CN103098227A - 面板、面板的制造方法、太阳电池模块、印刷装置以及印刷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的印刷装置(200)具备在基板(10)的表面(12)印刷油墨的印刷部(220)。印刷部(220)通过胶版印刷对包含导电性材料(Da)的导电性油墨(Ka)进行印刷,并通过胶版印刷,在导电性油墨(Ka)的上面,对包含与导电性材料(Da)不同的导电性材料(Db)的导电性油墨(Kb)进行印刷。优选的是,印刷装置(200)还具备搬运基板(10)的输送带(210)。此外,优选的是,印刷部(220)具有印刷第1导电性油墨的第1印刷机(220a)、和印刷第2导电性油墨的第2印刷机(220b)。
Description
技术领域
本发明涉及一种面板、面板的制造方法、太阳电池模块、印刷装置以及印刷方法。
背景技术
太阳能电池板是一种清洁能源,它能够将取之不尽、用之不竭的太阳能直接转换成电能,所以被期待为新的能源。现在主流的太阳能电池板使用硅基板,并在其表面上设有含有银的集电极。通过使用银作为集电极材料,来降低硅基板与集电极的接触电阻,并实现电极本身的低电阻化(例如,参照专利文献1)。
此外,太阳能电池板中,若设在受光部侧的集电极的宽度大,则硅基板的开口面积变小,所以不能有效转换电能。因此,提出了下述方案:即,通过形成层叠有导电层的电极,从而抑制开口面积的降低,并减低电阻,其中该导电层含有银(例如,参照专利文献2)。专利文献2记载有:通过印刷法层叠含有银的导电层,从而减少电阻率,并抑制氧化。
如专利文献2所示,在通过印刷法层叠导电层的情况下,能够避免导电性材料的浪费。然而,近年来,对进一步降低成本也提出了要求。例如,当层叠含有银以外的其他导电性材料(例如,比较廉价的铜)的导电层时,虽然能够降低电极本身的电阻,但与硅基板之间的接触电阻却增大,从而不能获得充分的特性。这样,专利文献2所记载的印刷法会有不能形成所期望的电极的情况。此外,在纯是形成电极时,会有不能降低电极材料成本的情况。并且,若形成在基板上的电极氧化,则会有电阻率增大的情况。
〔专利文献〕
专利文献1:日本特开2009-194013号公报
专利文献2:日本特开2010-090211号公报
发明内容
故而,鉴于上述情况,本发明的目的在于,提供一种能够提高电极设计的自由度的面板、面板的制造方法、具备面板的太阳电池模块、印刷装置及印刷方法。
本发明的印刷装置具备在基板的表面印刷油墨的印刷部,上述印刷装置中,上述印刷部通过胶版印刷对包含第1导电性材料的第1导电性油墨进行印刷,并通过胶版印刷,在上述第1导电性油墨的上面,对包含与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料的第2导电性油墨进行印刷。
一个实施方式中,上述印刷装置还具备搬运上述基板的输送带。
一个实施方式中,上述印刷部具有:第1印刷机,该第1印刷机印刷上述第1导电性油墨;和第2印刷机,该第2印刷机印刷上述第2导电性油墨。
一个实施方式中,上述第1导电性材料包含银。
一个实施方式中,上述第2导电性材料是铜、金、碳、钴、钛、镍及铝中的任意一个,或者包含选自由银、铜、金、碳、钴、钛、镍及铝组成的组中的至少2种。
一个实施方式中,上述印刷部对覆盖上述第1导电性油墨及上述第2导电性油墨的至少一部分的抗氧化用油墨进行印刷。
一个实施方式中,上述抗氧化用油墨包含透明材料。
一个实施方式中,上述抗氧化用油墨包含导电性材料。
一个实施方式中,在从上述基板的上述表面的法线方向来看的情况下,上述第1导电油墨的宽度比上述第2导电油墨的宽度大。
一个实施方式中,上述第1导电性油墨的长度比上述第2导电性油墨的长度大。
本发明的印刷方法是在基板的表面印刷油墨的方法,该印刷方法包括:通过胶版印刷对包含第1导电性材料的第1导电性油墨进行印刷的工序;和通过胶版印刷,在上述第1导电性油墨的上面,对包含与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料的第2导电性油墨进行印刷的工序。
本发明的面板具备:具有表面的基板、和设置在上述基板的上述表面上且具有层叠结构的电极,上述层叠结构包括:包括第1导电性材料的第1导电层、和包括与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料的第2导电层。
一个实施方式中,上述第1导电层包含银。
一个实施方式中,上述第2导电层是铜、金、碳、钴、钛、镍及铝中的任意一个,或者包含选自由银、铜、金、碳、钴、钛、镍及铝组成的组中的至少2种。
一个实施方式中,上述第1导电层及上述第2导电层分别通过胶版印刷来印刷。
本发明的太阳电池模块具备多个上述的面板。
本发明的面板的制造方法包括:准备具有表面的基板的工序、和在上述基板的上述表面形成电极的工序,上述面板的制造方法中,上述形成电极的工序包括:通过胶版印刷在上述基板的上述表面对包含第1导电性材料的第1导电性油墨进行印刷的工序;通过胶版印刷在上述第1导电性油墨的上面对包含与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料的第2导电性油墨进行印刷的工序;和对上述第1导电性油墨及上述第2导电性油墨进行加热的工序。
本发明的面板具备:具有表面的基板、和设置在上述基板的上述表面上且具有层叠结构的电极,上述电极具有第1线状电极、和从上述第1线状电极延伸的第2线状电极,上述第2线状电极具有剖面面积减少部,该剖面面积减少部中,与上述第2线状电极的长度方向正交的剖面的剖面面积沿远离上述第1线状电极的方向减少。
一个实施方式中,上述层叠结构在上述剖面面积减少部中的上述剖面面积最小的部分的层叠数量,比上述层叠结构在上述剖面面积减少部中的上述剖面面积最大的部分的层叠数量少。
一个实施方式中,在上述剖面面积减少部中,上述第2线状电极的剖面面积沿远离上述第1线状电极的方向连续地变化。
一个实施方式中,在从上述基板的上述表面的法线方向来看上述电极的情况下,上述剖面面积减少部中,上述第2线状电极的宽度沿远离上述第1线状电极的方向连续地减少。
一个实施方式中,上述层叠结构具有第1导电层、和部分层叠在上述第1导电层上的第2导电层。
一个实施方式中,在从上述基板的上述表面的法线方向来看上述电极的情况下,上述第1导电层的宽度比上述第2导电层的宽度大。
一个实施方式中,上述第1导电层沿远离上述第1线状电极的方向的长度比上述第2导电层沿远离上述第1线状电极的方向的长度大。
一个实施方式中,上述第1导电层包含第1导电性材料,上述第2导电层包含与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料。
一个实施方式中,上述第1导电性材料包含银。
一个实施方式中,上述第2导电性材料是铜、金、碳、钴、钛、镍及铝中的任意一个,或者包含选自由银、铜、金、碳、钴、钛、镍及铝组成的组中的至少2种。
一个实施方式中,上述面板还具备防止上述电极的至少一部分氧化的抗氧化层。
一个实施方式中,上述抗氧化层包含透明材料。
一个实施方式中,上述抗氧化层包含导电性材料。
一个实施方式中,上述第1线状电极包括在远离上述第1线状电极的方向上互相平行延伸的第1平行电极及第2平行电极,上述第2线状电极包括分别与上述第1平行电极及上述第2平行电极电连接的交叉电极,上述交叉电极具有与上述第1平行电极接触的第1剖面面积减少部、和与上述第2平行电极接触的第2剖面面积减少部。
一个实施方式中,在从上述基板的上述表面的法线方向来看上述电极的情况下,上述交叉电极在上述第1平行电极与上述第2平行电极之间的中央附近的剖面面积比上述交叉电极在上述第1平行电极附近的剖面面积、以及上述交叉电极在上述第2平行电极附近的剖面面积小。
一个实施方式中,在从上述基板的上述表面的法线方向来看上述电极的情况下,上述交叉电极在上述第1平行电极与上述第2平行电极之间的中央附近的宽度比上述交叉电极在上述第1平行电极附近的宽度、以及上述交叉电极在上述第2平行电极附近的宽度小。
本发明的太阳电池模块具备多个上述的面板。
本发明的印刷装置具备在基板的表面印刷油墨的印刷部,上述印刷装置中,上述印刷部对包含第1线状部以及第2线状部的导电性油墨进行印刷,使上述第2线状部的与长度方向正交的剖面的剖面面积沿远离上述第1线状部的方向减少,其中上述第1线状部呈线状延伸在一个方向上并具有层叠结构,上述第2线状部延伸在与上述第1线状部不同的方向上。
一个实施方式中,上述印刷装置还具备搬运上述基板的输送带。
一个实施方式中,上述印刷部具有:第1印刷机,该第1印刷机印刷第1导电性油墨;和第2印刷机,该第2印刷机在上述第1导电性油墨的上面印刷第2导电性油墨。
本发明的印刷方法是在基板的表面印刷油墨的方法,上述印刷方法包括下述印刷工序,即对包含第1线状部以及第2线状部的导电性油墨进行印刷,使上述第2线状部的与长度方向正交的剖面的剖面面积沿远离上述第1线状部的方向减少,其中上述第1线状部呈线状延伸在一个方向上并具有层叠结构,上述第2线状部延伸在与上述第1线状部不同的方向上。
一个实施方式中,上述印刷工序包括:在上述基板的表面印刷第1导电性油墨的工序;和在上述第1导电性油墨的上面印刷第2导电性油墨的工序,其中,该第2导电性油墨的宽度及长度中的至少一个比上述第1导电性油墨小。
本发明的面板的制造方法包括:准备具有表面的基板的工序、和在上述基板的上述表面形成电极的工序,上述面板的制造方法中,上述形成电极的工序包括:对包含第1线状部以及第2线状部的导电性油墨进行印刷,使上述第2线状部的与长度方向正交的剖面的剖面面积沿远离上述第1线状部的方向减少的印刷工序,其中上述第1线状部呈线状延伸在一个方向上并具有层叠结构,上述第2线状部延伸在与上述第1线状部不同的方向上;和对上述导电性油墨进行加热的工序。
一个实施方式中,上述印刷工序包括:印刷第1导电性油墨的工序;和在上述第1导电性油墨的上面印刷第2导电性油墨的工序,其中,该第2导电性油墨的宽度及长度中的至少一个比上述第1导电性油墨小。
本发明的面板具备:具有表面的基板、设置在上述基板的上述表面上的电极、和防止上述电极的至少一部分氧化的抗氧化层。
一个实施方式中,上述抗氧化层包含透明材料。
一个实施方式中,上述抗氧化层包含导电性材料。
一个实施方式中,上述基板具有光电转换层。
一个实施方式中,上述电极具有层叠结构。
一个实施方式中,上述层叠结构具有第1导电层和设置在上述第1导电层上的第2导电层。
一个实施方式中,上述第1导电层沿规定方向的长度比上述第2导电层沿上述规定方向的长度大。
一个实施方式中,在从上述基板的上述表面的法线方向来看上述电极的情况下,上述第1导电层的宽度比上述第2导电层的宽度大。
一个实施方式中,上述第1导电层包含第1导电性材料,上述第2导电层包含与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料。
一个实施方式中,上述第1导电性材料包含银。
一个实施方式中,上述第2导电性材料是铜、金、碳、钴、钛、镍及铝中的任意一个,或者包含选自由银、铜、金、碳、钴、钛、镍及铝组成的组中的至少2种。
一个实施方式中,上述电极具有相互平行延伸的多个平行电极,上述抗氧化层在互相分离的状态下覆盖上述多个平行电极中的各个电极。
一个实施方式中,上述抗氧化层的宽度是上述电极的宽度的2倍以上。
本发明的太阳电池模块具备多个上述的面板。
本发明的印刷装置具备在基板的表面印刷油墨的印刷部,上述印刷装置中,上述印刷部具有:导电性油墨印刷机,该导电性油墨印刷机印刷导电性油墨;和抗氧化用油墨印刷机,该抗氧化用油墨印刷机印刷抗氧化用油墨。
一个实施方式中,上述印刷装置还具备搬运上述基板的输送带。
一个实施方式中,上述导电性油墨印刷机包括:第1印刷机,该第1印刷机印刷第1导电性油墨;和第2印刷机,该第2印刷机在上述第1导电性油墨的上面印刷第2导电性油墨。
本发明的印刷方法是在基板的表面印刷油墨的方法,上述印刷方法包括:在上述基板的表面印刷导电性油墨的工序;和对覆盖上述导电性油墨的抗氧化用油墨进行印刷的工序。
本发明的面板的制造方法包括:准备具有表面的基板的工序;在上述基板的上述表面印刷导电性油墨的工序;对覆盖上述导电性油墨的抗氧化用油墨进行印刷的工序;和对上述导电性油墨及上述抗氧化用油墨进行加热的工序。
〔发明效果〕
根据本发明,能够提供一种可提高电极设计的自由度的面板、面板的制造方法、具备面板的太阳电池模块、印刷装置及印刷方法。
附图说明
图1是本发明的面板的第1实施方式的剖面示意图。
图2是图1所示的面板的俯视图。
图3是示出图1所示的面板的整体的剖面示意图。
图4(a)及(b)是用于说明图1所示的面板的制造方法的示意图。
图5(a)~(c)是用于说明印刷方法的示意图,该印刷方法用于形成图1所示的面板的电极。
图6是本发明的印刷装置的第1实施方式的示意图。
图7是示出图6所示的印刷装置的印刷机的一个例子的示意图。
图8是本发明的面板的第2实施方式的剖面示意图。
图9(a)是图1所示的面板的剖面示意图,图9(b)是图8所示的面板的剖面示意图。
图10是本发明的印刷装置的第2实施方式的示意图。
图11是本发明的面板的第2实施方式的变形例的剖面示意图。
图12(a)是本发明的面板的第3实施方式的俯视示意图,图12(b)是图12(a)的部分放大图,图12(c)是剖面示意图。
图13(a)是本发明的面板的第3实施方式的变形例的示意图,图13(b)是剖面示意图。
图14(a)是本发明的面板的第3实施方式的其他变形例的示意图,图14(b)是剖面示意图。
图15(a)是本发明的面板的第3实施方式的其他变形例的示意图,图15(b)是剖面示意图。
图16是具备本发明的面板的太阳电池模块的实施方式的示意图。
〔附图标记说明〕
10 基板
12 表面
14 背面
20 电极
20D 层叠结构
20a 第1导电层
20b 第2导电层
22 母线电极
24 指状电极
100 面板
200 印刷装置
210 输送带
220 印刷部
230 加热装置
300 太阳电池模块
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的面板、面板的制造方法、太阳电池模块、印刷装置及印刷方法的实施方式进行说明。此外,本发明的实施方式中,以太阳能电池板为例进行说明,但本发明并不局限于此。
(实施方式1)
以下,参照附图,对本发明的面板的第1实施方式进行说明。图1示出面板100的剖面示意图。这里,面板100是太阳能电池板。图1是将面板100的另一个主表面的附近放大而示出的。
面板100具备基板10、和设置在基板10的表面12上的电极20。虽然图1示出电极20分离的状态,但也可以在别的部位将这些电极20电连接,并使电极20的各个电位互相大致相等。
虽然在此没有图示,基板10具有光电转换层。例如,基板10是硅基板,基板10具有p型硅层以及n型硅层。具体而言,光电转换层也可以包含非晶硅,或者光电转换层也可以包含结晶硅。例如,光电转换层也可以包含单晶硅、多晶硅或微晶硅(microcrystalline silicon)。
图1有示出剖面,其中电极20是延伸在一个方向上。面板100中,电极20具有层叠结构20D。这里,电极20是2层结构,电极20具有与基板10的表面12接触的导电层20a、和设置在导电层20a的上面的导电层20b。导电层20a包含导电性材料Da,导电层20b包含与导电性材料Da不同的导电性材料Db。
例如,导电性材料Da是银、铜、金、碳、钴、钛、镍、铝等单体或其混合物。此外,导电性材料Db与导电性材料Da不同,例如是银、铜、金、碳、钴,钛,镍、铝等单体或混合物。此外,导电性材料Da,Db只要不是完全同一即可,在导电性材料Da、Db中的任意一个是混合物的情况下,混合物中的1个导电性材料既可以包含在另一个导电性材料中,也可以不包含在其中。此外,导电性材料Da,Db的双方是混合物的情况下,一个导电性材料中的任意导电性材料既可以包含在另一个导电性材料中,也可以不包含在其中。优选的是,导电性材料Da是银,导电性材料Db是铜、金、碳、钴、钛、镍及铝中的任意一个,或者是包含选自由银、铜、金、碳、钴,钛、镍及铝组成的组中的至少2种的混合物。
这里,导电层20a、20b分别包含1个导电性材料Da、Db。例如,导电性材料Da是银,导电性材料Db是铜。此外,导电性材料Da适合依形成基板10的表面12的材料来选择。例如,在表面12由硅形成的情况下,通过使用银来作为导电性材料Da,能够抑制接触电阻。有代表性的是,使用电阻率低的金属材料来作为导电性材料Da、Db。本说明书中,有时将导电性材料Da、Db分别称为第1导电性材料Da、第2导电性材料Db,并且,有时将导电层20a,20b分别称为第1导电层20a、第2导电层20b。导电层20a的宽度与导电层20b的宽度大致相等。
这样,通过电极20具有层叠结构20D,即使电极20的宽度较小也能增大剖面面积,并能够实现低电阻。此外,通过导电层20b包含与导电层20a的导电性材料Da不同的导电性材料Db,实际上不受基板10的表面12的影响就能够选择导电层20b的导电性材料Db,能够提高电极20的设计自由度。此外,面板100层叠有包含银的导电层20a、和包含铜的导电层20b,从而能够抑制电极20本身的高电阻化,并能够减少高价的银的使用量。
图2示出面板100的受光面的示意图。电极20具有母线电极(bus bar electrode)22和指状电极(finger electrode)24,电极20也被称为集电极。指状电极24从1个母线电极22延伸,有代表性的是,指状电极24以一定间距(pitch)排列。一般来说,母线电极22的宽度大于指状电极24的宽度。此外,图1示出沿图2的1-1’线的剖面。
例如,面板100是主表面的长度及宽度分别为170mm的矩形。此外,例如,母线电极22的宽度为2mm以上、3mm以下,指状电极24的宽度为15μm以上、70μm以下。指状电极24的间距(即,一个指状电极24的中心、和与其相邻的指状电极24的中心之间的距离)为2mm。若指状电极24的间距过大,则生成在基板10上的载流子不能充分到达指状电极24,因此不能够有效地取出电流。而若指状电极24的间距过小,则指状电极24的个数增多,开口面积减少。
图3示出面板100的示意图。面板100不仅具备设置在基板10的表面12上的电极20,还具备设置在基板10的背面14上的电极110。有代表性的是,电极110设置成覆盖基板10的整个背面14。例如,电极110由铝形成。
以下,参照图4,对适合制造面板100的制造方法进行说明。如图4(a)所示,准备具有表面12的基板10。如上所述,例如,基板10是硅基板。接着,如图4(b)所示,在基板10的表面12上形成电极20。例如,电极20通过印刷方法形成。
以下,参照图5,对电极20的形成方法进行说明。如图5(a)所示,在基板10的上面印刷包含导电性材料Da的导电性油墨Ka。例如,导电性油墨Ka具有颗粒状的导电性材料Da及载色剂(vehicle),载色剂包含树脂及溶剂。导电性油墨Ka具有适当的触变性。
如上所述,导电性材料Da是银、铜、金、碳、钴、钛、镍及铝等单体或混合物。树脂也被称为成膜树脂(binder resin)。树脂为:热硬化性树脂如聚酯-密胺树脂、紫外线硬化性树脂如丙烯酸树脂(acrylic resin),热塑性的树脂如聚酯树脂等。此外,例如,溶剂是室温下挥发的低温挥发性溶剂。具体而言,溶剂是乙二醇醚系溶剂(glycol etherbased solvent)。
接着,如图5(b)所示,在导电性油墨Ka的上面,印刷包含与导电性材料Da不同的导电性材料Db的导电性油墨Kb。如上所述,导电性材料Db与导电性粒子Da不同,是银、铜、金、碳、钴、钛、镍、铝等单体或包含选自这些组中的至少2种的混合物。例如,导电性油墨Kb具有颗粒状的导电性材料Db及载色剂,载色剂包含树脂及溶剂。导电性油墨Ka的载色剂也可以与导电性油墨Ka相同,或者导电性油墨Ka的载色剂也可以与导电性油墨Ka大致相同。如上所述,基板10的上面印刷导电性油墨。此外,本说明书中,有时将导电性油墨Ka、Kb分别称为第1导电性油墨Ka、第2导电性油墨Kb。
之后,如图5(c)所示,对第1导电性油墨Ka及第2导电性油墨Kb进行加热。例如,加热温度是500℃以上、850℃以下。由此,将导电性材料Da烧成而形成包含导电性材料Da的第1导电层20a,并且,将导电性材料Db烧成而形成包含导电性材料Db的第2导电层20b。此外,第1导电层20a依导电性油墨Ka的形状而形成,第2导电层20b依导电性油墨Kb的形状而形成。
参照图4及图5所说明的制造方法及印刷方法通过下述印刷装置适当进行。
参照图6对本发明的印刷装置的实施方式进行说明。本实施方式的印刷装置200具备搬运基板10的输送带210、印刷部220和加热装置230。印刷部220具有多个印刷机。印刷机的数目与电极20的层叠结构的数目相对应。这里,印刷部220具有:印刷机220a,对包含导电性材料Da的导电性油墨Ka进行印刷;和印刷机220b,对包含与导电性材料Da不同的导电性材料Db的导电性油墨Kb进行印刷。
首先,在旋转的输送带210的上面放置基板10,由输送带210搬运基板10。当输送带210所搬运的基板10到达印刷机220a的下方时,印刷机220a在基板10上印刷导电性油墨Ka。
接着,当输送带210所搬运的基板10到达印刷机220b的下方时,印刷机220b在基板10上印刷导电性油墨Kb。此外,将输送带210的搬运速度及印刷机220a、220b的印刷设定为能使导电性油墨Kb层叠于导电性油墨Ka的上面。
之后,输送带210将层叠有导电性油墨Ka、Kb的基板10搬运到加热装置230。在加热装置230内加热基板10,将导电性油墨Ka、Kb烧成。由此,由导电性油墨Ka形成包含导电性材料Da的导电层20a,由导电性油墨Kb形成包含导电性材料Db的导电层20b。由此依上述形成具有导电层20a、20b的电极20,其中导电层20a、20b包含不同的导电性材料。
图7示出印刷机220a的一个例子的示意图。印刷机220a具备:油墨盘302、供墨滚筒304、凹版滚筒306、转印滚筒308、刮板(scraper)310和清洗滚筒312。该印刷机220a中,油墨盘302内的导电性油墨Ka从供墨滚筒304移动到凹版滚筒306的周面,再移动到转印滚筒308的周面,从而转印至依序通过转印滚筒308的下方的基板10的表面。这种印刷也被称为胶版印刷或照相凹版胶印(gravure offset printing)。
以下,进行具体说明。油墨盘302中装有用于印刷在基板10上的导电性油墨Ka。当油墨盘302内的导电性油墨Ka减少时,由下方的泵(未图示)向油墨盘302内补充导电性油墨Ka。油墨盘302位于印刷机220a的下方。
供墨滚筒304的下部分浸泡在油墨盘302内的导电性油墨Ka中,供墨滚筒304一边浸泡在油墨盘302内的导电性油墨Ka中,一边旋转。附着在供墨滚筒304上的导电性油墨Ka转移到凹版滚筒306。此外,凹版滚筒306的附近设有刮板310。在凹版滚筒306自油墨盘302内的导电性油墨Ka中出来并与转印滚筒308接触之前,刮板310除去附着在凹版滚筒306上的多余的导电性油墨Ka。
凹版滚筒306的表面上设有凹部,凹部与印刷在基板10上的线、图形、花纹等相对应。例如,凹版滚筒306的外径为100mm,宽度为145mm。此外,导电性油墨Ka对应于凹版滚筒306的凹部而被转印。例如,在形成宽度为30μm的指状电极24(图2)的情况下,所对应的凹版滚筒306的凹部的宽度为30μm。
附着在凹版滚筒306的凹部上的导电性油墨Ka附着在转印滚筒308上。转印滚筒308一边与凹版滚筒306的周面接触一边进行旋转,并压迫通过下方的基板10的表面,从而将导电性油墨Ka转印至基板10。转印滚筒308由剥离性良好的材质形成,以使导电性油墨Ka能够顺利且确实地从转印滚筒308转印至基板10的表面。例如,转印滚筒308由硅橡胶的一种形成。转印滚筒308的外径为200mm,宽度为135mm。此外,转印滚筒308的附近设有清洗滚筒312。附着在转印滚筒308上的多余的导电性油墨Ka是由清洗滚筒312除去。
虽然在此没有图示,印刷机220b除了油墨盘302内的导电性油墨不相同这一点之外,具有与上述印刷机220a相同的结构。如上所述,印刷装置200通过胶版印刷来印刷导电性油墨Ka、Kb。通过这种胶版印刷,能够减少导电性油墨Ka、Kb的宽度,其结果,能够形成宽度小的电极20。
此外,上述说明中,电极20为2层结构,并且,印刷装置200设有2个印刷机220a、220b,但本发明并不局限于此。也可以是,电极20是3层以上的层叠结构,印刷部220设有3个以上的印刷机。
此外,上述说明中,层叠结构20D中的层的种类与印刷部220的印刷机的数量相等,但本发明并不局限于此。层叠结构20D中的层的种类也可以小于印刷部220的印刷机的数量。例如,印刷部220中,2个印刷机分别印刷包含银作为导电性材料的导电性油墨的层,形成2层导电性油墨后,其他印刷机在上述2个导电性油墨的上面印刷包含其它导电性材料(例如,铜)的导电性油墨的层。
此外,上述说明中,印刷机220a、220b中的凹版滚筒306与母线电极22及指状电极24的双方相对应,印刷部220一并印刷与包含母线电极22及指状电极24的电极20相对应的导电性油墨,但本发明并不局限于此。印刷部220也可以先形成母线电极22及指状电极24中的一个后再形成另一个。例如,也可以是,印刷机220a、220b中的凹版滚筒306与指状电极24相对应,印刷部220a、220b印刷与指状电极24相对应的导电性油墨后,其他印刷机(未图示)印刷与母线电极22相对应的导电性油墨。
此外,图6所示的印刷装置200中,输送带210直线状地搬运基板10,但本发明并不局限于此。输送带210也可以曲线状地搬运基板10。例如,输送带210也可以环状地搬运基板10。这种环状的输送带210也被称为转台。
此外,图6所示的印刷装置200中,输送带210在一个方向上搬运基板10,但本发明并不局限于此。输送带210也可以双向搬运基板10。例如,也可以是,印刷部220仅具有1个印刷机220a,使印刷机220a处于可印刷的状态,由输送带210在一个方向上搬运基板10并进行印刷后,使印刷机220a处于不可印刷的状态,由输送带210朝相反的方向搬运基板10,再次更换导电性油墨并使印刷机220a处于可印刷的状态,再由输送带210朝一个方向搬运基板10而再次进行印刷,从而实现层叠结构20D。
(实施方式2)
以下,参照图8来对本发明的面板的第2实施方式进行说明。由于本实施方式的面板100A除了还具备抗氧化层这一点之外,具有与参照图1~图3所说明的面板100相同的结构,所以为了避免复杂化,省略重复说明。在此,电极20也具有导电层20a及导电层20b,导电层20a的宽度与导电层20b的宽度大致相等。
面板100A除了基板10及电极20之外,还具备抗氧化层30。抗氧化层30的宽度大于导电层20a、20b的宽度,抗氧化层30防止电极20的至少一部分氧化。例如,如上所述,在导电层20a包含银、导电层20b包含铜的情况下,铜容易氧化,会有电阻率值伴随氧化而增大的情形,然而,通过设置抗氧化层30,能够抑制氧化从而抑制电阻率增大。此外,虽然银比较不容易氧化,但严格来说即使是银作为主要成分的导电层20a,也会有时效劣化的情况,然而,通过抗氧化层30能够抑制该劣化。这样,面板100A中,通过抗氧化层30防止导电层20a、20b的至少一部分氧化,从而能够抑制面板100A的特性劣化。
例如,抗氧化层30由透明导电性材料适当形成。具体而言,透明导电性材料为氧化铟锡(Indium Tin Oxide:ITO)。或者,透明导电性材料也可以是氧化锌或氧化锡。此外,抗氧化层30也可以包含非导电性的透明材料。或者,抗氧化层30也可以包含非透明的导电性材料。但优选的是,抗氧化层30包含透明导电性材料,由此能够增大指状电极24的间距。此外,如上所述,电极20互相分离并平行设置,在此,抗氧化层30在互相分离的状态下覆盖电极20。
以下,参照图9对抗氧化层30为透明导电性材料时的优点进行说明。图9(a)示出参照图1~图3所说明的面板100的剖面示意图。图9(a)除了示出4条设置在基板10的表面12上的电极20这一点之外,与图1相同。如上所述,指状电极24的间距根据生成在基板10内的载流子的取出效率来设定。
图9(b)示出面板100A的剖面示意图。如上所述,面板100A中,抗氧化层30覆盖电极20。在抗氧化层30具有导电性的情况下,若生成在基板10内的载流子到达指状电极24或抗氧化层30,则能够取出所生成的载流子作为电流。
在面板100将指状电极的间距设定为2mm的情况下,则在面板100A能够使指状电极的间距为3mm。例如,在面板100、100A的主表面是各边170mm的四边形的情况下,面板100中的指状电极的条数为85条,面板100A中的指状电极的条数为56条。这样,面板100A中能够减少电极20的条数,从而能够实现成本降低,并增大对光的开口面积。例如,抗氧化层30的宽度优选为电极20的宽度的2倍以上。
这种面板100A使用印刷装置来适当制作。
以下,参照图10对印刷装置200A进行说明。由于印刷装置200A除了对印刷部220还加上其他印刷机这一点之外,具有与参照图6所说明的印刷装置200相同的结构,所以为了避免复杂化,省略重复说明。印刷装置200A中,印刷部220在印刷导电性油墨Kb的印刷机220b与加热装置230之间还具有印刷机220c。由于印刷机220c除了油墨盘302内的油墨以及设置在凹版滚筒306上的凹部的形状不相同这一点之外,具有与参照图7所说明的印刷机220a相同的结构,所以为了避免复杂化,省略重复说明。
在此,参照图7来对印刷机220c进行说明。印刷机220c中,油墨盘302装有油墨Kc。在此,油墨Kc包含颗粒状的ITO及载色剂,载色剂包含树脂及溶剂。本说明书中,将油墨Kc也称为抗氧化用油墨。此外,本说明书中,有时将印刷导电性油墨Ka、Kb的印刷机220a、220b称为导电性油墨印刷机,印刷抗氧化用油墨Kc的印刷机220c称为抗氧化用油墨印刷机。
抗氧化用油墨Kc的载色剂也可以与导电性油墨Ka或Kb的载色剂相同,或者,导电性油墨Kc的载色剂也可以与导电性油墨Ka或Kb的载色剂大致相同。油墨Kc对应于凹版滚筒306的凹部而被转印至基板10。例如,在形成覆盖宽度为30μm且高度为50μm的指状电极24的抗氧化层30时,其中抗氧化层30的宽度为50μm,则对应的凹版滚筒306的凹部的宽度例如为150μm。在指状电极24的两侧分别有10μm的抗氧化层30中直接覆盖基板10的部分的情况下,则凹版滚筒306的凹部的宽度为170μm(例如,150μm+10μm+10μm)。如上所述,在基板10a上的导电性油墨Ka、Kb上面印刷有油墨Kc。之后,导电性油墨Ka、Kb及抗氧化用油墨Kc由加热装置230(图10)加热。
此外,上述说明中,面板100A中由抗氧化层30所覆盖的电极20具有不同的导电层20a、20b,但本发明并不局限于此。如图11所示,本实施方式的面板100B中,电极20也可以是单层的导电层。例如,基板10的表面12由硅形成,电极20由银作为主要成分的导电层形成。
(实施方式3)
以下,参照图12对本发明的面板的第3实施方式进行说明。由于本实施方式的面板100C除了延伸在一个方向(这里为x方向)上的电极24的剖面面积依位置而不同这一点之外,具有与参照图1至图3所说明的面板100相同的结构,所以为了避免复杂化,省略重复说明。
图12(a)示出面板100C的俯视示意图。面板100C中,电极20具有线状电极22、24。这里,线状电极22在y方向上延伸,线状电极24从线状电极22延伸在x方向上。本说明书的以下说明中,有时将线状电极22、24分别称为第1线状电极22、第2线状电极24。这里,线状电极22、24都具有直线形状,并且,以互相正交的方式交叉,但线状电极22、24中的至少一个既可以弯曲,也可以是曲线。此外,本说明书中,有时将在规定方向上平行延伸且相邻的第1线状电极22称为第1、第2平行电极22a、22b,与该第1、第2平行电极22a、22b交叉的第2线状电极24称为交叉电极。
例如,在面板100C为太阳能电池板的情况下,线状电极22也被称为母线电极,线状电极24也被称为指状电极。如图12(a)所示,多个母线电极22互相平行地延伸在y方向上,指状电极24与母线电极22交叉。这里,指状电极24互相平行地延伸在x方向上,母线电极22与指状电极24正交配置。
图12(b)示出面板100C的部分放大图,图12(c)示出面板100C的剖面示意图。图12(c)示出沿图12(b)的12c-12c’线的剖面。
如上所述,线状电极24从线状电极22延伸。面板100C中,线状电极24具有剖面面积减少部24x,该剖面面积减少部24x中,与线状电极24的长度方向正交的剖面的面积(剖面面积)沿远离线状电极22的方向而减少。此外,图12(b)中,线状电极24设有2个剖面面积减少部24x,但设在线状电极24上的剖面面积减少部24x也可以是1个。此外,这里,2个剖面面积减少部24x中的各个中,剖面面积最小的部分的层叠数量为1,剖面面积最大的部分的层叠数量为2。这样,剖面面积最小的部分的层叠数量也可以小于剖面面积最大的部分的层叠数量。
这里,电极20具有包含第1导电层20a及第2导电层20b的层叠结构20D。例如,第1导电层20a包含银,第2导电层20b包含铜。面板100C中,对在母线电极22及指状电极24中都具有第1导电层20a,而选择在母线电极22及指状电极24中的至少一个设置第2导电层20b。这里,指状电极24在母线电极22附近设有第2导电层20b,指状电极24的中央附近没有设置第2导电层20b。因此,指状电极24中靠近母线电极22的部分A的剖面面积比距离母线电极22远的部分B的剖面面积大。形成在基板10上的载流子经由位于其附近的电极20而被取出,指状电极24中靠近母线电极22的部分A的电流增大。与相邻的2个母线电极22电连接的指状电极24中,由于母线电极22附近的剖面面积比指状电极24的中央附近的剖面面积大,所以不降低电流的取出效率,就能够降低用于指状电极24的材料成本。
此外,面板100C中,在指状电极24中,第2导电层20b比第1导电层20a短,并且,第2导电层20b的宽度比第1导电层20a的宽度小。这里,第1、第2导电层20a、20b的长度是,沿电流从指状电极24流向母线电极22的方向的距离,第1、第2导电层20a,20b的宽度是,在从基板10的表面12的法线方向来看的情况下,沿与电流从指状电极24流向母线电极22的方向正交的方向的距离。由于第2导电层20b比第1导电层20a短,因此面板100C中,第2导电层20b岛状地设在第1导电层20a的上面,相邻的第2导电层20b经由第1导电层20a互相电连接。
面板100C中,在从基板10的表面12的法线方向来看电极20的情况下,交叉电极24的中央附近的剖面面积比交叉电极24在第1平行电极22a附近的剖面面积、及交叉电极24在第2平行电极22b附近的剖面面积小。此外,在从基板10的表面12的法线方向来看电极20的情况下,交叉电极24的中央附近的宽度比交叉电极24在第1平行电极22a附近的宽度、及交叉电极24在第2平行电极22b附近的宽度小。
此外,上述说明中,第2导电层20b比第1导电层20a短,并且,第2导电层20b的宽度比第1导电层20a的宽度小,但本发明并不局限于此。在第2导电层20b的宽度比第1导电层20a的宽度小的情况下,也可以是,第2导电层20b的长度与第1导电层20a相等,相邻的母线电极22不仅经由第1导电层20a而且经由第2导电层20b电连接。或者,在第2导电层20b比第1导电层20a短的情况下,第1导电层20a的宽度也可以与第2导电层20b的宽度相等。这样,优选的是,第2导电层20b的宽度及长度中的至少一个比第1导电层20a小。
此外,例如,面板100C中的电极20使用参照图6所说明的印刷装置200来制作。在此情况下,图12(b)所示的第1导电层20a的形状及尺寸与第1导电性油墨Ka相对应,图12(c)所示的第2导电层20b的形状及尺寸与第2导电性油墨Kb相对应。
此外,参照图12所说明的面板100C中,指状电极24的宽度是一定的,但本发明并不局限于此。
图13(a)示出面板100C1的部分放大图,图13(b)示出面板100C1的剖面示意图。图13(b)示出沿图13(a)的13b-13b’线的剖面。
面板100C1中,从基板10的表面12的法线方向来看,2个剖面面积减少部24x中的各个中,电极20的宽度沿远离第1线状电极22的方向连续减少。这样,第2线状电极24的剖面面积沿远离第1线状电极22的方向连续减少,由此能够增大基板10的表面12的开口面积。
例如,在使用面板100C1来作为太阳能电池板的情况下,从基板10的表面12的法线方向来看,指状电极24中的相邻母线电极22之间的中央附近D的宽度比母线电极22附近C的宽度小。具体而言,形成指状电极24的第1导电层20a中的相邻母线电极22之间的中央附近的宽度比母线电极22附近的宽度小。此外,形成指状电极24的第2导电层20b设置在母线电极22的附近C,而没有设置在相邻的母线电极22之间的中央附近D。因此,面板100C1中,能够使指状电极24中靠近母线电极22的部分的电阻变小。这样,通过使指状电极24在母线电极22附近C的剖面面积比中央附近D的剖面面积大,不降低电流的取出效率就能够实现材料成本的降低。并且,还能够增大太阳能电池板的开口面积,有效地产生电流。
此外,上述说明中,在面板100C及100C1中,电极20的导电层20a、20b具有不同的导电性材料,但本发明并不局限于此。导电层20a、20b也可以具有相同的导电性材料。
参照图14对面板100C2进行说明。图14(a)示出面板100C2的部分放大图,图14(b)示出面板100C2的剖面示意图。图14(b)示出沿图14(a)的14b-14b’线的剖面。
由于面板100C2除了导电层20a、20b具有相同的导电性材料这一点之外,具有与参照图12所说明的面板100C相同的结构,所以为了避免复杂化,省略重复说明。例如,导电层20a、20b都包含银。此外,图14中,指状电极24的宽度是一定的,但与图13所示的面板100C1同样,面板100C2的指状电极24的宽度也可以发生变化。
此外,上述说明中,面板100C1的电极20具有多个导电层20a、20b,但本发明并不局限于此。
图15(a)示出面板100C3的部分放大图,图15(b)示出面板100C3的剖面示意图。图15(b)示出沿图15(a)的15b-15b’线的剖面。
面板100C3中,指状电极24中的相邻母线电极22之间的中央附近E的宽度比母线电极22附近F的宽度小。因此,面板100C3中,能够使指状电极24中靠近母线电极22的部分的电阻变小。优选的是,指状电极24中靠近母线电极22的部分的剖面面积比距离母线电极22远的部分的剖面面积大。因此,位于母线电极22之间的指状电极24中,通过使母线电极22附近的剖面面积比指状电极24的中央附近的剖面面积大,不降低电流的取出效率就能够实现材料成本的降低。此外,能够增大太阳能电池板的开口面积,有效地产生电流。
这种面板100C~100C3也使用上述印刷装置200来适当制作。印刷部220的印刷机除了油墨盘302内的油墨及设置在凹版滚筒306上的凹部的形状不同这一点之外,具有与上述印刷机相同的结构,所以为了避免复杂化,省略重复说明。
此外,上述说明中,面板100、100A、100B、100C、100C1、100C2或100C3中的各个面板中,基板10的光电转换层包含硅,但本发明并不局限于此。光电转换层也可以包含无机化合物材料。光电转换层也可以包含InGaAs、GaAs、黄铜矿类、Cu2ZnSnS4、CdTe-CdS。或者,光电转换层也可以包含有机化合物。
此外,上述说明中,在面板100~100C3中,位于基板10的表面12上的硅层的上面设有电极20,但本发明并不局限于此。也可以是,基板10的硅层的上面设有透明导电层,透明导电层的上面设有电极20。
此外,上述说明中,基板10的表面12上的没有设置电极20的区域上,根据需要在其中一部分设置抗氧化层30,除此之外什么也没有设置,但本发明并不局限于此。也可以在基板10的表面12上的没有设置电极20的区域上设置抗反射膜。或者也可以是,在基板10的整个表面设置抗反射膜,并在该抗反射膜的上面设置电极20。
此外,在使用面板100~100C3来作为太阳能电池板的情况下,将多个面板100~100C3一起排列。
图16示出面板100、100A、100B、100C、100C1、100C2或100C3排列而成的太阳电池模块300。太阳电池模块300中,多个列及多个行的面板100~100C3排列成矩阵状,面板100~100C3互相串联或并联连接。
此外,上述说明中,第1导电层20与基板10的表面12接触,但本发明并不局限于此。第1导电层20也可以隔着基板10上的其它层而层叠。在此情况下,也可以在基板10的上面印刷规定层后,在该层的上面再印刷第1导电性油墨。
此外,上述说明中,面板100~100C3是太阳能电池板,但本发明并不局限于此。面板100~100C3也可以是触摸屏或电磁屏蔽面板。
此外,上述说明中,电极20是集电极,但本发明并不局限于此。电极20也可以是布线的一部分,电极20适合用于导电层叠结构。
〔工业实用性〕
根据本发明,能够提高设置在面板上的电极的设计自由度。例如,根据本发明,即使电极的宽度较小,也能够增大剖面面积。并且,本发明适合用于太阳电池用面板、触摸屏、电磁屏蔽面板、太阳电池模块等。
Claims (24)
1.一种印刷装置,其特征在于:
该印刷装置具备在基板的表面印刷油墨的印刷部,
上述印刷部通过胶版印刷对包含第1导电性材料的第1导电性油墨进行印刷,并通过胶版印刷,在上述第1导电性油墨的上面,对包含与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料的第2导电性油墨进行印刷。
2.根据权利要求1所述的印刷装置,其特征在于:
该印刷装置还具备搬运上述基板的输送带。
3.根据权利要求1或2所述的印刷装置,其特征在于,上述印刷部具有:
第1印刷机,该第1印刷机印刷上述第1导电性油墨;和
第2印刷机,该第2印刷机印刷上述第2导电性油墨。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的印刷装置,其特征在于:
上述第1导电性材料包含银。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的印刷装置,其特征在于:
上述第2导电性材料是铜、金、碳、钴、钛、镍及铝中的任意一个,或者包含选自由银、铜、金、碳、钴、钛、镍及铝组成的组中的至少2种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的印刷装置,其特征在于:
上述印刷部对覆盖上述第1导电性油墨及上述第2导电性油墨的至少一部分的抗氧化用油墨进行印刷。
7.根据权利要求6所述的印刷装置,其特征在于:
上述抗氧化用油墨包含透明材料。
8.根据权利要求6或7所述的印刷装置,其特征在于:
上述抗氧化用油墨包含导电性材料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的印刷装置,其特征在于:
在从上述基板的上述表面的法线方向来看的情况下,上述第1导电油墨的宽度比上述第2导电油墨的宽度大。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的印刷装置,其特征在于:
上述第1导电性油墨的长度比上述第2导电性油墨的长度大。
11.一种印刷方法,其特征在于,该印刷方法是在基板的表面印刷油墨的方法,该印刷方法包括:
通过胶版印刷对包含第1导电性材料的第1导电性油墨进行印刷的工序;和
通过胶版印刷,在上述第1导电性油墨的上面,对包含与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料的第2导电性油墨进行印刷的工序。
12.一种面板的制造方法,其特征在于,该面板的制造方法包括:
准备具有表面的基板的工序;和
在上述基板的上述表面形成电极的工序;
上述形成电极的工序包括:
通过胶版印刷,在上述基板的上述表面,对包含第1导电性材料的第1导电性油墨进行印刷的工序;
通过胶版印刷,在上述第1导电性油墨的上面,对包含与上述第1导电性材料不同的第2导电性材料的第2导电性油墨进行印刷的工序;和
对上述第1导电性油墨及上述第2导电性油墨进行加热的工序。
13.一种印刷装置,其特征在于:
该印刷装置具备在基板的表面印刷油墨的印刷部,
上述印刷部对包含第1线状部以及第2线状部的导电性油墨进行印刷,使上述第2线状部的与长度方向正交的剖面的剖面面积沿远离上述第1线状部的方向减少,其中上述第1线状部呈线状延伸在一个方向上并具有层叠结构,上述第2线状部延伸在与上述第1线状部不同的方向上。
14.根据权利要求13所述的印刷装置,其特征在于:
该印刷装置还具备搬运上述基板的输送带。
15.根据权利要求13或14所述的印刷装置,其特征在于,上述印刷部具有:
第1印刷机,该第1印刷机印刷第1导电性油墨;和
第2印刷机,该第2印刷机在上述第1导电性油墨的上面印刷第2导电性油墨。
16.一种印刷方法,其特征在于:
该印刷方法是在基板的表面印刷油墨的方法,
上述印刷方法包括下述印刷工序,即对包含第1线状部以及第2线状部的导电性油墨进行印刷,使上述第2线状部的与长度方向正交的剖面的剖面面积沿远离上述第1线状部的方向减少,其中上述第1线状部呈线状延伸在一个方向上并具有层叠结构,上述第2线状部延伸在与上述第1线状部不同的方向上。
17.根据权利要求16所述的印刷方法,其特征在于,上述印刷工序包括:
在上述基板的表面印刷第1导电性油墨的工序;和
在上述第1导电性油墨的上面印刷第2导电性油墨的工序,其中,该第2导电性油墨的宽度及长度中的至少一个比上述第1导电性油墨小。
18.一种面板的制造方法,其特征在于,该面板的制造方法包括:
准备具有表面的基板的工序;和
在上述基板的上述表面形成电极的工序;
上述形成电极的工序包括:
对包含第1线状部以及第2线状部的导电性油墨进行印刷,使上述第2线状部的与长度方向正交的剖面的剖面面积沿远离上述第1线状部的方向减少的印刷工序,其中上述第1线状部呈线状延伸在一个方向上并具有层叠结构,上述第2线状部延伸在与上述第1线状部不同的方向上;和
对上述导电性油墨进行加热的工序。
19.根据权利要求18所述的面板的制造方法,其特征在于,上述印刷工序包括:
印刷第1导电性油墨的工序;和
在上述第1导电性油墨的上面印刷第2导电性油墨的工序,其中,该第2导电性油墨的宽度及长度中的至少一个比上述第1导电性油墨小。
20.一种印刷装置,其特征在于,该印刷装置具备在基板的表面印刷油墨的印刷部,上述印刷部具有:
导电性油墨印刷机,该导电性油墨印刷机印刷导电性油墨;和
抗氧化用油墨印刷机,该抗氧化用油墨印刷机印刷抗氧化用油墨。
21.根据权利要求20所述的印刷装置,其特征在于:
该印刷装置还具备搬运上述基板的输送带。
22.根据权利要求20或21所述的印刷装置,其特征在于,上述导电性油墨印刷机包括:
第1印刷机,该第1印刷机印刷第1导电性油墨;和
第2印刷机,该第2印刷机在上述第1导电性油墨的上面印刷第2导电性油墨。
23.一种印刷方法,其特征在于,该印刷方法是在基板的表面印刷油墨的方法,该印刷方法包括:
在上述基板的表面印刷导电性油墨的工序;和
对覆盖上述导电性油墨的抗氧化用油墨进行印刷的工序。
24.一种面板的制造方法,其特征在于,包括:
准备具有表面的基板的工序;
在上述基板的上述表面印刷导电性油墨的工序;
对覆盖上述导电性油墨的抗氧化用油墨进行印刷的工序;和
对上述导电性油墨及上述抗氧化用油墨进行加热的工序。
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