太陽電池を製造する方法および装置
【解決手段】本発明は、それぞれが少なくとも一面に導電性材料を備えるシリコン含有ガラス質基板を準備するステップと、電解槽内に存在する電解液を通して各基板の少なくとも一部を連続的に搬送するステップと、電解槽を通した基板の搬送中に導電性材料を陰極として接続し、搬送中に導電性材料上に電解液からの材料を電着するステップと、を含み、搬送中に基板がコンベヤー要素から懸架され基板が搬送方向に延在することを特徴とする太陽電池の製造方法を提供する。本発明は、さらに太陽電池製造装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれが少なくとも一面に導電性材料を備えるシリコン含有ガラス質基板を準備するステップと、電解槽内に存在する電解液を通して各基板の少なくとも一部を連続的に搬送するステップと、電解槽を通した基板の搬送中に導電性材料を陰極として機能するように接続し、搬送中に導電性材料上に電解液からの材料を電着するステップと、を含む、太陽電池の製造方法に関する。本発明は、専ら太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも現在のところ、このような太陽電池の製造は主に長方形のシリコンパネルを基に行われる。このような基板は通常わずか５０〜３００μｍの厚さであり、材料の性質上、非常に壊れやすく手作業で扱うのが困難である。側面に光が入射する導電トラックがシリコンパネル上にあることが多く、入射光によってシリコンパネル内に開放された電子はこのトラックを介して放電することができる。このトラックは、接続された負荷とともに電子回路の一部を形成する。効率のために、このようなトラックがシリコンパネルの表面を覆う面積をできるだけ小さくするのが最善である。他方、トラックの断面積は、トラックを通過する電流を処理するように適合されなければならない。
【０００３】
太陽電池の製造では、基板としてシリコンパネルを使用し、銀などの導電性材料のいわゆるシード層が所望の最終トラックの形状で基板に付与されることが知られている。続いて、電解めっき過程または無電解めっき過程による導電性材料の付加を通じて、上記のシード層がより厚くまたはより高くされる。電気めっき過程が使用されるこのような方法の一例は、ドイツ特許出願DE 10 2006 033 353 A1に記載されている。導入部に記載の方法は、上記出版物に記載の方法と関連する。
【０００４】
上記出版物は、複数の基板を水平に並べて電解槽内を通過させる方法をより具体的に説明する。この目的のために、並んで配置されたコンベヤーローラが使用され、ローラの上に基板が支持され、上記コンベヤーローラの真上に接触ローラが配置され、接触ローラを介して基板上面のトラックと陰極（カソード）とを接触させることができる。基板は、電解槽内の電解液の液面のすぐ下で、光入射面を下に向けた状態で移動する。そのため、接触ローラは液面の部分的に下方にのみ延在している。各接触ローラは、整流器と陽極（アノード）とを含む電気回路に電気スイッチを介して接続される。制御システムによって、関連する接触ローラがトラックと接触する瞬間にのみスイッチが閉位置（導電状態）になるようにする。これに加えて、接触ローラ自身が電気めっきによって汚染されないように接触ローラの領域から電解液を吹き飛ばすブローノズルが設けられる。
【０００５】
既知の方法には多くの欠点がある。第一に、この接続では、必要な電気めっき装置が比較的大きな床面積を必要とする点が指摘される。これに加えて、コンベヤーローラにより生じる不可避のスクリーニングが、コンベヤーローラ上で運ばれる基板の部分のめっき過程の品質に悪影響を及ぼす。さらに、スイッチとブローノズルの同期が必要である上、電解槽を通して基板を移動させる必要があるために、この過程の制御が比較的困難である。この過程に関する理由のため、（半導体）基板材料の導電性能によって析出速度が限定されるので、さらに不利である。実際、この過程は基板を電解槽内に比較的長時間滞留させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、本発明の好適な実施形態によって実現可能かまたは実現できない、上記の欠点を取り除くかまたは少なくとも緩和することである。この目的を達成するために、本発明に係る方法は、第一に、搬送中に基板がコンベヤー要素からぶら下がり搬送方向に延在するという特徴を有する。基板がぶら下がった状態で搬送されるため基板が垂直方向を向いており、基板が搬送方向に延在するため電解槽を比較的狭くすることができ、したがって必要な床面積が小さくなる。加えて、基板がぶら下がった状態で搬送されるので、基板の表面積の大部分がきれいな状態を維持し、したがって最適な状態で電気めっきすることができる。本発明は、概して最大厚さが５００μｍであるガラス質の基板の脆弱な性質にもかかわらず、電解槽内の電解液を通して基板をぶら下げた状態で搬送することができるという驚くべき認識に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
非常に好ましくは、基板は搬送中にコンベヤー要素から自由に懸架されており、そのため、基板とともに移動しようとしまいと、電解槽内で基板を支持するための追加設備が不要である。
【０００８】
本発明を太陽電池の製造に使用するとき、基板の少なくとも一面に、少なくとも一つのトラックの形態で導電性材料を付加することが好ましい。限られた数のメイントラックを通常は実際に区別することができ、これと垂直にメイントラックと交差する多数の平行な補助トラックがある。太陽電池は二つのメイントラックを有することが多く、その一方、補助トラックは３〜５ｍｍの間隔で設けられる。必要な通電性能のために、メイントラックは補助トラックよりもかなり幅が広い。
【０００９】
有利なことに、搬送中に、コンベヤー要素の一部を形成する少なくとも一つのクランプ要素によって、基板がその上端で締め付けられる。
【００１０】
さらに好適な実施形態によると、少なくとも一つのトラックが垂直方向に延び、上記少なくとも一つのクランプ要素が上記少なくとも一つのトラックの上端で基板と係合し、このトラックを陰極と接続する。少なくとも一つの垂直方向に延びるトラックは、製造される太陽電池の母線であることが好ましい。こうして、上記少なくとも一つのクランプ要素を使用して、基板をクランプ要素からぶら下げるだけでなく、トラックを陰極として接続することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、各基板は搬送中にコンベヤー要素の部分を形成する二以上でもなく二以下でもないクランプ要素によってその上端で締め付けられる。各基板に対して正確に二つのクランプ要素を用いることで、基板を安定してぶら下げることが可能になる。さらに好適な実施形態によると、正確に二つのクランプ要素をそれぞれに適合させると、驚くべきことに、搬送中に少なくとも部分的に湾曲した搬送経路に沿って基板を移動させることができることが分かった。このような湾曲した搬送経路は、例えば１．０〜２．０ｍの間、好ましくは約１．５ｍの直径を有する搬送用ホイールの周りにコンベヤー要素を案内することで実現できる。
【００１２】
非常に有利な実施形態では、電解液の上方に位置する少なくとも一つのクランプ要素によってクランプされる領域を基板が有している。これは、電解槽の上方に位置する各基板の部分が電気めっきされないことを意味するが、同時に、この好適な実施形態によって、電解液の上方に位置するクランプ要素自身についてもこのことが当てはまる。したがって、少なくとも一つのクランプ要素によって電解槽内の電解液を通して基板を案内した後に、少なくとも一つのクランプ要素を洗浄する必要がないか、またはその必要がほとんどなくなる。
【００１３】
本発明はさらに太陽電池製造装置に関する。この装置は、電解液用の電解槽と、電解液を通して搬送方向に基板を連続的に搬送する搬送手段と、少なくとも一面に導電性材料が設けられた各基板と、搬送の少なくとも一部の間にトラックを陰極として接続する接触手段と、を備える。このような装置は、上述のDE 10 2006 033 353 A1から既知である。本発明に係る装置は、とりわけ、基板をぶら下げるために基板の上端をクランプ端部によって締め付けるように設計されたクランプ要素と適合するコンベヤー要素を搬送手段が備えているという特徴を有している。クランプ要素は、少なくとも部分的に接触手段と一体的であり、そのため大きな電気めっき電流を流すことが可能であり、電気めっき材料の高い析出率を達成することができる。
【００１４】
非常に好ましくは、クランプ要素は基板を自由な状態でぶら下げるように設計される。
【００１５】
第一にコンベヤー要素を単純な構造とするため、第二に基板に設けられた導電性材料に必須の陰極接続のためにコンベヤー要素を使用できるようにするために、連続する水平トラックに沿って延びる導電性材料の柔軟なテープをコンベヤー要素が備えることが好ましい。
【００１６】
コンベヤー要素を駆動するために、柔軟なテープに等間隔で凹部を設け、搬送手段が上記の凹部と係合する歯を有する少なくとも一つの駆動ギヤをさらに備えると有利である。
【００１７】
上記凹部が長方形であり、歯が水平断面で少なくとも実質的に三角形状である場合、基板を垂直方向に限定的に波状移動させることなく、非常に安定的にかつ直線的に電解液を通して基板を搬送することができる。
【００１８】
特に構造上の理由から、各コンベヤー要素が二つの部分を有し、二つの部分のそれぞれの最下端がクランプ端部を構成することが好ましい。
【００１９】
組み立て部品数を削減するために、二つの部品のうち一つが柔軟なテープと一体化され、好ましくは一つの部品が柔軟なテープの下端から下方に延びるリップであると有利である。
【００２０】
非常に好ましくは、クランプ端部は柔軟なテープの下端の下方に延びるので、柔軟テープ自体が電解液を通る必要がなくなる。こうすると、基板の電気めっき中にクランプ端部が電解液の上方または内側のいずれにあるかに関係なく、柔軟テープの定期的な洗浄またはエッチングが不要になる。
【００２１】
上記の利点は、太陽電池の製造時だけでなく、一般的に基板を電気めっきするときにも当てはまる。この理由のため、本発明は、基板を電気めっきする装置にも関連する。この装置は、電解液用の電解槽と、電解液を通して搬送方向に基板を連続的に搬送する搬送手段とを備える。搬送手段は、連続的な水平トラックに沿って延びる導電性材料の柔軟なテープに適合するコンベヤー要素を備える。クランプ要素は、電解槽内で少なくとも部分的に上記基板をぶら下げるために、基板の上端をクランプ端部によって締め付けるように設計される。クランプ端部は、柔軟テープの下端の下方に延びる。
【００２２】
各クランプ要素に対して二つの部品を用いることは、必要に応じて基板の一面または両面の導電性材料を陰極に接続する可能性をプロセスに与えるという点で有利である。この接続において、二つの部品のうち一方を導電性材料で作成し、二つの部品のうちもう一方を少なくとも部分的に電気絶縁材料で作成すると有利である。少なくとも部分的に電気絶縁材料で作成される部品は、例えばセラミックや合成樹脂で作成されるが、絶縁層でコーティングすることも可能である。
【００２３】
さらに、二つの部品が自身のバネ力の影響下で互いにもたれ合うようにすると、構造上有利である。こうすると、クランプ要素をコンベヤー要素と素早く組み付けることができ、また例えばクランプ要素の交換のために再び素早く取り外すことができる。
【００２４】
負荷が電解槽に入る間と負荷が電解槽から出る間の両方で基板に係る機械的負荷をできるだけ削減するために、傾斜スロット、好ましくは搬送方向と反対の方向に傾斜するスロットが電解槽の少なくとも一つの壁に設けられるとよく、二つの相対する壁に設けられるとさらに好ましい。このような傾斜スロットによって、各基板の上辺が最初に電解槽に入りおよび／または電解槽から再び出るといったように、各基板が電解槽内に徐々に進入できるようになる。
【００２５】
電解槽を通る基板がたどる経路の相対する面に穴の空いたパネルを設けることで、電解槽の横断中に基板にかかる機械的負荷を削減できる可能性がある。パネルは、当業者には既知のようにポンプによって連続的に循環される電解液の速すぎる流れに対して基板を覆う（screen off）ようなものである。
【００２６】
さらに、少なくとも一つのパネルと、少なくとも一つのパネルと平行に延びる電解槽の壁との間に陽極を設け、上記のパネルと基板との間の電解液の流れによって陽極自身が干渉されないようにすると有利である。
【００２７】
電解槽の少なくとも一つの直立壁にパネルの外側で電解液の排水端部を設けると、基板のごく近傍での電解液の流れをさらに低下させることができる。
【００２８】
好適な実施形態の説明と添付の図面とを参照して、以下で本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る装置の好適な実施形態の一部の等角図であり、同時に本発明に係る方法を明確にする図である。
【図２】図１の装置の側面図である。
【図３】図１の装置の垂直断面図である。
【図４】図１の装置で使用され基板がぶら下げられるコンベヤー要素の一部の等角図である。
【図５】図４のコンベヤー要素の垂直断面図である。
【図６】図４のコンベヤー要素の搬送用ホイールの領域の等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１、２、３は、本発明に係る装置の好適な実施形態（の部分）を様々な立面図および断面図で示す。装置１は、長方形のパネル型の基板２を電気めっきするよう設計されている。本発明では特に、これらの基板は、側面の長さが約１２５ｍｍから２１０ｍｍであり厚さが５０μｍから３００μｍの間である正方形のシリコン基板などの非金属でガラス質（vitreous）の材料で構成されている。この種の材料には、非常に脆弱であり破壊しやすいという特徴がある。このような基板は太陽電池の製造に使用される。この例では、導電性材料（ここでは、二つの（垂直方向の）直線メイントラック８１または母線８１と、より多数の（水平方向の）直線補助トラック８２の形態をとる）が、例えば蒸着または印刷によって各基板２の一面（図１および２で観察者に対する面）に設けられている。上記補助トラック８２はそれぞれメイントラック８１と交差して、電気接点が形成される。電気めっきをする前、メイントラック８１と補助トラック８２の厚さは最大５μｍ、好ましくは２〜３μｍであり、補助トラック８２の幅は５０〜１５０μｍ、好ましくは約８０μｍである。
【００３１】
装置１は、相対する側壁４と、相対する端壁５と、底６を有する電解液用の電解槽３を含む。観察者に面する側壁４と観察者に面する端壁５は、簡潔さのために図１には示されておらず、そのため電解槽３の内部を見ることができる。各端壁５には二つの凹部７が設けられており、各凹部は、スライド（図示せず）を凹部７内に収容可能とするための、二つの相対するＵ字形ガイドスロット８を備える。このようなスライドの上縁は排水口として機能し、電解槽３内の電解液の液面を定める。電解液を供給するための垂直供給管１１が設けられる。垂直供給管１１は動作中にポンプ手段（図示せず）によって連続的に循環される。供給管１１は底６を通して延び、底６に隣接する電解槽３の内部で水平管１２の中に開口している。水平管１２は、図３で観察できるように、電解槽３の中心に対して二つの相対する側面で開口する。
【００３２】
電解槽３の内側には、さらに、側壁４の一つと平行に延びる陽極１３（簡潔さのために図２には示さず）がある。陽極１３は平坦であり、図１の右底角に描かれているように事実上格子型である。陽極１３は、特に接触片１５を介して整流器１６に（陽極）接続された二つの片１４によって懸架される。
【００３３】
さらに、まだ詳細に説明していないが、規則的で比較的密度の高い穴１８のパターンを備えた二つの相対する分配プレート（distributor plate）１７が、電解槽３の内側に存在する。二つの分配プレート１７間の空間に基板２が収容される。すなわち、基板はこの空間内で電解槽３内の電解液を通して搬送されることになる。
【００３４】
装置１は、まだ詳細に説明していない連続コンベヤー要素２１をさらに備える。基板２を搬送するために、連続コンベヤー要素２１から基板２を懸架することができる。最前の端壁５には、基板２が電解槽に接近できるようにするための垂直スロット２３が設けられる。基板２は、連続コンベヤー要素２１によって搬送方向２２に搬送されている。スロット２３は搬送方向２２に対して斜めの方向にされており、このため基板２の上辺が同じ基板２の下辺よりも先にスロット２３を通過する。したがって、各基板２はスロット２３を通って電解槽３に徐々に進入し、これが基板２の機械的荷重を制限する。電解槽３内の電解液は、スロット２３を通って電解槽３から流れる傾向を有していることに留意すべきである。
【００３５】
スロット２３を通るこの電解液の流出を可能な限り制限するために、スロット２３の領域で、基板の全高にわたって延びるチューブ（図示せず）が基板２の両面に設けられる。これらのチューブは、傾斜断面２５に属する相対するＵ字形凹部２４の内部に設けられる。傾斜断面２５は組み合わされてスロット２３を画成し、それぞれの端壁５の一部を形成する。チューブは、液圧の影響の下で互いに向けて移動する傾向がある。基板がスロット２３を通過する間、上記チューブは基板２の相対する面上にもたれるのに対して、基板２がスロット２３内に存在しないときは互いにもたれ合うチューブによって垂直スロットを完全に閉鎖することができる。ストリップ部６３の部分６５あるいはテープ５１（両方とも後述する）によって、基板２の入口が妨げられないようにチューブを位置決めしてもよい。
【００３６】
電解槽３から出るために、垂直スロットは反対側の端壁５にも設けられる。このスロットは平行にされており、チューブを用いて閉鎖することが可能である。出口側のスロットは、基板２の上辺が関連するスロットを最初に通り、基板２の下辺がスロットを最後に通って電解槽から離れるように傾斜している。このようにして、電解槽３からの基板２の出現が段階的になり、基板２の機械的荷重が制限される。
【００３７】
電解槽３内にある間、基板２は電解処理される。この処理の間、上述したように電解液が電解槽３内で連続的に循環される。より詳細には、浄化された電解液が、水平管１２の二つの相対する側を通して底６と壁４に対して４５°の角度で電解槽３に入り、相対する側壁の方向に主に流れそこから上方に流れる。特に陽極１３の面では、この陽極から電解液内に溶解した金属イオンで電解液が濃縮（enrich）される。続いて、端壁５の上辺の凹部７内に設けられたスライドの上縁を越えて、電解液の比較的大きな割合が再び電解槽を離れる。制限された量の電解液が分配プレート内の穴１８を通って分配プレート１７の間の空間に進入し、金属イオンを基板２に提供して基板に存在する導電性材料を成長させる。分配プレート１７を使用することで、基板２のごく近傍に電解液の比較的速い流れが作り出され、これが電解液の流れによって基板２上に生じる最小機械的荷重を低下させる。
【００３８】
上述したように、連続コンベヤー要素２１を用いて電解槽３を通して基板２を搬送する。連続コンベヤー要素２１は、例えば二つの搬送用ホイールの周りに構成された連続テープ５１を備える。図６は、搬送用ホイール５２の可能な実施形態を示す。コンベヤー要素２１は、一つのギヤ７５と一つの圧力ローラ７６のペアによって案内される。コンベヤー要素に張力を与える図６のホイール５２などの駆動された搬送用ホイールによって、コンベヤー要素２１が駆動される。電解槽３の上流と下流の両方にペア７５、７６が設けられる。ギヤ７５と圧力ローラ７６は、誘電材料で作られる。ギヤ７５の歯７８はこの例外であり、摩耗特性の有利さを考慮して、歯７８はステンレス鋼などの金属で作られる。各圧力ローラ７６には、歯７８と同じ高さに溝７７が設けられている。溝内で歯７８は圧力ローラと対面するギヤ７５の側面に延びる。テープ５１には、ギヤ７５の歯７８と協働する長方形の穴７９が等間隔に設けられる。こうして、コンベヤー要素２１が案内される。この接続において、歯７８の断面が少なくとも実質的に三角形であり、したがってテープ５１は上述の協働の間、同じ高さに留まることに注意する。この好適な実施形態において、テープ５１の柔軟性をより高めるために、穴７９毎に、または少なくとも二つの穴７９毎に穴７９から延び出しテープ５１の上縁を貫通する垂直スリット８８が選択された。
【００３９】
連続コンベヤー要素２１は、弾性クランプ要素５３を等間隔にさらに備える。これらのクランプ要素５３のピッチは、基板２上の二つのメイントラック８１の間の距離に対応する。さらに、基板２は、隣合うメイントラック８１が同一のピッチまたは同一の距離になるような距離で互いに配置される。これにより、関連する基板２の二つのメイントラック８１の場所で正確に、基板２の上縁に隣接する二つのクランプ要素５３を用いて各基板２を締め付け力で把持することが可能になる。
【００４０】
特に図５で分かるように、各クランプ要素５３は二つの部品、すなわちクリップ部５４とストリップ部５５から構成される。クリップ部５４は、実際、上から下の順に、上方湾曲指部５６、水平部５７、斜め下方部５８、および下方湾曲指部５９を備える湾曲ストリップである。水平部５７および斜め下方部５８は、約４５°の角度をなす。水平部５７は、上方湾曲指部５６に隣接する、連続テープ５１内の狭い水平通路６０を貫通する。このような狭い通路６０は、連続テープ５１の全長にわたり等間隔に設けられている。
【００４１】
ストリップ部５５は、クリップ部５４を構成するストリップよりもわずかに幅が広い。ストリップ部５５は、わずかにオフセットされた曲げ部６１を除き、垂直方向に延びる。オフセットされた曲げ部６１の上方に位置するストリップ部５５の部分６４が、連続テープ５１と平行に延びる一方、オフセットされた曲げ部６１の下方に位置するストリップ部５５の部分６５は、連続テープと一直線になる。ストリップ部５５には、オフセットされた曲げ部６１の真上に上方湾曲タグ６２が設けられる。このタグは、各クランプ要素５３の領域で、連続テープ５１の下端に設けられた凹部（図では見えない）に進入する。オフセットされた曲げ部６１の部分的に上方かつ部分的に下方に、クリップ部５４の斜め下方部５８が下方湾曲指部５９に近接して通過する穴６３がストリップ部５５に設けられる。基板２は、クリップ部５４の下方湾曲指部５９と、ストリップ部５５の穴６３の下方に位置する部分との間にクランプされる。
【００４２】
コンベヤー要素２１には基板２が自動的に積載される。積み込みステーションでは、コンベヤー要素２１の下方に積まれコンベヤー要素２１に隣接する基板２が凸形の真空把持部に与えられる。これら真空把持部は、スタックから一番上の基板２を受け取り、例えば図１に示すように基板２が垂直方向になるまで、搬送方向２２と平行な水平軸の周りに基板２を旋回させる。二つのクランプ要素５３が積み込みステーションで開かれ、そこに存在するスタッド（stud）がクリップ部５４の斜め下方部５８を矢印８５の方向に押し込む一方で、別のスタッドが同時にストリップ部５５を矢印８６の領域でブロックし、テープ５１がクランプ要素によって保持される。結果として、下方湾曲指部５９が、クリップ部５４の弾性に対抗して斜め上方に、ストリップ部５５の下部６５から離れて移動する。この開放条件が達成されると直ちに、操作手段が垂直方向を向いた基板２をストリップ部５５の下部６５に対して位置決めし、その間、操作手段がコンベヤー要素５１に沿って基板２を移動させる。続いて、上述のスタッドがクランプ要素５３から離れて移動し、その結果、クランプ要素５３が再び閉じて基板の把持部の動作が終了する。上述のサイクルは連続的に繰り返される。生産量を増加させるために、複数の基板スタック、例えば二つのスタックから交互に基板を供給して、複数のスタックの一番上の基板が同時にコンベヤー要素から懸架されるようにしてもよい。全く逆の手順でコンベヤー要素の開放が行われる。
【００４３】
クランプ要素５３のクランプ部はテープ５１の下方に延びることに注意することが重要である。これにより、電解槽３内の電解液を通して基板２を搬送する間に、テープ５１そのものを一部分でさえも電解液に浸ける必要がないという主要な利点がもたらされる。テープが電解液に浸かると、テープ５１の陰極電圧のためにテープ５１が電気めっきされてしまい、この場合、テープ５１に堆積した材料を除去するためにテープ５１の完全な洗浄が繰り返し必要になる。各基板２を電解液内に完全に浸漬することが望ましい場合、クランプ要素５３のクランプ部も電解液内に浸漬される必要がある。これらの部分が陰極に接続されている限り、これらの部品を繰り返し完全に洗浄する必要がある。他方、基板２を電解液にほぼ完全に浸漬させると、すなわちクランプ要素５３が電解液の直上にあるレベルまで浸漬させると、非常に有利な点もある。こうすると、クランプ要素自身が電気化学的に処理されないという利点がある。これの不利な点は、電解液の上方に位置する各基板２の部分が処理されないということである。しかしながら、クランプ要素５３が基板２の上端に非常に近接して基板２を把持するという事実を考慮すると、後者の欠点は実用上非常に限定されているとも言える。
【００４４】
メイントラック８１の陰極への接続、およびメイントラック８１を介した補助トラック８２の陰極への接続は、電解槽３の上方の固定位置に設けられる接触シュー９１によって達成される。接触シュー９１は、ステンレス鋼の連続テープ５１の両面と滑動しながら導電接触する。接触シュー９１は、旋回ブロック９２の下側に設けられる。旋回ブロック９２は、搬送方向２２と平行に延びる水平旋回軸９３の周りで限定的な旋回運動が可能である。それぞれ旋回ブロック９２の外側にもたれるアーム９５上の引張バネ９４の動作によって上記旋回ブロック９２が移動し、その結果、接触シュー９１が互いに向けて移動する。接触シュー９１は、特にケーブル９６と接触ストリップ９７を介して整流器１６の陰極側と電気的に接続される。
【００４５】
本実施例では、各クランプ要素５３のクリップ部５４がステンレス鋼などの導電材料で作成されるので、下方湾曲指部５９を介して補助トラックとの導電接触が実現される。クリップ部５４とテープ５１の間の導電接触は、通路６０の位置での水平部５７とテープ５１の間の接触によって達成される。
【００４６】
基板２の他面にも電気めっきを施す場合、ストリップ部５５も導電性材料で作成する必要があり、またストリップ部５５の下端が基板２の関連する面の導電性材料と導電接触する必要がある。
【００４７】
一面でのみ電気めっきが必要である場合、ストリップ部５５を合成樹脂またはセラミックなどの絶縁材料で作成するか、または少なくともストリップ部５５がクリップ部５４またはテープ５１と導電接触しないようにすることが好ましい。例えば、基板２とストリップ部５５の間の接触位置で導電接触する場合、ゴムなどの絶縁材料で作られた接触部材をストリップ部５５に設けるか、またはＨＡＬＡＲ（登録商標）ＥＣＴＦＥなどの絶縁層でコーティングされた金属のストリップ部５５を使用する。
【００４８】
ストリップ部５５とクリップ部５４の一方が導電性材料で作成され、ストリップ部５５とクリップ部５４の一方がテープ５１と導電接触し、ストリップ部５５とクリップ部５４の他方が電気絶縁材料で作成される上述の実施形態は、特に、（金属の）リードフレームをめっきするために非常に有利に使用することができる。このようなテープは、テープ５１上のスズめっきが存在しないかわずかである、より均質なめっき過程を実現する。さらに、電解槽３内でめっきされるクリップ部５４のみが、定期的な洗浄を必要とする。テープ５１の寿命が延びる。
【００４９】
代替的な実施形態では、ストリップ部５５または少なくとも図５においてテープ５１と整列するクリップ部５４の下部をテープ５１と一体的な部分とすることができ、この場合同様の材料で作成される。これらの一体的部分は、テープ５１の下端８９から下方に延びるリップを形成する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれが少なくとも一面に導電性材料を備えるシリコン含有ガラス質基板を準備するステップと、電解槽内に存在する電解液を通して各基板の少なくとも一部を連続的に搬送するステップと、電解槽を通した基板の搬送中に導電性材料を陰極として機能するように接続し、搬送中に導電性材料上に電解液からの材料を電着するステップと、を含む、太陽電池の製造方法に関する。本発明は、専ら太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも現在のところ、このような太陽電池の製造は主に長方形のシリコンパネルを基に行われる。このような基板は通常わずか５０〜３００μｍの厚さであり、材料の性質上、非常に壊れやすく手作業で扱うのが困難である。側面に光が入射する導電トラックがシリコンパネル上にあることが多く、入射光によってシリコンパネル内に開放された電子はこのトラックを介して放電することができる。このトラックは、接続された負荷とともに電子回路の一部を形成する。効率のために、このようなトラックがシリコンパネルの表面を覆う面積をできるだけ小さくするのが最善である。他方、トラックの断面積は、トラックを通過する電流を処理するように適合されなければならない。
【０００３】
太陽電池の製造では、基板としてシリコンパネルを使用し、銀などの導電性材料のいわゆるシード層が所望の最終トラックの形状で基板に付与されることが知られている。続いて、電解めっき過程または無電解めっき過程による導電性材料の付加を通じて、上記のシード層がより厚くまたはより高くされる。電気めっき過程が使用されるこのような方法の一例は、ドイツ特許出願DE 10 2006 033 353 A1に記載されている。導入部に記載の方法は、上記出版物に記載の方法と関連する。
【０００４】
上記出版物は、複数の基板を水平に並べて電解槽内を通過させる方法をより具体的に説明する。この目的のために、並んで配置されたコンベヤーローラが使用され、ローラの上に基板が支持され、上記コンベヤーローラの真上に接触ローラが配置され、接触ローラを介して基板上面のトラックと陰極（カソード）とを接触させることができる。基板は、電解槽内の電解液の液面のすぐ下で、光入射面を下に向けた状態で移動する。そのため、接触ローラは液面の部分的に下方にのみ延在している。各接触ローラは、整流器と陽極（アノード）とを含む電気回路に電気スイッチを介して接続される。制御システムによって、関連する接触ローラがトラックと接触する瞬間にのみスイッチが閉位置（導電状態）になるようにする。これに加えて、接触ローラ自身が電気めっきによって汚染されないように接触ローラの領域から電解液を吹き飛ばすブローノズルが設けられる。
【０００５】
既知の方法には多くの欠点がある。第一に、この接続では、必要な電気めっき装置が比較的大きな床面積を必要とする点が指摘される。これに加えて、コンベヤーローラにより生じる不可避のスクリーニングが、コンベヤーローラ上で運ばれる基板の部分のめっき過程の品質に悪影響を及ぼす。さらに、スイッチとブローノズルの同期が必要である上、電解槽を通して基板を移動させる必要があるために、この過程の制御が比較的困難である。この過程に関する理由のため、（半導体）基板材料の導電性能によって析出速度が限定されるので、さらに不利である。実際、この過程は基板を電解槽内に比較的長時間滞留させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、本発明の好適な実施形態によって実現可能かまたは実現できない、上記の欠点を取り除くかまたは少なくとも緩和することである。この目的を達成するために、本発明に係る方法は、第一に、搬送中に基板がコンベヤー要素からぶら下がり搬送方向に延在するという特徴を有する。基板がぶら下がった状態で搬送されるため基板が垂直方向を向いており、基板が搬送方向に延在するため電解槽を比較的狭くすることができ、したがって必要な床面積が小さくなる。加えて、基板がぶら下がった状態で搬送されるので、基板の表面積の大部分がきれいな状態を維持し、したがって最適な状態で電気めっきすることができる。本発明は、概して最大厚さが５００μｍであるガラス質の基板の脆弱な性質にもかかわらず、電解槽内の電解液を通して基板をぶら下げた状態で搬送することができるという驚くべき認識に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
非常に好ましくは、基板は搬送中にコンベヤー要素から自由に懸架されており、そのため、基板とともに移動しようとしまいと、電解槽内で基板を支持するための追加設備が不要である。
【０００８】
本発明を太陽電池の製造に使用するとき、基板の少なくとも一面に、少なくとも一つのトラックの形態で導電性材料を付加することが好ましい。限られた数のメイントラックを通常は実際に区別することができ、これと垂直にメイントラックと交差する多数の平行な補助トラックがある。太陽電池は二つのメイントラックを有することが多く、その一方、補助トラックは３〜５ｍｍの間隔で設けられる。必要な通電性能のために、メイントラックは補助トラックよりもかなり幅が広い。
【０００９】
有利なことに、搬送中に、コンベヤー要素の一部を形成する少なくとも一つのクランプ要素によって、基板がその上端で締め付けられる。
【００１０】
さらに好適な実施形態によると、少なくとも一つのトラックが垂直方向に延び、上記少なくとも一つのクランプ要素が上記少なくとも一つのトラックの上端で基板と係合し、このトラックを陰極と接続する。少なくとも一つの垂直方向に延びるトラックは、製造される太陽電池の母線であることが好ましい。こうして、上記少なくとも一つのクランプ要素を使用して、基板をクランプ要素からぶら下げるだけでなく、トラックを陰極として接続することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、各基板は搬送中にコンベヤー要素の部分を形成する二以上でもなく二以下でもないクランプ要素によってその上端で締め付けられる。各基板に対して正確に二つのクランプ要素を用いることで、基板を安定してぶら下げることが可能になる。さらに好適な実施形態によると、正確に二つのクランプ要素をそれぞれに適合させると、驚くべきことに、搬送中に少なくとも部分的に湾曲した搬送経路に沿って基板を移動させることができることが分かった。このような湾曲した搬送経路は、例えば１．０〜２．０ｍの間、好ましくは約１．５ｍの直径を有する搬送用ホイールの周りにコンベヤー要素を案内することで実現できる。
【００１２】
非常に有利な実施形態では、電解液の上方に位置する少なくとも一つのクランプ要素によってクランプされる領域を基板が有している。これは、電解槽の上方に位置する各基板の部分が電気めっきされないことを意味するが、同時に、この好適な実施形態によって、電解液の上方に位置するクランプ要素自身についてもこのことが当てはまる。したがって、少なくとも一つのクランプ要素によって電解槽内の電解液を通して基板を案内した後に、少なくとも一つのクランプ要素を洗浄する必要がないか、またはその必要がほとんどなくなる。
【００１３】
本発明はさらに太陽電池製造装置に関する。この装置は、電解液用の電解槽と、電解液を通して搬送方向に基板を連続的に搬送する搬送手段と、少なくとも一面に導電性材料が設けられた各基板と、搬送の少なくとも一部の間にトラックを陰極として接続する接触手段と、を備える。このような装置は、上述のDE 10 2006 033 353 A1から既知である。本発明に係る装置は、とりわけ、基板をぶら下げるために基板の上端をクランプ端部によって締め付けるように設計されたクランプ要素と適合するコンベヤー要素を搬送手段が備えているという特徴を有している。クランプ要素は、少なくとも部分的に接触手段と一体的であり、そのため大きな電気めっき電流を流すことが可能であり、電気めっき材料の高い析出率を達成することができる。
【００１４】
非常に好ましくは、クランプ要素は基板を自由な状態でぶら下げるように設計される。
【００１５】
第一にコンベヤー要素を単純な構造とするため、第二に基板に設けられた導電性材料に必須の陰極接続のためにコンベヤー要素を使用できるようにするために、連続する水平トラックに沿って延びる導電性材料の柔軟なテープをコンベヤー要素が備えることが好ましい。
【００１６】
コンベヤー要素を駆動するために、柔軟なテープに等間隔で凹部を設け、搬送手段が上記の凹部と係合する歯を有する少なくとも一つの駆動ギヤをさらに備えると有利である。
【００１７】
上記凹部が長方形であり、歯が水平断面で少なくとも実質的に三角形状である場合、基板を垂直方向に限定的に波状移動させることなく、非常に安定的にかつ直線的に電解液を通して基板を搬送することができる。
【００１８】
特に構造上の理由から、各コンベヤー要素が二つの部分を有し、二つの部分のそれぞれの最下端がクランプ端部を構成することが好ましい。
【００１９】
組み立て部品数を削減するために、二つの部品のうち一つが柔軟なテープと一体化され、好ましくは一つの部品が柔軟なテープの下端から下方に延びるリップであると有利である。
【００２０】
非常に好ましくは、クランプ端部は柔軟なテープの下端の下方に延びるので、柔軟テープ自体が電解液を通る必要がなくなる。こうすると、基板の電気めっき中にクランプ端部が電解液の上方または内側のいずれにあるかに関係なく、柔軟テープの定期的な洗浄またはエッチングが不要になる。
【００２１】
上記の利点は、太陽電池の製造時だけでなく、一般的に基板を電気めっきするときにも当てはまる。この理由のため、本発明は、基板を電気めっきする装置にも関連する。この装置は、電解液用の電解槽と、電解液を通して搬送方向に基板を連続的に搬送する搬送手段とを備える。搬送手段は、連続的な水平トラックに沿って延びる導電性材料の柔軟なテープに適合するコンベヤー要素を備える。クランプ要素は、電解槽内で少なくとも部分的に上記基板をぶら下げるために、基板の上端をクランプ端部によって締め付けるように設計される。クランプ端部は、柔軟テープの下端の下方に延びる。
【００２２】
各クランプ要素に対して二つの部品を用いることは、必要に応じて基板の一面または両面の導電性材料を陰極に接続する可能性をプロセスに与えるという点で有利である。この接続において、二つの部品のうち一方を導電性材料で作成し、二つの部品のうちもう一方を少なくとも部分的に電気絶縁材料で作成すると有利である。少なくとも部分的に電気絶縁材料で作成される部品は、例えばセラミックや合成樹脂で作成されるが、絶縁層でコーティングすることも可能である。
【００２３】
さらに、二つの部品が自身のバネ力の影響下で互いにもたれ合うようにすると、構造上有利である。こうすると、クランプ要素をコンベヤー要素と素早く組み付けることができ、また例えばクランプ要素の交換のために再び素早く取り外すことができる。
【００２４】
負荷が電解槽に入る間と負荷が電解槽から出る間の両方で基板に係る機械的負荷をできるだけ削減するために、傾斜スロット、好ましくは搬送方向と反対の方向に傾斜するスロットが電解槽の少なくとも一つの壁に設けられるとよく、二つの相対する壁に設けられるとさらに好ましい。このような傾斜スロットによって、各基板の上辺が最初に電解槽に入りおよび／または電解槽から再び出るといったように、各基板が電解槽内に徐々に進入できるようになる。
【００２５】
電解槽を通る基板がたどる経路の相対する面に穴の空いたパネルを設けることで、電解槽の横断中に基板にかかる機械的負荷を削減できる可能性がある。パネルは、当業者には既知のようにポンプによって連続的に循環される電解液の速すぎる流れに対して基板を覆う（screen off）ようなものである。
【００２６】
さらに、少なくとも一つのパネルと、少なくとも一つのパネルと平行に延びる電解槽の壁との間に陽極を設け、上記のパネルと基板との間の電解液の流れによって陽極自身が干渉されないようにすると有利である。
【００２７】
電解槽の少なくとも一つの直立壁にパネルの外側で電解液の排水端部を設けると、基板のごく近傍での電解液の流れをさらに低下させることができる。
【００２８】
好適な実施形態の説明と添付の図面とを参照して、以下で本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る装置の好適な実施形態の一部の等角図であり、同時に本発明に係る方法を明確にする図である。
【図２】図１の装置の側面図である。
【図３】図１の装置の垂直断面図である。
【図４】図１の装置で使用され基板がぶら下げられるコンベヤー要素の一部の等角図である。
【図５】図４のコンベヤー要素の垂直断面図である。
【図６】図４のコンベヤー要素の搬送用ホイールの領域の等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１、２、３は、本発明に係る装置の好適な実施形態（の部分）を様々な立面図および断面図で示す。装置１は、長方形のパネル型の基板２を電気めっきするよう設計されている。本発明では特に、これらの基板は、側面の長さが約１２５ｍｍから２１０ｍｍであり厚さが５０μｍから３００μｍの間である正方形のシリコン基板などの非金属でガラス質（vitreous）の材料で構成されている。この種の材料には、非常に脆弱であり破壊しやすいという特徴がある。このような基板は太陽電池の製造に使用される。この例では、導電性材料（ここでは、二つの（垂直方向の）直線メイントラック８１または母線８１と、より多数の（水平方向の）直線補助トラック８２の形態をとる）が、例えば蒸着または印刷によって各基板２の一面（図１および２で観察者に対する面）に設けられている。上記補助トラック８２はそれぞれメイントラック８１と交差して、電気接点が形成される。電気めっきをする前、メイントラック８１と補助トラック８２の厚さは最大５μｍ、好ましくは２〜３μｍであり、補助トラック８２の幅は５０〜１５０μｍ、好ましくは約８０μｍである。
【００３１】
装置１は、相対する側壁４と、相対する端壁５と、底６を有する電解液用の電解槽３を含む。観察者に面する側壁４と観察者に面する端壁５は、簡潔さのために図１には示されておらず、そのため電解槽３の内部を見ることができる。各端壁５には二つの凹部７が設けられており、各凹部は、スライド（図示せず）を凹部７内に収容可能とするための、二つの相対するＵ字形ガイドスロット８を備える。このようなスライドの上縁は排水口として機能し、電解槽３内の電解液の液面を定める。電解液を供給するための垂直供給管１１が設けられる。垂直供給管１１は動作中にポンプ手段（図示せず）によって連続的に循環される。供給管１１は底６を通して延び、底６に隣接する電解槽３の内部で水平管１２の中に開口している。水平管１２は、図３で観察できるように、電解槽３の中心に対して二つの相対する側面で開口する。
【００３２】
電解槽３の内側には、さらに、側壁４の一つと平行に延びる陽極１３（簡潔さのために図２には示さず）がある。陽極１３は平坦であり、図１の右底角に描かれているように事実上格子型である。陽極１３は、特に接触片１５を介して整流器１６に（陽極）接続された二つの片１４によって懸架される。
【００３３】
さらに、まだ詳細に説明していないが、規則的で比較的密度の高い穴１８のパターンを備えた二つの相対する分配プレート（distributor plate）１７が、電解槽３の内側に存在する。二つの分配プレート１７間の空間に基板２が収容される。すなわち、基板はこの空間内で電解槽３内の電解液を通して搬送されることになる。
【００３４】
装置１は、まだ詳細に説明していない連続コンベヤー要素２１をさらに備える。基板２を搬送するために、連続コンベヤー要素２１から基板２を懸架することができる。最前の端壁５には、基板２が電解槽に接近できるようにするための垂直スロット２３が設けられる。基板２は、連続コンベヤー要素２１によって搬送方向２２に搬送されている。スロット２３は搬送方向２２に対して斜めの方向にされており、このため基板２の上辺が同じ基板２の下辺よりも先にスロット２３を通過する。したがって、各基板２はスロット２３を通って電解槽３に徐々に進入し、これが基板２の機械的荷重を制限する。電解槽３内の電解液は、スロット２３を通って電解槽３から流れる傾向を有していることに留意すべきである。
【００３５】
スロット２３を通るこの電解液の流出を可能な限り制限するために、スロット２３の領域で、基板の全高にわたって延びるチューブ（図示せず）が基板２の両面に設けられる。これらのチューブは、傾斜断面２５に属する相対するＵ字形凹部２４の内部に設けられる。傾斜断面２５は組み合わされてスロット２３を画成し、それぞれの端壁５の一部を形成する。チューブは、液圧の影響の下で互いに向けて移動する傾向がある。基板がスロット２３を通過する間、上記チューブは基板２の相対する面上にもたれるのに対して、基板２がスロット２３内に存在しないときは互いにもたれ合うチューブによって垂直スロットを完全に閉鎖することができる。ストリップ部６３の部分６５あるいはテープ５１（両方とも後述する）によって、基板２の入口が妨げられないようにチューブを位置決めしてもよい。
【００３６】
電解槽３から出るために、垂直スロットは反対側の端壁５にも設けられる。このスロットは平行にされており、チューブを用いて閉鎖することが可能である。出口側のスロットは、基板２の上辺が関連するスロットを最初に通り、基板２の下辺がスロットを最後に通って電解槽から離れるように傾斜している。このようにして、電解槽３からの基板２の出現が段階的になり、基板２の機械的荷重が制限される。
【００３７】
電解槽３内にある間、基板２は電解処理される。この処理の間、上述したように電解液が電解槽３内で連続的に循環される。より詳細には、浄化された電解液が、水平管１２の二つの相対する側を通して底６と壁４に対して４５°の角度で電解槽３に入り、相対する側壁の方向に主に流れそこから上方に流れる。特に陽極１３の面では、この陽極から電解液内に溶解した金属イオンで電解液が濃縮（enrich）される。続いて、端壁５の上辺の凹部７内に設けられたスライドの上縁を越えて、電解液の比較的大きな割合が再び電解槽を離れる。制限された量の電解液が分配プレート内の穴１８を通って分配プレート１７の間の空間に進入し、金属イオンを基板２に提供して基板に存在する導電性材料を成長させる。分配プレート１７を使用することで、基板２のごく近傍に電解液の比較的速い流れが作り出され、これが電解液の流れによって基板２上に生じる最小機械的荷重を低下させる。
【００３８】
上述したように、連続コンベヤー要素２１を用いて電解槽３を通して基板２を搬送する。連続コンベヤー要素２１は、例えば二つの搬送用ホイールの周りに構成された連続テープ５１を備える。図６は、搬送用ホイール５２の可能な実施形態を示す。コンベヤー要素２１は、一つのギヤ７５と一つの圧力ローラ７６のペアによって案内される。コンベヤー要素に張力を与える図６のホイール５２などの駆動された搬送用ホイールによって、コンベヤー要素２１が駆動される。電解槽３の上流と下流の両方にペア７５、７６が設けられる。ギヤ７５と圧力ローラ７６は、誘電材料で作られる。ギヤ７５の歯７８はこの例外であり、摩耗特性の有利さを考慮して、歯７８はステンレス鋼などの金属で作られる。各圧力ローラ７６には、歯７８と同じ高さに溝７７が設けられている。溝内で歯７８は圧力ローラと対面するギヤ７５の側面に延びる。テープ５１には、ギヤ７５の歯７８と協働する長方形の穴７９が等間隔に設けられる。こうして、コンベヤー要素２１が案内される。この接続において、歯７８の断面が少なくとも実質的に三角形であり、したがってテープ５１は上述の協働の間、同じ高さに留まることに注意する。この好適な実施形態において、テープ５１の柔軟性をより高めるために、穴７９毎に、または少なくとも二つの穴７９毎に穴７９から延び出しテープ５１の上縁を貫通する垂直スリット８８が選択された。
【００３９】
連続コンベヤー要素２１は、弾性クランプ要素５３を等間隔にさらに備える。これらのクランプ要素５３のピッチは、基板２上の二つのメイントラック８１の間の距離に対応する。さらに、基板２は、隣合うメイントラック８１が同一のピッチまたは同一の距離になるような距離で互いに配置される。これにより、関連する基板２の二つのメイントラック８１の場所で正確に、基板２の上縁に隣接する二つのクランプ要素５３を用いて各基板２を締め付け力で把持することが可能になる。
【００４０】
特に図５で分かるように、各クランプ要素５３は二つの部品、すなわちクリップ部５４とストリップ部５５から構成される。クリップ部５４は、実際、上から下の順に、上方湾曲指部５６、水平部５７、斜め下方部５８、および下方湾曲指部５９を備える湾曲ストリップである。水平部５７および斜め下方部５８は、約４５°の角度をなす。水平部５７は、上方湾曲指部５６に隣接する、連続テープ５１内の狭い水平通路６０を貫通する。このような狭い通路６０は、連続テープ５１の全長にわたり等間隔に設けられている。
【００４１】
ストリップ部５５は、クリップ部５４を構成するストリップよりもわずかに幅が広い。ストリップ部５５は、わずかにオフセットされた曲げ部６１を除き、垂直方向に延びる。オフセットされた曲げ部６１の上方に位置するストリップ部５５の部分６４が、連続テープ５１と平行に延びる一方、オフセットされた曲げ部６１の下方に位置するストリップ部５５の部分６５は、連続テープと一直線になる。ストリップ部５５には、オフセットされた曲げ部６１の真上に上方湾曲タグ６２が設けられる。このタグは、各クランプ要素５３の領域で、連続テープ５１の下端に設けられた凹部（図では見えない）に進入する。オフセットされた曲げ部６１の部分的に上方かつ部分的に下方に、クリップ部５４の斜め下方部５８が下方湾曲指部５９に近接して通過する穴６３がストリップ部５５に設けられる。基板２は、クリップ部５４の下方湾曲指部５９と、ストリップ部５５の穴６３の下方に位置する部分との間にクランプされる。
【００４２】
コンベヤー要素２１には基板２が自動的に積載される。積み込みステーションでは、コンベヤー要素２１の下方に積まれコンベヤー要素２１に隣接する基板２が凸形の真空把持部に与えられる。これら真空把持部は、スタックから一番上の基板２を受け取り、例えば図１に示すように基板２が垂直方向になるまで、搬送方向２２と平行な水平軸の周りに基板２を旋回させる。二つのクランプ要素５３が積み込みステーションで開かれ、そこに存在するスタッド（stud）がクリップ部５４の斜め下方部５８を矢印８５の方向に押し込む一方で、別のスタッドが同時にストリップ部５５を矢印８６の領域でブロックし、テープ５１がクランプ要素によって保持される。結果として、下方湾曲指部５９が、クリップ部５４の弾性に対抗して斜め上方に、ストリップ部５５の下部６５から離れて移動する。この開放条件が達成されると直ちに、操作手段が垂直方向を向いた基板２をストリップ部５５の下部６５に対して位置決めし、その間、操作手段がコンベヤー要素５１に沿って基板２を移動させる。続いて、上述のスタッドがクランプ要素５３から離れて移動し、その結果、クランプ要素５３が再び閉じて基板の把持部の動作が終了する。上述のサイクルは連続的に繰り返される。生産量を増加させるために、複数の基板スタック、例えば二つのスタックから交互に基板を供給して、複数のスタックの一番上の基板が同時にコンベヤー要素から懸架されるようにしてもよい。全く逆の手順でコンベヤー要素の開放が行われる。
【００４３】
クランプ要素５３のクランプ部はテープ５１の下方に延びることに注意することが重要である。これにより、電解槽３内の電解液を通して基板２を搬送する間に、テープ５１そのものを一部分でさえも電解液に浸ける必要がないという主要な利点がもたらされる。テープが電解液に浸かると、テープ５１の陰極電圧のためにテープ５１が電気めっきされてしまい、この場合、テープ５１に堆積した材料を除去するためにテープ５１の完全な洗浄が繰り返し必要になる。各基板２を電解液内に完全に浸漬することが望ましい場合、クランプ要素５３のクランプ部も電解液内に浸漬される必要がある。これらの部分が陰極に接続されている限り、これらの部品を繰り返し完全に洗浄する必要がある。他方、基板２を電解液にほぼ完全に浸漬させると、すなわちクランプ要素５３が電解液の直上にあるレベルまで浸漬させると、非常に有利な点もある。こうすると、クランプ要素自身が電気化学的に処理されないという利点がある。これの不利な点は、電解液の上方に位置する各基板２の部分が処理されないということである。しかしながら、クランプ要素５３が基板２の上端に非常に近接して基板２を把持するという事実を考慮すると、後者の欠点は実用上非常に限定されているとも言える。
【００４４】
メイントラック８１の陰極への接続、およびメイントラック８１を介した補助トラック８２の陰極への接続は、電解槽３の上方の固定位置に設けられる接触シュー９１によって達成される。接触シュー９１は、ステンレス鋼の連続テープ５１の両面と滑動しながら導電接触する。接触シュー９１は、旋回ブロック９２の下側に設けられる。旋回ブロック９２は、搬送方向２２と平行に延びる水平旋回軸９３の周りで限定的な旋回運動が可能である。それぞれ旋回ブロック９２の外側にもたれるアーム９５上の引張バネ９４の動作によって上記旋回ブロック９２が移動し、その結果、接触シュー９１が互いに向けて移動する。接触シュー９１は、特にケーブル９６と接触ストリップ９７を介して整流器１６の陰極側と電気的に接続される。
【００４５】
本実施例では、各クランプ要素５３のクリップ部５４がステンレス鋼などの導電材料で作成されるので、下方湾曲指部５９を介して補助トラックとの導電接触が実現される。クリップ部５４とテープ５１の間の導電接触は、通路６０の位置での水平部５７とテープ５１の間の接触によって達成される。
【００４６】
基板２の他面にも電気めっきを施す場合、ストリップ部５５も導電性材料で作成する必要があり、またストリップ部５５の下端が基板２の関連する面の導電性材料と導電接触する必要がある。
【００４７】
一面でのみ電気めっきが必要である場合、ストリップ部５５を合成樹脂またはセラミックなどの絶縁材料で作成するか、または少なくともストリップ部５５がクリップ部５４またはテープ５１と導電接触しないようにすることが好ましい。例えば、基板２とストリップ部５５の間の接触位置で導電接触する場合、ゴムなどの絶縁材料で作られた接触部材をストリップ部５５に設けるか、またはＨＡＬＡＲ（登録商標）ＥＣＴＦＥなどの絶縁層でコーティングされた金属のストリップ部５５を使用する。
【００４８】
ストリップ部５５とクリップ部５４の一方が導電性材料で作成され、ストリップ部５５とクリップ部５４の一方がテープ５１と導電接触し、ストリップ部５５とクリップ部５４の他方が電気絶縁材料で作成される上述の実施形態は、特に、（金属の）リードフレームをめっきするために非常に有利に使用することができる。このようなテープは、テープ５１上のスズめっきが存在しないかわずかである、より均質なめっき過程を実現する。さらに、電解槽３内でめっきされるクリップ部５４のみが、定期的な洗浄を必要とする。テープ５１の寿命が延びる。
【００４９】
代替的な実施形態では、ストリップ部５５または少なくとも図５においてテープ５１と整列するクリップ部５４の下部をテープ５１と一体的な部分とすることができ、この場合同様の材料で作成される。これらの一体的部分は、テープ５１の下端８９から下方に延びるリップを形成する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが少なくとも一面に導電性材料を備えるシリコン含有ガラス質基板を準備するステップと、
電解槽内に存在する電解液を通して各基板の少なくとも一部を連続的に搬送するステップと、
前記電解槽を通した基板の搬送中に前記導電性材料を陰極として機能するように接続し、搬送中に前記導電性材料上に前記電解液から材料を電着させるステップと、
を含み、
搬送中に前記基板がコンベヤー要素から懸架され、前記基板が搬送方向に延在することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
搬送中に前記基板が前記コンベヤー要素から自由に懸架されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電性材料が少なくとも一つのトラックの形態で前記基板の少なくとも一面に付着することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記コンベヤー要素の一部を形成する少なくとも一つのクランプ要素によって、搬送中に前記基板がその上端で締め付けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも一つのトラックが垂直方向に延び、前記少なくとも一つのクランプ要素が前記少なくとも一つのトラックの上端で前記基板と係合してこのトラックを陰極として接続することを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記コンベヤー要素の一部を形成する二以上でもなく二以下でもないクランプ要素によって、搬送中に各基板がその上端で締め付けられることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記基板が前記少なくとも一つのクランプ要素によって保持された状態で搬送中に少なくとも一部が湾曲した経路に沿って移動することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記電解液の上方に位置する前記少なくとも一つのクランプ要素によって締め付けられる領域を前記基板が有していることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
電解液用の電解槽と、
前記電解液を通して搬送方向に基板を連続的に搬送する搬送手段と、
少なくとも一面に導電性材料が設けられた各基板と、
前記搬送の少なくとも一部の間にトラックを陰極として接続する接触手段と、
を備え、
前記搬送手段が、基板の上端をクランプ端部によって締め付けて基板を懸架するように設計されたクランプ要素と適合されたコンベヤー要素を備え、クランプ要素の少なくとも一部が前記接触手段と一体的であることを特徴とする太陽電池製造装置。
【請求項１０】
前記クランプ要素が前記基板を自由に懸架するように設計されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記コンベヤー要素が連続的な水平トラックに沿って延びる導電性材料の柔軟なテープを備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記柔軟なテープに凹部が等間隔に設けられており、前記搬送手段が前記凹部と係合する歯を有する少なくとも一つの駆動ギヤをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記凹部が長方形であり、前記歯の水平断面が少なくとも実質的に三角形状であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
各クランプ要素が二つの部分を備え、二つの部分のそれぞれの最下端が前記クランプ端部を構成することを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記二つの部分の一方が前記柔軟なテープと一体的であることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記二つの部分の一方が、前記柔軟なテープの下端から下方に延出するリップであることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記クランプ端部が前記柔軟なテープの下端の下方に延びることを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記二つの部分の一方が導電性材料で作られ、前記二つの部分の他方が電気絶縁材料で少なくとも部分的に作られることを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記二つの部分が自身のバネ力の影響で前記テープにもたれかかることを特徴とする請求項１４ないし１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
好ましくは搬送方向と反対方向に傾斜するスロットである傾斜スロットが、前記電解槽の少なくとも一つの壁に設けられ、より好ましくは二つの相対する壁に設けられることを特徴とする請求項９ないし１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
前記電解槽を通る基板がたどる経路の相対する面に、内部に穴を有するパネルが設けられることを特徴とする請求項９ないし２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記パネルの少なくとも一つと該少なくとも一つのパネルと平行に延びる前記電解槽の壁との間に陽極が設けられることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記電解槽の少なくとも一つの直立壁に、前記パネルの外側で電解液の排出端部を設けることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
電解液用の電解槽と、
前記電解液を通して搬送方向に基板を連続的に搬送する搬送手段であって、連続的な水平トラックに沿って延びる導電性材料の柔軟なテープと適合するコンベヤー要素と、基板の上端をクランプ端部を用いて締め付けて前記電解槽内の少なくとも一部で前記基板を懸架するように設計されたクランプ要素とを備える、搬送手段と、
を備え、
前記クランプ端部が前記柔軟なテープの下端の下方に延びることを特徴とする基板の電気めっき装置。
【請求項２５】
各クランプ要素が二つの部分を備え、該二つの部分のそれぞれの最下端が前記クランプ端部を構成し、該二つの部分の一方が導電性材料で作られ、該二つの部分の他方が少なくとも部分的に電気絶縁材料で作られることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項１】
それぞれが少なくとも一面に導電性材料を備えるシリコン含有ガラス質基板を準備するステップと、
電解槽内に存在する電解液を通して各基板の少なくとも一部を連続的に搬送するステップと、
前記電解槽を通した基板の搬送中に前記導電性材料を陰極として機能するように接続し、搬送中に前記導電性材料上に前記電解液から材料を電着させるステップと、
を含み、
搬送中に前記基板がコンベヤー要素から懸架され、前記基板が搬送方向に延在することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
搬送中に前記基板が前記コンベヤー要素から自由に懸架されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電性材料が少なくとも一つのトラックの形態で前記基板の少なくとも一面に付着することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記コンベヤー要素の一部を形成する少なくとも一つのクランプ要素によって、搬送中に前記基板がその上端で締め付けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも一つのトラックが垂直方向に延び、前記少なくとも一つのクランプ要素が前記少なくとも一つのトラックの上端で前記基板と係合してこのトラックを陰極として接続することを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記コンベヤー要素の一部を形成する二以上でもなく二以下でもないクランプ要素によって、搬送中に各基板がその上端で締め付けられることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記基板が前記少なくとも一つのクランプ要素によって保持された状態で搬送中に少なくとも一部が湾曲した経路に沿って移動することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記電解液の上方に位置する前記少なくとも一つのクランプ要素によって締め付けられる領域を前記基板が有していることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
電解液用の電解槽と、
前記電解液を通して搬送方向に基板を連続的に搬送する搬送手段と、
少なくとも一面に導電性材料が設けられた各基板と、
前記搬送の少なくとも一部の間にトラックを陰極として接続する接触手段と、
を備え、
前記搬送手段が、基板の上端をクランプ端部によって締め付けて基板を懸架するように設計されたクランプ要素と適合されたコンベヤー要素を備え、クランプ要素の少なくとも一部が前記接触手段と一体的であることを特徴とする太陽電池製造装置。
【請求項１０】
前記クランプ要素が前記基板を自由に懸架するように設計されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記コンベヤー要素が連続的な水平トラックに沿って延びる導電性材料の柔軟なテープを備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記柔軟なテープに凹部が等間隔に設けられており、前記搬送手段が前記凹部と係合する歯を有する少なくとも一つの駆動ギヤをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記凹部が長方形であり、前記歯の水平断面が少なくとも実質的に三角形状であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
各クランプ要素が二つの部分を備え、二つの部分のそれぞれの最下端が前記クランプ端部を構成することを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記二つの部分の一方が前記柔軟なテープと一体的であることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記二つの部分の一方が、前記柔軟なテープの下端から下方に延出するリップであることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記クランプ端部が前記柔軟なテープの下端の下方に延びることを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記二つの部分の一方が導電性材料で作られ、前記二つの部分の他方が電気絶縁材料で少なくとも部分的に作られることを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記二つの部分が自身のバネ力の影響で前記テープにもたれかかることを特徴とする請求項１４ないし１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
好ましくは搬送方向と反対方向に傾斜するスロットである傾斜スロットが、前記電解槽の少なくとも一つの壁に設けられ、より好ましくは二つの相対する壁に設けられることを特徴とする請求項９ないし１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
前記電解槽を通る基板がたどる経路の相対する面に、内部に穴を有するパネルが設けられることを特徴とする請求項９ないし２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記パネルの少なくとも一つと該少なくとも一つのパネルと平行に延びる前記電解槽の壁との間に陽極が設けられることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記電解槽の少なくとも一つの直立壁に、前記パネルの外側で電解液の排出端部を設けることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
電解液用の電解槽と、
前記電解液を通して搬送方向に基板を連続的に搬送する搬送手段であって、連続的な水平トラックに沿って延びる導電性材料の柔軟なテープと適合するコンベヤー要素と、基板の上端をクランプ端部を用いて締め付けて前記電解槽内の少なくとも一部で前記基板を懸架するように設計されたクランプ要素とを備える、搬送手段と、
を備え、
前記クランプ端部が前記柔軟なテープの下端の下方に延びることを特徴とする基板の電気めっき装置。
【請求項２５】
各クランプ要素が二つの部分を備え、該二つの部分のそれぞれの最下端が前記クランプ端部を構成し、該二つの部分の一方が導電性材料で作られ、該二つの部分の他方が少なくとも部分的に電気絶縁材料で作られることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１１−５１６７３２（Ｐ２０１１−５１６７３２Ａ）
【公表日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０３９２１（Ｐ２０１１−５０３９２１）
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２００９／００００８３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１２６０２１
【国際公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【出願人】（５９１２０４５４０）メコ イクウィップメント エンジニアズ ベスローテン フェンノートシャップ (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２００９／００００８３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１２６０２１
【国際公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【出願人】（５９１２０４５４０）メコ イクウィップメント エンジニアズ ベスローテン フェンノートシャップ (3)
【Ｆターム（参考）】
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