太阳能电池的制造方法以及印刷掩模技术

一种太阳能电池的制造方法，包括经由印刷掩模将包含作为电极材料的导电性材料的膏涂敷于基板的电极形成面的丝网印刷工序，该印刷掩模具有与具有汇流电极部和栅格电极部的电极形状相对应的开口部，所述丝网印刷工序包括使用在所述开口部设置有筛孔的所述印刷掩模来涂敷所述膏的工序，该筛孔是将两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝中横丝中的至少一个来织网而得到的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能电池的制造方法、印刷掩模、太阳能电池以及太阳能电池模块。
技术介绍
当前，作为构成太阳能电池模块的太阳能电池，主流是在作为硅等基板材料的受光面的表面和其相反侧的背面的各面具备电极的太阳能电池。近年来，只在其两面中的背面形成有电极的太阳能电池也得以实用化，但是在两面形成有电极的太阳能电池依然大量地普及。例如，在专利文献1中，制造太阳能电池时采用了如下的次序。首先，在硅等基板材料的表面通过蚀刻等手法来形成用于改变太阳光在基板表面的反射角度而将反射光导入基板内的纹理结构(凹凸)。接着，通过扩散等手法来形成pn结。接着，在该基板材料的至少一面通过氮化硅膜等来形成用于使太阳光的反射通过光干涉效应而降低的防反射膜。接着，在防反射膜上以所期望的图案涂敷金属膏。接着，为了通过加热金属膏而由于包含在金属膏中的玻璃使防反射膜熔融来取得与基板的电接合，实施烧制而形成电极。进而，使基板材料浸渍于具有溶解玻璃成分的特性的蚀刻液，溶解包含于电极的玻璃成分来降低电极的电阻。另外，例如专利文献2以及专利文献3公开了在基板材料的表面侧和背面侧这两面具有电极的太阳能电池的制造方法。一般，作为形成太阳能电池用电极的手法，采用了丝网印刷等简便的方法。关于用于丝网印刷的印刷掩模，将金属的丝或化学纤维制成网的被称为筛孔的基材固定到掩模框，将使金属膏透过的部分以外
的部分用树脂进行凝固而成形，使用于被印刷物的图案形成。为了降低太阳能电池模块的成本，完成在价格方面占大比例的太阳能电池的结构材料的成本降低实现起来极为困难。例如，从作为基材的基板材料开始至在各工序中使用的材料以及消耗器具类等为止，需要重新研究所有东西。尤其是，关于作为电极材料使用的金属膏材料，作为导电性金属使用银成为通例，但是价格非常昂贵。然而，当单纯地减少电极材料的使用量时，电极中的电阻损耗增加，太阳能电池的发电效率下降。因而，需要不使太阳能电池的发电效率下降地减少金属膏的使用量。在用于将太阳能电池的表面侧的电流进行集电的栅格电极中，配置有栅格电极的部分不进行发电，因此最好是栅格电极宽度细。然而，仅使电极宽度变细，电阻增加，电阻损耗增加，因此最好是栅格电极的厚度厚。越是加厚栅格电极的厚度，电阻损耗越是减少，太阳能电池的发电效率越是得以提高。在使用以往的丝网印刷掩模的情况下，电极的厚度是由筛孔的线径以及开口宽度等掩模规格来决定的。在印刷掩模中，在筛孔中使用的每1英寸(25.4mm)的丝的根数(以下称为网眼目数)和该丝的线径来表示其规格。例如，将使用每1英寸配置200根丝且线径为40μm的丝的情况表现为“200φ40”。因而，表示根数越多网眼越细，相对地线径也变细。在以往的印刷掩模中，筛孔以筛孔的纵丝或者横丝相对于栅格电极图案倾斜20～30度的方式粘贴于掩模框。这是因为，当丝与栅格电极图案平行时，图案边沿被丝覆盖，从而无法形成精密的电极图案。在太阳能电池模块中，将太阳能电池的汇流电极与相邻的太阳能电池的背汇流电极通过焊接铜线进行焊接来串联连接。此外，在本说明书中，汇流电极表示表面侧的汇流电极。背面侧的汇流电极描述为背汇流电极。在用于将太阳能电池彼此用焊接铜线进行焊接来连接的汇流电极中，要求焊接的接合强度，因此对于减少汇流电极宽度是有限度的。
因而，为了减少汇流电极中的金属膏的使用量，需要使汇流电极的厚度变薄。专利文献1：日本专利第4486622号公报专利文献2：日本专利第4319006号公报专利文献3：日本专利第4481869号公报
技术实现思路
然而，汇流电极的厚度与栅格电极同样地是由筛孔的线径以及开口宽度等掩模规格决定的，因此当为了提高发电效率而加厚栅格电极的厚度时，汇流电极的厚度也变厚。此外，在汇流电极中，被集电的电流在焊接在汇流电极上的焊接铜线上流过，因此即使加厚汇流电极的厚度，也没有降低电阻损耗的效果，发电效率也得不到提高。即，当为了提高太阳能电池的发电效率而加厚栅格电极的厚度时，汇流电极的厚度也变厚，存在金属膏的使用量增加这样的问题。另一方面，当为了削减金属膏的使用量而使汇流电极的厚度变薄时，栅格电极的厚度也变薄，存在太阳能电池的发电效率大幅地下降这样的问题。本专利技术是鉴于以上内容而作出的，其目的在于获得一种能够廉价地制造具有高的发电效率的太阳能电池的太阳能电池的制造方法、在该制造方法中使用的印刷掩模、具备通过该制造方法制造出的电极的太阳能电池以及太阳能电池模块。为了解决上述的课题、达成目的，本专利技术的太阳能电池的制造方法包括经由印刷掩模将包含作为电极材料的导电性材料的膏涂敷于基板的电极形成面的丝网印刷工序，该印刷掩模具有与具有汇流电极部和栅格电极部的电极形状相对应的开口部，该制造方法的特征在于，所述丝网印刷工序包括使用在所述开口部设置有筛孔的所述印刷掩模来涂敷所述膏的工序，该筛孔是将两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝和横丝中的至少一方来织网而得到的。根据本专利技术，起到能够廉价地制造具有高的发电效率的太阳能电
池这样的效果。附图说明图1是表示具备通过本专利技术的实施方式1的太阳能电池的制造方法所形成的电极的太阳能电池单元的受光面的图。图2是表示与图1所示的太阳能电池单元的受光面相反侧的背面的图。图3是本专利技术的实施方式1的太阳能电池单元的主要部分截面图，是图1以及图2中的A-A截面图。图4是在用于形成电极的丝网印刷工序中使用的印刷机中的平台部分的示意截面图。图5是图4的主要部分放大说明图。图6是表示在本专利技术的实施方式1中形成电极的基板材料的例子的平面图。图7是表示在本专利技术的实施方式1中形成电极的基板材料的例子的平面图。图8是表示在丝网印刷工序中使用的印刷掩模的俯视图。图9是图8中的B-B部分(栅格电极对应部)的放大截面图。图10是图8中的C-C部分(汇流电极对应部)的放大截面图。图11是表示在本专利技术的实施方式1的太阳能电池的制造方法中使用的印刷掩模中形成电极图案之前的掩模(空白(blank))的示意图。图12是放大图11的四方形部DEFG后的图。图13是表示在本专利技术的实施方式1的太阳能电池的制造方法中使用的印刷掩模中通过感光乳剂形成电极图案之后的印刷面侧的示意图。图14是放大图13的四方形部DEFG后的图。图15是放大一般的标准印刷掩模中的筛孔的一部分而示出的示意图。图16是放大本专利技术的实施方式1的印刷掩模的筛孔的一部分而示出的示意图。图17是表示一般的标准印刷掩模的栅格电极开口部中的透过厚度的计算例子的一览的图表。图18是表示本专利技术的实施方式1的印刷掩模的栅格电极开口部中的透过厚度的计算例子的一览的图表。图19是表示实施方式1的印刷掩模的筛孔相对于一般的标准印刷掩模的筛孔的相对的膏的使用比率的一览的图表。图20是说明本专利技术的实施方式2的太阳能电池模块的制造方法的次序的截面示意图。图21是说明本专利技术的实施方式2的太阳能电池模块的制造方法的次序的截面示意图。(附图标记说明)1：太阳能电池单元；2：印刷掩模；3：基板材料；4：平台；5：金属膏；6：掩模框；7：吸引机构；8：刮板；9：筛孔；10：感光乳剂；11：纵丝；12：横丝；13：外缘侧面；14：余白；20：开口部；21：栅格电极；22：表面汇流电极；23：背铝电极；24：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池的制造方法，包括经由印刷掩模将包含作为电极材料的导电性材料的膏涂敷于基板的电极形成面的丝网印刷工序，该印刷掩模具有与具有汇流电极部和栅格电极部的电极形状相对应的开口部，该制造方法的特征在于，所述丝网印刷工序包括使用在所述开口部设置有筛孔的所述印刷掩模来涂敷所述膏的工序，该筛孔是将两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝和横丝中的至少一方来织网而得到的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种太阳能电池的制造方法，包括经由印刷掩模将包含作为电极材料的导电性材料的膏涂敷于基板的电极形成面的丝网印刷工序，该印刷掩模具有与具有汇流电极部和栅格电极部的电极形状相对应的开口部，该制造方法的特征在于，所述丝网印刷工序包括使用在所述开口部设置有筛孔的所述印刷掩模来涂敷所述膏的工序，该筛孔是将两根构成丝捻起来编织出的捻丝使用于纵丝和横丝中的至少一方来织网而得到的。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述捻丝是线径不同的所述两根构成丝捻起来...

【专利技术属性】
技术研发人员：土井诚，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP