂を塗布しておき、転写工程で、電極材料を塗布したワイヤー９を、低融点樹脂の融点よりも高く加熱することで、転写が容易となる。つまり低融点樹脂が離型剤として作用することで、作業性の良好な転写が可能となる。
【００５７】
また、ワイヤー９の加熱はワイヤー９への通電によって容易に実現することができる。つまり、電極ペースト１０の塗布されたワイヤー９を太陽電池基板１に接触させたのち、ワイヤー９に通電し、ワイヤー９を加熱し、この後ワイヤー９を太陽電池基板１表面から離間させることで、容易に太陽電池基板１への電極ペースト１０の転写が可能となる。
【００５８】
実施の形態４．
以下に、本発明の実施の形態４の太陽電池の製造方法および太陽電池の製造装置について、図面に基づいて詳細に説明する。図１２は、実施の形態４の太陽電池の製造方法で用いられる製造装置を示す説明図、図１３は、実施の形態４の太陽電池の製造方法で用いられる製造装置のワイヤーへの電極ペースト供給部を示す説明図である。
【００５９】
実施の形態１の方法におけるワイヤー９への電極ペーストの供給方法は、図１３に要部拡大図を示すように、注射器状のペースト供給部１０８ａの一端に設けられた注射針状の中空パイプ１１８の内径Ｄ１が塗布外形に等しい、ペースト供給部１０８ａを用いている。注射器状のペースト供給部１０８ａにペースト１０Ｓを充填し、注射針状の中空パイプ１１８の穴をより小さな外径Ｄ２の細いワイヤー９を通して、図５に示した断面形状となる電極ペースト１０の塗布されたワイヤー９を実現する。ペースト供給部１０８ａと、下流側にペースト除去部１０８ｂとでペースト部１０８を構成しており、ペースト１０Ｓをワイヤー９に塗布するとともに太陽電池基板１への転写後ワイヤー９の表面から不要なペースト１０Ｓを剥離する。
【００６０】
図１３に示すようなペースト容器つまりペースト供給部１０８ａにペースト１０Ｓを充填し、ペースト供給部１０８ａの先端に内径Ｄ１の中空パイプ１１８を取り付け、外径Ｄ２のワイヤー９を通過させて電極ペースト１０を一様に塗布する。
【００６１】
内径Ｄ１の中空パイプ１１８で外径Ｄ２のワイヤー９で図５に示した、電極ペースト１０の付着されたワイヤー９の寸法関係を図１４に表１で示す。表１では、中空パイプ１１８の内径Ｄ１、ワイヤー９の外径Ｄ２、ペースト付着断面積Ｓ、ペーストの塗布幅ｗ、ペーストの塗布厚ｔ0、１枚のセルと接触した塗布面積Ｓｇ、１枚のセル当りの塗布量Ａ、グリッド電極厚ｔ1を示す。ここで、使用する銀ペーストかさ密度ρ＝５ｇ／cm3、ワイヤー付着ペーストが全てセルに転写されると仮定し、塗布幅ｗ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２で計算する。
【００６２】
また、グリッド電極４Ｇのための塗布面積Ｓｇは幅ｗ、１本のグリッド長Ｌｇ、１５６ｍｍ、グリッド１００本として、Ｓｇ＝１５６×ｗ×１００本で求めた。ペースト転写後のグリッド厚はペースト体積が０．７倍に収縮するとして計算した。表１において、注射針状の中空パイプ１１８の内径Ｄ１、ワイヤー外径Ｄ２の組み合わせを変えた１９通りの場合を示している。
【００６３】
スクリーン印刷マスクの現時点での加工限界例で示した塗布幅ｗ＝０．０４５ｍｍ、実厚０．０１６ｍｍに対応するには、実施の形態１から３のワイヤー転写方式では、図１４に示す表１のＮｏ．１０で対応可能であり、印刷マスクの細線化限界以下の細線化が表１のＮｏ．１１からＮｏ．１４で対応できる。Ｎｏ．１４は現時点での中空パイプの内径加工限界とワイヤー細線化限界で、印刷マスクの加工限界より実施の形態１から３の細線ワイヤー転写法の方が細線化に優れていることが判る。
【００６４】
更に、実施の形態４のワイヤー転写法では、表１においてワイヤー材質は塑性変形しないＳＵＳ製で説明したが、ワイヤー材質が弾性または塑性変形する樹脂製にすればワイヤー加工限界の０．０１ｍｍφの線材を寸法監視しながら延伸して弾性または塑性変形させると半分以下の線径まで細くすることが出来る。このような条件として表１のＮｏ．１６からＮｏ．１９が該当する。グリッド電極幅が０．０１０ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下でグリッド厚０．０１２ｍｍ以上０．０１８ｍｍ以下と、細いだけでなく厚みも十分確保できる。
【００６５】
金属製および樹脂製のワイヤーは繰り返し使用することが出来るので、印刷マスクと寿命は同等レベルあるいはそれ以上であり、十分長寿命である。
【００６６】
図１２は、実施の形態４に係る製造装置におけるグリッド電極形成装置の主要部の構成を示す斜視図である。実施の形態４のグリッド電極形成装置は、４本のメインガイドローラ１０１ａから１０１ｄと、これらメインガイドローラ１０１ａから１０１ｄ間に一定のピッチで離間しながら複数回巻回されて一対のメインガイドローラ１０１ｃ，１０１ｄ間に並列ワイヤ部ＰＳを形成し、これらメインガイドローラ１０１ａから１０１ｄの回転に伴って走行する一本のワイヤー９と、複数の並列ワイヤ部ＰＳにそれぞれ給電する給電子ユニット１０６ａから１０６ｄと、並列ワイヤ部ＰＳに接触して、制振する制振ガイドローラ１０７ａ，１０７ｂと、ともに電極ペースト１０を塗布するペースト供給部１０８ａと、転写後のワイヤー９から電極ペースト１０を除去するペースト除去部１０８ｂと、ワイヤボビン１０２及びワイヤ巻取りボビン１０４と、並列ワイヤ部ＰＳに対して太陽電池基板１を、並列ワイヤ部ＰＳを構成するワイヤー９の並列方向、及び、各並列ワイヤ部ＰＳを構成するワイヤー９の並列方向と直角方向に相対的に移動する手段とを備えている。一体成形された複数の給電子が、互いに電気的に接続された２対の給電子ユニット１０６ａから１０６ｂ，１０６ｃから１０６ｄを構成しており、各給電子ユニットは、両端に軸端支持部を有する図示しない給電子ホルダを備え、位置制御が可能である。また、加工電源１１０が複数の給電子ユニット１０６ａから１０６ｄとワイヤー９との間に電流を流し、ワイヤー９の温度を一定温度に上昇させ、転写を容易にする。これら複数の給電子ユニット１０６ａから１０６ｄは、給電対象とする各並列ワイヤ部ＰＳのワイヤ並列間隔に対応して整列している。そして加工電源１１０は、並列ワイヤ部ＰＳに対して３本おきに給電するように配置される各給電子ユニット１０６ａから１０６ｄに対して給電する。また、同一の給電子ユニット１０６ａから１０６ｄにおいて整列する給電子は互いに電気的に接続されている。
【００６７】
メインガイドローラ１０１ａから１０１ｄはワイヤ走行系を構成する主要なガイドローラで、このグリッド電極形成装置では、同じ直径の４本のメインガイドローラが互いに平行に間隔をおいて配置されている。ワイヤボビン１０２から繰り出された一本のワイヤー９は、順次、４本のメインガイドローラ１０１ａから１０１ｄ間にまたがって、一定のピッチで離間しながら繰り返し巻き掛けられている。ワイヤー９はメインガイドローラ１０１ａから１０１ｄの回転に伴って走行し、最後にワイヤ巻取りボビン１０４に至る。メインガイドローラ１０１ｃ，１０１ｄは被加工物である太陽電池基板１を挟む位置に設置され、ワイヤー９がメインガイドローラ１０１ａから１０１ｄの間に一定の張力で展張されることにより、互いにメインガイドローラ１０１ｄの軸方向に離間した複数の並列ワイヤ部ＰＳを構成する。なお、本明細書においては、並列ワイヤ部ＰＳはメインガイドローラ１０１ｃから送り出されてメインガイドローラ１０１ｄに巻き掛かるまでの部分を指すことにする。上記並列ワイヤ部ＰＳ内で、太陽電池基板１に対向する部分を含む直線的に展張された領域が塗布領域ＲＴとなる。図１２は、転写後、ワイヤー９が太陽電池基板１から離間した状態を示している。
【００６８】
並列ワイヤ部ＰＳに接触して配置される給電子ユニット１０６ａから１０６ｄは、ワイヤー９に対して電圧パルスを供給する電極であり、図１２では太陽電池基板１の両側に各２列配置されている。また、並列ワイヤ部ＰＳ上の、給電子ユニット１０６ａから１０６ｄの塗布領域ＲＴ寄りの位置に制振ガイドローラ１０７ａ，１０７ｂが配置され、制振ガイドローラ１０７ａ，１０７ｂの表面に形成されているワイヤ案内用溝にワイヤー９が常に掛けられた状態が維持されてワイヤー９をガイドする。すなわち、制振ガイドローラ１０７ａ，１０７ｂは、一対のメインガイドローラ間に設けられ、並列ワイヤ部ＰＳにそれぞれ従動接触する、メインガイドローラに比較して小径のガイドローラである。そして、これら制振ガイドローラ１０７ａ，１０７ｂは、塗布領域ＲＴのワイヤー９が直線状に展張されるようにワイヤー９を支持し、制振ガイドローラ１０７ａ，１０７ｂ間の並列ワイヤ部ＰＳはワイヤ振動が抑制されて走行位置がほぼ静止状態となっている。さらに、塗布領域ＲＴを挟む位置にペースト供給部１０８ａと、ペースト除去部１０８ｂとが配置されており、向かい合わせに配置されたペースト供給部１０８ａの中空パイプ１１８から、電極ペースト１０の塗布されたワイヤー９が繰り出され、太陽電池基板１上に電極ペースト１０の塗布されたワイヤー９がくると、ステージ１０９が上昇し、太陽電池基板１表面に電極ペースト１０の塗布されたワイヤー９が接触する。ステージ１０９は被加工物である太陽電池基板１を載せて上昇、下降を行う台である。
【００６９】
ワイヤー９は図１２では、４本のメインガイドローラ１０１ａから１０１ｄのそれぞれについて、ローラ外周の一部分（約１／４周）だけ巻き掛かっており、４本のメインガイドローラ１０１ａから１０１ｄ全体に対して周回している。メインガイドローラ１０１ａから１０１ｄは、ワイヤボビン１０２からワイヤ巻取りボビン１０４に至る経路を構成し、被加工物である太陽電池基板１が上昇しているとき以外は、並列ワイヤ部ＰＳと太陽電池基板１とが接触しないように、空間が確保されている。メインガイドローラ１０１ｃ，１０１ｄは駆動式ガイドローラであり、その上方に配置されたメインガイドローラ１０１ａ，１０１ｂは、従動式ガイドローラである場合が多い。駆動式ガイドローラは、回転軸がモータの回転軸と直接ベルトなどで接続されることで回転力が伝達されて駆動する。これに対して、従動式ガイドローラには、モータの回転による駆動力を発生せず、巻き掛けられたワイヤー９の走行に伴って、ワイヤー９の摩擦によって回転するものである。制振ガイドローラ１０７ａ，１０７ｂは、並列ワイヤ部ＰＳに接触して配置された従動式のガイドローラであり、ワイヤー９の走行に伴い従動することによって回転する。
【００７０】
上記グリッド電極形成装置を用いることにより、１本のワイヤー９で、容易に高精度のグリッド電極を形成することができる。１本のワイヤー９で形成できるため、径の均一化をはかることができ、グリッド電極４Ｇの幅を均一化することができる。また、電極材料を塗布したワイヤー９を、太陽電池基板１表面に対して垂直方向に降下させ、転写後ワイヤー９を太陽電池基板１表面から垂直方向に上昇させることで、微細かつ高精度のペースト塗布が実現される。
【００７１】
スクリーン印刷マスクのカタログによると、太陽電池セル製造に用いられるグリッド電極の細線化に良く用いられるメッシュ数♯４００、ワイヤー線径２３μｍφの印刷マスクを使用する場合、ワイヤーピッチは６４μｍとなるので、ワイヤーとワイヤー間の隙間幅は（６４−２３）＝４１μｍになり、透過面積率あるいは空間率と呼ばれるワイヤー間の隙間面積割合は（４１×４１）／（６４×６４）＝４１％となり、グリッド電極が途切れたり、グリッド電極の尾根部の厚みの凹凸が顕在化して、グリッド電極抵抗が高くなり易い。この場合のグリッド電極の印刷マスク開口幅は３５μｍ以上５０μｍ以下で設計されることが多く、メッシュのワイヤー交点部では開口幅と寸法が同程度となり、メッシュワイヤー交点部のグリッド電極厚が薄くなり、細いグリッド電極が断線し易い傾向がある。電極ペーストは設計幅より横方向に滲んで実幅は４５μｍ以上８０μｍ以下となり、１０μｍ以上３０μｍ以下と太くなる傾向がある。設計幅より実幅が太くなるのはスクリーン印刷法による印圧を掛けて印刷マスクからペーストを掻き出しながら押し出すので、ペーストが横に広がる特徴があるためである。設計幅より印刷パターンが太くなる程度を抑制するのは、スクリーン印刷法の課題であった。
【００７２】
また、印刷パターンを形成するマスク乳剤の厚みを無視した場合、一般的に印刷直後のパターン厚を見積もる指標として透過容積があり、単位は［ｃｍ3/ｍ2］＝［μｍ］であり印刷直後の厚みに相当する。メッシュ数♯４００、ワイヤー線径２３μｍφの場合は、透過容積は２２μｍであり、グリッド電極厚に相当する初期ペースト厚みであり、乾燥焼結で容積収縮が起こる。例えば電極ペーストが、銀Ａｇを主成分とするＡｇペーストであれば、乾燥焼結で、ペースト厚みの約７割に収縮するため、グリッド電極厚は１６μｍ程度になる。
【００７３】
印刷マスクの価格は高価な細いメッシュを用いることで生じているが、印刷法では一般的に印刷するワーク面積すなわち太陽電池基板の面積の数倍以上のメッシュ面積が必要となりメッシュ面積を減らすことが難しい。１辺１５６ｍｍの正方形ワークを印刷する印刷マスクは１辺２５０ｍｍの正方形以上の面積が必要で、メッシュピッチも０．１ｍｍ以下と小さいので、１枚の印刷マスクに使用されるメッシュ線の総延長距離は６００ｍ以上を超える。更に、メッシュ線はグリッド方向に斜め２３度程度に設置されるため、製造過程で不要にカットされるメッシュは１倍以上３倍以下程度の面積が必要となる。製造過程で不要にカットされる分を考慮すると、印刷マスク１枚を作製するのにメッシュ線の総延長距離は１０００ｍを超えることになる。細線ワイヤーは線径を小さくすると高額になる上に、マスク強度を維持するためにはメッシュピッチを小さくする必要がある。このため、メッシュ単位面積当たりに使用する細いワイヤー長さも大幅に増加する傾向となり、印刷マスクのコストは急激に高額になり、本印刷マスクで製造した太陽電池の製造費も高くなる傾向があった。
【００７４】
一方、実施の形態１から４の太陽電池の製造方法によれば、グリッド電極厚に相当する初期ペースト厚みが、乾燥焼結で容積収縮を生じたりすることも少なく、寸法精度の高いグリッド電極を得ることができる。
【００７５】
また、印刷マスクのように、長いワイヤーを必要とすることなく、低コストでのグリッド電極形成が可能となり、太陽電池の製造費の高騰を招くこともない。
【００７６】
なお、実施の形態１から４では、ワイヤー９を銅線などの金属線で構成した。銅線などの金属線でワイヤー９を構成する場合、溶融状態で延伸することで、均一で高精度の細線を形成することができる。なお、金属線に限定されることなく、樹脂などを用いても良い。樹脂の場合も延伸加工によって容易に、高精度の細線を形成することが可能である。
【００７７】
また、実施の形態１から４では、太陽電池基板１は、反射防止膜３がＳｉＮ等の絶縁膜である、拡散型太陽電池の場合は、電極ペーストとして、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社製ソーラメットＰＶ１８Ａ（登録商標）等の高温燒結ペーストを用い、電極の焼結温度ピークが７００℃以上９００℃以下程度の焼結が施される。一方、表面にＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性電極を形成した上に集電電極を形成する、ヘテロ接合型太陽電池の場合、異なる低温焼結銀ペーストを用いて焼結温度1５０℃から２５０℃で焼結が施される。この場合は、低温燒結でワイヤー９との接合性が高い材料を用いるのが望ましい。
【００７８】
実施の形態１から４の方法によれば、スクリーン印刷法に比べて、微細でかつ均一な幅および高さを持つグリッド電極を、寸法精度よく、低コストで形成することができる。スクリーン印刷の場合に比べ、印刷直後と乾燥後の寸法変動もきわめて小さく、寸法精度の高い電極パターンの形成が可能となる。
【００７９】
また、実施の形態１から４では受光面側に形成されるグリッド電極について説明したが、上記グリッド電極の形成方法および構造は、裏面側にグリッド電極を形成する場合、特に両面にグリッド電極を形成した照射型の太陽電池にも有効である。
【００８０】
また、実施の形態１から４では、グリッド電極４Ｇは、太陽電池基板１上に一定間隔で相対向する辺に平行に分布されているが、辺に対して平行である必要はなく、辺に対して角度をなす構成であってもよい。
【００８１】
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、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１  太陽電池基板、１Ｓ  ｐ型単結晶シリコン基板、２  ｎ型拡散層、３  反射防止膜、４Ｇ  グリッド電極、４Ｂ  受光面バス電極、５  裏面バス電極、６  アルミニウム電極、７  ＢＳＦ層、９  ワイヤー、１０  電極ペースト、１０Ｓ  ペースト、１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ  メインガイドローラ、１０２  ワイヤボビン、ＰＳ  並列ワイヤ部、１０４  ワイヤ巻取りボビン、１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ  給電子ユニット、１０７ａ，１０７ｂ  制振ガイドローラ、１０８  ペースト部、１０８ａ  ペースト供給部、１０８ｂ  ペースト除去部、１０９  ステージ、１１０  加工電源、１１８  中空パイプ、２００  楔、３０  金型、３１  Ｖ溝、ｗ  塗布幅、ｔ0  塗布厚、ｔ1  グリッド電極厚、Ｓｇ  塗布面積、ＲＴ  塗布領域、Ｄ１  内径、Ｄ２  直径、Ｌｇ  グリッド長、Ｌ  長さ。
【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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