(57)【要約】【課題】改良された交差指型背面接触太陽電池及びその製造方法の提供。【解決手段】裏面とこれに対向する前面を有する基板と、基板の裏面に形成され、第１のドーピング濃度を有し裏面から基板へと第１の深さだけ延出する第１の拡散領域および第２の拡散領域と、第２のドーピング濃度を有し裏面から基板へと第２の深さだけ延出し第１の拡散領域と第２の拡散領域との間に配置される第３の拡散領域とを有する複数の互いに入り込んだ拡散領域と、複数の互いに入り込んだ拡散領域の隣接する対間の基板の裏面に画定される複数の溝であって、第１の拡散領域は第１の溝によって第３の拡散領域から分離され、第２の拡散領域は第２の溝によって第３の拡散領域から分離される溝とを含み、複数の溝それぞれが第１の深さおよび第２の深さよりも深い裏面から基板への第３の深さを有する、交差指型背面接触太陽電池。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差指型背面接触太陽電池であって、
裏面とこれに対向する前面を有する基板と、
前記基板の裏面に形成され、第１のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第１の深さだけ延出する第１の拡散領域および第２の拡散領域と、第２のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第２の深さだけ延出し前記第１の拡散領域と前記第２の拡散領域との間に配置される第３の拡散領域とを有する複数の互いに入り込んだ拡散領域と、
前記複数の互いに入り込んだ拡散領域の隣接する対間の前記基板の裏面に画定される複数の溝であって、前記第１の拡散領域は第１の溝によって前記第３の拡散領域から分離され、前記第２の拡散領域は第２の溝によって前記第３の拡散領域から分離される溝とを含み、
前記複数の溝それぞれが前記第１の深さおよび前記第２の深さよりも深い前記裏面から前記基板への第３の深さを有する、交差指型背面接触太陽電池。
【請求項２】
交差指型背面接触太陽電池の製造方法であって、
前記基板の第１および第２の離間する拡散領域が、第１のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第１の深さだけ延出し第２のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第２の深さだけ延出する第３の拡散領域によって分離されるように、第１のドーパントを半導体基板の裏面へと拡散させるステップと、
前記半導体基板の裏面に複数の溝を形成することで、前記第１の拡散領域を第１の溝によって前記第３の拡散領域から分離させ、前記第２の拡散領域を第２の溝によって前記第３の拡散領域から分離させるステップとを含む、交差指型背面接触太陽電池の製造方法。
【請求項３】
交差指型背面接触太陽電池の製造方法であって、
前記基板の第１および第２の離間する拡散領域が、第１のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第１の深さだけ延出し第２のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第２の深さだけ延出する第３の拡散領域によって分離されるように、第１のドーパントを半導体基板の裏面へと拡散させるステップと、
前記第１のドーパントが前記第２のドーパントが前記第１および第２の拡散領域へと拡散するのを防止するように、第２のドーパントを前記第３の拡散領域へと拡散させるステップとを含む、交差指型背面接触太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＢＣ（Interdigitated Back Contact）太陽電池（交差指型背面接触太陽電池）、及びそのＩＢＣ太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するために使用できる光起電力装置である。従来の太陽電池としては、ＩＢＣ太陽電池（交差指型背面接触太陽電池）があるが、その製造方法は非常に複雑である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】イー・ブイ・ケルシャバー（E.V. Kerschaver）およびジー・ビューカーネ（G. Beaucarne）著「背面コンタクト太陽電池セル（Back-contact Solar Cells: A Review,）」 Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 14, pp. 107-123, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、改良されたＩＢＣ太陽電池、及びＩＢＣ太陽電池の簡略化した製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、交差指型背面接触太陽電池であって、裏面とこれに対向する前面を有する基板と、前記基板の裏面に形成され、第１のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第１の深さだけ延出する第１の拡散領域および第２の拡散領域と、第２のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第２の深さだけ延出し前記第１の拡散領域と前記第２の拡散領域との間に配置される第３の拡散領域とを有する複数の互いに入り込んだ拡散領域と、前記複数の互いに入り込んだ拡散領域の隣接する対間の前記基板の裏面に画定される複数の溝であって、前記第１の拡散領域は第１の溝によって前記第３の拡散領域から分離され、前記第２の拡散領域は第２の溝によって前記第３の拡散領域から分離される溝とを含み、前記複数の溝それぞれが前記第１の深さおよび前記第２の深さよりも深い前記裏面から前記基板への第３の深さを有する、交差指型背面接触太陽電池、を提供する。
本発明の第２の態様は、交差指型背面接触太陽電池の製造方法であって、前記基板の第１および第２の離間する拡散領域が、第１のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第１の深さだけ延出し第２のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第２の深さだけ延出する第３の拡散領域によって分離されるように、第１のドーパントを半導体基板の裏面へと拡散させるステップと、前記半導体基板の裏面に複数の溝を形成することで、前記第１の拡散領域を第１の溝によって前記第３の拡散領域から分離させ、前記第２の拡散領域を第２の溝によって前記第３の拡散領域から分離させるステップとを含む、交差指型背面接触太陽電池の製造方法、を提供する。
本発明の第３の態様は、交差指型背面接触太陽電池の製造方法であって、前記基板の第１および第２の離間する拡散領域が、第１のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第１の深さだけ延出し第２のドーピング濃度を有し前記裏面から前記基板へと第２の深さだけ延出する第３の拡散領域によって分離されるように、第１のドーパントを半導体基板の裏面へと拡散させるステップと、前記第１のドーパントが前記第２のドーパントが前記第１および第２の拡散領域へと拡散するのを防止するように、第２のドーパントを前記第３の拡散領域へと拡散させるステップとを含む、交差指型背面接触太陽電池の製造方法、を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係る簡略化されたＩＢＣ太陽電池１００を示す、部分斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る簡略化されたＩＢＣ太陽電池１００を示す、部分側断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係るＩＢＣ太陽電池の製造方法を示すフロー図である。
【図４Ａ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｂ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｃ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｄ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｅ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｆ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｇ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｈ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｉ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｊ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【図４Ｋ】図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、例えば太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するために使用できる光起電力装置（例えば、太陽電池）における改良に関する。以下の説明は、当業者が特定の用途とその要件という背景で提供されるものとして本発明を形成し使用できるように提示されている。本明細書で使用するように、「上（upper）」、「下（lower）」、「側（side）」、「前（front）」、「裏（rear）」、「垂直（vertical）」などの方向を表す用語は説明のために相対的な位置を提供することを目的としており、絶対的な見方を指定することを目的としていない。好適な実施形態の種々の変形は当業者には明らかであり、本明細書に定めた一般的な原理を他の実施形態に適用してよい。したがって本発明は示され説明された特定の実施形態に限定されることを目的としておらず、本明細書に開示する原理や新規の特徴と合致する最も広い範囲を許容するものとする。
【０００８】
図１と図２はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る簡略化されたＩＢＣ太陽電池１００を示す部分斜視図と側断面図である。当業者ならば、図１および図２は数本の拡散ラインを示すように簡略化されており、本発明の主要な特徴を強調するために不正確な縮尺を利用していることを認識するであろう。
【０００９】
図１を参照すると、ＩＢＣ太陽電池１００は裏面１０３とこれに対向する前面１０５を有する半導体シリコン（Ｓｉ）ウエーハ（基板）１０１上に形成されている。基板１０１は、基板１０１の影付き部分として図１に示されている幾つかの拡散領域を含み、基板１０１の影なし部分は標準的な半導体Ｓｉを表す。一実施形態では、半導体Ｓｉは抵抗が０．１Ωｃｍ〜２０００Ωｃｍのｎ型単結晶ウエーハであるが、ｐ型単結晶Ｓｉウエーハ、ｎ型またはｐ型多結晶Ｓｉウエーハなどの他の型のＳｉ材料も使用できる。従来のＩＢＣ太陽電池と同様に、ＩＢＣ太陽電池１００は裏面１０３に形成された互いに入り込んだ（平行且つ離間した）複数の拡散領域１０１−１１〜１０１−１４、１０１−２１〜１０１−２３と、前面１０５に形成された連続ブランケット（第４の）拡散領域１０１−３を含む。拡散領域１０１−１１〜１０１−１４の第１のセットは、シート抵抗が２０Ω／平方〜２００Ω／平方のｐ型ドーパント（例えば、ホウ素）を含み、拡散領域１０１−２１〜１０１−２３の第２のセットは、シート抵抗が２０Ω〜２００Ω／平方のｎ型ドーパント（例えば、リン）を含む。ｐ型ドーパントが基板１０１に拡散された結果、拡散領域１０１−１１〜１０１−１４は図１に示すように裏面１０３から測定した０．１μｍ〜５μｍの公称深さＤ１を有し、１００μｍ〜３０００μｍの幅Ｗ１を有する。ｎ型ドーパントが基板１０１に拡散された結果、拡散領域１０１−２１〜１０１−２３は図１に示すように裏面１０３から測定した０．１〜５μｍの公称深さＤ２を有し、１０μｍ〜５００μｍの幅Ｗ２を有する。第２のセットの拡散領域１０１−２１〜１０１−２３それぞれが第１のセットの拡散領域の対応する対の間に配置されるように、拡散領域は配列される。例えば、（第３の）ｎ＋拡散領域１０１−２２は（第１の）ｐ＋拡散領域１０１−１２と（第２の）ｎ＋拡散領域１０１−１３との間に配置される。
【００１０】
本発明の一実施形態によると、一連の溝１０７−１〜１０７−６が裏面１０３における拡散領域の隣接する対間に定められている。溝１０７−１〜１０７−６は裏面１０３における細長い空隙または開口に相当し、そこでは基板材料が隣接する拡散領域間から除去されている。例えば、ｐ＋拡散領域１０１−１２は（第３の）溝１０７−３によってｎ＋拡散領域１０１−２２から分離され、ｐ＋拡散領域１０１−１３は溝１０７−４によってｎ＋拡散領域１０１−２２から分離される。各溝１０７−１〜１０７−６は、裏面１０３から基板１０１へと延び、深さＤ１およびＤ２よりも深い（例えば、好ましくは０．２〜１０μｍ、より好ましくは０．５μｍ〜１．５μｍの）（第３の）深さＤ３を有し、それによって拡散領域の隣接する各対は対応する溝によって互いから物理的に分離される（例えば、拡散領域１０１−１２と１０１−２２は溝１０７-３によって分離される）。
【００１１】
本発明の別の実施形態によると、溝１０７−１〜１０７−６は、各拡散領域が２つの隣接し関連する溝の対応する（垂直）側壁の間に途切れなく延出するように形成される。すなわち、各溝は対向する垂直側壁間の距離によって定められる幅Ｗ３（すなわち、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは１μｍ〜１０μｍ）を有する（例えば、溝１０７−１は側壁ＳＷ１１とＳＷ１２との間で測定された幅Ｗ３を有する）。各拡散領域は、隣接する溝の関連する側壁間に延出する。例えば、拡散領域１０１−１２は溝１０７−４の側壁ＳＷ４２と溝１０７−５の側壁ＳＷ５１との間に延出する。以下に説明するように、溝１０７−１〜１０７−６は、側壁ＳＷ４２とＳＷ５１の間の深さＤ１の領域全体が拡散領域１０１−１３を形成するｐ型ドーパント（例えば、ホウ素）を有するように形成される。
【００１２】
図２には、ほぼ完成した状態のＩＢＣ太陽電池１００が示されており、そこでは表面パッシベーション層１２０−１（例えば、ＳｉＮｘ、ＳｉＣｘ、ＳｉＯ2、ＳｉＯ2／ＳｉＮｘの１つまたはあらゆる他の適当な誘電材料）が裏面１０３の上に形成され、反射防止層１２０−２（例えば、ＳｉＮｘ、ＴｉＯ2またはあらゆる他の適当な誘電材料）が前面１０５の上に形成されることで、拡散領域１０１−１１〜１０１−１４、１０１−２１〜１０１−２３、１０１−３は表面パッシベーション層と反射防止層によってそれぞれ保護される。本発明の別の実施形態によると、溝１０７−１〜１０７−６は、パッシベーション層１２０−１部分がそれぞれ各溝に配置されるように形成される。金属コンタクト１３０−１１〜１３０−１４（例えば、ＡｇＡｌ）がパッシベーション層１２０−１を通って延出しており、これらはそれぞれｐ＋拡散領域１０１−１１〜１０１−１４に接続している。金属コンタクト１３０−２１〜１３０−２３（例えば、Ａｇ）がパッシベーション層１２０−１を通って延出しており、これらはそれぞれｎ＋拡散領域１０１−２１〜１０１−２３に接続している。
【００１３】
図３は、本発明の別の実施形態に係るＩＢＣ太陽電池の製造方法を示すフロー図である。図４Ａ〜図４Ｋは、図３のプロセスを示す簡略側断面図である。
【００１４】
図３の一番上（ブロック２０５）と図４Ａを参照すると、裏面１０３および前面１０５における表面のテクスチャリングと洗浄を行いやすいように、シリコンウエーハ１０１をウェット処理する。
【００１５】
次に図３のブロック２１０と図４Ｂを参照すると、ｐ型ドーパントソース（例えば、プリント可能なホウ素ペースト）を幅１００μｍ〜３０００μｍ、より好ましくは１０００μｍ〜１２００μｍのストライプ状に１０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは２００μｍ〜３００μｍの間隔で裏面１０３に堆積させる。一実施形態では、ｐ型ドーパントソースの堆積には、"Solar Cell Fabrication Using Extruded Dopant-Bearing Materialsというタイトルの同一出願人が所有する同時係属中の米国特許出願公開第２００８０１３８４５６号（この特許の全体が参照として本明細書に援用されている）に記載されているような押出プロセスが含まれる。別の実施形態では、ｐ型ドーパントソースの堆積には、スクリーンプリント、パッドプリント、ジェットプリントなどのよく知られているプリントプロセスが含まれる。図４Ｂに示すように、結果としてドーパント材料パッド２１０−１〜２１０−４がこの時点では実質的にはドープされていない領域１０１−１１Ａ〜１０１−１４Ａの上にそれぞれ配置される。次いで乾燥プロセスを行い、ドーパント材料を拡散の前に乾燥させる。
【００１６】
図３のブロック２２０と図４Ｃを参照すると、ＰＯＣｌ3ソースをオフにして予熱したＰＯＣｌ3炉に基板１０１を置いてこの基板１０１へのホウ素の拡散を行い、ホウ素の裏面１０３への拡散を促進するように炉の温度を９００〜９５０℃にする。こうして拡散領域１０１−１１Ｂ〜１０１−１４Ｂを形成する。さらに本発明の別の実施形態によると、ホウ素拡散プロセス時の温度は、ホウ素ソース材料が裏面１０４上の拡散領域１０１−１１Ｂ〜１０１−１４Ｂにホウケイ酸ガラス層２１０−１Ａ〜２１０−４Ａを形成するように選択される。ホウ素拡散プロセス後、拡散領域１０１−１１Ｂ〜１０１−１４Ｂは実質的なアンドープ領域１０１−２１Ａ〜１０１−２３Ａによって分離されることに注目されたい。
【００１７】
図３のブロック２２５と図４Ｄを参照すると、ＰＯＣｌ3炉をホウ素拡散温度（すなわち、９００〜９５０℃）から８５０〜９００℃の温度まで冷却し、本明細書で説明するリンドーピングプロフィールを実現するのに十分な速度でＰＯＣｌ3をオンにすることで、リン（ｎ型ドーパント）の基板１０１への拡散を行う。図４Ｄに示すように、リンは点線矢印で示すように前面１０５からと裏面１０３の露出部分から基板１０１に入り、それによってｎ型拡散領域１０１−２１Ｂ〜１０１−２３Ｂ、１０１−３が形成される。本発明の一実施形態によると、ホウケイ酸ガラス層２１０−１Ａ〜２１０−４Ａは、リンの拡散領域１０１−１１Ｂ〜１０１−１４Ｂへの拡散を防ぐための、リン拡散プロセス時の拡散バリアの役目を果たす。本発明人らは、炉の温度を９００℃よりも下げることで、ホウ素拡散時に形成されたホウケイ酸ガラスはリン拡散のバリアとしての役目を有効に果たすことができると確信している。図４Ｄに示すリン拡散プロセスの終了時には、隣接する拡散領域はそれぞれ隣接する拡散領域に当接する（例えば、拡散領域１０１−１２Ｂは境界ＩＦ１で拡散領域１０１−２２Ｂに当接し、拡散領域１０１−２２Ｂは境界ＩＦ２で拡散領域１０１−１３Ｂに当接する）ことに注目されたい。
【００１８】
図３のブロック２３０と図４Ｅを参照すると、溝１０７−１１〜１０７−１６が裏面１０３の隣接する拡散領域間の各境界に形成され、それによって各溝は隣接するｐ＋とｎ＋拡散領域の対を分離する。本発明の一実施形態によると、溝形成プロセスはパルスエネルギーが約１０μＪ〜約３００μＪのＱスイッチソリッドステートレーザなどを使用したレーザアブレーションによって行われ、これによって深さ約０．５μｍ〜５μｍ、幅５μｍ〜５０μｍの溝が形成される。
【００１９】
図３のブロック２４０と図４Ｆを参照すると、ガラス除去を行い、残っているホウケイ酸ガラスパッド１２０−１１〜１２０−１４（図４Ｅに示す）を除去する。一実施形態では、ガラス除去は酸ウェットエッチングなどの知られている技術によるウェット化学溶液を使用して行われる。
【００２０】
図３（ブロック２５０および２５５）と図４Ｇおよび図４Ｈに示すように、ＳｉＮｘ反射防止層１２０−３をＰＥＣＶＤ反応器内で前面１０５の拡散領域１０１−３の上に堆積させ、次いで表面パッシベーション層（例えば、ＳｉＮｘ、ＳｉＣｘ、ＳｉＯ2/ＳｉＮｘ）をＰＥＣＶＤまたはスパッタリングなどの知られている技術によって裏面１０３に堆積させる。
【００２１】
図３の下部分と図４Ｉおよび図４Ｊを参照すると、ＡｇＡｌペースト部分１３０−１Ａ〜１３０−１４Ａがそれぞれｐ＋拡散領域１０１−１１〜１０１−１４の上のパッシベーション層１２０−１に形成され（ブロック２６０および図４Ｉ）、Ａｇペースト部分１３０−２１Ａ〜１３０−２３Ａがそれぞれｎ＋拡散領域１０１−２１〜１０１−２３の上のパッシベーション層１２０−１に形成される（ブロック２６５および図４Ｊ）。別の実施形態では、Ａｇペーストはｐ＋拡散領域１０１−１１〜１０１−１４とｎ＋拡散領域１０１−２１〜１０１−２３の上に例えばスクリーンプリント、押出を用いて同時に堆積される。そうすることでプロセスステップが１つなくなり、製造プロセス全体を１０個のステップに減らせる。ペーストの堆積に続いて（図３のブロック２７０と図４Ｋを参照のこと）、基板１０１をベルト炉で加熱してメタライゼーションを誘引する。そうすることで金属コンタクト１３０−１１〜１３０−１４がパッシベーション層１２０−１を通ってｐ＋拡散領域１０１−１１〜１０１−１４まで形成され、金属コンタクト１３０−２１〜１３０−２３がパッシベーション層１２０−１を通ってｎ＋拡散領域１０１−２１〜１０１−２３まで形成される。
【００２２】
本発明の利点は、ＩＢＣ（Interdigitated Back Contact）太陽電池（交差指型背面接触太陽電池）１００（図１）をわずか１０個のプロセスステップで製造できる点であり、これは従来のＩＢＣセル製造プロセス（すなわち、D.H. NeuhausおよびA. Munzerによる"Industrial Silicon Wafer Solar Cells" （Advances in Optoelectronics, vol. 2007, pp. 1-15, 2007）に記載されているようなプロセス）より７個も少なく、従来の「Ｈパターン」太陽電池を生産するために通常使用される製造プロセスよりもステップが１個多いだけである。さらに、本発明によってＩＢＣセルを形成することができるため、太陽電池モジュールの総コストの３０〜３５％を占めるモジュール組み立てコストを従来の「Ｈパターン」セルの組み立てに比べて３０％まで削減することができる。これは、E.V. KerschaverおよびG. Beaucarneによる"Back-contact Solar Cells: A Review," （Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 14, pp. 107-123, 2006）によると、総モジュールコストの９．０〜１０．５％の削減が可能であることを示している。さらに、従来の「Ｈパターン」セルにおいて裏面全体にＡｌペーストを堆積させＡｌのＢＳＦ（裏面電界）を形成することによって通常生じるウエーハの反りを、ＩＢＣセルにおいてかなりの程度減らすことができるかまたはなくすことすらできるため、ＩＢＣ太陽電池を作るのに薄いＳｉウエーハをより使用しやすくなり、このことによってもＳｉ材料のコストが削減される。モジュール組み立てとＳｉ材料の両方におけるこのようなコスト削減によって、（従来の「Ｈパターン」セルに比べて若干プロセスコストの高い）本発明は効率改善をしない従来のセルに比べて最終コストを約２０％まで削減できる。さらに、一般にＩＢＣセルは従来の「Ｈパターン」セルよりも効率がよいため、３０％までのコスト削減を実現できる可能性を秘めている。コスト／効率の分析を表１で提供する。
【表１】
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【００２３】
表１の一番左の列に示すように、基準となるプロセスにはＳｉ材料、加工、モジュールのコストが設けられる。各コストは、総モジュールコストの５０％、１５％、３５％をそれぞれ占める。基準となるプロセスは、Ｓｉ材料コスト１００％、加工コスト１００％、モジュール組み立てコスト１００％であり、結果として総製造コストが２．５０ドル／Ｗとなる。また、セル／モジュール効率は１７％と推定される。次のコスト分析（左から２番目の列）では、加工なしの製造コストを調査する。したがって加工コストは０％である。モジュールが１７％の効率を生み出すことができると仮定すると、製造コストは２．１３ドル／Ｗでありこれは１５％のコスト削減を表す。本発明の第１の目標は３０％のコスト削減を実現することであるため、「加工なし」のオプションでは不十分である。次のコスト分析では、２０％の高効率モジュールの影響を分析する。基準となるプロセスに比べて一切のプロセスを追加しない効率２０％のモジュールの生産を想定すると、このオプションによって２．１２ドル／Ｗの製造コストが生じこれは１５％のコスト削減を表す。効率２０％のモジュールでは十分なコスト削減を生み出せない。したがって次のステップでは、２４．３％というより高いセル効率のコストに対する影響を分析する。このより高い効率のモジュールによって１．７５ドル／Ｗの製造コストが生じ、これは３０％のコスト削減を表す。しかし、基準となるプロセスに比べて一切プロセスを追加せずに２４．３％を実現するのは非常に難しい。次のステップであるＰＡＲＣＩは、提案している装置製造技術を使用したコスト分析の結果である。我々が提案するＩＢＣセルは、厚さ１００〜１５０μｍの薄いＳｉウエーハを許容することができるであろう。したがって、Ｓｉ材料のコストは元の値の７５％まで削減される。セルの加工には、ホウ素拡散、レーザアブレーション、アラインメント／位置合わせのプロセスが必要である。したがって加工コストは２０％増えると予想される。先の部分で説明したように、ＩＢＣ構造によってより簡略化したモジュール組み立てプロセスがもたらされるため、モジュール組み立てコストは元の値の７０％まで削減される。セル／モジュール効率が変わらない（１７％）と仮定すると、製造コストは２．００ドル／Ｗとなりこれは２０％のコスト削減を表す。提案しているＩＢＣセルを使用して３０％のコスト削減を実現するためには、セル／モジュール効率を１７．０％から１９．４％に改善する必要があり、これはＩＢＣセルにとっては非常に現実的である。したがって表１に示すように、本発明によって、従来の「Ｈパターン」セルに比べて（同じ効率を想定）約２０％まで削減された最終コストを有し、ＩＢＣ太陽電池のより高い効率を考慮に入れた場合に３０％以上のコスト削減となるＩＢＣ太陽電池の生産が促進される。
【００２４】
本発明を幾つかの具体的な実施形態について説明してきたが、本発明の発明的な特徴は他の実施形態にも適用でき、それらは全て本発明の範囲内にあることが意図されていることは当業者には明らかであろう。例えば、ｎ型Ｓｉ基板を参照して本発明を上に説明したが、ｐ型Ｓｉ基板で始めることもできる。この場合、ホウ素ソースの幅は約１０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは２００μｍ〜３００μｍであり、ソースの間隔は１００μｍ〜３０００μｍ、より好ましくは１０００μｍ〜１２００μｍである。さらに、本発明は（特許請求の範囲で特定されなければ）ホウ素とリンをドーパントとして使用することに必ずしも限定されず、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）などの本明細書で説明した拡散バリア特徴を呈するあらゆる他のドーパントまで及ぶことが意図されている。さらに、ｐ＋およびｎ＋拡散領域を分離するための溝の形成は必ずしもレーザアブレーションに限定されず、本明細書で説明した溝を形成できるあらゆる他の適当な方法まで及んでよい。例えば、エッチングペーストの基板の裏面へのプリントまたは押出などによって選択的化学エッチング法を使用して溝を形成することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図４Ｊ】
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【図４Ｋ】
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