JPH06334203A - 光発電素子の形成方法 - Google Patents
光発電素子の形成方法Info
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- JPH06334203A JPH06334203A JP5120125A JP12012593A JPH06334203A JP H06334203 A JPH06334203 A JP H06334203A JP 5120125 A JP5120125 A JP 5120125A JP 12012593 A JP12012593 A JP 12012593A JP H06334203 A JPH06334203 A JP H06334203A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、機械的強度が大きく、且つ低抵抗
な集電電極を有する光発電素子を安定して形成できる光
発電素子の形成方法を提供することを目的とする。 【構成】 光発電素子の電極形成面（光電変換層または
透明導電層）に少なくとも２層以上の導電層からなる直
線状集電電極を有す光発電素子の形成方法において、前
記電極形成面に導電ペーストを用いて直線状パターンの
第１の導電層を形成し、続いて該第１の導電層に対し濡
れ性を有し且つ前記電極形成面に対しては濡れ性の無い
低融点金属を用い、前記直線状パターンより幅広の第２
の導電層を形成した後、前記直線状パターンの長手方向
に傾斜を付けた状態で前記第２の導電層を加熱溶融し
て、均一形状の低融点金属層を形成することを特徴とす
る。
な集電電極を有する光発電素子を安定して形成できる光
発電素子の形成方法を提供することを目的とする。 【構成】 光発電素子の電極形成面（光電変換層または
透明導電層）に少なくとも２層以上の導電層からなる直
線状集電電極を有す光発電素子の形成方法において、前
記電極形成面に導電ペーストを用いて直線状パターンの
第１の導電層を形成し、続いて該第１の導電層に対し濡
れ性を有し且つ前記電極形成面に対しては濡れ性の無い
低融点金属を用い、前記直線状パターンより幅広の第２
の導電層を形成した後、前記直線状パターンの長手方向
に傾斜を付けた状態で前記第２の導電層を加熱溶融し
て、均一形状の低融点金属層を形成することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光発電素子の形成方法
に係わり、特に光発電素子の集電用電極の形成方法に関
する。
に係わり、特に光発電素子の集電用電極の形成方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図６に、代表的な光発電素子であるアモ
ルファス太陽電池の従来例を示す。図６において、受光
面より、入射した光は、透明導電膜（ＩＴＯ）６０２を
通過し、アモルファスＳｉ層６０３で光電変換される。
光電変換されて発生した電荷は、前記ＩＴＯに集められ
るが、ＩＴＯは膜厚が７０ｎｍと薄い上に、体積抵抗率
も１×１０-3Ωｃｍと金属等に比べて高いため、直列抵
抗は大きくなって変換効率は低下してしまう。そこで、
効率よく電荷を集めるために、通常ＩＴＯ上に低抵抗な
集電電極が形成される。
ルファス太陽電池の従来例を示す。図６において、受光
面より、入射した光は、透明導電膜（ＩＴＯ）６０２を
通過し、アモルファスＳｉ層６０３で光電変換される。
光電変換されて発生した電荷は、前記ＩＴＯに集められ
るが、ＩＴＯは膜厚が７０ｎｍと薄い上に、体積抵抗率
も１×１０-3Ωｃｍと金属等に比べて高いため、直列抵
抗は大きくなって変換効率は低下してしまう。そこで、
効率よく電荷を集めるために、通常ＩＴＯ上に低抵抗な
集電電極が形成される。
【０００３】アモルファス太陽電池は、例えば表面に反
射層６０４を設けたステンレス６０５等の基板の上にシ
ラン等の原料ガスをグロー放電等で分解してａ−Ｓｉ光
電変換層を堆積し、更にその上に透明導電層６０２、集
電電極６０１を形成して作製される。ａ−Ｓｉの堆積温
度は通常３００℃前後であり、ａ−Ｓｉ堆積後に堆積温
度よりも高い温度で処理するとａ−Ｓｉの特性が劣化す
るという問題がある。そのため、アモルファス太陽電池
の集電電極は、通常結晶系太陽電池で用いられる低抵抗
の焼結型導電ペーストを用いることはできず、ポリマー
型導電ペーストを用い、これをステンシルスクリーン等
を用いたスクリーン印刷によって電極パターンをＩＴＯ
上に転写し、熱風乾燥炉等により２００℃ぐらいの低温
で、２０〜３０分硬化させる方法が一般に用いられる。
ポリマー型導電ペーストには、一般的にポリエステル、
ポリイミド、エポキシ、フェノール等の樹脂に湿式還元
沈澱法等で作成した導電粒子（１〜５μｍ）を３本ロー
ルミル等で単分散させた導電ペーストが用いられる。
射層６０４を設けたステンレス６０５等の基板の上にシ
ラン等の原料ガスをグロー放電等で分解してａ−Ｓｉ光
電変換層を堆積し、更にその上に透明導電層６０２、集
電電極６０１を形成して作製される。ａ−Ｓｉの堆積温
度は通常３００℃前後であり、ａ−Ｓｉ堆積後に堆積温
度よりも高い温度で処理するとａ−Ｓｉの特性が劣化す
るという問題がある。そのため、アモルファス太陽電池
の集電電極は、通常結晶系太陽電池で用いられる低抵抗
の焼結型導電ペーストを用いることはできず、ポリマー
型導電ペーストを用い、これをステンシルスクリーン等
を用いたスクリーン印刷によって電極パターンをＩＴＯ
上に転写し、熱風乾燥炉等により２００℃ぐらいの低温
で、２０〜３０分硬化させる方法が一般に用いられる。
ポリマー型導電ペーストには、一般的にポリエステル、
ポリイミド、エポキシ、フェノール等の樹脂に湿式還元
沈澱法等で作成した導電粒子（１〜５μｍ）を３本ロー
ルミル等で単分散させた導電ペーストが用いられる。
【０００４】図６に示した集電電極はこのようにして形
成されたものであり、線幅３００μｍ、膜厚１０μｍ程
度のものが現在実用化されている。
成されたものであり、線幅３００μｍ、膜厚１０μｍ程
度のものが現在実用化されている。
【０００５】ポリマー型導電ペーストの導電性は、樹脂
中に分散された導電粒子の接触によって生じるものであ
る。そのため、結晶系太陽電池でよく用いられる５００
℃〜８００℃の高温で、ガラスフリットを溶解させ導電
粒子が溶着される焼結型導電ペーストと違い、その体積
抵抗率は３×１０-5〜５×１０-5Ωｃｍと一桁高いた
め、集電電極の抵抗は大きくなって変換効率の抵抗損失
は大きくなる傾向がある。
中に分散された導電粒子の接触によって生じるものであ
る。そのため、結晶系太陽電池でよく用いられる５００
℃〜８００℃の高温で、ガラスフリットを溶解させ導電
粒子が溶着される焼結型導電ペーストと違い、その体積
抵抗率は３×１０-5〜５×１０-5Ωｃｍと一桁高いた
め、集電電極の抵抗は大きくなって変換効率の抵抗損失
は大きくなる傾向がある。
【０００６】さらに、太陽電池の特性を向上させるため
には、集電電極による遮光を低減することが必要であ
る。このために集電電極の細線化を行うと、印刷むら等
の増大により見かけ上の体積抵抗率はさらに悪くなる。
例えば、線幅を３００μｍから１００μｍに細線化を行
うと、その見かけの体積抵抗率は３倍から５倍と高くな
ってしまう。
には、集電電極による遮光を低減することが必要であ
る。このために集電電極の細線化を行うと、印刷むら等
の増大により見かけ上の体積抵抗率はさらに悪くなる。
例えば、線幅を３００μｍから１００μｍに細線化を行
うと、その見かけの体積抵抗率は３倍から５倍と高くな
ってしまう。
【０００７】このような問題を解決するために、本発明
者は、このポリマー型導電ペーストの上に、より体積抵
抗率の低い半田を肉盛りする検討を行った。集電電極の
低抵抗化を図れると同時に半田のブリッジ性により印刷
むらから生じる見かけ上の体積抵抗率の上昇を抑える効
果がある。半田をポリマー型導電ペーストの上に均一に
のせるには、２３０℃程度の溶融半田（Ｓｎ６３％Ｐｂ
３７％）に浸漬する方法が有効である。これは、半田は
ＩＴＯには全く濡れず、かつ導電ペーストには濡れると
いう特徴を利用したものである。即ち、前記スクリーン
印刷によって形成された集電電極面にスプレーフラクサ
ー等により液状フラックスを塗布し、これを前記溶融半
田に浸漬すると、導電ペーストのある集電電極上のみ半
田層が形成される。
者は、このポリマー型導電ペーストの上に、より体積抵
抗率の低い半田を肉盛りする検討を行った。集電電極の
低抵抗化を図れると同時に半田のブリッジ性により印刷
むらから生じる見かけ上の体積抵抗率の上昇を抑える効
果がある。半田をポリマー型導電ペーストの上に均一に
のせるには、２３０℃程度の溶融半田（Ｓｎ６３％Ｐｂ
３７％）に浸漬する方法が有効である。これは、半田は
ＩＴＯには全く濡れず、かつ導電ペーストには濡れると
いう特徴を利用したものである。即ち、前記スクリーン
印刷によって形成された集電電極面にスプレーフラクサ
ー等により液状フラックスを塗布し、これを前記溶融半
田に浸漬すると、導電ペーストのある集電電極上のみ半
田層が形成される。
【０００８】しかし、この方法では、ポリマー型導電ぺ
ースト上に薄い膜しか形成できず、十分に低抵抗な集電
電極を形成することは難しいことが分かった。これは、
溶融半田からひきあげる際に、溶融半田そのものの粘性
が、ポリーマー型導電ペースト上に残る半田量を制限し
てしまう結果であることが分かり、これを解決するため
に、本発明者は引き上げ工程の必要のない方法として、
クリーム半田をポリーマ型導電ペースト上に印刷しそれ
を溶融させる方法を提案した（平成４年特許願第２７３
９７３号）。
ースト上に薄い膜しか形成できず、十分に低抵抗な集電
電極を形成することは難しいことが分かった。これは、
溶融半田からひきあげる際に、溶融半田そのものの粘性
が、ポリーマー型導電ペースト上に残る半田量を制限し
てしまう結果であることが分かり、これを解決するため
に、本発明者は引き上げ工程の必要のない方法として、
クリーム半田をポリーマ型導電ペースト上に印刷しそれ
を溶融させる方法を提案した（平成４年特許願第２７３
９７３号）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法には、図７に示すように、クリーム半田を用いて直線
状の集電電極に厚盛りの半田層を形成しようとすると、
形成条件によっては飽和半田量を超えた半田が集電電極
の１部に集結し、半田ボールが形成されるという問題が
生じた。これは、一定の濡れ性を有する部材の一定面積
上にのる半田量には限界があるために生じる現象であ
り、このため集電電極上に発生した半田ボールが集電電
極そのものの機械強度を大幅に劣化させ、その後の太陽
電池の被覆工程において、集電電極を破壊してしまうと
いう問題がある。
法には、図７に示すように、クリーム半田を用いて直線
状の集電電極に厚盛りの半田層を形成しようとすると、
形成条件によっては飽和半田量を超えた半田が集電電極
の１部に集結し、半田ボールが形成されるという問題が
生じた。これは、一定の濡れ性を有する部材の一定面積
上にのる半田量には限界があるために生じる現象であ
り、このため集電電極上に発生した半田ボールが集電電
極そのものの機械強度を大幅に劣化させ、その後の太陽
電池の被覆工程において、集電電極を破壊してしまうと
いう問題がある。
【００１０】以上の状況において、本発明は、上記半田
ボールを除去し、機械的強度が大きく、且つ低抵抗な集
電電極を有する光発電素子を安定して形成することがで
きる光発電素子の形成方法を提供することを目的とす
る。
ボールを除去し、機械的強度が大きく、且つ低抵抗な集
電電極を有する光発電素子を安定して形成することがで
きる光発電素子の形成方法を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の光発電素子の形
成方法は、光発電素子の電極形成面（光電変換層または
透明導電層）に少なくとも２層以上の導電層からなる直
線状集電電極を有す光発電素子の形成方法において、前
記電極形成面に導電ペーストを用いて直線状パターンの
第１の導電層を形成し、続いて該第１の導電層に対し濡
れ性を有し且つ前記電極形成面に対しては濡れ性の無い
低融点金属を用い、前記直線状パターンより幅広の第２
の導電層を形成した後、前記直線状パターンの長手方向
に傾斜を付けた状態で前記第２の導電層を加熱溶融し
て、均一形状の低融点金属層を形成することを特徴とす
る。
成方法は、光発電素子の電極形成面（光電変換層または
透明導電層）に少なくとも２層以上の導電層からなる直
線状集電電極を有す光発電素子の形成方法において、前
記電極形成面に導電ペーストを用いて直線状パターンの
第１の導電層を形成し、続いて該第１の導電層に対し濡
れ性を有し且つ前記電極形成面に対しては濡れ性の無い
低融点金属を用い、前記直線状パターンより幅広の第２
の導電層を形成した後、前記直線状パターンの長手方向
に傾斜を付けた状態で前記第２の導電層を加熱溶融し
て、均一形状の低融点金属層を形成することを特徴とす
る。
【００１２】更に、前記低融点金属からなる第２の導電
層を形成する前または形成した後に、前記低融点金属に
対し濡れ性を有す低抵抗金属を前記第１の導電層または
第２の導電層上に配置することを特徴とする。
層を形成する前または形成した後に、前記低融点金属に
対し濡れ性を有す低抵抗金属を前記第１の導電層または
第２の導電層上に配置することを特徴とする。
【００１３】また、前記第２の導電層を加熱溶融する
際、前記直線状パターンの下端部にたまった溶融低融点
金属を気体を吹き付けて除去するか、あるいは振動波を
与えて除去することが望ましい。
際、前記直線状パターンの下端部にたまった溶融低融点
金属を気体を吹き付けて除去するか、あるいは振動波を
与えて除去することが望ましい。
【００１４】
【作用】ＩＴＯ上に直線状に形成されたポリーマー型導
電ペースト（第１の導電層）よりも幅広のパターンで、
例えばクリーム半田等低融点金属を含有するクリーム等
を用いて第２の導電層を形成した後、直線状パターンの
長手方向に傾斜をつけるように固定して加熱溶融するこ
とにより、パターンの上部で発生した溶融低融点金属の
塊（以降、半田ボールという）は落下しながら、パター
ン上に多数存在する半田ボールを吸収して下部に落ち
る。また、下端部で落下せずの残った半田ボールは、エ
アーナイフ等圧力空気を吹き付けたり、あるいは振動波
を与えることにより取り除くことができる。その結果、
半田ボールは一掃されて、均一形状の直線状集電電極を
得ることができる。また、低融点金属は、ＩＴＯと濡れ
ない材料が選択されるため、ＩＴＯ上に低融点金属が残
ることはない。
電ペースト（第１の導電層）よりも幅広のパターンで、
例えばクリーム半田等低融点金属を含有するクリーム等
を用いて第２の導電層を形成した後、直線状パターンの
長手方向に傾斜をつけるように固定して加熱溶融するこ
とにより、パターンの上部で発生した溶融低融点金属の
塊（以降、半田ボールという）は落下しながら、パター
ン上に多数存在する半田ボールを吸収して下部に落ち
る。また、下端部で落下せずの残った半田ボールは、エ
アーナイフ等圧力空気を吹き付けたり、あるいは振動波
を与えることにより取り除くことができる。その結果、
半田ボールは一掃されて、均一形状の直線状集電電極を
得ることができる。また、低融点金属は、ＩＴＯと濡れ
ない材料が選択されるため、ＩＴＯ上に低融点金属が残
ることはない。
【００１５】以上のように、本発明は、溶融時に電極上
で発生する半田ボールを積極的に利用し、それを重力に
より直線状パターンに沿って動かすことで、導電ペース
ト上に飽和した低融点金属を取り除くことができる。こ
のため、導電ペースト上に均一厚の厚盛りの低融点金属
層を安定して形成することが可能になる。この結果、集
電電極の抵抗に起因する変換効率の低下を抑えることが
でき、光発電素子の高効率化を達成できると共に、集電
電極の機械的強度は向上して、光発電素子の信頼性向
上、低コスト化を達成することができる。。
で発生する半田ボールを積極的に利用し、それを重力に
より直線状パターンに沿って動かすことで、導電ペース
ト上に飽和した低融点金属を取り除くことができる。こ
のため、導電ペースト上に均一厚の厚盛りの低融点金属
層を安定して形成することが可能になる。この結果、集
電電極の抵抗に起因する変換効率の低下を抑えることが
でき、光発電素子の高効率化を達成できると共に、集電
電極の機械的強度は向上して、光発電素子の信頼性向
上、低コスト化を達成することができる。。
【００１６】なお、本発明において、第１の導電層とな
る導電ペーストの種類及び第２の導電層を形成する低融
点金属の種類は特に限定されるものではない。導電ペー
ストとしては、電極形成面と接着性が高く、低融点金属
に対し濡れ性の良いものであればよい。具体的には、例
えば銀ペースト、銅ぺースト、ニッケルペースト、金ペ
ースト、錫ペースト、パラジウムぺースト、鉛ペースト
及び上記材料を合金化、メッキ、傾斜分散させたポリマ
ー型導電ぺーストが挙げられる。また、これらポリマー
型導電ペーストの他に、光発電素子の特性を大きく損な
わない温度範囲で焼結可能なものであれば、焼結型ペー
ストを用いても良い。低融点金属は第１の導電層及び低
抵抗金属よりも低融点のものであり、半田が好適に用い
られ、半田においても、いわゆるＳｎ−Ｐｂ系に限ら
ず、Ｓｎ基系やＩｎ基系およびＰｂ基等の半田について
も使用できることは言うまでもない。
る導電ペーストの種類及び第２の導電層を形成する低融
点金属の種類は特に限定されるものではない。導電ペー
ストとしては、電極形成面と接着性が高く、低融点金属
に対し濡れ性の良いものであればよい。具体的には、例
えば銀ペースト、銅ぺースト、ニッケルペースト、金ペ
ースト、錫ペースト、パラジウムぺースト、鉛ペースト
及び上記材料を合金化、メッキ、傾斜分散させたポリマ
ー型導電ぺーストが挙げられる。また、これらポリマー
型導電ペーストの他に、光発電素子の特性を大きく損な
わない温度範囲で焼結可能なものであれば、焼結型ペー
ストを用いても良い。低融点金属は第１の導電層及び低
抵抗金属よりも低融点のものであり、半田が好適に用い
られ、半田においても、いわゆるＳｎ−Ｐｂ系に限ら
ず、Ｓｎ基系やＩｎ基系およびＰｂ基等の半田について
も使用できることは言うまでもない。
【００１７】更に、集電電極の構造も低融点金属層と導
電ペースト層から成るものに限らない。例えば、導電ペ
ースト層、低融点金属層の他に、銅、ニッケル等の低抵
抗金属層を有するものについても使用できる。これによ
り、集電電極の一層の低抵抗化が図られ、より高い変換
効率を有する光発電素子を得ることができる。
電ペースト層から成るものに限らない。例えば、導電ペ
ースト層、低融点金属層の他に、銅、ニッケル等の低抵
抗金属層を有するものについても使用できる。これによ
り、集電電極の一層の低抵抗化が図られ、より高い変換
効率を有する光発電素子を得ることができる。
【００１８】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明するが、本発明がこれら実施例に限定されることはな
い。
明するが、本発明がこれら実施例に限定されることはな
い。
【００１９】（実施例１）図１は、本発明における集電
電極の形成プロセスを示す概略図である。以下、工程順
に太陽電池の形成方法を説明する。なお、太陽電池の電
極形成面（ＩＴＯ）までの作製方法は、公知の方法が用
いられる。
電極の形成プロセスを示す概略図である。以下、工程順
に太陽電池の形成方法を説明する。なお、太陽電池の電
極形成面（ＩＴＯ）までの作製方法は、公知の方法が用
いられる。
【００２０】第１工程：スクリーン印刷による導電ペー
ストの印刷 ステンレス紗３０μｍ線径、３００メッシュ、乳剤厚１
０μｍのスクリーン版を用い、スクリーン印刷機によ
り、太陽電池のＩＴＯ面上に、線幅２００μｍ、膜厚２
０μｍの直線状パターンのポリマー型Ａｇメッキ銅ペー
ストを転写した。
ストの印刷 ステンレス紗３０μｍ線径、３００メッシュ、乳剤厚１
０μｍのスクリーン版を用い、スクリーン印刷機によ
り、太陽電池のＩＴＯ面上に、線幅２００μｍ、膜厚２
０μｍの直線状パターンのポリマー型Ａｇメッキ銅ペー
ストを転写した。
【００２１】第２工程：ＩＲ加熱炉によるキュア ２００℃±２０℃に調整されたＩＲ加熱炉により、５分
間の加熱を行った。なお、基材の予備加熱には、ホット
プレートを用い１分の昇温を行った。
間の加熱を行った。なお、基材の予備加熱には、ホット
プレートを用い１分の昇温を行った。
【００２２】第３工程：メタル版印刷によるクリーム半
田の印刷 膜厚１００μｍのメタル版を用い、前記直線状パターン
とのアライメントを行ったのち、同じくスクリーン印刷
機で導電ペースト上に線幅１０００μｍの直線状パター
ンをクリーム半田で印刷した。クリーム半田は、Ｓｎ６
３％Ｐｂ３７％のものを用いた。また、配合されるフラ
ックスは、水洗浄型のものを使用した。
田の印刷 膜厚１００μｍのメタル版を用い、前記直線状パターン
とのアライメントを行ったのち、同じくスクリーン印刷
機で導電ペースト上に線幅１０００μｍの直線状パター
ンをクリーム半田で印刷した。クリーム半田は、Ｓｎ６
３％Ｐｂ３７％のものを用いた。また、配合されるフラ
ックスは、水洗浄型のものを使用した。
【００２３】第４工程：太陽電池のたておき（治具ヘの
固定） 前記印刷により形成した直線状パターンに対して前記直
線状パターンの長手方向に傾斜をつけて太陽電池を立て
かけ、マグネット等により治具に固定した。
固定） 前記印刷により形成した直線状パターンに対して前記直
線状パターンの長手方向に傾斜をつけて太陽電池を立て
かけ、マグネット等により治具に固定した。
【００２４】第５工程：リフローによる加熱溶融 第４工程で固定した太陽電池を治具ごと２５０℃±１０
℃に調整されたリフローオーブンに投入し、クリーム半
田を加熱溶融させた。リフロー内の温風は、太陽電池に
印刷されたクリーム半田のまず最下部近くを溶融させ、
順次上側のクリーム半田を溶融させて半田ボールを発生
させる。最上部の半田ボールは、自身の重量により導電
ペーストの印刷パターンに沿って落下し、途中発生して
いる半田ボールを吸収し、さらに巨大化して印刷パター
ンの最下端部に集結する。なお、この時の落下速度は、
印刷パターンと固定治具の傾きで調整することができ
る。また、この溶融時の半田の流動性は高いことが望ま
しく、そのためには、溶融温度は２３０℃以上であるこ
とが望ましい。
℃に調整されたリフローオーブンに投入し、クリーム半
田を加熱溶融させた。リフロー内の温風は、太陽電池に
印刷されたクリーム半田のまず最下部近くを溶融させ、
順次上側のクリーム半田を溶融させて半田ボールを発生
させる。最上部の半田ボールは、自身の重量により導電
ペーストの印刷パターンに沿って落下し、途中発生して
いる半田ボールを吸収し、さらに巨大化して印刷パター
ンの最下端部に集結する。なお、この時の落下速度は、
印刷パターンと固定治具の傾きで調整することができ
る。また、この溶融時の半田の流動性は高いことが望ま
しく、そのためには、溶融温度は２３０℃以上であるこ
とが望ましい。
【００２５】第６工程：振動による端部半田ボールの排
除 溶融後、印刷パターンの下部端部に集結した溶融半田ボ
ールを取り除くため、治具に対してバイブレーター等で
振動波を送り、振動で半田ボールをはじき飛ばした。
除 溶融後、印刷パターンの下部端部に集結した溶融半田ボ
ールを取り除くため、治具に対してバイブレーター等で
振動波を送り、振動で半田ボールをはじき飛ばした。
【００２６】第７工程：シャワー水洗によるフラックス
の洗浄 クリーム半田に含まれているフラックスを洗浄するため
に、イオン交換樹脂により、余分なイオンを取り除いた
純水を用いたシャワー室に太陽電池を治具ごと搬入し
た。なお、本実施例の洗浄水流量は、１０リットル／分
とした。
の洗浄 クリーム半田に含まれているフラックスを洗浄するため
に、イオン交換樹脂により、余分なイオンを取り除いた
純水を用いたシャワー室に太陽電池を治具ごと搬入し
た。なお、本実施例の洗浄水流量は、１０リットル／分
とした。
【００２７】第８工程：温風ブローによる乾燥 約８０℃の温風を太陽電池の電極面に５分程度あて、太
陽電池に付着している純水を乾燥させた。
陽電池に付着している純水を乾燥させた。
【００２８】第９工程：治具の取り外し 太陽電池を治具より取り外し、治具は再び第４工程で再
利用する。
利用する。
【００２９】以上の手順により形成した集電電極には、
半田ボールはなく、幅２００μｍ、厚さ８０μｍの均一
形状の集電電極が得られた。また、曲げ試験を行ったと
ころ、従来の太陽電池に比べ機械的強度が強いことが分
かった。
半田ボールはなく、幅２００μｍ、厚さ８０μｍの均一
形状の集電電極が得られた。また、曲げ試験を行ったと
ころ、従来の太陽電池に比べ機械的強度が強いことが分
かった。
【００３０】（実施例２）以下に本発明による第２の実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００３１】図２、３は、本発明における集電電極の形
成プロセスを示す概略図である。以下、各工程について
補足説明する。
成プロセスを示す概略図である。以下、各工程について
補足説明する。
【００３２】第１工程：スクリーン印刷による導電ペー
ストの印刷 ステンレス紗３０μｍ線径、３００メッシュ、乳剤厚１
０μｍのスクリーン版を用い、スクリーン印刷機によ
り、太陽電池のＩＴＯ面上に線幅２００μｍ、膜厚３０
μｍの直線状パターンのポリマー型銀傾斜分散銅ペース
ト（旭化成製６５９３）を転写した。
ストの印刷 ステンレス紗３０μｍ線径、３００メッシュ、乳剤厚１
０μｍのスクリーン版を用い、スクリーン印刷機によ
り、太陽電池のＩＴＯ面上に線幅２００μｍ、膜厚３０
μｍの直線状パターンのポリマー型銀傾斜分散銅ペース
ト（旭化成製６５９３）を転写した。
【００３３】第２工程：ＩＲ加熱炉によるキュア ２００℃±２０℃に調整されたＩＲ加熱炉により、５分
間の加熱を行った。なお、基材の予備加熱には、ホット
プレートを用い１分の昇温を行った。
間の加熱を行った。なお、基材の予備加熱には、ホット
プレートを用い１分の昇温を行った。
【００３４】第３工程：スクリーン印刷によるクリーム
半田の印刷 ステンレス紗５０μｍ線径、８０メッシュ、乳剤厚３０
μｍのスクリーン版を用い、前記パターンとのアライメ
ントを行ったのち、同じくスクリーン印刷機で導電ペー
スト上に線幅１０００μｍの直線状パターンをクリーム
半田で印刷した。クリーム半田は、Ｓｎ６３％Ｐｂ３７
％のものを用いた。また、配合されるフラックスは、無
ハロゲンの水洗浄型のものを使用した。
半田の印刷 ステンレス紗５０μｍ線径、８０メッシュ、乳剤厚３０
μｍのスクリーン版を用い、前記パターンとのアライメ
ントを行ったのち、同じくスクリーン印刷機で導電ペー
スト上に線幅１０００μｍの直線状パターンをクリーム
半田で印刷した。クリーム半田は、Ｓｎ６３％Ｐｂ３７
％のものを用いた。また、配合されるフラックスは、無
ハロゲンの水洗浄型のものを使用した。
【００３５】第４工程：コンベヤーオーブンによる加熱
溶融 図３に示される２本のレールを有するコンベヤーオーブ
ンに、前記レールと直線状電極パターンが交差するよう
に、太陽電池をコンベヤーに固定した。コンベヤーの２
本のレールは、太陽電池をマグネット等で吸着する仕組
みになっており、更に加熱部においては直線状パターン
が傾斜する構造になっている。この加熱部でクリーム半
田は加熱溶融させられる。レールの下段側にはホットプ
レートがあり、太陽電池に印刷されたクリーム半田はホ
ットプレート近くから溶融を始め、順次上側のクリーム
半田を溶融させて半田ボールを発生させる。最上部の半
田ボールは、自身の重量により導電ペーストの印刷パタ
ーンに沿って落下し、途中で発生した半田ボールを吸収
し、さらに巨大化して印刷パターンの最下端部に集結す
る。なお、この時の落下速度は、２本のレールの落差で
調整することができる。また、加熱溶融時、半田の流動
性は高いことが望ましく、そのためには、溶融温度は２
３０℃以上であることが望ましい。
溶融 図３に示される２本のレールを有するコンベヤーオーブ
ンに、前記レールと直線状電極パターンが交差するよう
に、太陽電池をコンベヤーに固定した。コンベヤーの２
本のレールは、太陽電池をマグネット等で吸着する仕組
みになっており、更に加熱部においては直線状パターン
が傾斜する構造になっている。この加熱部でクリーム半
田は加熱溶融させられる。レールの下段側にはホットプ
レートがあり、太陽電池に印刷されたクリーム半田はホ
ットプレート近くから溶融を始め、順次上側のクリーム
半田を溶融させて半田ボールを発生させる。最上部の半
田ボールは、自身の重量により導電ペーストの印刷パタ
ーンに沿って落下し、途中で発生した半田ボールを吸収
し、さらに巨大化して印刷パターンの最下端部に集結す
る。なお、この時の落下速度は、２本のレールの落差で
調整することができる。また、加熱溶融時、半田の流動
性は高いことが望ましく、そのためには、溶融温度は２
３０℃以上であることが望ましい。
【００３６】第５工程：エアーナイフによる端部半田ボ
ールの排除 溶融後、印刷パターンの下部に集結した溶融半田ボール
を取り除くため、真上から真下に強力な熱風流を発生さ
せ、その空気圧によって、半田ボールをはじき飛ばし
た。
ールの排除 溶融後、印刷パターンの下部に集結した溶融半田ボール
を取り除くため、真上から真下に強力な熱風流を発生さ
せ、その空気圧によって、半田ボールをはじき飛ばし
た。
【００３７】第６工程：シャワー水洗によるフラックス
の洗浄 クリーム半田に含まれているフラックスを洗浄するため
に、イオン交換樹脂により、余分なイオンを取り除いた
純水を用いたシャワー室に太陽電池をコンベヤーで搬入
した。
の洗浄 クリーム半田に含まれているフラックスを洗浄するため
に、イオン交換樹脂により、余分なイオンを取り除いた
純水を用いたシャワー室に太陽電池をコンベヤーで搬入
した。
【００３８】第７工程：温風ブローによる乾燥 約８０℃の温風を太陽電池の電極面に５分程度あて、太
陽電池を付着している純水を乾燥した。
陽電池を付着している純水を乾燥した。
【００３９】以上の工程により、実施例１と同様に、均
一形状で厚盛りの集電電極が得られた。
一形状で厚盛りの集電電極が得られた。
【００４０】また、本実施例によれば、コンベヤー自身
により、落差を発生させるために、太陽電池の固定に治
具を必要としない。そのため、実施例１に対して、工程
をより短縮できる。
により、落差を発生させるために、太陽電池の固定に治
具を必要としない。そのため、実施例１に対して、工程
をより短縮できる。
【００４１】（実施例３）本実施例では、図４に示すよ
うに、導電ペースト層、半田層、金属層からなる集電電
極を形成した。図５は、本実施例の工程を示す概略図で
あり、以下各工程について説明する。
うに、導電ペースト層、半田層、金属層からなる集電電
極を形成した。図５は、本実施例の工程を示す概略図で
あり、以下各工程について説明する。
【００４２】第１工程：スクリーン印刷による導電ペー
ストの印刷 ステンレス紗３０μｍ線径、３００メッシュ、乳剤厚１
０μｍのスクリーン版を用い、スクリーン印刷機によ
り、太陽電池のＩＴＯ面上に線幅１５０μｍ、膜厚２０
μｍの直線状パターンのポリマー型ニッケルペーストを
転写した。
ストの印刷 ステンレス紗３０μｍ線径、３００メッシュ、乳剤厚１
０μｍのスクリーン版を用い、スクリーン印刷機によ
り、太陽電池のＩＴＯ面上に線幅１５０μｍ、膜厚２０
μｍの直線状パターンのポリマー型ニッケルペーストを
転写した。
【００４３】第２工程：ＩＲ加熱炉によるキュア ２００℃±２０℃に調整されたＩＲ加熱炉により、５分
間の加熱を行った。なお、基材の予備加熱には、ホット
プレートを用い、１分の昇温を行った。
間の加熱を行った。なお、基材の予備加熱には、ホット
プレートを用い、１分の昇温を行った。
【００４４】第３工程：メタル版印刷によるクリーム半
田の印刷 膜厚１００μｍのメタル版を用い、前記パターンとのア
ライメントを行ったのち、同じくスクリーン印刷機で導
電ペースト上に線幅１０００μｍの直線状パターンをク
リーム半田で印刷した。クリーム半田にはＳｎ６３％Ｐ
ｂ３７、フラックスはハロゲン含有率０．２％の水洗浄
型のものを用いた。
田の印刷 膜厚１００μｍのメタル版を用い、前記パターンとのア
ライメントを行ったのち、同じくスクリーン印刷機で導
電ペースト上に線幅１０００μｍの直線状パターンをク
リーム半田で印刷した。クリーム半田にはＳｎ６３％Ｐ
ｂ３７、フラックスはハロゲン含有率０．２％の水洗浄
型のものを用いた。
【００４５】第４工程：太陽電池の治具への固定 図５に示す多数の溝を有する治具に、溝と電極パターン
のアライメントをとって、太陽電池を固定した。
のアライメントをとって、太陽電池を固定した。
【００４６】第５工程：銅ワイヤーの布線 多数の溝にそって、線径１００μｍの銅ワイヤーを電極
パターン上に布線し、接着剤を用いて治具にワイヤーを
仮固定した。
パターン上に布線し、接着剤を用いて治具にワイヤーを
仮固定した。
【００４７】第６工程：コンベヤーオーブンによる加熱
溶融 図３に示される２本のレールを有するコンベヤーオーブ
ンに対して、前記レールと直線状電極パターンが交差す
るように、太陽電池を治具ごとコンベヤーに固定する。
コンベヤーの２本のレールは、治具をマグネット等で吸
着する仕組みになっており、更に加熱部において落差を
もうけた。ここで、クリーム半田は、加熱溶融させられ
る。レールの下段側にはホットプレートがあり、太陽電
池に印刷されたクリーム半田はホットプレート近くから
溶融を始め、順次上側のクリーム半田を溶融させて半田
ボールを発生させる。最上部の半田ボールは、自身の重
量により導電ペーストの印刷パターンに沿って落下し、
途中で発生した半田ボールを吸収し、さらに巨大化して
印刷パターンの最下端部に集結する。なお、この時の落
下速度は、２本のレールの落差で調整することができ
る。また、加熱溶融時、半田の流動性は高いことが望ま
しく、そのためには、溶融温度は２３０℃以上であるこ
とが望ましい。
溶融 図３に示される２本のレールを有するコンベヤーオーブ
ンに対して、前記レールと直線状電極パターンが交差す
るように、太陽電池を治具ごとコンベヤーに固定する。
コンベヤーの２本のレールは、治具をマグネット等で吸
着する仕組みになっており、更に加熱部において落差を
もうけた。ここで、クリーム半田は、加熱溶融させられ
る。レールの下段側にはホットプレートがあり、太陽電
池に印刷されたクリーム半田はホットプレート近くから
溶融を始め、順次上側のクリーム半田を溶融させて半田
ボールを発生させる。最上部の半田ボールは、自身の重
量により導電ペーストの印刷パターンに沿って落下し、
途中で発生した半田ボールを吸収し、さらに巨大化して
印刷パターンの最下端部に集結する。なお、この時の落
下速度は、２本のレールの落差で調整することができ
る。また、加熱溶融時、半田の流動性は高いことが望ま
しく、そのためには、溶融温度は２３０℃以上であるこ
とが望ましい。
【００４８】第７工程：エアーナイフによる端部半田ボ
ールの排除 溶融後、印刷パターンの端部に集結した溶融半田ボール
を取り除くため、真上から真下に強力な熱風流を発生さ
せ、その空気圧によって、半田ボールをはじき飛ばし
た。
ールの排除 溶融後、印刷パターンの端部に集結した溶融半田ボール
を取り除くため、真上から真下に強力な熱風流を発生さ
せ、その空気圧によって、半田ボールをはじき飛ばし
た。
【００４９】第８工程：シャワー水洗によるフラックス
の洗浄 クリーム半田に含まれているフラックスを洗浄するため
に、イオン交換樹脂により、余分なイオンを取り除いた
純水を用いたシャワ室ーに太陽電池をコンベヤーで搬入
した。
の洗浄 クリーム半田に含まれているフラックスを洗浄するため
に、イオン交換樹脂により、余分なイオンを取り除いた
純水を用いたシャワ室ーに太陽電池をコンベヤーで搬入
した。
【００５０】第９工程：温風ブローによる乾燥 約８０℃の温風を太陽電池の電極面に５分程度あて、太
陽電池に付着している純水を乾燥した。
陽電池に付着している純水を乾燥した。
【００５１】第１０工程：ワイヤーのカット及び治具の
取り外し 太陽電池の両端部でワイヤーを切断し、太陽電池を治具
から取り外す。取り外された治具は、接着剤を除去後第
４工程で再利用される。
取り外し 太陽電池の両端部でワイヤーを切断し、太陽電池を治具
から取り外す。取り外された治具は、接着剤を除去後第
４工程で再利用される。
【００５２】以上により作製された集電電極は、実施例
１及び２と同様に均一形状であり、また、抵抗値は実施
例１及び２に比べ更に小さくなった。
１及び２と同様に均一形状であり、また、抵抗値は実施
例１及び２に比べ更に小さくなった。
【００５３】本実施例により、半田層の上に更に低抵抗
な金属層を設けることができるため、さらに集電電極の
低抵抗化が達成でき、光発電素子の更なる高効率化を図
ることができる。
な金属層を設けることができるため、さらに集電電極の
低抵抗化が達成でき、光発電素子の更なる高効率化を図
ることができる。
【００５４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、均
一、微細、低抵抗、及び機械強度の高い集電電極を安定
して形成することが可能になる。その結果、高変換効
率、低コスト化、高信頼性の光発電素子を提供すること
が可能となる。
一、微細、低抵抗、及び機械強度の高い集電電極を安定
して形成することが可能になる。その結果、高変換効
率、低コスト化、高信頼性の光発電素子を提供すること
が可能となる。
【図１】本発明による第１の実施例を示す概略図であ
る。
る。
【図２】本発明による第２の実施例を示す概略図であ
る。
る。
【図３】第２の実施例に用いるコンベヤーオーブンを示
す概略図である。
す概略図である。
【図４】導電ペースト層と半田層、及び金属層からなる
集電電極を有するアモルファス太陽電池の切断断面図で
ある。
集電電極を有するアモルファス太陽電池の切断断面図で
ある。
【図５】本発明による第３の実施例を示す概略図であ
る。
る。
【図６】従来のアモルファス太陽電池を示す切断断面図
である。
である。
【図７】導電ペースト層と半田層からなる集電電極を有
すアモルファス太陽電地の切断断面図である。
すアモルファス太陽電地の切断断面図である。
４０１、７０１ 半田層、 ４０２、７０２ 導電ペースト層、 ４０３ 金属層、 ４０４、６０２、７０４ 透明導電膜、 ６０１ 集電電極、 ６０３ アモルファスシリコン層、 ６０４ 反射層、 ６０５ ステンレス板（基材）、 ７０３ 半田ボール 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都築 幸司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 光発電素子の電極形成面（光電変換層ま
たは透明導電層）に少なくとも２層以上の導電層からな
る直線状集電電極を有す光発電素子の形成方法におい
て、前記電極形成面に導電ペーストを用いて直線状パタ
ーンの第１の導電層を形成し、続いて該第１の導電層に
対し濡れ性を有し且つ前記電極形成面に対しては濡れ性
の無い低融点金属を用い、前記直線状パターンより幅広
の第２の導電層を形成した後、前記直線状パターンの長
手方向に傾斜を付けた状態で前記第２の導電層を加熱溶
融して、均一形状の低融点金属層を形成することを特徴
とする光発電素子の形成方法。 - 【請求項２】 前記低融点金属からなる第２の導電層を
形成する前または形成した後に、前記低融点金属に対し
濡れ性を有す低抵抗金属を前記第１の導電層または第２
の導電層上に配置することを特徴とする請求項１に記載
の光発電素子の形成方法。 - 【請求項３】 前記第２の導電層を加熱溶融する際、前
記直線状パターンの下端部にたまった溶融低融点金属を
気体を吹き付けて除去することを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の光発電素子の形成方法。 - 【請求項４】 前記第２の導電層を加熱溶融する際、前
記直線状パターンの下端部にたまった溶融低融点金属を
振動波を与えて除去することを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載の光発電素子の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120125A JPH06334203A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 光発電素子の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120125A JPH06334203A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 光発電素子の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06334203A true JPH06334203A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14778590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5120125A Pending JPH06334203A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 光発電素子の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06334203A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001044466A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積型薄膜太陽電池の洗浄方法及びその装置 |
| JP2004247402A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
| WO2005096396A1 (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co., Ltd | 太陽電池の製造方法 |
| US8178777B2 (en) | 2003-10-08 | 2012-05-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing solar cell and solar cell manufactured thereby |
| WO2012000810A3 (de) * | 2010-06-30 | 2012-10-11 | Gebr. Schmid Gmbh | Verfahren zur herstellung eines kontaktes einer solarzelle und solarzelle |
| JP2014011305A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Mitsubishi Chemicals Corp | 太陽電池モジュール |
| JP2014107403A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Kaneka Corp | 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール |
-
1993
- 1993-05-21 JP JP5120125A patent/JPH06334203A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001044466A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積型薄膜太陽電池の洗浄方法及びその装置 |
| JP2004247402A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
| US8178777B2 (en) | 2003-10-08 | 2012-05-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing solar cell and solar cell manufactured thereby |
| WO2005096396A1 (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co., Ltd | 太陽電池の製造方法 |
| JP2009049436A (ja) * | 2004-03-31 | 2009-03-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池の製造方法 |
| JP4568359B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-10-27 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| US8759663B2 (en) | 2004-03-31 | 2014-06-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing solar battery |
| WO2012000810A3 (de) * | 2010-06-30 | 2012-10-11 | Gebr. Schmid Gmbh | Verfahren zur herstellung eines kontaktes einer solarzelle und solarzelle |
| JP2014011305A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Mitsubishi Chemicals Corp | 太陽電池モジュール |
| JP2014107403A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Kaneka Corp | 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール |
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