丝网印刷机、丝网印刷方法及太阳能电池的电极形成方法

摘要

本发明是一种丝网印刷方法，其是通过以下方式进行丝网印刷的方法：使用具备丝网制版、刮刀及刮浆板的丝网印刷机，利用前述刮刀来将被供给到前述丝网制版的顶面上的糊料填充到前述丝网制版的开口部后，利用前述刮浆板来将前述糊料从前述丝网制版的开口部挤出到被印刷物的规定位置，所述丝网制版设置有对应于印刷图案的开口部，由此，对前述被印刷物以对应于前述印刷图案的方式来丝网印刷前述糊料；并且，在进行前述丝网印刷时，调整前述丝网印刷机内的湿度。据此，本发明提供一种丝网印刷方法，其能够根据控制丝网制版上的糊料中的水分量，来提高糊料的印刷性。

权利要求

1.一种丝网印刷方法，其特征在于，是通过以下方式进行丝网印刷的方法：使用具备丝网制版、刮刀及刮浆板的丝网印刷机，利用前述刮刀来将被供给到前述丝网制版的顶面上的糊料填充到前述丝网制版的开口部后，利用前述刮浆板来将前述糊料从前述丝网制版的开口部挤出到被印刷物的规定位置，所述丝网制版设置有对应于印刷图案的开口部，由此，对前述被印刷物以对应于前述印刷图案的方式来丝网印刷前述糊料；

前述丝网制版的开口部的形状设为细线状，

前述丝网制版的开口部的宽度设为60μm以下，

并且，在进行前述丝网印刷时，调整前述丝网印刷机内的湿度，

将前述丝网印刷机的印刷机内温度设为T(℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)、将印刷物的宽度设为w(μm)时，使由以下公式定义的k’成为8.2＜k’＜18.0，

2.如权利要求1所述的丝网印刷方法，其中，在进行前述丝网印刷时，通过调整前述丝网印刷机内的湿度，来将前述丝网印刷机内的露点温度设为8.2～18.0℃。

3.如权利要求1所述的丝网印刷方法，其中，将前述丝网印刷机的印刷机内温度设为T(℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)时，使由以下公式定义的k成为8.2＜k＜18.0，

4.如权利要求2所述的丝网印刷方法，其中，将前述丝网印刷机的印刷机内温度设为T(℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)时，使由以下公式定义的k成为8.2＜k＜18.0，

5.如权利要求1所述的丝网印刷方法，其中，将前述丝网印刷机内的湿度调整在相对湿度为30～65％之间。

6.如权利要求2所述的丝网印刷方法，其中，将前述丝网印刷机内的湿度调整在相对湿度为30～65％之间。

7.如权利要求3所述的丝网印刷方法，其中，将前述丝网印刷机内的湿度调整在相对湿度为30～65％之间。

8.如权利要求4所述的丝网印刷方法，其中，将前述丝网印刷机内的湿度调整在相对湿度为30～65％之间。

9.如权利要求1至8中任一项所述的丝网印刷方法，其中，将前述丝网印刷机内的湿度调整在相对湿度为50±5％以内。

10.如权利要求1至8中任一项所述的丝网印刷方法，其中，前述糊料包含选自脂肪族烃系溶剂、卡必醇系溶剂、溶纤剂系溶剂、高级脂肪酸酯系溶剂、高级醇系溶剂、高级脂肪酸系溶剂及芳香族烃系溶剂中的1种以上的有机溶剂。

11.如权利要求9所述的丝网印刷方法，其中，前述糊料包含选自脂肪族烃系溶剂、卡必醇系溶剂、溶纤剂系溶剂、高级脂肪酸酯系溶剂、高级醇系溶剂、高级脂肪酸系溶剂及芳香族烃系溶剂中的1种以上的有机溶剂。

12.如权利要求1至8中任一项所述的丝网印刷方法，其中，将前述丝网制版的开口部的长边方向的长度设为156～8mm。

13.一种太阳能电池的电极形成方法，其特征在于，根据使用权利要求1至8中任一项所述的丝网印刷方法，将前述糊料丝网印刷在半导体基板的至少其中一方的主表面上，并对所述丝网印刷后的糊料进行干燥和煅烧，从而形成电极。

14.如权利要求13所述的太阳能电池的电极形成方法，其中，将所形成的前述电极设为指状电极，并将所述指状电极的长宽比设为0.5以上且1.0以下。

15.一种丝网印刷机，其特征在于，所述丝网印刷机具备：丝网制版，其设置有对应于印刷图案的开口部；刮刀，其将被供给到前述丝网制版的顶面上的糊料填充到前述丝网制版的开口部；刮浆板，其将前述糊料从前述丝网制版的开口部挤出到被印刷物的规定位置；以及，湿度调整器，其调整丝网印刷机内的湿度，前述丝网制版的开口部的形状设为细线状，

前述丝网制版的开口部的宽度设为60μm以下，

将前述丝网印刷机的印刷机内温度设为T(℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)、将印刷物的宽度设为w(μm)时，使由以下公式定义的k’成为8.2＜k’＜18.0，

16.如权利要求15所述的丝网印刷机，其中，至少包含前述丝网制版、前述刮刀及前述刮浆板的空间，被板状构件围绕。

17.如权利要求16所述的丝网印刷机，其中，前述板状构件的材质为聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯树脂、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、甲基丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯树脂、聚碳酸酯、三聚氰胺树脂、尿素树脂、聚丙烯腈、聚甲基戊烯、环状烯烃共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚树脂、聚甲基丙烯酸苯乙烯、聚酯碳酸酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚酰亚胺、聚芳酯、聚烯丙基砜及玻璃中的任一种。

说明书

丝网印刷机、丝网印刷方法及太阳能电池的电极形成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种丝网印刷机、丝网印刷方法、以及太阳能电池的电极形成方法。

背景技术

[0002] 一般来说，太阳能电池具有图7所示的结构。如图7所示，太阳能电池50 例如是大小为100～156mm见方、厚度为0.1～0.3mm的板状，并且针对由多晶硅或单晶硅等构成且掺杂有磷等n型杂质的n型半导体基板51，在受光面侧设置有p型扩散层52，在背面侧设置有n型扩散层53。在p型扩散层52上设置有受光面电极55，在n型扩散层53上设置有背面电极56。此外，在受光面侧设置有氮化硅(SiN)等的防反射膜兼钝化膜57。此外，在背面侧也可以设置SiN等的钝化膜58。此处，p型扩散层52是掺杂硼等p型杂质而形成于受光面侧，n型扩散层
53是掺杂磷等n型杂质而形成于背面侧。受光面电极55和背面电极56是通过以下方式形成：
使用丝网印刷法，在背面侧和受光面侧印刷导电性银糊料后，进行干燥、煅烧。这些电极是由母线电极与集电用指状电极构成，所述母线电极用以将由太阳能电池产生的光生电流取出到外部，所述集电用指状电极连接到这些母线电极。

[0003] 在这样的结构的太阳能电池中，如上所述，一般是使用丝网印刷法来形成电极(例如参照专利文献1、2)。相较于采用感光性材料的光刻法等，丝网印刷法适合于良率高地大量生产厚膜的电极，而有设备费用可以相对较低的优点。因此，丝网印刷法广泛地使用于电子工业界，除了太阳能电池的电极的形成外，还包括等离子显示器面板和液晶显示器面板等大面积显示器的电极层、电阻层、介电质层、或荧光体层等的图案的形成。

[0004] 针对以往的丝网印刷法，使用附图进行说明。图8是一般的丝网印刷机的主要部分的侧面示意图。图9是对根据一般的丝网印刷法来使糊料展开的情形从丝网制版的上面进行观察的俯视示意图、与从侧面进行观察的侧面示意图。参照图8来说明一连串的印刷动作。首先，在丝网印刷机110中，将糊料116 置于丝网制版111上，所述丝网制版111开口有想要形成的图案。在此糊料116 的上面，刮刀112一边从顶部施加压力一边向规定方向移动，由此，将糊料116 填充到丝网制版111的开口部的图案中。接下来，刮浆板113一边从顶部施加压力一边向与刮刀112相反的方向移动，由此，将已填充到丝网制版111的开口部的图案中的糊料116转印到被设置于印刷台114上的被印刷物115上。接着，刮刀112一边向与刮浆板113相反的方向移动一边将剩下的糊料116再次填充到丝网制版111的开口部的图案中。反复进行这些一连串的动作。

[0005] 参照图9，针对以往的丝网印刷法中的糊料的展开进行说明。以往的丝网印刷法中，若连续地反复印刷，则丝网制版111上的一部份糊料116会被刮浆板113和刮刀112推挤，糊料堆积区域的范围会超过印刷图案区域119的范围而扩大。据此，超出刮浆板扫掠区域和刮刀扫掠区域的糊料会位于刮浆板113 和刮刀112的动作范围外，因此无法使用于以后的印刷。另外，图9中示意地示出了连续印刷中的印刷图案区域外的糊料堆积区域120。

[0006] 如上所述，以往的丝网印刷法中，在刮浆板动作后，所供给的一部分糊料会超出刮浆板动作区域的两端而残留，并且随着印刷次数累积，溶剂成分会从超出的糊料表面挥发，于是糊料表面会部分凝固。如果操作者将此凝固后的糊料刮集到中央部并再次进行印刷，则版上的糊料的粘度会局部地变高。因此，尤其，若为了形成太阳能电池中的指状电极而对半导体基板印刷指状电极图案状的糊料时，则会产生所印刷的糊料变粗或出现飞白的情形。此时，所获得的太阳能电池中，可能发生指状电极变粗的情形、或外观检查下的良率恶化。在指状电极宽度为60μm以下时，这些印刷不良的影响尤其变大，而成为降低太阳能电池特性的主要原因。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：日本特开2006-347077号公报；

[0010] 专利文献2：日本特开2012-054442号公报。

发明内容

[0011] 发明要解决的课题

[0012] 本发明是鉴于如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种丝网印刷机和丝网印刷方法，所述丝网印刷机能够根据抑制溶剂从丝网制版上的糊料挥发，来提高糊料的印刷性。此外，本发明的目的在于提供一种太阳能电池的电极形成方法，其使用那样的丝网印刷方法，能够制作一种具有高电特性的太阳能电池。

[0013] 解决课题的技术方案

[0014] 为了达成上述目的，本发明提供一种丝网印刷方法，其特征在于，是通过以下方式进行丝网印刷的方法：使用具备丝网制版、刮刀及刮浆板的丝网印刷机，利用前述刮刀来将被供给到前述丝网制版的顶面上的糊料填充到前述丝网制版的开口部后，利用前述刮浆板来将前述糊料从前述丝网制版的开口部挤出到被印刷物的规定位置，所述丝网制版设置有对应于印刷图案的开口部，由此，对前述被印刷物以对应于前述印刷图案的方式来丝网印刷前述糊料；

[0015] 并且，在进行前述丝网印刷时，调整前述丝网印刷机内的湿度。

[0016] 如果是这样的丝网印刷方法，则能够根据控制丝网制版上的糊料中的水分量，来提高糊料的印刷性。

[0017] 此外，优选为，在进行前述丝网印刷时，通过调整前述丝网印刷机内的湿度，来将前述丝网印刷机内的露点温度设为8.2～18.0℃。

[0018] 如果是这样的丝网印刷方法，则能够根据控制丝网制版上的糊料中的水分量，来进一步提高糊料的印刷性。

[0019] 优选为，将前述丝网印刷机的印刷机内温度设为T(℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)时，使由以下公式定义的k成为8.2＜k＜18.0，

[0020]

[0021] 如果在此条件下，则能够良率高地制造一种高转换效率的电池。

[0022] 此外，优选为，将前述丝网印刷机内的湿度调整在相对湿度为30～65％之间，更优选为，进一步调整在50±5％以内。

[0023] 如果是这样的丝网印刷方法，则能够提高所印刷的糊料的长宽比。

[0024] 前述糊料优选为，包含选自脂肪族烃系溶剂、卡必醇系溶剂、溶纤剂系溶剂、高级脂肪酸酯系溶剂、高级醇系溶剂、高级脂肪酸系溶剂及芳香族烃系溶剂中的1种以上的有机溶剂。

[0025] 据此，能够特别有效地显现本发明的效果。

[0026] 能够将前述丝网制版的开口部的形状设为细线状，并将开口部的长边方向的长度设为156～8mm。

[0027] 本发明的方法对于开口部的长边方向的长度为156～8mm这样的细线特别有效。

[0028] 此外，能够将前述丝网制版的开口部的宽度设为60μm以下。

[0029] 如果是本发明的丝网印刷方法，即便使用了这样的丝网制版的开口部的宽度较小的丝网制版，也不易发生印刷不良。

[0030] 优选为，将前述丝网印刷机的印刷机内温度设为T(℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)、将印刷物的宽度设为w(μm)时，使由以下公式定义的 k’成为8.2＜k’＜18.0，[0031]

[0032] 如果在此条件下，则对于任何线宽都能够良率高地制造一种高转换效率的电池。

[0033] 进一步地，本发明提供一种太阳能电池的电极形成方法，其特征在于，根据使用上述本发明的丝网印刷方法，将前述糊料丝网印刷在半导体基板的至少其中一方的主表面上，并对所述丝网印刷后的糊料进行干燥和煅烧，从而形成电极。

[0034] 如果是这样的太阳能电池的电极形成方法，则能够容易形成一种长宽比高的电极。因此，如果使用这样的太阳能电池的电极形成方法，则能够制作一种具有高电特性的太阳能电池。

[0035] 此外，能够将前述所形成的电极设为指状电极，并将所述指状电极的长宽比设为0.5以上且1.0以下。

[0036] 如果是本发明的太阳能电池的电极形成方法，则能够容易形成这种长宽比高的指状电极。

[0037] 进一步地，本发明提供一种丝网印刷机，其特征在于，所述丝网印刷机具备：丝网制版，其设置有对应于印刷图案的开口部；刮刀，其将被供给到前述丝网制版的顶面上的糊料填充到前述丝网制版的开口部；刮浆板，其将前述糊料从前述丝网制版的开口部挤出到被印刷物的规定位置；以及，湿度调整器，其调整丝网印刷机内的湿度。

[0038] 如果是这种丝网印刷机，则能够根据控制丝网制版上的糊料中的水分量，来提高糊料的印刷性。

[0039] 优选为，至少包含前述丝网制版、前述刮刀及前述刮浆板的空间，被板状构件围绕。

[0040] 此外，前述板状构件的材质优选为，聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯树脂、聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、甲基丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯树脂、聚碳酸酯、三聚氰胺树脂、尿素树脂、聚丙烯腈、聚甲基戊烯、环状烯烃共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯 (MBS)树脂、苯乙烯/丁二烯共聚(SBC)树脂、聚甲基丙烯酸苯乙烯、聚酯碳酸酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚酰亚胺、聚芳酯、聚烯丙基砜及玻璃中的任一种。

[0041] 如果是这种丝网印刷机，则能够在不损害操作性的情况下使湿度稳定化，因此能够更稳定地进行印刷。

[0042] 发明的效果

[0043] 如果是本发明的丝网印刷机和丝网印刷方法，则能够根据控制丝网制版上的糊料中的水分量，来提高糊料的印刷性。如果是本发明的太阳能电池的电极形成方法，则能够容易形成一种长宽比高的电极。因此，如果使用这样的太阳能电池的电极形成方法，则能够制作一种具有高电特性的太阳能电池。

附图说明

[0044] 图1是本发明的丝网印刷机的主要部分的侧面示意图。

[0045] 图2是表示在使用了本发明的丝网印刷机来实行的丝网印刷中对超出的糊料进行加湿的情况的图。

[0046] 图3是表示实施例1～9中的印刷机内的相对湿度(％RH)与转换效率Eff (％)的关系的图。

[0047] 图4是表示实施例1～9中的印刷机内的相对湿度(％RH)与开路电压Voc (mV)的关系的图。

[0048] 图5是表示实施例1～9中的印刷机内的相对湿度(％RH)与短路电流密度Jsc(mA/cm2)的关系的图。

[0049] 图6是表示实施例1～9中的印刷机内的相对湿度(％RH)与填充因子(Fill Factor)(％)的关系的图。

[0050] 图7是表示一般的太阳能电池的一个例子的剖面示意图。

[0051] 图8是一般的丝网印刷机的主要部分的侧面示意图。

[0052] 图9是对根据一般的丝网印刷法来使糊料展开的情形从丝网制版的上面进行观察的俯视示意图、与从侧面进行观察的侧面示意图

[0053] 图10是表示实施例1～9中的印刷机内的相对湿度(％RH)与外观良率(％) 的关系的图。

[0054] 图11是表示实施例1～12中的印刷机内的相对湿度(％RH)与转换效率 Eff(％)的关系的图。

[0055] 图12是表示实施例1～12中的k’与转换效率Eff(％)的关系的图。

具体实施方式

[0056] 以下，更详细地说明本发明。

[0057] 以往的丝网印刷法中，在刮浆板动作后，所供给的一部分糊料会超出刮浆板的两端而残留，因此随着印刷次数累积，无法使用的糊料增加，另一方面，溶剂成分会从超出的糊料表面挥发而高粘度化，如果将已高粘度化的糊料聚集到中央并再次进行印刷，则存在下述问题：从丝网制版的开口部吐出的糊料量会不稳定，在被印刷物上被印刷成图案状的糊料会出现飞白而变成印刷不良，因而良率降低。

[0058] 在典型的晶体硅太阳能电池的制造方法中，以丝网印刷法进行电极形成时也会产生这样的问题。即，此时也与上述同样地存在下述问题：在硅基板上被印刷成电极图案状的糊料会出现飞白而变成印刷不良，因而良率降低。

[0059] 为了防止这些印刷不良，以往操作者需要提高将超出的糊料刮集到中央部的频度、或回收超出的糊料并过滤已固体化的糊料成分，然后再次调整粘度，因而在工序的繁杂性和制造成本方面成为问题。

[0060] 本发明人为了解决上述问题点而专心进行研究。其结果，发现一种丝网印刷机和丝网印刷方法、以及太阳能电池的电极形成方法能够解决上述问题点，所述丝网印刷机具备用以调整丝网印刷机内的湿度的湿度调整器，所述丝网印刷方法在进行丝网印刷时调整丝网印刷机内的湿度，所述太阳能电池的电极形成方法使用了所述丝网印刷方法，从而完成本发明。

[0061] 以下，详细地说明本发明的实施方式。然而，除了下述说明外，还能够以广泛的其他实施方式来实施本发明，本发明的范围不限制于下述，如权利要求书所记载。进一步地，附图并非与原尺寸成比例地绘示。为了更清楚地说明和理解本发明，根据相关构件而扩大了尺寸，并且，关于不重要的部分并未示出。

[0062] [丝网印刷机]

[0063] 图1是本发明的丝网印刷机的主要部分的侧面示意图。图2是表示在使用了本发明的丝网印刷机来实行的丝网印刷中对超出的糊料进行加湿的情况的图 ((a)是俯视图，(b)是侧面图)。如图1和图2所示，本发明的丝网印刷机10具备：丝网制版11，其设置有对应于印刷图案的开口部；刮刀12，其将被供给到丝网制版11的顶面上的糊料16填充到丝网制版11的开口部；刮浆板 13，其将糊料16从丝网制版11的开口部挤出到被印刷物15的规定位置；以及，湿度调整器25，其调整丝网印刷机10内的湿度。此外，所述丝网印刷机10具备用以设置被印刷物15的印刷台14。如果是这种丝网印刷机，则能够根据控制丝网制版上的糊料中的水分量，来提高糊料的印刷性。

[0064] 进一步地，期望为，至少包含丝网制版11、糊料16、刮刀12、被印刷物 15、刮浆板13及印刷台14的空间，被板状构件围绕。通过这样进行，印刷时能够将湿度保持为恒定。

[0065] 此外，此板状构件优选为具有透光性。由于能够从外部目视确认印刷步骤，因此能够早期发现装置故障和不良发生。具体来说，优选为，聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯树脂、聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、甲基丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯树脂、聚碳酸酯、三聚氰胺树脂、尿素树脂、聚丙烯腈、聚甲基戊烯、环状烯烃共聚物、甲基丙烯酸甲酯/ 丁二烯/苯乙烯(MBS)树脂、苯乙烯/丁二烯共聚(SBC)树脂、聚甲基丙烯酸苯乙烯、聚酯碳酸酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚酰亚胺、聚芳酯、聚烯丙基砜及玻璃中的任一种。

[0066] 丝网制版11、刮刀12、刮浆板13、印刷台14及被印刷物15的形状等并无特别限定，但可以设为与公知的丝网印刷机中所用的相同。

[0067] 湿度调整器25并无特别限定，但可以举出例如，加湿器、除湿机、精密空调机(能够调整温度和湿度的空调机)等。湿度调整器25能够设置在丝网印刷机内。

[0068] 糊料16的种类并无特别限定，但可以设为例如含有溶剂、导电性颗粒等颗粒及其他添加物的糊料。此时，溶剂的种类并无特别限定，但可以举出例如，脂肪族烃系溶剂、卡必醇系溶剂、溶纤剂系溶剂、高级脂肪酸酯系溶剂、高级醇系溶剂、高级脂肪酸系溶剂、芳香族烃系溶剂等有机溶剂。

[0069] 作为脂肪族烃系溶剂，可以举出例如，出光兴产制造的“IP SOLVENT”、壳牌化学公司制造的“Shellsol D40”(Shellsol为注册商标)、“Shellsol D70”、“Shellsol 70”、“Shellsol 71”、Exxon公司制造的“Isopar G”、“Isopar H”、“Isopar L”、“Isopar M”、“Exxol D40”、“Exxol D80”、“Exxol D100”、“Exxol D130”(沸点：279～316℃)、“Exxol D140”(沸点：280～320℃)、“Exxol DCS100/140”等。

[0070] 此外，作为卡必醇系溶剂，可以举出，甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇等。

[0071] 作为溶纤剂系溶剂，可以举出，乙基溶纤剂、异戊基溶纤剂、己基溶纤剂等。

[0072] 此外，作为高级脂肪酸酯系溶剂，可以举出，邻苯二甲酸二辛酯、二丁基琥珀酸异丁酯、己二酸异丁酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己)酯等。

[0073] 作为高级醇系溶剂，可以举出，甲基己醇、油醇、三甲基己醇、三甲基丁醇、四甲基壬醇、2-戊基壬醇、2-壬基壬醇、2-己基癸醇等。

[0074] 此外，作为高级脂肪酸系溶剂，可以举出，辛酸、2-乙基己酸、油酸等。

[0075] 作为芳香族烃系溶剂，可以举出，丁基苯、二乙基苯、二戊基苯、二异丙基萘等。

[0076] 溶剂可以使用单独1种或将2种以上组合使用。

[0077] 本发明的丝网印刷机具备用以调整机内的湿度的湿度调整器，因此能够抑制由于溶剂挥发而使版上的超出印刷图案区域19的糊料、尤其是超出刮浆板扫掠区域和刮刀扫掠区域的糊料干燥的情形，而能够防止糊料表面部分凝固。因此，即使操作者将此超出的糊料刮集到中央部并再次进行印刷，版上的糊料的粘度也不会局部地变高，而不易产生所印刷的糊料变粗或出现飞白的情形。另外，图2中示意地示出连续印刷中的印刷图案区域外的糊料堆积区域20。

[0078] 此处，针对湿度与溶剂挥发之间的关系进行说明。虽然通过调整机内的湿度能够抑制溶剂挥发的理由并未完全清楚，但被认为可能是基于以下所示的机制。如果对于糊料中的沸点高于水的溶剂应用亨利定律，则认为与周围的水的分压成比例的量的水会溶入溶剂(糊料)中。糊料粘度会对应于所溶入的水的量而变化、即在高湿度下糊料会变柔软，其结果，飞白、断线和因粘度降低导致垂流的频度降低，而能够印刷规定宽度的线。因此，根据本发明来形成太阳电池的电极时，能够抑制发生低特性的太阳能电池，因而转换效率的平均值提高。另外，如上所述，能够抑制溶剂挥发的理由并未完全清楚，但不论如何，湿度与溶剂挥发之间明显有关联，不管溶剂的种类如何都能够实施本发明。如以上所述，认为控制绝对湿度或露点温度比相对湿度更重要。

[0079] 尤其是形成太阳能电池的电极时，糊料16能够设为包含银颗粒、玻璃料 (glass frit)及清漆等的导电性银糊料。此时，能够将被印刷物15设为半导体基板。

[0080] [丝网印刷方法]

[0081] 接下来，参照图1和图2，针对本发明的丝网印刷方法进行说明。

[0082] 本发明的丝网印刷方法是通过以下方式进行丝网印刷的方法：使用具备丝网制版11、刮刀12及刮浆板13的丝网印刷机10，所述丝网制版11设置有对应于印刷图案的开口部，利用刮刀12来将被供给到丝网制版11的顶面上的糊料16填充到丝网制版11的开口部后，利用刮浆板13来将糊料16从丝网制版 11的开口部挤出到被印刷物15的规定位置，由此，对被印刷物15以对应于印刷图案的方式来将糊料16进行丝网印刷；并且，在进行丝网印刷时，调整丝网印刷机10内的湿度。如果是这样的丝网印刷方法，则能够根据控制丝网制版上的糊料中的水分量，来提高糊料的印刷性。尤其，优选为，在进行丝网印刷时通过调整丝网印刷机10内的湿度，将丝网印刷机10内的露点温度设为8.2～ 18.0℃。据此，能够进一步提高糊料的印刷性。

[0083] 丝网印刷机10内的湿度并无特别限定，但优选为相对湿度为30％以上且 65％以下，更优选为相对湿度为45％以上且55％以下。如果是这样的丝网印刷方法，则能够提高所印刷的糊料的长宽比。此外，也可以根据使用于糊料的溶剂的种类等，适当设定优选的湿度的范围。

[0084] 调整丝网印刷机10内的湿度的方法，如上所述，可以举出以下方法：在丝网印刷机中设置湿度调整器来调整湿度。更具体来说，可以举出例如以下方法：根据以板状构件围绕等的方法，设置用以容纳丝网制版11、刮刀12、刮浆板 13等的印刷室，并在印刷室外设置精密空调机，所述精密空调机能够以使此印刷室内成为正压的方式将已调整温度和湿度的空气送风到印刷室内。此时，印刷室可以不是完全密闭。

[0085] 丝网印刷机10内的温度并无特别限定，但可以设为例如20℃以上且30℃以下。本发明人专心研究的结果，发现将丝网印刷机的印刷机内温度设为T (℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)时，若使由以下公式定义的k等同露点温度(℃)且成为8.2＜k＜18.0，则印刷稳定。

[0086]

[0087] ＜k(＝露点温度)的推导＞

[0088] 由下述式(1)表示的k是用以下方式推导。

[0089]

[0090] 首先，若以双曲线函数来对水对应于温度Tr(℃)的饱和蒸汽压Pr(hPa) 进行近似，则在15＜Tr＜40℃时可以得出，

[0091]

[0092] 若将此式(2)变形，则成为下述式(3)。

[0093]

[0094] 即，此为水的分压为Pr时的露点温度。温度T时的相对湿度H(％)是使用分压P，并由下述式(4)表示。此外，若将下述式(4)变形，则成为下述式(5)。

[0095]

[0096]

[0097] 将上述式(5)代入上述式(3)的Pr中，此时的露点温度为

[0098]

[0099] 因此，由上述式(1)的右边能够给出温度T、相对湿度H时的露点温度。

[0100] 丝网制版11的开口部的形状并无特别限定，但对于长度为156～8mm的细线状的印刷，能够特别有效地发挥本发明的效果。进一步地，丝网制版11的开口部的宽度并无特别限定，但可以设为例如60μm以下。丝网制版11的开口部的宽度的下限并无特别限定，但可以设为例如20μm。如果是本发明的丝网印刷方法，则即便使用了这样的丝网制版的开口部的宽度较小的丝网制版，也不易发生印刷不良。本发明人专心研究的结果，发现将丝网印刷机的印刷机内温度设为T(℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)、将印刷物的宽度设为w(μm) 时，若使由以下公式定义的k’等同露点温度(℃)且成为8.2＜k’＜18.0，则印刷稳定。

[0101]

[0102] ＜k’的线宽依赖项的意义＞

[0103] 由下述式(7)表示的k’原本是由下述式(8)表示，

[0104]

[0105]

[0106] 是将由下述式(9)和(10)表示的近似值代入上述式(8)中而得。

[0107] 1.37≌6.27   (9)

[0108]

[0109] [太阳能电池]

[0110] 接下来，说明太阳能电池的一个例子，所述太阳能电池能够根据使用了上述丝网印刷方法来实行的本发明的太阳能电池的电极形成方法，来形成电极。

[0111] 如前所述，图7是表示使用了n型硅基板作为基板时的一般的太阳能电池的剖面示意图。如图7所示，太阳能电池50，针对半导体基板(n型硅基板) 51，在受光面侧设置有受光面扩散层(p型扩散层)52，在背面侧设置有背面扩散层(n型扩散层)53。n型扩散层53也称作背面电场(back surface field， BSF)层。p型扩散层52上设置有受光面电极55，n型扩散层53上设置有背面电极56。此外，受光面侧设置有氮化硅(SiN)等防反射膜57。此防反射膜57 也可以作为钝化膜发挥作用。此外，背面侧也可以设置SiN等钝化膜58。

[0112] [太阳能电池的制造方法]

[0113] 接下来，说明太阳能电池的制造方法，并说明本发明的太阳能电池的电极形成方法。本发明的电极形成方法能够应用于各种太阳能电池。能够应用本发明的电极形成方法的太阳能电池不限于图7示出的太阳能电池，也能够应用于以下说明的太阳能电池的制造过程以外的过程。

[0114] 此处，说明图7所示的太阳能电池的制造工序。首先，准备半导体基板51。此半导体基板51由单晶硅或多晶硅等构成，可以是p型、n型中的任一种，但大多使用包含硼等的p型半导体杂质且电阻率为0.1～4.0Ω·cm的p型硅基板。可以优选地使用大小为100～156mm见方且厚度为0.05～0.30mm的板状半导体基板。以下，以使用了n型硅基板来实行的太阳能电池的制造方法为例进行说明。

[0115] 准备n型硅基板51后，例如浸泡于酸性溶液中来将因切片等导致的表面的损伤去除后，进一步以碱性溶液进行化学蚀刻并进行清洗、干燥，由此，在n 型硅基板51的作为太阳能电池的受光面的表面形成被称作绒面(texture)的凹凸结构。凹凸结构在太阳能电池受光面会使光产生多次反射。因此，根据形成凹凸结构，有效地降低反射率，提高转换效率。

[0116] 然后，例如根据气相扩散法来在受光面形成片电阻为30～300Ω/□左右的p 型扩散层52，所述气相扩散法是在包含BBr3等的850～1000℃的高温气体中设置n型硅基板51，来使硼等p型杂质元素扩散到n型硅基板51的整个面。另外，当根据气相扩散法来形成p型扩散层时，不仅n型硅基板的受光面，有时也在背面和端面形成p型扩散层。此时，通过将此需要留下p型扩散层的受光面已被耐酸性树脂覆盖的n型硅基板浸泡于硝酸氢氟酸(fluonitric acid)溶液 中，能够将形成于背面和端面的不需要的p型扩散层去除。然后，例如根据浸 泡于稀释后的氢氟酸溶液等药品中，来将扩散时形成于n型硅基板的表面上的 玻璃层去除，并以纯水清洗。

[0117] 然后，在850～1000℃的氧气气体中设置n型硅基板51，使n型硅基板 51的整个面热氧化，来形成 左右的热氧化膜。接下来，以耐酸性树脂 覆盖需要留下p型扩散层的受光面，并将n型硅基板51浸泡于氢氟酸溶液中， 由此，能够将形成于背面的热氧化膜去除。此处，所形成的受光面侧的热氧化 膜是作为n型杂质扩散时的阻障膜来发挥功能。

[0118] 然后，例如根据气相扩散法来在背面形成片电阻为30～300Ω/□左右的n 型扩散层53，所述气相扩散法是在包含POCl3等的850～1000℃的高温气体中 设置n型硅基板51，来使磷等n型杂质元素扩散到n型硅基板51的背面。然 后，例如根据浸泡于稀释后的氢氟酸溶液等药品中，来将扩散时形成于n型硅 基板的表面上的玻璃层去除，并以纯水清洗。

[0119] 另外，用以形成n型扩散层53和p型扩散层52的方法，不限定于上述气 相扩散法，也可以使用以下方法：将包含n型或p型杂质的涂布剂涂布在基板 上，并进行热处理(涂布扩散法)。

[0120] 接下来，利用等离子蚀刻来对基板侧面进行结隔离(junctino isolation)。 此根据等离子蚀刻来实行的结隔离，可以在将n型杂质元素扩散时形成于n 型硅基板的表面的玻璃层去除前进行，也可以在去除后进行。

[0121] 进一步地，在上述n型硅基板51的受光面侧形成防反射膜兼钝化膜57， 在背面侧形成钝化膜58。这些膜例如是由SiN等构成，且以等离子化学气相 沉积(等离子CVD)法等来形成，所述等离子化学气相沉积法例如是以N2稀 释SiH4与NH3的混合气体，并以辉光放电分解来使其等离子化，然后使其沉 积。考虑到与n型硅基板的折射率差异等，以折射率成为1.8～2.3左右的方式 形成且形成厚度为 左右的厚度，来设置此防反射膜兼
钝化膜57， 以防止光在n型硅基板的表面反射，而有效地将光取入到n型硅基板内。此外， 此SiN也作为对于p型扩散层具有钝化效果的钝化膜来发挥功能，具有一并提 高防反射的功能与太阳能电池的电特性的效果。

[0122] 接下来，使用本发明的太阳能电池的电极形成方法来形成电极。本发明的太阳能电池的电极形成方法是根据以下方式形成电极的方法：使用上述本发明的丝网印刷方法，将上述糊料16丝网印刷在半导体基板51的至少其中一方的主表面上，并对所述丝网印刷后的糊料16进行干燥和煅烧。如果是这样的太阳能电池的电极形成方法，则能够通过调整丝网印刷机内的湿度来防止丝网制版上的糊料干燥，使糊料稳定吐出，由此，容易形成一种长宽比高的电极。因此，如果使用这样的太阳能电池的电极形成方法，则能够良率高地制作一种具有高电特性和高转换效率的太阳能电池。

[0123] 糊料16例如能够丝网印刷在受光面和背面。此时，进行丝网印刷的顺序并无特别限定。此时，背面的糊料和受光面的糊料的煅烧可以同时进行，也可以分别进行。

[0124] 具体来说，首先，使用本发明的丝网印刷方法，将包含例如银颗粒、玻璃料及清漆等的导电性银糊料丝网印刷在背面，并使其干燥。此时的印刷图案并无特别限定，但可以设为大致平行且将基板的两端相连的细线状。即，虽然取决于基板尺寸，但可以设为长度为156～100mm的平行线状图案。印刷图案的宽度也无特别限定，但若设为60μm以下，则能够特别发挥本发明的效果，因而优选。然后，使用本发明的丝网印刷方法，将导电性银糊料丝网印刷在受光面，并使其干燥。受光面的印刷图案也可以与背面同样地适当设定。然后，根据以500℃～950℃左右的温度来对各电极用糊料进行煅烧，来形成受光面电极 55与背面电极56。此时，即使在硅基板表面利用上述方式形成了SiN等的膜，也能够在煅烧时将膜贯穿来形成电极(烧渗(fire through))。

[0125] 所形成的电极的种类并无特别限定，但可以将所形成的电极设为指状电极，并将所述指状电极的长宽比设为0.5以上且1.0以下。如果是本发明的太阳能电池的电极形成方法，则不易产生所印刷的糊料变粗或出现飞白的情形，因此能够容易形成这种长宽比高的指状电极。另外，根据本发明，也能够在半导体基板的至少一方的主表面上同时印刷用以形成指状电极的糊料和用以形成母线电极的糊料，来形成指状电极和母线电极。在同时形成母线的情况下，指叉长度对应于母线根数而变化。母线根数优选为2根至12根左右，指叉长度为76mm～ 8mm，但即使此长度也能够发挥本发明的效果。

[0126] [实施例]

[0127] 以下，出示实施例和比较例来更具体地说明本发明，但是本发明并不限定于下述实施例。

[0128] (实施例1)

[0129] 将晶体面方位(100)、15.6cm见方、200μm厚、切片后的电阻率为2Ω· cm的(掺杂15 -3
剂浓度为7.2×10 cm )掺杂磷的n型单晶硅基板浸于氢氧化钠水溶液中，利用蚀刻除去损伤层，并浸于将异丙醇加入于氢氧化钾水溶液中而得的水溶液中，进行碱蚀刻，由此，进行绒面形成。对所获得的硅基板整体以 1000℃进行热处理1小时，来形成氧化膜。接下来，使用氢氟酸等药水来将受光面的氧化膜去除，并对受光面涂布包含硼掺杂剂的涂布剂后，以
950℃进行热处理1小时，来在受光面形成p型扩散层。热处理后，利用氢氟酸溶液等来将附于基板上的玻璃成分去除后，进行清洗。

[0130] 再次在整个硅基板上形成氧化硅膜，然后使用氢氟酸等药水来将背面的氧化硅膜去除，并对背面涂布包含磷掺杂剂的涂布剂后，以900℃进行热处理30 分钟，来在整个背面形成n型扩散层。

[0131] 接下来，利用等离子蚀刻来对基板侧面进行结隔离。具体来说，以等离子体或自由基不会侵入受光面和背面的方式来堆叠已在扩散热处理后的双面上形成扩散层的基板，并进行使用了CF4气体来实行的等离子蚀刻处理，来将基板的端面切削数微米。

[0132] 接下来，利用高浓度氢氟酸溶液等来将附于基板上的玻璃成分去除后，进行清洗。

[0133] 接着，使用直接等离子CVD装置，表面保护膜也就是氮化硅膜层叠在受光面和背面上。此膜厚为100nm。

[0134] 最后在温度恒定25℃下，利用加湿器来将印刷机内的湿度调整成45％RH，并在受光面侧和背面侧分别将银糊料(贺利氏股份有限公司制造的SOL 9350A SOLAR CELL PASTE(此包含银颗粒、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇及其他添加物))印刷成电极图案状，来形成指状电极图案状和母线电极图案状的银糊料。指叉开口宽度设为60μm。此银糊料干燥后，以800℃进行煅烧20分钟，来形成受光面电极和背面电极。将印刷过程中超出指状电极图案区域外的版乳剂上的糊料聚集到中央的操作的频度，是每印刷500片进行一次。

[0135] (实施例2)

[0136] 除了将印刷机内的湿度调整成50％RH以外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0137] (实施例3)

[0138] 除了将印刷机内的湿度调整成54％RH以外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0139] (实施例4)

[0140] 除了将印刷机内的湿度调整成14％RH以外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0141] (实施例5)

[0142] 除了将印刷机内的湿度调整成21％RH以外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0143] (实施例6)

[0144] 除了将印刷机内的湿度调整成33％RH以外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0145] (实施例7)

[0146] 除了将印刷机内的湿度调整成63％RH以外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0147] (实施例8)

[0148] 除了将印刷机内的湿度调整成65％RH以外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0149] (实施例9)

[0150] 除了将印刷机内的湿度调整成70％RH以外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0151] 利用上述实施例1～9的方法，印刷导电性糊料而制作的太阳能电池分别各 5000片的转换效率和各特性因子的平均值，如表1和图3～图6所示。图3是表示实施例1～9中的印刷机内的相对湿度(％RH)与转换效率Eff(％)的关系的图。图4是表示实施例1～9中的印刷机内的相对湿度(％RH)与开路电压Voc(mV)的关系的图。图5是表示实施例1～9中的印刷机内的相对湿度 (％RH)与短路电流密度Jsc(mA/cm2)的关系的图。图6是表示实施例1～9 中的印刷机内的相对湿度(％RH)与填充因子(Fill Factor)(％)的关系的图。此外，所对应的外观检查下的良率的调查结果如图10所示。发生断线和电极变粗设为不良。

[0152] [表1]

[0153]

[0154] 如表1和图3～图6所示，根据使用本发明的丝网印刷方法(实施例1～9)，能够制作一种具有高转换效率的太阳能电池。尤其在实施例1～3中获得良好的结果。这是由于根据抑制因超出印刷区域的糊料表面的水分量变化导致局部性的糊料粘度增加的情形，能够获得稳定的糊料的吐出量。如果是这样的丝网印刷方法，则如上所述，太阳能电池的电特性提高，并且外观检查下的良率也提高。另一方面，随着湿度变高，Jsc有降低的倾向，由此可知，为了不引起因糊料粘度减少导致指叉宽度变粗、即长宽比降低的情形，更优选为适度地加湿(实施例1～3)。湿度为30％且65％以上时外观良率变高。主要原因在于，湿度为 30％以上时不易发生断线，湿度为65％以下时不易发生线变粗的情形。从外观的观点来看，湿度优选为30％～65％。

[0155] (比较例)

[0156] 除了不调整印刷机内的湿度外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。比较例中存在湿度的偏差而无法控制糊料的吐出量，因而糊料的印刷性恶化。因此，在与实施例1同样的条件(湿度条件除外)下，无法制作5000 片太阳能电池。

[0157] (实施例10)

[0158] 除了将印刷机内的温度调整成15℃、将湿度调整成14～90％RH外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0159] (实施例11)

[0160] 除了将印刷机内的温度调整成35℃、将湿度调整成14～54％RH外，进行与实施例1同样的工序，来制作太阳能电池。

[0161] (实施例12)

[0162] 除了将指叉开口宽度设为40μm外，进行与实施例1～9同样的工序，来制作太阳能电池。

[0163] 将实施例1～12的结果一并出示于图11中。转换效率在低温时高温下、高温时低温下变高。此外，若线宽较小，则湿度的最合适范围较狭窄。

[0164] 将印刷机内温度设为T(℃)、将印刷机内相对湿度设为H(％)、将印刷物的宽度设为w(μm)时，对于由以下公式定义的k’代入所获得的数据，并重新绘制而得的图为图12。

[0165]

[0166] 图11中，若温度变化时则最合适湿度变化，但通过将本发明中的相当于露点温度的参数k’导入，能够将温度、湿度、线宽集成地标准化。由图12可知， k’的最佳值可以设为8.2＜k’＜18.0。

[0167] 根据本发明，显示通过调整丝网印刷装置内的湿度，太阳能电池的导电性糊料印刷时的糊料的吐出量稳定，并且能够制作一种具有高转换效率的太阳能电池。

[0168] 另外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为例示，具有与本发明的权利要求书所述的技术思想实质相同的结构并发挥相同作用效果的技术方案，均包含在本发明的技术范围内。