(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ製ペーストをスクリーンマスクを介して加圧し太陽電池裏面に転写するスクリーン印刷において、印刷前にスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔が印刷される部分によって異なり、間隔が広い部分には間隔が狭い部分よりＡｌ製ペーストを厚く印刷することにより前記Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを前記Ａｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚く形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記スクリーン印刷において、スクリーンマスクのフレームとマスクホルダとの間の少なくとも一部にスペーサを配設することにより印刷前にスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔が印刷される部分によって異なることを特徴とする請求項１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記スクリーン印刷において、太陽電池裏面のスクリーン印刷をする領域の外周の少なくとも一部にスペーサを配設することにより印刷前にスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔が印刷される部分によって異なることを特徴とする請求項１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記スクリーン印刷において、太陽電池を固定するステージと太陽電池との間の少なくとも一部にスペーサを挿入することにより印刷前にスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔が印刷される部分によって異なることを特徴とする請求項１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記スクリーン印刷において、太陽電池を固定するステージを傾斜させることにより印刷前にスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔が印刷される部分によって異なることを特徴とする請求項１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
スキージを移動しながら加圧することによりＡｌ製ペーストをスクリーンマスクを介して太陽電池裏面に転写するスクリーン印刷において、Ａｌ製ペーストを厚く印刷する部分ではスキージの移動速度を速くすることにより前記Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを前記Ａｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚く形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項７】
Ａｌ製ペーストをスクリーンマスクを介して加圧し太陽電池裏面に転写するスクリーン印刷において、Ａｌ製ペーストの厚さを厚くする部分には前記スクリーン印刷の前、後または前後に少なくとも一回Ａｌ製ペーストの印刷またはスプレーコートを行なうことにより前記Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを前記Ａｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚く形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項８】
スキージを移動しながら加圧することによりＡｌ製ペーストをスクリーンマスクを介して太陽電池裏面に転写するスクリーン印刷において、印刷する部分によってスキージによる印圧が異なり、印圧が小さい部分には印圧が大きい部分よりＡｌ製ペーストを厚く印刷することにより前記Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを前記Ａｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚く形成する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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池、特に裏面にＡｌ製ペースト電極を有する太陽電池およびその製造方法ならびに製造器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
裏面にＡｌ製ペースト電極を有する太陽電池の構造を図９に示す。この太陽電池の構造を、図１０に示す製造プロセスにしたがって説明する。結晶系シリコンの場合は、ｐ型シリコン基板１をエッチング後、受光面となる片面にｎ型拡散層２を積層し、その上に表面反射率を低減させるために反射防止膜３を形成する。受光面と反対の片面（以下、場合により「裏面」という）には、Ａｌ製ペーストをスクリーン印刷し、１５０℃程度で乾燥した後、空気中において７００℃程度で焼成し、Ａｌ製ペースト電極４を形成する。さらに裏面と受光面の一部に銀ペーストをパターン状にスクリーン印刷し、乾燥後、酸化性雰囲気中で高温により焼成し銀製ペースト電極５，６を形成する。この素子をフラックス浸漬し、つづいて銀製ペースト電極５，６をはんだコーティングし、その後洗浄し、乾燥することにより太陽電池を製造することができる。
【０００３】
スクリーン印刷は、図３に示すとおり、ステージ３６の上に、印刷しようとするセル３５を固定し、その上にスクリーンマスク３３を下降し、セル３５とスクリーンマスク３３とが適当な間隔となるように調節する。Ａｌ製ペースト３７をスクリーンマスク３３上に入れ、スキージ３１を移動しながら加圧することにより、Ａｌ製ペースト３７をスクリーンマスク３３を介してセル３５に転写する。このスクリーン印刷機を、印刷する方向から見ると図２のとおりである。
【０００４】
図１１に、ｐ型シリコン基板１１の裏面上にＡｌ製ペースト電極１４を形成した後の構造を示す。図１１（ａ）は平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のａ−ａ断面図である。通常、Ａｌ製ペーストの乾燥後の厚さは４５〜５５μｍであり、平均すると約５０μｍの厚さである。
【０００５】
近年、特に長期信頼性に優れた太陽電池を低コストで生産するため、太陽電池の大きな部分をしめるＡｌ製ペーストの使用量を低減する必要性に迫られている。また、Ａｌ製ペースト電極の厚さを薄くすることが太陽電池の反りを減らす上で効果的であることもわかっており、その意味でもＡｌ製ペーストの使用量の低減が急務となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし単にＡｌ製ペーストの使用量を減らし、乾燥後の厚さをたとえば４０μｍ以下とするのみでは、図１２に示すとおり、Ａｌ製ペーストの焼成後、電極の外縁部に直径数１０〜数１００μｍのボール状のＡｌ粒子１９が発生し、このボールアップと呼ばれるトラブルのため、外観不良により製品化できないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、ボールアップというトラブルが生じることなく、Ａｌ製ペーストの使用量を低減した薄型太陽電池を提供することにある。
【０００８】
また、本発明のさらなる目的は、そのような太陽電池の製造方法およびそれに使用する製造器具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池は、裏面にＡｌ製ペースト電極を有する太陽電池であって、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さが４５μｍ以上であり、他の部分の厚さより厚いことを特徴とする。
【００１０】
Ａｌ製ペースト電極の外縁部のうち１辺の厚さのみ、または相対する２辺の厚さのみ、または隣合う２辺の厚さのみが、４５μｍ以上であり、他の部分の厚さより厚いことが好ましい。あるいは、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さが４５μｍ以上であり、他の部分の厚さより厚く、Ａｌ製ペースト電極の厚さが連続的に変化する態様も好ましい。また、Ａｌ製ペースト電極のすべての外縁部の厚さが４５μｍ以上であり、Ａｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚い態様も好適である。
【００１１】
本発明の太陽電池の製造方法は、Ａｌ製ペーストをスクリーンマスクを介して加圧し太陽電池裏面に転写するスクリーン印刷において、印刷時のスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔が印刷される部分によって異なり、間隔が広い部分には間隔が狭い部分よりＡｌ製ペーストを厚く印刷することにより、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを他の部分の厚さより厚く形成することを特徴とする。
【００１２】
スクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔に広狭を持たせる方法としては、スクリーンマスクのフレームとマスクホルダとの間の少なくとも一部にスペーサを配設する態様、太陽電池裏面のスクリーン印刷をする領域の外周の少なくとも一部にスペーサを配設する態様、太陽電池を固定するステージと太陽電池との間の少なくとも一部にスペーサを挿入する態様または太陽電池を固定するステージを傾斜させる態様が好ましい。
【００１４】
本発明の太陽電池は、Ａｌ製ペーストを厚く印刷する部分ではスキージの移動速度を速くする方法により製造することができ、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを他の部分の厚さより厚く形成することができる。
【００１５】
本発明の太陽電池は、Ａｌ製ペーストを厚く印刷する部分ではスクリーン印刷の前、後または前後に少なくとも一回Ａｌ製ペーストの印刷を行なう方法により製造することができ、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを他の部分の厚さより厚く形成することができる。
【００１６】
本発明の太陽電池は、Ａｌ製ペーストの厚さを厚くする部分ではスクリーン印刷の前、後または前後に少なくとも一回Ａｌ製ペーストのスプレーコートをする方法により製造することができ、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを他の部分の厚さより厚く形成することができる。
【００２１】
本発明の太陽電池は、スキージによる印圧が印刷する部分によって異なり、印圧が小さい部分には印圧が大きい部分よりＡｌ製ペーストを厚く印刷する方法により製造することができ、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さを他の部分の厚さより厚く形成することができる。
【００２２】
本発明の太陽電池の製造方法によれば、Ａｌ製ペースト電極の外縁部のうち１辺の厚さのみをＡｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚く形成し、またはＡｌ製ペースト電極の外縁部のうち相対する２辺の厚さのみをＡｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚く形成し、またはＡｌ製ペースト電極の外縁部のうち隣合う２辺の厚さのみをＡｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚く形成することができる。さらに、本発明の製造方法によれば、Ａｌ製ペースト電極の厚さを連続的に変化するように形成することができ、また、Ａｌ製ペースト電極のすべての外縁部の厚さをＡｌ製ペースト電極の他の部分の厚さより厚く形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（太陽電池）
本発明は、裏面にＡｌ製ペースト電極を有する太陽電池において、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さが他の部分の厚さより厚いことを特徴とする。
【００２５】
Ａｌ製ペースト電極の外縁部の厚さを他の部分の厚さより厚くするのは、ボールアップは、Ａｌ製ペースト電極の外縁部に発生する傾向があり、また電極の厚さを厚くすると発生しにくくなるからである。具体的には、電極の厚さが４５μｍ以上あればボールアップは発生しにくくなるが、４０μｍ以下にすると発生しやすくなる。したがって、Ａｌ製ペーストの使用量を低減するため、Ａｌ製ペースト電極の厚さを４０μｍ以下とする場合であっても、ボールアップを防止するために電極の外縁部の厚さは４５μｍ以上に厚くしておくことが好ましく、５５μｍ以上に厚くしておくとより好ましい。
【００２６】
Ａｌ製ペースト電極の外縁部のうち少なくとも一部の厚さを厚くするのは、ボールアップは、焼成炉へ入れるとき先頭に来る辺に集中して発生し、焼成炉に最後に入る辺にも稀に発生する傾向があるなど、発生する部分に特異性があるからであり、Ａｌ製ペーストの使用量を低減するという課題も併せて考慮するときは、ボールアップの発生する傾向のある部分を厚くするのが好ましいからである。
【００２７】
具体的には、図１の（ａ）〜（ｃ）に示すとおり、Ａｌ製ペースト電極１４の外縁部のうち焼成炉へ入れる際に先頭に来る１辺のみ厚くする態様が好ましい。この場合、電極の印刷厚に厚薄を設ける方法などに応じて、図１(ａ）に示すとおり、厚さを連続的に変化させる態様も好ましい。また、図１（ｄ）に示すとおり、末端の辺も加えた相対する２辺のみを厚くする態様も好ましい。さらに、ボールアップはＡｌ製ペースト電極の外縁部に集中して発生し、中央部にはあまり発生しない傾向があるため、図１（ｅ）に示すとおり、電極の外縁部である４辺全部の印刷厚を厚くする態様も好ましい。一方、焼成炉へ入れるとき必ずしも電極の相対する辺に垂直な方向に入るとは限らず、また電極が多角形である場合もあるから、そのような場合にはＡｌ製ペースト電極の外縁部のうち隣合う２辺の厚さのみが厚いという態様（図示していない）も好ましい。
【００２８】
(製造方法）
本発明の太陽電池はＡｌ製ペースト電極の外縁部が厚いことを特徴とするが、このような電極の厚薄はスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔の変更、印刷速度や印圧などの条件、印刷回数、スクリーンマスクの仕様、スキージの仕様などを変更することにより実現できる。
【００２９】
本発明の太陽電池の製造方法は、スクリーン印刷をする際にスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔を印刷する部分によって変えることにより、間隔が広い部分に間隔が狭い部分よりＡｌ製ペーストを厚く印刷することを特徴とする。スクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔を広くすることにより、それだけスクリーンマスクを通過し得るＡｌペーストの量が多くなり、したがって、太陽電池裏面に転写し得るＡｌ製ペーストの量が多くなり、Ａｌ製ペーストを厚く印刷することができる。スクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔とＡｌ製ペーストの印刷圧との関係は、使用するＡｌ製ペーストの粘度などによっても異なるが、スクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔が０．３〜０．６ｍｍであるときに厚さ４０μｍ程度のＡｌ製ペーストを印刷できる場合は、スクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔を１．５〜２．０ｍｍとすることにより厚さ４５μｍ程度の厚さを得ることができる。
【００３０】
スクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔を、印刷する部分によって変える方法としては、図２に示すとおり、スクリーンマスクのフレーム２４とマスクホルダ２２との間にスペーサ２７を設ける方法、セル２５（以下、場合により「太陽電池」ともいう）のスクリーン印刷をする領域の外周の少なくとも一部にスペーサ２８を配設する方法、セル２５を固定するステージ２６とセル２５との間の少なくとも一部にスペーサ２９を挿入する方法またはセル２５を固定するステージ２６を傾斜させる方法が好ましい。これらの方法により、スクリーンマスク２３を下降させて印刷をするとき、太陽電池裏面に対してスクリーンマスクが傾くため、太陽電池裏面とスクリーンマスクとの間隔を印刷する部分によって変えることができる。
【００３１】
本発明の太陽電池の他の製造方法は、図３に示すとおり、スクリーン印刷をする際にＡｌ製ペーストを厚く印刷する部分３８ではスキージ３１を速く移動させることを特徴とする。スキージを速く移動させると、それだけスキージ通過時にスクリーンマスクが太陽電池裏面から離れる速度も速くなり、スクリーンマスクを通過して太陽電池裏面に転写するＡｌ製ペーストの量が多くなる結果、スキージの移動が遅い部分に比べて厚く印刷をすることができる。スキージの移動速度は、スクリーン印刷機の仕様などによっても異なるが、３０〜５０ｍｍ／秒の移動速度で厚さ４０μｍ程度のＡｌ製ペーストを印刷できるときは、１２０〜２００ｍｍ／秒の高速とすることにより４５μｍ程度の厚さが得られる。
【００３２】
本発明の太陽電池の他の製造方法は、Ａｌ製ペーストを厚く印刷しようとする部分にはスクリーン印刷の前、後または前後に少なくとも一回Ａｌ製ペーストの印刷を行なうことを特徴とする。同一部分を複数回印刷することにより、他の部分に比較して厚い印刷が得られる。このような方法としては、たとえば図４に示すとおり、スクリーン印刷後、スキージ４１にスクレッパ（インク返し）４８をかぶせて元の位置に戻す前に、新たなセル４５をステージ４６に固定し、スキージ４１とスクレッパ４８とを元の位置に戻す過程で厚く印刷しようとする部分４９において、スクレッパ４８が下降してスクリーンマスク４３を加圧するように印刷機を設定する方法がある。この方法によりスキージ４１によりスクリーン印刷をする前にスクレッパ４８によりプレ印刷をすることができ、スクリーン印刷後の簡単な操作によりプレ印刷ができる点で好ましい。Ａｌ製ペーストの仕様などによっても異なるが、スクレッパ４８を０〜１．０ｍｍ下降させることによって、厚さ５〜２０μｍのＡｌ製ペーストを印刷することができる。また１回目に使用したＡｌ製ペーストを２回目以降の印刷に使用することができ、ガラス成分を含有したＡｌ製ペーストであれば異なる種類のＡｌ製ペーストを使用することもできる。
【００３３】
本発明の太陽電池の他の製造方法は、Ａｌ製ペーストの厚さを厚くする部分にはスクリーン印刷の前、後または前後に少なくとも一回Ａｌ製ペーストのスプレーコートを行なうことを特徴とする。スプレーコートをすることにより、他の部分に比較して厚く塗ることができる。スプレーコート以外のコーティング方法もあるが、最も簡便であるためスプレーコートが好ましい。スプレーコートをするときは、Ａｌ製ペーストは酢酸ｎ−ブチルカルビトールなどの有機溶剤を加えて、スクリーン印刷をするときより粘度を下げておくことが好ましい。また１回目に使用したＡｌ製ペーストを２回目以降の印刷に使用することができ、ガラス成分を含有したＡｌ製ペーストであれば異なる種類のＡｌ製ペーストを使用することもできる。
【００３４】
本発明の太陽電池は、図５に示すとおり、スクリーンマスク５３中のＡｌ製ペーストを薄く印刷しようとする部分５１にプレス加工をしたスクリーンマスクにより製造することができる。プレス加工をしたスクリーンマスク５３ａは、プレス加工をしていないスクリーンマスク５３ｂに比較して紗厚が薄くなり、スクリーンが密になる結果、スクリーン印刷の際にＡｌ製ペーストが通過しにくくなり、Ａｌ製ペーストは薄く印刷されることになる。プレス加工としては、カレンダーロールにより加圧する方法がある。
【００３５】
本発明の太陽電池の他の製造方法は、図６に示すとおり、スクリーンマスク中のＡｌ製ペーストを厚く印刷しようとする部分６３ａと薄く印刷しようとする部分６３ｂを実現するために、パターンのエッジ６０と、最も近いスクリーンマスクのフレーム６４との距離Ｘが３０ｍｍ以下であることを特徴とする。この距離Ｘが３０ｍｍ以下であると、スクリーンマスクの張力によりスキージで加圧するときに、スクリーンマスクが太陽電池の裏面から離れる速度が速くなり、スキージの速度を速くしたのと同様に、スクリーンマスクを通過して太陽電池裏面に転写するＡｌ製ペーストの量が増加し、厚く印刷できるようになる。したがって、この距離Ｘは短いほど厚く印刷できることから、２０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００３６】
本発明の太陽電池の他の製造方法は、スクリーン印刷において、印刷する部分よってスキージによる印圧が異なることを特徴とする。印圧が小さい部分は印圧が大きい部分に比較して、スキージにより掻き取られるＡｌペーストの量が少なくなる結果、厚く印刷できる。印圧とＡｌ製ペーストの印刷量との関係は、Ａｌ製ペーストの種類やスキージの移動速度などにより異なるが、印圧５．０〜６．０ｋｇ／ｃｍで３５〜４０μｍの印刷量が得られるときは、印圧を２．０〜２．５ｋｇ／ｃｍに小さくすることにより４０〜４５μｍの印刷量が得られる。スキージにより印圧を変える方法としては、たとえば図７に示すとおり、スキージ７１中のある部分の刃先７１ａを削り取ることにより他の部分の刃先７１ｂより短くし、印圧を小さくする方法がある。また図８に示すとおり、スキージ８１中のある部分の刃先８１ａと他の部分の刃先８１ｂとの取着角度を変えることにより、スキージ８１中のある部分の刃先８１ａの印圧を他の部分の刃先８１ｂの印圧より小さくする方法がある。
【００３７】
（製造器具）
本発明のスクリーン印刷機は、太陽電池を固定するステージを傾斜させることによりスクリーンマスクと太陽電池裏面との間隔が印刷する部分によって広狭を有することを特徴とする。
【００３８】
本発明のスクリーンマスクは、Ａｌ製ペーストを薄く印刷する部分をプレス加工したことを特徴とする。
【００３９】
また、本発明のスクリーンマスクは、スクリーンマスクのパターンエッジと、最も近いスクリーンマスクのフレームまでの距離が３０ｍｍ以下であることを特徴とする。この距離は２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４０】
本発明のスキージは、スキージ中のある部分の刃先を他の部分の刃先より短くすることにより印圧を小さくしたことを特徴とする。
【００４１】
また、本発明のスキージは、スキージ中のある部分の刃先と他の部分の刃先とで取着角度を変えることにより、スキージ中のある部分の刃先の印圧を他の部分の刃先の印圧より小さくしたことを特徴とする。
【００４２】
これらのスクリーン印刷機、スクリーンマスクおよびスキージは、前述のとおり、Ａｌ製ペースト電極の外縁部の少なくとも一部の厚さが他の部分の厚さより厚いことを特徴とする太陽電池の製造器具として適する。
【００４３】
実施例１
テクスチャエッチングされた厚さ３３０ミクロン、１２５ｍｍ×１２５ｍｍで角型のｐ型シリコン基板の片側表面に、９００℃でＰの熱拡散により面抵抗値が約５０Ωのｎ型拡散層を形成し、その上に反射防止膜としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０ｎｍのシリコン窒化膜を形成した。つぎに、裏面にＡｌ製ペーストをスクリーン印刷し、１５０℃で乾燥した後、最厚部を先頭にしてＩＲ焼成炉に入れ、空気中において７００℃で焼成し、Ａｌ製ペースト電極を形成した。さらに、裏面と受光面に銀ペーストをパターン状にスクリーン印刷し、乾燥後、酸化性雰囲気下、６００℃で２分間焼成して銀製ペースト電極を形成した。最後に銀製ペースト電極をハンダ層でコーティングすることにより太陽電池を製造した。
【００４４】
スクリーン印刷は、印刷機として西進商事株式会社製のＳＳ１５０を使用し、Ａｌ製ペーストとして村田製作所製の３７１８Ｇ１を使用した。また、図２に示すとおり、厚さ１５０μｍ、枠サイズ３２０ｍｍ×３２０ｍｍで、ＳＵＳ１５０製のメッシュからなるスクリーンマスク２３のフレーム２４の一辺にスペーサ２７を挿入した後、マスクホルダ２２に固定して印刷を行なった（本実施例では、スペーサ２８，２９は設けていない）。スペーサ２７は、幅１５ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ１ｍｍのプラスチック板を使用した。スペーサ２７を挿入することにより、マスクホルダ２２を下降させて、スクリーン印刷をするときに、セル２５に対してスクリーンマスク２３に傾きを持たせることができた。
【００４５】
得られたＡｌ製ペースト電極は、図１（ａ）に示す断面図を有し、最厚部から最簿部へと厚さが連続的に変化していた。乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部４５μｍ、最簿部３９μｍであり、平均の厚さは４２μｍであった。従来品のＡｌ製ペーストの厚さは４５〜５５μｍであり、平均の厚さが約５０μｍとすると、本実施例で得られたＡｌ製ペーストは全体としてＡｌ量を１６％低減することができ、簿型太陽電池が得られたことになる。また、焼成後のボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スペーサを挿入するだけの簡単な作業で、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００４６】
実施例２
図２において、スペーサ２７をはずし、セル２５の一辺に沿うように、幅１５ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ１ｍｍのプラスチック製のスペーサ２８をステージ２６に貼り付けてスクリーン印刷をした以外は実施例１と同様にして、太陽電池を製造した。
【００４７】
得られたＡｌ製ペースト電極は、図１（ａ）に示す断面図を有し、最厚部から最簿部へと厚さが連続的に変化していた。乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部４５μｍ、最簿部４０μｍであり、平均の厚さは４２μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１６％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スペーサを貼り付けるだけの簡単な作業で、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００４８】
実施例３
図２において、ステージ２６の表面に長さ１５０ｍｍのセロハンテープ２９を重ねて貼り、セロハンテープ２９の厚さが１５０μｍとなるようにした後、その上からセル２５を固定してスクリーン印刷をした以外は実施例１と同様にして、太陽電池を製造した（スペーサ２７ははずしている）。
【００４９】
得られたＡｌ製ペースト電極は、図１（ａ）に示す断面図を有し、最厚部から最簿部へと厚さが連続的に変化していた。乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部４６μｍ、最簿部４０μｍであり、平均の厚さは４３μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１４％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スペーサを貼るだけの簡単な作業で、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００５０】
実施例４
図３に示すとおり、スキージ３１を移動させる速度を高速部分３８では１６０ｍｍ／秒とし、それ以外の領域では実施例１と同様に４０ｍｍ/秒のままとしてスクリーン印刷をした以外は実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７ははずしている）。
【００５１】
得られたＡｌ製ペースト電極は、図１（ｂ）に示す断面図を有していた。乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部４５μｍ、最簿部４１μｍであり、平均の厚さは４２μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１６％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スキージの移動速度を速めるだけの簡単な作業で、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００５２】
実施例５
図３に示すとおり、スキージ３１を移動させる速度を高速部分３８のほかに高速部分３９でも１６０ｍｍ／秒とし、それ以外の領域では４０ｍｍ/秒のままとしてスクリーン印刷をした以外は実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７ははずしている）。
【００５３】
得られたＡｌ製ペースト電極は、２つの盛り上がりを有し（図示していない）、乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部４５μｍ、最簿部４１μｍであり、平均の厚さは４３μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１４％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スキージの移動速度を速めるだけの簡単な作業で、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００５４】
実施例６
実施例１を終えた後、新しいセルをステージ上に固定した。スペーサ２７を取りはずした後、図４に示すとおり、スキージ４１にスクレッパ４８をかぶせた後、部分４９においてのみ他の部分よりスクレッパ４８が０．５ｍｍ下降するように印刷機の目盛を設定し、印刷を開始した。スキージ４１付きのスクレッパ４８がＡｌペーストをかき戻す際、部分４９ではスクレッパ４８が０．５ｍｍ下降したため、部分４９にはＡｌ製ペーストが印刷された。つづいて、実施例１と同様にスキージ４１を移動してスクリーン印刷をした。
【００５５】
部分４９は２回印刷されることになったため、乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部である部分４９の厚さは４５μｍであり、また最簿部は４１μｍであり、平均の厚さは４２μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１６％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スクレッパを０．５ｍｍ下降するように設定するだけの簡単な作業で、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００５６】
実施例７
図２において、ステージ２６を固定するねじ（図示していない）の調整によりステージ２６の左側を０．５ｍｍ下げ、その状態で固定してスクリーン印刷した以外は実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７は取り付けていない）。
【００５７】
乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部４８μｍ、最簿部４０μｍであり、平均の厚さは４２μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１６％低減することができたことになる。またＡｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、ステージ取り付け角度を変えるだけの簡単な作業で、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００５８】
実施例８
図５において、スクリーンマスク５３中の部分５１をカレンダーロールでプレス加工した。その結果、プレス加工されていないスクリーンマスク５３ｂの紗厚が７０μｍであるのに対して、プレス加工されているスクリーンマスク５３ａの紗厚は５９μｍとなった。このスクリーンマスクを用いてスクリーン印刷をした以外は実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７は取り付けていない）。
【００５９】
乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部４５μｍ、最簿部３９μｍであり、平均の厚さは４２μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１６％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スクリーンマスクをプレス加工するだけの簡単な作業で、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００６０】
実施例９
図６に示すとおり、スクリーンマスク６３中のＡｌ製ペーストを厚く印刷しようとする部分６３ａと薄く印刷しようとする部分６３ｂを実現するために、パターンのエッジ６０と、最も近いスクリーンマスクのフレーム６４までの距離Ｘを２０ｍｍとした。また、フレーム６４が小型になったため、アダプタ（図示していない）を使い印刷した。これらの点以外は実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７は取り付けていない）。
【００６１】
乾燥後、焼成前のＡｌ製ペーストの厚さは、最厚部４５μｍ、最簿部４２μｍであり、平均の厚さは４３μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１４％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スクリーンマスクの仕様を変えるだけで、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００６２】
実施例１０
ｐ型シリコン基板の裏面にＡｌ製ペーストを乾燥後の厚さが３６μｍとなるように基板全体に均一にスクリーン印刷し、乾燥した後、Ａｌ製ペースト電極の外縁部となる１辺が印刷されるように再度スクリーン印刷した以外は、実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７は取り付けていない）。
【００６３】
得られたＡｌ製ペースト電極は、図１（ｃ）に示す断面図を有していた。Ａｌ製ペーストの厚さは、最厚部５５μｍ、最簿部３６μｍであり、平均の厚さは４０μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を２０％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スクリーン印刷を２回行なうだけで、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００６４】
実施例１１
ｐ型シリコン基板の裏面にＡｌ製ペーストを乾燥後の厚さが３６μｍとなるように基板全体に均一にスクリーン印刷し、乾燥した後、Ａｌ製ペースト電極の外縁部となる相対する２辺が印刷されるように再度スクリーン印刷した以外は、実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７は取り付けていない）。
【００６５】
得られたＡｌ製ペースト電極は、図１（ｄ）に示す断面図を有していた。Ａｌ製ペーストの厚さは、最厚部５５μｍ、最簿部３６μｍであり、平均の厚さは４１μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１８％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スクリーン印刷を２回行なうだけで、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００６６】
実施例１２
ｐ型シリコン基板の裏面にＡｌ製ペーストを乾燥後の厚さが３６μｍとなるように基板全体に均一にスクリーン印刷し、乾燥した後、Ａｌ製ペースト電極の外縁部となる１辺にスプレーコートをした。スプレーコートでは、スクリーン印刷に用いたＡｌ製ペーストに、粘度を下げるため酢酸ｎ−ブチルカルビトールを２０質量％加えたものを用いた。スプレーコートは、エアガンを用いて行ない、幅２０ｍｍをコートした。これらの点以外は、実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７は取り付けていない）。
【００６７】
得られたＡｌ製ペースト電極は、図１（ｃ）に示す断面図を有していた。Ａｌ製ペーストの厚さは、最厚部５３μｍ、最簿部３６μｍであり、平均の厚さは４０μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を２０％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スプレーコートを１回追加して行なうだけで、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００６８】
実施例１３
ｐ型シリコン基板の裏面にＡｌ製ペーストを乾燥後の厚さが３６μｍとなるように基板全体に均一にスクリーン印刷し、乾燥した後、Ａｌ製ペースト電極の外縁部となる４辺にスプレーコートをした。スプレーコートでは、実施例１２で用いたＡｌ製ペースト（希釈したもの）用いた。スプレーコートは、エアガンを用いて行ない、幅２０ｍｍをコートした。これらの点以外は、実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７は取り付けていない）。
【００６９】
得られたＡｌ製ペースト電極は、図１（ｅ）に示す断面図を有していた。Ａｌ製ペーストの厚さは、最厚部５３μｍ、最簿部３６μｍであり、平均の厚さは４２μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１６％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スプレーコートを１回追加して行なうだけで、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００７０】
実施例１４
図７（ａ）に示すとおり、スキージ７１のスクリーンマスクとの接触辺である刃先７１ａを幅２０ｍｍの範囲で１００μｍ削り取った。同スキージ７１を左側面から見た状態を図７（ｂ）に示す。同スキージを用いた以外は、実施例１と同様にして太陽電池を製造した（スペーサ２７は取り付けていない）。
【００７１】
Ａｌ製ペーストの厚さは、最厚部４５μｍ、最簿部４１μｍであり、平均の厚さは４２μｍであった。したがって、全体としてはＡｌ量を１６％低減することができたことになる。また、Ａｌ製ペーストの焼成後、ボールアップは認められなかった。本実施例によれば、スキージの刃先を削り取るだけで、従来の材料およびプロセスを利用して、電気特性および信頼性が従来品となんら異なるところがない太陽電池が得られた。
【００７２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、ボールアップという外観不良の問題が生じることなく、Ａｌ製ペーストの使用量を低減した薄型太陽電池を提供することができる。また、そのような太陽電池の製造方法および製造方法に使用する製造器具を提供することができる。さらに本発明によれば、従来の材料やプロセスをほとんど変更せず使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の太陽電池の断面図である。
【図２】  本発明に使用するスクリーン印刷機の断面図である。
【図３】  本発明に使用するスクリーン印刷機の断面図である。
【図４】  本発明に使用するスクリーン印刷機の断面図である。
【図５】  本発明のスクリーンマスクの断面図である。
【図６】  本発明のスクリーンマスクの平面図である。
【図７】  本発明のスキージの形状を表わす概略図であり、(ａ）は正面図、（ｂ）は左側側面図である。
【図８】  本発明のスキージの形状を表わす概略図であり、(ａ）は正面図、（ｂ）は左側側面図である。
【図９】  裏面にＡｌ製ペースト電極を有する太陽電池の構造を表わす断面図である。
【図１０】  裏面にＡｌ製ペースト電極を有する太陽電池の製造プロセスを表わす工程図である。
【図１１】  ｐ型シリコン基板上にＡｌ製ペースト電極を形成した後の正常な状態を表わす概略図であり、(ａ）は平面図、（ｂ）はａ−ａ断面図である。
【図１２】  ｐ型シリコン基板上にＡｌ製ペースト電極を形成し、ボールアップトラブルの発生した状態を表わす断面図である。
【符号の説明】
１  ｐ型シリコン基板、２  ｎ型拡散層、３  反射防止膜、４，１４  Ａｌ製ペースト電極、５，６  銀製ペースト電極、７，８  ハンダ層、１０  太陽電池、２１，３１，４１  スキージ、１９  Ａｌ粒子、２２  マスクホルダ、２３，３３  スクリーンマスク、２４，３４  フレーム、２５，３５  セル、２６，３６  ステージ、３７  Ａｌ製ペースト、４８  スクレッパ、７０  刃先。
【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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