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TWI475702B - A panel, a panel manufacturing method, a solar cell module, a printing apparatus, and a printing method - Google Patents

A panel, a panel manufacturing method, a solar cell module, a printing apparatus, and a printing method Download PDF

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TWI475702B
TWI475702B TW100124311A TW100124311A TWI475702B TW I475702 B TWI475702 B TW I475702B TW 100124311 A TW100124311 A TW 100124311A TW 100124311 A TW100124311 A TW 100124311A TW I475702 B TWI475702 B TW I475702B
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Inventor
Koji Sakamoto
Original Assignee
Sakamoto Jun
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Publication date
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Description

面板、面板之製造方法、太陽能電池模組、印刷裝置以及印刷方法
本發明有關於一種面板、面板之製造方法、太陽能電池模組、印刷裝置以及印刷方法。
太陽能面板由於可直接將乾淨且無止盡供給的太陽光能源直接轉換為電力能源，因此係備受期待的新能源。目前主流之太陽能面板中使用有矽基板，於其表面設置有含有銀的集電極。使用銀作為集電極的材料，除了可降低矽基板與集電極之間的接觸電阻，還可達到令電極本身低電阻化之目的(例如參照專利文獻1)。
此外，若設置於太陽能面板之受光面側的集電極具有大的寬度，則矽基板的開口面積會變小，因而無法有效率地進行能源的轉換。因此，已提出了透過將含有銀的導電層積層而形成電極，據以在避免開口面積縮小的同時降低電阻(例如參照專利文獻2)。專利文獻2中記載有透過印刷法來積層含有銀的導電層，從而在降低比電阻的同時防止氧化。
專利文獻1：日本特開2009-194013號公報
專利文獻2：日本特開2010-090211號公報
若採用專利文獻2中記載的印刷方法來積層導電層，則可避免導電性材料的浪費。然而，近年來，已被要求能更進一步地降低成本。例如若積層含有銀以外的其他導電材料(例如比較廉價的銅)之導電層時，雖可降低電極本身的電阻，但卻會由於與矽基板之間的接觸電阻增加，而無法獲得足夠的特性。可知，採用專利文獻2中記載的印刷法亦未必能形成所需的電極。此外，若僅單純地形成電極，未必能降低電極材料的成本。再者，若形成於基板上的電極氧化，則電阻有時會上昇。
有鑒於上述問題，本發明之目的在於提供具有較高之電極設計自由度的面板、面板之製造方法、具有面板之太陽能電池模組、印刷裝置以及印刷方法。
本發明的面板，包括具有表面的基板、設置於上述基板的表面上且具有積層構造的電極，其特徵在於上述電極具有：第1線狀電極、延伸自上述第1線狀電極的第2線狀電極，其中上述第2線狀電極具有與上述第2線狀電極之長度方向相互垂直之截面的截面積沿著遠離上述第1線狀電極之方向呈縮小的截面積縮小部。
於某實施型態中，上述截面積縮小部之中，上述截面積最小部位處的上述積層構造的積層數少於上述截面積縮小部之中，上述截面積最大部位處的上述積層構造的積層數。
於某實施型態中，於上述截面積縮小部之中，上述第2線狀電極之截面積沿著遠離上述第1線狀電極之方向呈連續地變化。
於某實施型態中，自上述基板之表面的法線方向來觀看上述電極時，於上述截面積縮小部之中，上述第2線狀電極的寬度沿著遠離上述第1線狀電極之方向連續地縮小。
於某實施型態中，上述積層構造具有第1導電層及部分的積層於上述第1導電層上的第2導電層。
於某實施型態中，自上述基板之表面的法線方向來觀看上述電極時，上述第1導電層的寬度大於上述第2電層的寬度。
於某實施型態中，上述第1導電層沿著遠離上述第1線狀電極之方向上的長度大於上述第2導電層沿著遠離上述第1線狀電極之方向上的長度。
於某實施型態中，上述第1導電層含有第1導電性材料，上述第2導電層含有與上述第1導電性材料相異之第2導電性材料。
於某實施型態中，上述第1導電性材料含有銀。
於某實施型態中，上述第2導電性材料包含有銅、金、碳、鈷、鈦、鎳及鋁之任一者，或者包含有由銀、銅、金、碳、鈷、鈦、鎳及鋁所組成之群組中選出之至少兩者。
於某實施型態中，上述面板進一步包括有用於防止上述電極的至少一部分氧化的抗氧化層。
於某實施型態中，上述抗氧化層包含透明材料。
於某實施型態中，上述抗氧化層包含導電性材料。
於某實施型態中，上述第1線狀電極包含有於遠離上述第1線狀電極之方向上呈相互平行地延伸的第1平行電極及第2平行電極，上述第2線狀電極包含有分別與上述第1平行電極及上述第2平行電極電連接的交叉電極，上述交叉電極具有與上述第1平行電極接觸的第1截面積縮小部以及與上述第2平行電極接觸的第2截面積縮小部。
於某實施型態中，自上述基板之表面的法線方向來觀看上述電極時，位於上述第1平行電極與上述第2平行電極之間中央附近處的上述交叉電極的截面積小於上述第1平行電極鄰近處的上述交叉電極的截面積，且小於上述第2平行電極之鄰近處的上述交叉電極的截面積。
於某實施型態中，自上述基板之表面的法線方向來觀看上述電極時，位於上述第1平行電極與上述第2平行電極之間中央附近處的上述交叉電極的寬度小於上述第1平行電極鄰近處的上述交叉電極的寬度，且小於上述第2平行電極之鄰近處的上述交叉電極的寬度。
本發明的太陽能電池模組，其具備有複數個如上所述之面板。
本發明的印刷裝置，具備有在基板表面印刷油墨的印刷部，其特徵在於：上述印刷部印刷包含有第1線狀部及第2線狀部的導電性油墨，其中上述第1線狀部具有朝向一定方向呈線狀延伸的積層構造，而上述第2線狀部與上述第1線狀部朝向不同方向延伸，且與上述第2線狀部之長度方向相互垂直之截面的截面積沿著遠離上述第1線狀部的方向縮小。
於某實施型態中，上述印刷裝置進一步具備有運送上述基板的輸送帶。
於某實施型態中，上述印刷部具有：印刷第1導電性油墨的第1印刷機；以及於上述第1導電性油墨上方印刷第2導電性油墨的第2印刷機。
本發明的印刷方法，係於基板表面印刷油墨的印刷方法，包括下列步驟：一印刷步驟，印刷包含有第1線狀部及第2線狀部的導電性油墨，其中上述第1線狀部具有朝向一定方向呈線狀延伸的積層構造，而上述第2線狀部與上述第1線狀部朝向不同方向延伸，且與上述第2線狀部之長度方向相互垂直之截面的截面積沿著遠離上述第1線狀部的方向縮小。
於某實施型態中，上述印刷步驟具有：於上述基板的表面印刷第1導電性油墨的步驟；以及於上述第1導電性油墨上方印刷第2導電性油墨的步驟，其中上述第2導電性油墨的寬度及長度中的至少一者小於上述第1導電性油墨。
本發明之面板的製造方法，包括：準備具有表面之基板的步驟；於上述基板之表面形成電極的步驟，其特徵在於上述形成電極的步驟包括有：一印刷步驟，印刷包含有第1線狀部及第2線狀部的導電性油墨，其中上述第1線狀部具有朝向一定方向呈線狀延伸之積層構造，而上述第2線狀部與上述第1線狀部朝向不同方向延伸，且與上述第2線狀部之長度方向相互垂直之截面的截面積沿著遠離上述第1線狀部的方向縮小；一加熱步驟，加熱上述導電性油墨。
於某實施型態中，上述印刷步驟具有：印刷第1導電性油墨的步驟；以及於上述第1導電性油墨上方印刷第2導電性油墨的步驟，其中上述第2導電性油墨的寬度及長度中的至少一者小於上述第1導電性油墨。
根據本發明能夠提供具有較高之電極設計自由度的面板、面板之製造方法、具有面板之太陽能電池模組、印刷裝置以及印刷方法。
以下參照圖式說明本發明之面板、面板的製造方法、太陽能電池模組、印刷裝置以及印刷方法之實施型態。本發明之實施型態舉太陽能面板為例來說明，惟本發明並不在此限。
(實施型態1)
以下參照圖式說明本發明之面板的第1實施型態。第1圖所示為面板100的剖面示意圖。在此面板100為太陽能面板。第1圖係將面板100之一側的主要面的鄰近處擴大顯示。
面板100包括基板10以及設置於基板10之表面12上的電極20。第1圖中所示電極20雖呈分離，惟該等電極20係於他處電連接，電極20之各自的電位可為幾乎相等。
圖中雖未示出，但基板10具有光電轉換層。例如基板10為矽基板，基板10具有p型矽層及n型矽層。具體而言，光電轉換層可含有非晶矽，或者光電轉換層可含有結晶矽。例如，光電轉換層可含有單晶矽、多晶矽或微晶矽。
第1圖所示雖為剖面圖，惟電極20係朝向某一方向延伸。於面板100中，電極20具有積層構造20D。在此，電極20為兩層構造，電極20具有與基板10之表面12相接的導電層20a以及設置於導電層20a上方的導電層20b。導電層20a含有導電性材料Da，導電層20b含有與導電性材料Da相異的導電性材料Db。
導電性材料Da例如為銀、銅、金、碳、鈷、鈦、鎳或鋁等單體或其混合物。而導電性材料Db與導電性材料Da相異，例如為銀、銅、金、碳、鈷、鈦、鎳或鋁等單體或其混合物。又，導電性材料Da、Db只要不是完全相同即可，當導電性材料Da、Db中之任一者為混合物時，混合物內的一導電性材料可為另一導電性材料所包含，亦可不被包含。此外，當導電性材料Da、Db兩者皆為混合物時，其中一導電性材料內之某導電性材料可為另一導電性材料所包含，亦可不被包含。於較佳例中，導電性材料Da為銀，導電性材料Db為銅、金、碳、鈷、鈦、鎳或鋁中之任一者，或者為包含有由銀、銅、金、碳、鈷、鈦、鎳及鋁所組成之群組中選出之至少兩者之混合物。
在此，導電層20a、20b分別具有1導電性材料Da、Db。例如導電性材料Da為銀，而導電性材料Db為銅。又，導電性材料Da較佳為依據形成基板10之表面12的材料來選擇。舉例來說，表面12由矽形成時，使用銀作為導電性材料Da，可降低接觸電阻。典型之例為使用電阻低的金屬材料作為導電性材料Da、Db。本說明書中，導電材料Da、Db分別亦有稱為第1導電材料Da、第2導電材料Db，此外，導電層20a、20b分別亦有稱為第1導電層20a、第2導電層20b。導電層20a的寬度與導電層20b的寬度幾乎相等。
如此，由於電極20具有積層構造20D，即使電極20的寬度較小，也能夠藉由增加其剖面積以獲得低電阻。此外，由於導電層20b包含與導電層20a之導電性材料Da相異的導電性材料Db，因此導電層20b之導電性材料Db的選擇實質上不會受到基板10表面12影響，因而可提高電極20的設計自由度。此外，面板100中，積層有包含銀的導電層20a以及包含銅的導電層20b，如此既可抑止電極20本身的高電阻化，亦可減少昂貴的銀的使用量。
第2圖所示為面板100之受光面的示意圖。電極20具有匯流電極22及指狀電極24，電極20亦可稱為集電極。指狀電極24自一匯流電極22延伸，典型來說，指狀電極24以一定的間距排列。一般而言，匯流電極22的寬度大於指狀電極24的寬度。第1圖為第2圖中沿1-1' 線的剖面。
舉例來說，面板100係為呈主面之長度及寬度各自為170mm的矩形。此外，舉例來說，匯流電極22的寬度為2mm以上3mm以下，指狀電極24的寬度為15μm以上70μm以下。指狀電極24的間距(亦即某指狀電極24的中心至與其鄰接之指狀電極24的中心之間的距離)為2mm。若指狀電極24的間距過大，則於基板10產生的載子無法充分地到達指狀電極24，因此無法有效率地輸出電流。反之，若指狀電極24的間距過小，則指狀電極24的根數增加，會導致開口面積縮小。
第3圖所示為面板100的示意圖。面板100不僅具有設置於基板10表面12的電極20，還具有設置於基板10背面14的電極110。典型來說，電極110設置為覆蓋住基板10的背面14全體。舉例來說，電極110可由鋁形成。
以下參照第4圖說明製造面板100之較佳的製造方法。如第4圖(a)所示，準備具有表面12的基板10。如前所述，基板10例如可為矽基板。其次，如第4圖(b)所示，於基板10的表面12上形成電極20。電極20例如可以印刷方式形成。
以下參照第5圖說明電極20的形成方法。如第5圖(a)所示，於基板10上方印刷含有導電性材料Da的導電性油墨Ka。舉例來說，導電性油墨Ka可具有粒子狀的導電性材料Da及媒液，媒液含有樹脂及溶劑。導電性油墨Ka具有適度的流動減黏性(thixotropy)。
如上所述導電性材料Da為銀、銅、金、碳、鈷、鈦、鎳或鋁等之單體或混合物。樹脂又稱為接著樹脂。樹脂可舉例為如聚酯-三聚氰胺的熱硬化性樹脂、如丙烯酸樹脂的紫外線硬化性樹脂、如聚酯樹脂的熱塑性樹脂等。此外，溶劑例如可為室溫下揮發的低溫揮發性溶劑。具體而言，溶劑為二醇醚系溶劑。
其次，如第5圖(b)所示，於導電性油墨Ka上方印刷含有與導電性材料Da相異之導電性材料Db的導電性油墨Kb。如上所述，導電性材料Db與導電性粒子Da相異，為銀、銅、金、碳、鈷、鈦、鎳、鋁等之單體或者為含有該等之群組中選出之至少兩者的混合物。舉例來說，導電性油墨Kb可具有粒子狀的導電性材料Db及媒液，媒液含有樹脂及溶劑。導電性油墨Ka的媒液可與導電性油墨Ka為相同物，或者導電性油墨Ka的媒液可與導電性油墨Ka為相類物。如上所述在基板10的上方印刷導電性油墨。又，於本說明書中，導電性油墨Ka、Kb分別亦有稱為第1導電性油墨Ka、第2導電性油墨Kb。
其後，如第5圖(c)所示，加熱第1導電性油墨Ka及第2導電性油墨Kb。加熱溫度例如可為500℃以上850℃以下。據此，對導電性材料Da進行燒成而形成為含有導電性材料Da的第1導電層20a，對導電性材料Db進行燒成而形成為含有導電性材料Db的第2導電層20b。又，第1導電層20a形成為對應導電性油墨Ka的形狀，第2導電層20b形成為對應導電性油墨Kb的形狀。
參照第4圖及第5圖所說明的製造方法及印刷方法較佳可利用下述的印刷裝置來進行。
於第6圖說明本發明之印刷裝置的實施型態。本實施型態的印刷裝置200具有運送基板10的輸送帶210、印刷部220以及加熱裝置230。印刷部220具有複數個印刷機。印刷機數量對應於電極20之積層構造的數量。此處，印刷部220具有：印刷機220a，其用於印刷含有導電性材料Da的導電性油墨Ka；印刷機220b，其用於印刷含有與導電性材料Da相異之導電性材料Db的導電性油墨Kb。
首先，在轉動的輸送帶210上承載有基板10，輸送帶210運送基板10。受輸送帶210運送的基板10一抵達印刷機220a的下方，印刷機220a便對基板10印刷導電性油墨Ka。
其次，受輸送帶210運送的基板10一抵達印刷機220b的下方，印刷機220b便對基板10印刷導電性油墨Kb。又，輸送帶210的運送速度以及印刷機220a、220b的印刷係設定為使導電性油墨Kb積層於導電性油墨Ka上。
其後，輸送帶210將積層有導電性油墨Ka及導電性油墨Kb的基板10運送至加熱裝置230。將基板10於加熱裝置230內加熱，從而對導電性油墨Ka、Kb進行燒成。如此，導電性油墨Ka形成為含有導電性材料Da的導電層20a，導電性油墨Kb形成為含有導電性材料Db的導電層20b。透過所述之方式形成具備含有不同導電性材料之導電層20a、20b的電極20。
第7圖所示為印刷機220a之一例的示意圖。印刷機220a具有油墨槽302、油墨供給滾輪304、凹版滾輪306、轉印滾輪308、刮刀310以及清潔滾輪312。此印刷機220a中，油墨槽302中的導電性油墨Ka自油墨供給滾輪304移動至凹版滾輪306的輪面，再移動至轉印滾輪308的輪面，從而轉印於依序通過轉印滾輪308下方之基板10的表面。這樣的印刷方式亦稱為平版印刷(offset printing)或者凹版膠印(gravure offset printing)。
以下進行具體的說明。油墨槽302中置有用於印刷在基板10的導電性油墨Ka。油墨槽302中的導電性油墨Ka減少時，藉由下側的泵浦(圖中未示)補充導電性油墨Ka至油墨槽302中。油墨槽302設置位於印刷機220a的下側。
油墨供給滾輪304的下側部位浸泡於油墨槽302內的導電性油墨Ka中，油墨供給滾輪304在浸泡於油墨槽302內的導電性油墨Ka之狀態下轉動。附著在油墨供給滾輪304的導電性油墨Ka轉移至凹版滾輪306。又，鄰近凹版滾輪306之處設有刮刀310。凹版滾輪306自油墨槽302內的導電性油墨Ka離開而與轉印滾輪308接觸之前，刮刀310除去凹版滾輪306上附著之多餘的導電性油墨Ka。
凹版滾輪306的表面設有凹部，凹部與印刷在基板10的線、圖形、圖樣或其他相對應。舉例來說，凹版滾輪306的外徑可為100mm，而寬度可為145mm。又，導電性油墨Ka對應於凹版滾輪306的凹部而被轉印。例如，欲形成寬度為30μm的指狀電極24(第2圖)時，對應的凹版滾輪306之凹部的寬度為30μm。
附著於凹版滾輪306之凹部的導電性油墨Ka進一步附著於轉印滾輪308。轉印滾輪308在與凹版滾輪306的輪面相互接觸之狀態下轉動，同時按壓通過下側的基板10表面，將導電性油墨Ka轉印至基板10。為使導電性油墨Ka可自轉印滾輪308順利且確實地轉印至基板10表面，轉印滾輪308以剝離性良好的材質形成。舉例來說，轉印滾輪308可由矽氧橡膠之一種所形成。轉印滾輪308的外徑為200mm，寬度為135mm。又，鄰近轉印滾輪308之處設有清潔滾輪312。附著於轉印滾輪308之多餘的導電性油墨Ka透過清潔滾輪312除去。
又，此處雖未以圖表示，但印刷機220b除了油墨槽302內的導電性油墨不同之外，與所述印刷機220a具有相同的構造。如上所述，印刷裝置200透過平版印刷法來印刷導電性油墨Ka、Kb。透過平版印刷法可縮小導電性油墨Ka、Kb的寬度，從而能夠形成寬度較小的電極20。
又，所述說明中，電極20為兩層構造，而印刷裝置200中設有兩部印刷機220a、220b，但本發明並不受限於此。電極20可為三層以上的構造，而印刷部220可設有三台以上的印刷機。
此外，所述說明中，積層構造20D中的層的種類與印刷部220之印刷機的數量相等，但本發明並不受限於此。積層構造20D中的層的種類亦可少於印刷部220之印刷機的數量。例如，印刷部220亦可為由兩台印刷機分別印刷含有作為導電性材料之銀的導電性油墨層，從而形成兩層導電性油墨後，再由其他印刷機於所述兩層導電性油墨上印刷含有其他導電性材料(例如銅)的導電性油墨層。
此外，於所述說明中，印刷機220a、220b的凹版滾輪306與匯流電極22及指狀電極24兩者對應，印刷部220一次同時印刷與含有匯流電極22及指狀電極24之電極20相對應的導電性油墨，但本發明並不受限於此。印刷部220亦可先形成匯流電極22及指狀電極24中之一者後再形成另外一者。舉例來說，亦可為印刷機220a及220b中的凹版滾輪306對應於指狀電極24，由印刷機220a、220b印刷完與指狀電極24對應的導電性油墨後，再由其他印刷機(圖中未示)印刷與匯流電極22對應的導電性油墨。
又，於第6圖所示的印刷裝置200中，輸送帶210以直線狀的方式運送基板10，但本發明並不受限於此。輸送帶210亦可以曲線狀的方式運送基板10。舉例來說，輸送帶210亦可以環狀的方式運送基板10。這樣的環狀輸送帶210亦稱為轉盤(turntable)。
此外，於第6圖所示的印刷裝置200中，輸送帶210往一方向地輸送基板10，但本發明並不受限於此。輸送帶210亦可往雙向地輸送基板10。舉例來說，印刷部220可為僅具有一台印刷機220a，首先設定印刷機220a為可印刷的狀態，在輸送帶210將基板10往一方向輸送進行印刷之後，設定印刷機220a為不可印刷的狀態，由輸送帶210將基板10往反方向輸送，更換導電性油墨後再設定印刷機220a為可印刷的狀態，由輸送帶210將基板10往一方向輸送進行印刷，從而完成積層構造20D。
(實施型態2)
以下，參照第8圖說明本發明之面板的第2實施型態。本實施型態的面板100A，除了進一步具有抗氧化層以外，與參照第1圖～第3圖所描述之面板100具有相同的構造，此處省略重複之說明以避免冗長。此處，電極20亦具有導電層20a及導電層20b，導電層20a的寬度與導電層20b的寬度幾乎相等。
面板100A在基板10及電極20之外進一步具有抗氧化層30。抗氧化層30的寬度大於導電層20a、20b，抗氧化層30可防止電極20的至少一部分氧化。舉例來說，如上所述，導電層20a含有銀，而導電層20b含有銅時，雖然銅容易氧化，且伴隨著氧化有比電阻值增加的情形，但藉由設置抗氧化層30，可抑止氧化發生，從而阻止比電阻值增加。而銀雖然比較不易氧化，但嚴格來說以銀為主成分的導電層20a亦會有長年使用而劣化的情形，但藉由抗氧化層30可抑止該劣化發生。像這樣，於面板100A中，藉由抗氧化層30防止導電層20a、20b之至少一部分氧化，從而可抑止面板100A的特性劣化。
舉例來說，抗氧化層較佳可由透明導電性材料形成。具體而言，透明導電性材料可為氧化銦錫(indium tin oxide：ITO)。此外，透明導電性材料亦可為氧化鋅、氧化錫。又，抗氧化層30亦可含有非導電性的透明材料。或者，抗氧化層30亦可含有不透明的導電性材料。惟抗氧化層30以含有透明導電性材料為佳。據此可增加指狀電極24的間距。此外，如上所述，電極20係相互分離呈平行設置，而此處，抗氧化層30以相互分離之狀態覆蓋於電極20。
以下參照第9圖，說明抗氧化層30為透明導電性材料的優點。第9圖(a)中表示的是參照第1圖～第3圖所描述之面板100的剖視示意圖。第9圖(a)除了基板10之表面12上所設的電極20為4根以外，其餘與第1圖相同。如先前所述，指狀電極24之間距亦因應基板10內所產生之載子的輸出效率來設定。
第9圖(b)所示為面板100A的剖視示意圖。如先前所述，於面板100A中，電極20上覆蓋有抗氧化層30。若該抗氧化層30具有導電性，則基板10內所產生的載子只要能到達抗氧化層30，而不僅是限於到達指狀電極24，所產生的載子便能作為電流輸出。
若於面板100中指狀電極的間距設為2mm，則於面板100A中，指狀電極的間距可設為3mm。例如面板100、100A的主面為170mm的四方形時，面板100中的指狀電極的根數為85根，而面板100A中的指狀電極的根數為56根。像這樣，在面板100A中可減少電極20的根數，除了可節省成本外，還可增加對光的開口面積。舉例來說，抗氧化層30的寬度係以電極20的寬度的2倍以上為佳。
像這樣的面板100A，較佳可使用印刷裝置來製作。
以下參照第10圖說明印刷裝置200A。印刷裝置200A除了於印刷部220進一步追加有印刷機以外，與參照第6圖所描述的印刷裝置200具有相同的構造，此處省略重複的說明以避免冗長。印刷裝置200A的印刷部220進一步具有位於印刷導電性油墨Kb的印刷機220b及加熱裝置230之間的印刷機220c。印刷機220c除了油墨槽302內的油墨以及凹版滾輪306上所設的凹部的形狀不同以外，其餘與參照第7圖所描述的印刷機220a具有相同的構造，此處省略重複的說明以避免冗長。
此處參照第7圖說明印刷機220c。於印刷機220c中，油墨槽302內置有油墨Kc。此處，油墨Kc具有粒子狀的ITO以及媒液，媒液含有樹脂及溶劑。本說明書中，油墨Kc亦稱為抗氧化用油墨。又，於本說明書中，用於印刷導電性油墨Ka、Kb的印刷機220a、220b亦稱為導電性油墨印刷機，而用於印刷抗氧化用油墨Kc的印刷機220c亦稱為抗氧化用油墨印刷機。
抗氧化用油墨Kc的媒液可與導電性油墨Ka或Kb為相同物，或者導電性油墨Kc的媒液可與導電性油墨Ka或Kb為相類物。於基板10上係轉印有與凹版滾輪306之凹部對應的油墨Kc。舉例來說，欲形成寬度50μm的抗氧化層30來覆蓋寬度30μm且高度50μm的指狀電極24時，對應的凹版滾輪306之凹部的寬度例如可為150μm。抗氧化層30中，於指狀電極24的兩側分別有10μm直接覆蓋於基板10之部分的情形則為170μm(例如150μm+10μm+10μm)。像這樣，於基板10a上，在導電性油墨Ka、Kb上印刷有油墨Kc。其後，導電性油墨Ka、Kb及抗氧化用油墨Kc以加熱裝置230(第10圖)進行加熱。
又，所述說明中，在面板100A上，受抗氧化層30覆蓋的電極20具有不同的導電層20a、20b，但本發明不受限於此。如第11圖所示，於本實施型態的面板100B中，電極20亦可為單層的導電層。舉例來說，基板10的表面12可由矽形成，而電極20可由以銀為主成分的導電層形成。
(實施型態3)
以下，參照第12圖說明本發明之面板的第3實施型態。本實施型態的面板100C除了於某個方向(此處為x方向)延伸之電極24的截面積係根據位置而有所不同之外，其餘與參照第1圖至第3圖所描述的面板100具有同的構造，此處省略重複的說明以避免冗長。
第12圖(a)所示為面板100C的上視示意圖。於面板100C中，電極20具有線狀電極22、24。此處，線狀電極22往y方向延伸，而線狀電極24自線狀電極22起往x方向延伸。本說明書之以下的說明中，線狀電極22、24亦分別稱為第1線狀電極22、第2線狀電極24。此處，線狀電極22、24之任一者皆呈直線形狀，且相互呈垂直地交叉，但線狀電極22、24中的至少一者可呈彎折，亦可為曲線。又，本說明書中，於特定方向上平行地延伸而相互鄰接的第1線狀電極22亦稱為第1、第2平行電極22a、22b，與此第1、第2平行電極22a、22b相互交叉之第2線狀電極24則稱為交叉電極。
舉例來說，當面板100C為太陽能面板時，線狀電極22亦稱為匯流電極，而線狀電極24亦稱為指狀電極。如第12圖(a)所示，複數的匯流電極22相互平行地於y方向上延伸，而指狀電極24與匯流電極22交叉。此處，指狀電極24相互平行地於x方向上延伸，而匯流電極22配置成與指狀電極24相互垂直。
第12圖(b)所示為面板100C的部分放大圖，第12圖(c)所示為面板100C的剖視示意圖。第12圖(c)係沿第12圖(b)之12c-12c' 線的剖面。
如上所述，線狀電極24延伸自線狀電極22。於面板100C中，線狀電極24具有與線狀電極24的長度方向相互垂直之截面的面積(截面積)沿著遠離線狀電極22之方向呈逐漸縮小的截面積縮小部24x。又，於第12圖(b)中，線狀電極24上設有兩個截面積縮小部24x，但線狀電極24上所設的截面積縮小部24x亦可僅為一個。另外，在此處，於兩個截面積縮小部24x中，其各自的截面積最小部位處的積層數為1，而截面積最大部位處的積層數為2。像這樣，截面積最小部位的積層數可少於截面積最大部位的積層數。
此處，電極20具備有包含第1導電層20a及第2導電層20b的積層構造20D。舉例來說，第1導電層20a含有銀，而第2導電層20b含有銅。面板100C中，匯流電極22及指狀電極24之任一者均具有第1導電層20a，相對地，在匯流電極22及指狀電極24之至少其中一者中，選擇性地設置第2導電層20b。此處，於指狀電極24中靠近匯流電極22處設有第2導電層20b，而於指狀電極24的中央附近則沒有設置第2導電層20b。因此，指狀電極24中靠近匯流電極22之部位A的截面積較遠離匯流電極22之部位B的截面積為大。基板10上形成的載子通過鄰近的電極20而輸出，指狀電極24中靠近匯流電極22之部位A的電流會增大。藉由使與相鄰的兩根匯流電極22相互電連接的指狀電極24中，鄰近匯流電極22的截面積大於指狀電極24中央處的截面積，便能夠不降低電流的輸出效率而達到降低用於指狀電極24之材料成本的目的。
另外，於面板100C中，指狀電極24中的第2導電層20b較第1導電層20a為短，且第2導電層20b之寬度較第1導電層20a為窄。此處，第1、第2導電層20a、20b的長度係指沿著電流從指狀電極24往匯流電極22流動之方向上的距離，而第1、第2導電層20a、20b的寬度係指自基板10之表面12的法線方向來觀看時，沿著與電流從指狀電極24往匯流電極22流動之方向相互垂直之方向上的距離。第2導電層20b較第1導電層20a短，可使得在面板100C中，第2導電層20b呈島狀地設置於第1導電層20a上，而相鄰的第2導電層20b透過第1導電層20a相互電連接。
於面板100C中，自基板10之表面12的法線方向來觀看電極20時，交叉電極24之中央附近的截面積小於鄰近第1平行電極22a之交叉電極24的截面積以及鄰近第2平行電極22b之交叉電極24的截面積。此外，自基板10之表面12的法線方向來觀看電極20時，交叉電極24中央附近的寬度小於鄰近第1平行電極22a之交叉電極24的寬度以及鄰近第2平行電極22b之交叉電極24的寬度。
又，於所述說明中，第2導電層20b較第1導電層20a為短，且第2導電層20b的寬度較第1導電層20a為窄，但本發明不受限於此。當第2導電層20b的寬度較第1導電層20a為窄時，第2導電層20b亦可與第1導電層20a等長，相鄰的匯流電極22亦可透過第2導電層20b相互電連接，而不是僅透過第1導電層20a。或者，當第2導電層20b較第1導電層20a為短時，第1導電層20a的寬度可與第2導電層20b的寬度相等。像這樣，以第2導電層20b的寬度及長度的至少其中一者小於第1導電層20a為佳。
又，面板100C中的電極20例如可以透過參照第6圖所描述的印刷裝置200來製作。於此情形，於第12圖(b)所示之第1導電層20a的形狀及尺寸對應於第1導電性油墨Ka，而第12圖(c)所示之第2導電層20b的形狀及尺寸對應於第2導電性油墨Kb。
又，於參照第12圖所說明的面板100C中，指狀電極24的寬度為固定，但本發明不受限於此。
第13圖(a)所示為面板100C1的部分放大圖，而第13圖(b)所示為面板100C1的剖視示意圖。第13圖(b)係沿第13圖(a)之13b-13b' 線的剖面。
於面板100C1中，自基板10之表面12的法線方向來觀看時，兩個截面積縮小部24x中，各自的電極20的寬度沿著遠離第1線狀電極22之方向連續地縮小。像這樣，第2線狀電極24的截面積沿著遠離第1線狀電極22的方向連續地縮小，可增加基板10之表面12的開口面積。
舉例來說，使用面板100C1作為太陽能面板時，若自基板10之表面12的法線方向來觀看，則指狀電極24中，位於相鄰接的匯流電極22之間的中央附近D的寬度小於匯流電極22之鄰近處C的寬度。具體而言，形成指狀電極24的第1導電層20a中，位於相鄰接的匯流電極22之間的中央附近的寬度小於匯流電極22之鄰近處的寬度。此外，形成指狀電極24的第2導電層20b設置於匯流電極22的鄰近處C，而位於相鄰接的匯流電極22之間的中央附近D處則未設置。因此，能夠降低面板100C1中指狀電極24靠近匯流電極22之部位的電阻。像這樣，使指狀電極24中，位於匯流電極22鄰近處C的截面積大於中央附近D的截面積，便能夠不降低電流的輸出效率而達到降低材料成本的目的。進一步，還可增加太陽能面板的開口面積，從而有效率地產生電流。
又，於所述說明中，面板100C及面板100C1中的電極20的導電層20a、20b雖具有不同的導電性材料，但本發明不受限於此。導電層20a、20b亦可具有相同的導電性材料。
參照第14圖說明面板100C2。第14圖(a)所示為面板100C2的部分放大圖，第14圖(b)所示為面板100C2的剖視示意圖。第14圖(b)係沿第14圖(a)之14b-14b' 線的剖面。
於面板100C2中，除了導電層20a、20b具有相同導電性材料外，其餘與參照第12圖所描述之所述面板100C具有相同的構造，此處省略重複的說明以避免冗長。舉例來說，導電層20a、20b可均含有銀。又，第14圖中，指狀電極24的寬度為固定，但於面板100C2中，也與第13圖所示的面板100C1相同，指狀電極24的寬度為可變化。
此外，於所述說明中，面板100C1的電極20具有複數個導電層20a、20b，但本發明不受限於此。
第15圖(a)所示為面板100C3的部分放大圖，第15圖(b)所示為面板100C3的剖視示意圖。第15圖(b)係沿第15圖(a)之15b-15b' 線的剖面。
於面板100C3中，指狀電極24中位於相鄰接的匯流電極22之間的中央附近E的寬度小於匯流電極22之鄰近處F的寬度。因此，能夠降低面板100C3的指狀電極24中靠近匯流電極22之部位的電阻。指狀電極24中靠近匯流電極22之部位的截面積較佳為大於遠離匯流電極22之部位的截面積。如此，使位於匯流電極22之間的指狀電極24中，位於匯流電極22鄰近處的截面積大於指狀電極24中央附近的截面積，便能夠不降低電流的輸出效率而達到降低材料成本的目的。並且，還可增加太陽能面板的開口面積，從而有效率地產生電流。
像這樣的面板100C~100C3較佳亦可使用如前所述的印刷裝置200來製作。印刷部220的印刷機，除了油墨槽302內的油墨以及凹版滾輪306上所設的凹部的形狀不同以外，其餘與所述印刷機具有相同的構造，此處省略重複的說明以避免冗長。
又，於所述說明中，面板100、100A、100B、100C、100C1、100C2或者100C3之各者中，基板10的光電轉換層10含有矽，但本發明不受限於此。光電轉換層亦可含有無機化合物材料。光電轉換層又可含有InGaAs、GaAs、黃銅礦(chalcopyrite)、Cu2 ZnSnS4 、CdTe-CdS。或者，光電轉換層亦可含有有機化合物。
此外，所述說明中，於面板100~100C3中，在基板1的表面12上的矽層上設有電極20，但本發明不受限於此。在基板10的矽層上亦可設有透明導電層，而電極20設於透明導電層上。
此外，所述說明中，基板10的表面12上未設置電極的區域除了應需求而在其一部分上設有抗氧化層30之外，並未設有任何物體，但本發明不受限於此。於基板10的表面12上未設置電極20之區域可以設置有抗反射膜。或者亦可於基板10的表面整體設置抗反射膜，而電極20設置於該抗反射膜上方。
又，使用面板100~100C3作為太陽能面板時，整合排列複數個面板100~100C3來使用。
第16圖所示為由面板100、100A、100B、100C、100C1、100C2或者100C3所排列成的太陽能電池模組300。於太陽能電池模組300中，面板100~100C3排列為複數行及複數列的矩陣狀，面板100~100C3相互串聯或並聯連接。
又，所述說明中，第1導電層20與基板10的表面12接觸，但本發明不限於此。第1導電層20可積層於基板10上的其他層上。此情形中，可先於基板10上印刷特定的層後再於該層上印刷第1導電性油墨。
又，所述說明中，面板100~100C3係太陽能面板，但本發明不限於此。面板100~100C3亦可為觸控面板或抗電磁波面板。
此外，所述說明中，電極20係集電極，但本發明不限於此。電極20可為線路的一部分，電極20的使用上以導電積層構造為佳。
根據本發明，能夠提昇設置於面板之電極的設計自由度。舉例來說，依據本發明，即使電極的寬度相對較小，也能夠使其截面積增加。再者，本發明較佳可使用於太陽能電池用面板、觸控面板、抗電磁波面板、太陽能電池模組。
10．．．基板
12．．．表面
12c、12c’、13b、13b’、14b、14b' 、15b、15b’．．．線
14．．．背面
20．．．電極
20D．．．積層構造
20a．．．第1導電層
20b．．．第2導電層
22．．．匯流電極
22a．．．第1平行電極
22b．．．第2平行電極
24．．．指狀電極
24x．．．截面積縮小部
30．．．抗氧化層
100、100A、100B、100C、100C1、100C2、100C3．．．面板
110．．．電極
200、200A．．．印刷裝置
210．．．輸送帶
220．．．印刷部
220a、220b、220c．．．印刷機
230．．．加熱裝置
300．．．太陽能電池模組
302．．．油墨槽
304．．．油墨供給滾輪
306．．．凹版滾輪
308．．．轉印滾輪
310．．．刮刀
312．．．清潔滾輪
Da、Db．．．導電性材料
Ka、Kb、Kc．．．導電性油墨
A、B．．．部位
D．．．中央附近
C．．．鄰近處
第1圖為本發明面板之第1實施型態的剖視示意圖；
第2圖為第1圖所示面板的上視圖；
第3圖為表示第1圖所示面板整體的剖視示意圖；
第4圖(a)、第4圖(b)為用於說明第1圖所示面板之製造方法的示意圖；
第5圖(a)~(c)為用於說明形成第1圖所示面板之電極的印刷方法的示意圖；
第6圖為本發明印刷裝置之第1實施型態的示意圖；
第7圖為表示第6圖所示印刷裝置中印刷機之一例的示意圖；
第8圖為本發明面板之第2實施型態的剖視示意圖；
第9圖(a)為第1圖所示面板之剖視示意圖；
第9圖(b)為第8圖所示面板之剖視示意圖；
第10圖為本發明印刷裝置之第2實施型態的示意圖；
第11圖為本發明面板之第2實施型態的變形例的剖視示意圖；
第12圖(a)為本發明面板之第3實施型態的上視示意圖；
第12圖(b)為第12圖(a)的部分放大圖；
第12圖(c)為第12圖(a)的剖面示意圖；
第13圖(a)為本發明面板之第3實施型態的變形例的示意圖；
第13圖(b)為第13圖(a)的剖面示意圖；
第14圖(a)為本發明面板之第3實施型態的其他變形例的示意圖；
第14圖(b)為第14圖(a)的剖面示意圖；
第15圖(a)為本發明面板之第3實施型態的另一其他變形例的示意圖；
第15圖(b)為第15圖(a)的剖面示意圖；以及
第16圖為具備本發明面板之太陽能電池模組的實施型態的示意圖。
10．．．基板
12．．．表面
12c、12c’．．．線
20．．．電極
20a．．．第1導電層
20b．．．第2導電層
22．．．匯流電極
22a．．．第1平行電極
22b．．．第2平行電極
20D．．．積層構造
24．．．指狀電極
24x．．．截面積縮小部
100C．．．面板
A、B．．．部位

Claims (25)

  1. 一種面板，包括：具有表面的基板；以及設置於所述基板的表面上的電極，其特徵在於所述電極具有：匯流電極；延伸自所述匯流電極的指狀電極，其中所述指狀電極具有積層構造，所述積層構造的積層數沿著遠離所述匯流電極之方向減少。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之面板，其中所述指狀電極具有與所述指狀電極之長度方向相互垂直之截面的截面積沿著遠離所述匯流電極之方向呈縮小的截面積縮小部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之面板，其中所述截面積縮小部之中，所述截面積最小部位處的所述積層構造的積層數少於所述截面積縮小部之中，所述截面積最大部位處的所述積層構造的積層數。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之面板，其中於所述截面積縮小部之中，指狀電極的截面積沿著遠離所述匯流電極之方向呈連續地變化。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之面板，其中自所述基板之表面的法線方向來觀看所述電極時，於所述截面積縮小部之中，所述指狀電極的寬度沿著遠離所述匯流電極的方向連續地縮小。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之面板，其中所述積層構造具有第1導電層及部分地積層於所述第1導電層上的第2導電層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之面板，其中自所述基板之表面的法線方向來觀看所述電極時，所述第1導電層的寬度大於所述第2導電層的寬度。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之面板，其中所述第1導電層沿著遠離所述匯流電極之方向上的長度大於所述第2導電層沿著遠離所述匯流電極之方向上的長度。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之面板，其中：所述第1導電層含有第1導電性材料；所述第2導電層含有與所述第1導電性材料相異之第2導電性材料。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之面板，其中所述第1導電性材料含有銀。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之面板，其中所述第2導電性材料包含有銅、金、碳、鈷、鈦、鎳及鋁之任一者，或者包含有由銀、銅、金、碳、鈷、鈦、鎳及鋁所組成之群組中選出之至少兩者。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之面板，進一步包括用於防止所述電極的至少一部分氧化的抗氧化層。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之面板，其中所述抗氧化層包含透明材料。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之面板，其中所述抗氧化層包含導電性材料。
  15. 如申請專利範圍第2項所述之面板，其中所述匯流電極包含有於遠離所述匯流電極之方向上呈相互平行地延伸的第1平行電極及第2平行電極；所述指狀電極包含有分別與所述第1平行電極及所述第2平行電極電連接的交叉電極，所述交叉電極具有與所述第1平行電極接觸的第1截面積縮小部以及與所述第2平行電極接觸的第2截面積縮小部，所述第1截面積縮小部與所述第2截面積縮小部的所述截面積最小部位處的所述積層構造的積層數，分別少於所述第1、第2截面積縮小部中的所述截面積最大部位處的所述積層構造的積層數。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之面板，其中自所述基板之表面的法線方向來觀看所述電極時，位於所述第1平行電極與所述第2平行電極之間中央附近處的所述交叉電極的截面積小於所述第1平行電極鄰近處的所述交叉電極的截面積，且小於所述第2平行電極鄰近處的所述交叉電極的截面積。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之面板，其中自所述基板之表面的法線方向來觀看所述電極時，位於所述第1平行電極與所述第2平行電極之間中央附近處的所述交叉電極的寬度小於所述第1平行電極鄰近處的所述交叉電極的寬度，且小於所述第2平行電極鄰近處的所述交叉電極的寬度。
  18. 一種太陽能電池模組，具備有複數個如申請專利範圍第1項所述之面板。
  19. 一種印刷裝置，具備有在基板表面印刷油墨的印刷部，其特徵在於：所述印刷部印刷包含有第1線狀部及第2線狀部的導電性油墨，其中所述第1線狀部具有朝向一定方向呈線狀延伸且形成匯流電極，而所述第2線狀部與所述第1線狀部朝向不同方向延伸且形成具有積層構造的指狀電極，且所述積層構造的積層數沿著遠離所述匯流電極之方向減少。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之印刷裝置，其中所述印刷部係以與所述第2線狀部之長度方向相互垂直之截面的截面積沿著遠離所述第1線狀部之方向呈縮小的方式印刷。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之印刷裝置，其中所述印刷部具有：印刷第1導電性油墨的第1印刷機；以及於所述第1導電性油墨上方印刷第2導電性油墨的第2印刷機。
  22. 一種於基板表面印刷油墨之印刷方法，其特徵在於包括下列步驟：一印刷步驟，印刷包含有第1線狀部及第2線狀部的導電性油墨，其中所述第1線狀部具有朝向一定方向呈線狀延伸且形成匯流電極，而所述第2線狀部與所述第1線狀部朝向不同方向延伸且形成具有層積構造之指狀電極，且與所述第2線狀部之所述積層構造的積層數沿著遠離所述第1線狀部的方向縮小。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之印刷方法，其中所述印刷步驟具有：於所述基板的表面印刷第1導電性油墨的步驟；以及於所述第1導電性油墨上方印刷第2導電性油墨的步驟，其中所述第2導電性油墨的寬度及長度中的至少一者小於所述第1導電性油墨。
  24. 一種面板之製造方法，包括：準備具有表面之基板的步驟；以及在所述基板的表面形成電極的步驟，其特徵在於所述形成電極的步驟包括：一印刷步驟，印刷包含有第1線狀部及第2線狀部的導電性油墨，其中所述第1線狀部具有朝向一定方向呈線狀延伸且形成匯流電極，而所述第2線狀部與所述第1線狀部朝向不同方向延伸且形成具有積層構造之指狀電極，且與所述第2線狀部之所述積層構造的積層數沿著遠離所述第1線狀部的方向縮小；以及一加熱步驟，加熱所述導電性油墨，其中，所述印刷步驟包括： 印刷第1導電性油墨的步驟；以及於所述第1導電性油墨上印刷第2導電性油墨的步驟，其中所述第2導電性油墨的寬度及長度中的至少一者小於所述第1導電性油墨。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之面板之製造方法，其中，所述印刷步驟，係將包含有形成所述指狀電極的第2線狀部的導電性油墨以與所述第2線狀部之長度方向相互垂直之截面的截面積沿著遠離所述第1線狀部的方向縮小的方式印刷。
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