(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の作製を容易にする方法であって、
基板を提供するステップと、
前記基板の上に半導体層を提供するステップであって、前記半導体層は、ある導電性タイプを有する導電性ドーパントを含むステップと、
前記半導体層の上に不活性化層を提供するステップであって、前記不活性化層は、金属窒化物または金属炭化物を含み、前記金属窒化物または金属炭化物の金属は、前記半導体層の導電性ドーパントと同じ導電性タイプであるステップと、
前記不活性化層中に少なくとも１の導電性接触子を形成するステップと、
を含み、
前記導電性接触子を形成するステップが、
酸化環境内において、前記不活性化層の少なくとも１つの区域にレーザを照射するステップであって、
前記照射により、前記少なくとも１つの区域中の前記金属窒化物または金属炭化物を導電性接触子に変換し、もって前記金属窒化物または金属炭化物を除去することによって前記少なくとも１の導電性接触子を形成し、かつ
前記照射により、前記少なくとも１の導電性接触子の下の前記半導体層内に、導電性領域をさらに形成し、
前記導電性領域は、少なくとも１の前記金属または前記導電性ドーパントを含み、
前記導電性領域と前記導電性ドーパントが、前記少なくとも１の導電性接触子から前記半導体層への電気的接続を容易にする、ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記不活性化層は、透過性層、透過性導電層、非反射層または誘電体層を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化合物は、透過性で絶縁性の二成分セラミックまたは他の金属の複合化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記酸化環境は、気体酸素を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記導電性接触子をめっきするステップをさらに含むことを特徴とする前記請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記照射により、前記半導体層内への、前記少なくとも１の区域内の前記金属の拡散を容易にすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
熱処理するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法であって、前記熱処理が、前記少なくとも１の区域から前記半導体層への前記金属の拡散を容易にする、方法。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の前記方法のいずれか一項により製造されることを特徴とする太陽電池構造部。
【請求項９】
太陽電池であって、
基板と、
前記基板の上の半導体層であって、前記半導体層は、ある導電性タイプを有する導電性ドーパントを含む、半導体層と、
前記半導体層の上の不活性化層であって、前記不活性化層は、金属窒化物または金属炭化物を含み、前記金属窒化物または金属炭化物の金属は前記導電性ドーパントと同じ導電性タイプである、不活性化層と、
前記不活性化層中の１または複数の導電性接触子であって、前記導電性接触子は前記金属を含み、前記導電性接触子は、前記不活性化層の１または複数の区域中の前記金属窒化物または金属炭化物を、酸化環境内においてレーザ照射することによって前記１または複数の導電性接触子に変換し、もって前記１または複数の区域内の前記窒化物または炭化物を除去して形成された、導電性接触子と、
前記１または複数の導電性接触子の下の１または複数の導電性領域であって、前記１または複数の導電性領域は、少なくとも１の前記金属または前記導電性ドーパントを含む、導電性領域と、
を備え、
前記１または複数の導電性接触子は、前記１または複数の導電性領域を経て、前記半導体層に電気的接続を有する、太陽電池。
【請求項１０】
請求項９に記載の太陽電池であって、
前記１または複数の区域は、１または複数の第１の区域であり、
前記太陽電池はさらに、１または複数の導電性相互接続ラインを備え、
前記１または複数の導電性相互接続ラインは、１または複数の第２の区域内の不活性化層の金属窒化物または金属炭化物の酸化環境内におけるレーザ照射により形成されており、
前記１または複数の導電性相互接続ラインは、１または複数の前記導電性接触子の少なくとも１つと電気的接触を有し、かつ前記不活性化層によって前記半導体層から電気的に絶縁されている、太陽電池。
【請求項１１】
前記１または複数の導電性接触子のうちの少なくとも１の導電性接触子を覆って形成される金属めっきをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記不活性化層は、透過性層、導電層、非反射被覆層または誘電体層のうちの少なくとも１の層でもあることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１３】
少なくとも請求項９の太陽電池を含むマルチ接合太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に関する。さらに詳細には、本発明は、改良された、太陽電池の金属被覆される接触子と、その製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願情報
本出願は、２００９年４月２２日に出願され、出願番号第６１／１７１，４９１号を割り当てられた、「Localized Metal Contacts By Localized Laser Assisted Reduction Of Metal-Ions In Functional Films, And Solar Cell Applications Thereof」と題される先願の米国仮出願の利益を主張するものであり、２００９年４月２１日に出願され、出願番号第６１／１７１，１９４号を割り当てられた、「High-Efficiency Solar Cell Structures and Methods of Manufacture」と題される同一出願者による先願の米国仮出願と、代理人整理番号第３３０４．００１ＡＷＯとして出願され、出願番号第      号を割り当てられた、「High-Efficiency Solar Cell Structures and Methods of Manufacture」と題される同一出願者により同時出願された国際特許出願とに関する。これらの出願はそれぞれ、ここに、参照によりその全体として本明細書に組み込まれる。本発明の全態様が、上述の出願の任意の開示との組合せにおいて利用することができる。
【０００３】
典型的な太陽電池においては、太陽放射が、太陽電池の一方の表面（通常は前面と呼ばれる）を照射する。入射する光子から電気エネルギーへの高いエネルギー変換効率を実現するためには、シリコンウェーハ基板内における効率的な光子の吸収が重要となる。いくつかの電池構造部（以下においてさらに説明する）においては、これは、ウェーハ自体を除く全ての層内における光子の低（寄生）光吸収によって実現される。簡明化のために、ウェーハの幾何学的形状（通常はピラミッドなどの表面組織（ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｅｘｔｕｒｅ）が結晶ウェーハ表面上に形成されるか、または平坦状表面の他の改変が施される）の影響については、本明細書においては具体的には論じないが、その理由は、これらの表面が、太陽電池効率の向上に有益である任意の形状で組織化（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）されてもよいと理解されるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
層およびそれらの組成の選択は、太陽電池の製造において重要な役割を果たす。典型的には、層数、および各層に対応する加工ステップ（前洗浄、半導体膜蒸着、パターニング−エッチング、前洗浄、金属蒸着、および金属パターニング−エッチング等々）が、電池の複雑さおよびそれに対応する製造コストに影響する。金属被覆は、太陽電池の特に重要な特徴部であり、太陽電池の製造および配備における経済的要求が厳しいため、製造コストの厳しい抑制および可能な限りの最適化が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は太陽電池構造体および製造方法を提供し、これらは通常は金属電極からの過剰な表面被覆により引き起こされる太陽電池の低陰影、金属格子の高導電性、および例えば電池の前方照射面または電池の任意の他の面などの上の金属接触子の下方における最小限のキャリア再結合という利点をもたらす。開示される技術により、一体的な電気接触子をも備える多機能層と、所要の材料数および加工ステップ数を削減させ、それにより太陽電池製造コストを削減させる製造技術との使用が可能となる。
【０００６】
本発明は、膜上への直接的なレーザエネルギーの衝突を利用して単一の例えば蒸着された誘電体絶縁膜などの導電性状態を選択的に転化させて、複数の蒸着ステップおよびパターニングステップを伴わずに太陽電池の電気接触子および相互接続部を形成することによって、複雑さの低減化およびそれに対応する製造コストおよび加工ステップの削減のための要件に応じる。
【０００７】
この点において、本発明は、一態様においては、太陽電池に少なくとも１つの機能（例えば透過性誘電体膜、非反射膜、不活性化等々）を与える上方層を備える太陽電池である。この上方層は、選択的なレーザ照射衝突を利用して導電性接触子へと改変され得る材料を含む。結果的に得られる電気接触子は、例えば、誘電絶縁体を貫通し太陽電池の上方層の下方の少なくとも１つの領域に至る導電性経路などを形成する。その後、金属めっきが、選択的に形成された導電性接触子を覆って形成されてもよい。
【０００８】
一例においては、この材料は、金属−窒化物複合材料を含み、衝突するレーザ照射は、この窒化物を選択的に酸化して、例えば気体酸素を含む酸化環境内などにおいてこの材料を誘電絶縁体から導電性接触子へと転化させる。
【０００９】
別の例においては、この材料は、金属−炭化物複合材料を含み、衝突するレーザ照射は、この金属−炭化物複合物の酸化状態を選択的に改変させて、例えば気体酸素を含む酸化環境内などにおいてこの材料を誘電絶縁体から導電性接触子へと転化させる。
【００１０】
別の例においては、この材料は、金属イオンを含み、レーザ照射は、金属を還元して、例えば気体水素またはフォーミングガス（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｇａｓ）またはメタノールまたはエタノールを含む還元環境内などにおいて電気接触子を形成する。
【００１１】
上方層は、ドープされる半導体材料を含む下方のドープされる領域を覆って形成されてもよく、上方層中のドーパントは、ドープされる半導体材料と同一のドーパントタイプである。レーザ照射により、下方のドープされる領域内への上方ドーパントの拡散が引き起こされ、薄膜誘電体層の転換される領域が、下方のドープされる領域と共に電気接触子を形成する。一例としては、アルミニウムが、シリコン基板内に拡散されると、Ｐ型ドーパントを形成する。
【００１２】
開示される構造部、方法、ならびにこれらの方法およびあらゆる関連技術により形成される製品は、本発明の一部を形成する。
【００１３】
さらに、本発明の技術により、さらなる特徴および利点が実現される。本発明の他の実施形態および態様が、本明細書に詳細に説明されるが、これらは、特許請求される本発明の一部と見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明と見なされる主題は、本明細書の最後の特許請求の範囲において、詳細に示され、明確に特許請求される。添付の図面と組み合わされる以下の詳細な説明から、本発明の前述のおよび他の目的、特徴、および利点が明らかになる。
【００１５】
【図１ａ】本発明の一態様による、例えば金属含有化合物などを含む絶縁誘電体上方層材料などに対して選択的レーザ照射が使用される、太陽電池の部分断面図である。
【図１ｂ】選択区域内のレーザ露光区域が、レーザ照射により転化されて、誘電体絶縁材料から導電性金属接触子を形成し、これらの接触子が、下方層に直に接触しているレーザ露光区域を示す図である。
【図１ｃ】金属含有化合物が、下方層中のものと同一タイプのドーパントである場合において、上方層内に、またはさらには上方層を貫通して下方層内にまで貫入し得る、接触子を示す図である。
【図１ｄ】肥厚めっきステップ（ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ  ｐｌａｔｉｎｇ  ｓｔｅｐ）のためのシード層（ｓｅｅｄ  ｌａｙｅｒ）として使用される、作製された接触子を示す図である。
【図２ａ】本発明の一態様による、例えば金属含有化合物などを含む上方層に対して選択的レーザ照射が使用される、第２のタイプの太陽電池の部分断面図である。
【図２ｂ】導電性金属接触子が形成されたレーザ露光区域を示す図である。
【図２ｃ】後の肥厚めっきステップのためのシード層として使用される、作製された接触子を示す図である。
【図３ａ】本発明の一態様による、例えば金属含有化合物などを含む上方層に対して選択的レーザ照射が使用される、太陽電池の部分断面図である。
【図３ｂ】金属シード層接触子が、前記材料からなる上方層中に作製されて、絶縁され、または埋設された導電体が形成される、レーザ露光区域を示す図である。
【図３ｃ】後の肥厚めっきステップのためのシード層として使用される、作製された接触子を示す図である。
【図４】本発明の原理により作製された、太陽電池の前方光対向面上の、完成したフィンガ／バスバー前方格子構造部を示す図である。
【図５ａ】本発明の一態様による、様々な深さの電気接触区域および／または相互接続ラインを作製するために使用される、様々な強度のレーザエネルギー照射の使用を示す図である。転化された材料のあるものは、接触子を形成する材料を完全に貫通して基板まで貫入し、またこの材料のあるものは、表面付近のみにおいて転化されて、基板から絶縁されるが基板への接触子と電気的に組み合わされ得る相互接続部を形成する。
【図５ｂ】本発明の一態様による、様々な深さの電気接触区域および／または相互接続ラインを作製するために使用される、様々な強度のレーザエネルギー照射の使用を示す図である。転化された材料のあるものは、接触子を形成する材料を完全に貫通して基板まで貫入し、またこの材料のあるものは、表面付近のみにおいて転化されて、基板から絶縁されるが基板への接触子と電気的に組み合わされ得る相互接続部を形成する。
【図６】本発明の一態様により形成された埋め込み間入接触子構造部（ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）／相互接続部構造部を備える太陽電池の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、レーザ照射により太陽電池の層組成の局所的変更の達成を対象とする。この局所的変更の際には、下層（もしくは複数の下層）に至るまたは前方表面を横断する金属接触子が、例えば絶縁誘電体などを貫通して設置されるかまたは絶縁誘電体などの中に埋め込まれる。一実施形態においては、これらの金属接触子は、例えばフィンガおよび／またはバスバーなどの連続的な接触子格子を形成するように相互接続され得る。
【００１７】
化学組成におけるこの局所的変更は、例えばアルミニウム窒化物、チタン酸化物、アルミニウム酸化物、ホウ素窒化物、シリコン炭化物、または銀を含有する透過性層などの金属含有化合物を含む膜に対して実現される。これらの材料のいくつかは、透過性二成分セラミックであることが可能である。  別の例示的な材料種は、アルミニウムドープされた亜鉛酸化物またはフッ素ドープされたスズ酸化物またはインジウムスズ酸化物または亜鉛スズ酸化物等々の透過性導電性酸化物（ＴＣＯS）を含む。
【００１８】
これらの金属化合物の多くは、太陽電池にとって理想的な光学特性を有し、すなわち、広範なバンドギャップ（６ｅＶの範囲）を有することで高い光透過性を実現し、適切な屈折率（１．８〜２．４の範囲）を有することで典型的な適用例における多くのタイプの太陽電池について有効な非反射コーティングを実現する。
【００１９】
さらに、これらの金属含有化合物膜は、太陽電池基板および／または上方層の非常に効果的な表面不活性化を実現することが可能であり、それにより、表面界面準位（ｓｕｒｆａｃｅ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｓｔａｔｅｓ）を低減させ、キャリア再結合損失の低下をもたらす。
【００２０】
したがって、本発明は、太陽電池において多機能膜を形成する非常に有効な構造部および方法を提供する。
【００２１】
一実施形態においては、化学的膜組成の局所的変更により、例えば金属窒化物化合物または金属炭化物化合物などの熱活性化酸化を介して、膜を絶縁体から導体に転化することが可能であり、これにより、結果的に得られる被転化材料中の窒化物、金属酸化物、または他の酸化物の除去、またはそれらの相対濃度の変更が生じる。この場合には、空気中または純酸素中などの酸化環境が必要となる場合がある。あるいは、化学的膜組成の変更は、金属含有化合物から金属への還元を伴うことが可能であり、それらの場合には、気体水素またはフォーミングガス（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｇａｓ）またはエタノールもしくはメタノールのような液体の還元材料が必要となる場合がある。
【００２２】
本発明のある一実施形態においては、隣接する半導体材料中でｐ型ドーパントとして作用する金属を含む膜が、ｐ型半導体層の頂部上で使用される。この半導体材料としてのシリコンに対する例は、アルミニウム、ガリウム、またはインジウムがある。このようにすることで、下方領域内への例えばアルミニウムなどの外方拡散が、膜のレーザ処理により誘発され得るようになり、接触子の下方における局所的ｐ型ドーピングが、実現される。このドーピングにより、接触子再結合が低減される。したがって、隣接する半導体材料中でｎ型ドーパントとして作用する金属を含む膜が、ｎ型半導体層の頂部上で使用される。この半導体材料としてのシリコンに対してのいくつかの例は、ヒ素、アンチモン、またはビスマスがある。このようにすることで、隣接領域内への例えばビスマスなどの外方拡散が、膜のレーザ処理により誘発され得るようになり、接触子の下方における局所ｎ型ドーピングが、実現される。
【００２３】
より一般的には、この薄い上方層は、ドープされる半導体材料である薄い膜層を覆って蒸着されてもよく、この薄い上方層中の金属含有化合物は、薄膜ドープされる半導体材料と同一のドーパントタイプである。
【００２４】
あるいは、この薄い上方層は、高濃度ドープされる表面領域を含む半導体基板を覆って蒸着されてもよく、この薄い上方層中の金属含有化合物は、半導体基板の高濃度ドープされる表面領域と同一のドーパントタイプである。
【００２５】
いずれの場合でも、レーザ照射により、基板の下方のドープされる領域中への、または下方のドープされる半導体薄層中への金属の拡散が引き起こされ得る。この太陽電池は、基板の下方のドープされる領域内への、または下方のドープされる半導体薄膜層内への金属の拡散を生じさせるために、レーザ照射後に熱処理されてもよい。
【００２６】
本発明は、上述の本明細書に組み込まれる特許出願内に列挙されたもののいずれかを含む、多数の太陽電池構造部に対して適用することが可能である。以下のものは、単なる例であり、本発明は、それらの例に限定されない。
【００２７】
本発明によれば、および図１ａ〜図１ｄのプロセス１０下にある太陽電池を参照すると、先に形成された上方層１２上への選択的なレーザ照射Ｌにより、例えばアルミニウム酸化物、アルミニウム窒化物、ホウ素窒化物、シリコン炭化物などの層１２内の金属含有化合物が、接触区域１１へと転化する。領域１３は、太陽電池基板内の拡散領域であってもよく（例えばホウ素など）、ウェーハ１４は、ｎ型またはｐ型であることが可能である。酸化環境内におけるレーザ照射により、金属含有化合物は、導電性金属状態へと熱転化され、層１３に至る接触子１１が形成される。レーザのパラメータによっては、被接触区域においてｐ型ドーピングを生じさせるアルミニウムシリコン合金も形成され得る。
【００２８】
図１ｃを参照すると、接触子は、金属含有化合物が（上述の拡散プロセスにより）下方層中のものと同一タイプのドーパントを含む場合には、上方層１２内に、またはさらには上方層１２を貫通して下方層１３内に貫入してもよい。
【００２９】
後のステップ（図１ｄ）においては、引き続いてめっきプロセスが施されて、めっきされた導体組み合わせ層（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｂｕｌｉｔ−ｕｐ  ｌａｙｅｒ）１５を形成することが可能であり、これにより金属ラインの導電性が上昇し、または密集した離散ポイントがラインへと相互接続されて、太陽電池前方格子パターンを形成する電極およびバスバーなど（例えば図４など）の構造部が形成される。また、レーザ照射により形成された金属接触子のその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）熱処理を利用してもよい。
【００３０】
本発明は、ガウスレーザプロファイルまたはトップハットレーザプロファイルを利用することが可能である。正確な例えばトップハットレーザプロファイル（例えばガウスプロファイルではなく制御されたフラットトッププロファイルとなることが知られている）などの形成は、反復的な特徴部を直接描画することが可能な非常に高出力（＞３００Ｗ）のレーザを使用することにより達成することが可能であり、これらの機械加工される特徴部は、例えばマスク、並進ステージ、および／またはスキャナなどによって画定される。使用されるレーザ源は、高出力マルチモード源であってもよい。このレーザ源の波長、パルス幅、繰返し率、およびパルスエネルギーは、プロセス要件に最適なものとなるように選択される。かかるレーザ源の例には、半導体励起固体Ｎｄ：ＹＡＧレーザおよびエキシマレーザが含まれる。他の例には、パルス（Ｑスイッチ）レーザまたは連続波レーザが含まれる。レーザは、レーザエネルギーが、所要の接触子への材料転化を達成するような波長およびパルス幅で作動されてもよい。共に使用されることにより、レーザ出力、ビームプロファイル、波長、パルス周波数は全て、レーザ吸収または所与の金属含有化合物膜への結合を調節し、それにより被転化材料の深度プロファイルを調節して、全深度接触子、または絶縁／埋設される相互接続ライン、または他の所要の構造部を形成するために使用され得るパラメータとなる。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、および図２ａ〜図２ｃのプロセス２０下にある太陽電池を参照すると、先に蒸着された上方層２２（例えばアルミニウムドープされる透過性導電性酸化物など）上への選択的なレーザ照射Ｌにより、例えばアルミニウム酸化物などの上方層２２内の金属含有化合物が、接触区域２１へと還元される。領域２３は、薄い熱トンネル酸化物２６の頂部上のｐ型多結晶シリコン層であってもよく、ウェーハ２４は、ｎ型またはｐ型であることが可能である。
【００３２】
一実施形態におけるレーザ照射は、金属含有化合物材料を、さらに金属性の高い、導電性接触子材料へと転化し、ポリシリコン層２３に至る接触子２１が形成される。（上述のように、本明細書には示さないが、この金属は、上方層２２内へ、またはさらには上方層２２を貫通して下方層２３内へと貫入してもよい。）
【００３３】
後のステップ（図２ｃ）においては、めっきプロセスが施されて、めっきされた導体組み合わせ層２５を形成することが可能であり、これにより金属ラインの導電性が上昇し、または密集した離散ポイントがラインへと相互接続されて、電極およびバスバーなど（例えば図４など）の構造部が形成される。また、レーザ照射により形成された金属接触子のその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）熱処理を利用してもよい。
【００３４】
本発明の別の態様によれば、および図３ａ〜図３ｃのプロセス３０下にある太陽電池を参照すると、レーザ照射により接触子へと転化された区域が、後の金属めっきプロセス（図３ｃ）により形成され得る金属電極３５のためのシード層としての役割を果たすことが可能である。先に蒸着された上方層３２上への選択的なレーザ照射Ｌにより、例えばアルミニウム酸化物、アルミニウム窒化物、ホウ素窒化物、シリコン炭化物などの上方層３２内の金属含有化合物が、シード区域３１へと転化する。この図においては、この被転化領域は、上方層３２内に部分的にのみ貫入して、例えば誘電絶縁体など他のもの（ａｎ  ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ）の中に収容された、電気的に絶縁された相互接続ラインを形成する。これは、下方の太陽電池基板との十分な電気接触レベルを有する太陽電池内の前方格子パターンの形成において有効であると共に、太陽電池からの導電性経路を形成する。領域３３は、薄い熱トンネル酸化物３６の頂部上のｐ型多結晶シリコン層であってもよく、ウェーハ３４は、ｎ型またはｐ型であることが可能である。
【００３５】
結果として、後の金属めっきの際に、いかなる外的整列も不要となる（すなわち、めっきがシード層に自己整列された状態となる）。電極のためのシード構造部は、膜内に埋め込まれるため、電極の機械的接着の問題が、解消される。また、金属化合物を合金化することによって、またはめっきされた金属と共に金属間化合物を形成することによって、接触子の抵抗を低減させるために、レーザ照射により形成された金属接触子のその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）熱処理を利用してもよい。
【００３６】
本発明の太陽電池構造部および形成技術は、標準的なプリント技術または蒸着技術よりもはるかに小さな特徴サイズを有するレーザにより局所的接触子を形成することが可能であるという、先行技術を上回る利点を有する。さらに、本発明により、例えば非反射コーティング、透過性膜、表面不活性化等々の既存の太陽電池の機能膜である膜（１２、２２、３２）からの金属ラインの形成も可能になり、他の上方層を電池の上方表面上に蒸着する必要性がなくなる。したがって、膜（１２、２２、３２）の非処理区域は、パターニング、除去、または取替えの必要がなくなり、コストおよび製造時間が節減される。
【００３７】
図４は、本発明の上述の態様のいずれかにより形成された、表面上に前方格子パターンを形成するバスバー４２およびフィンガ４４のパターンを有する太陽電池４０を示す。一例においては、約５〜２０μｍ未満の幅の細い接触子ライン、または約５〜２０μｍ未満の直径の離散接触子ポイントが、本発明により可能となる。
【００３８】
本発明の別の態様によれば、および図５ａ〜図５ｂのプロセス５０下にある太陽電池を参照すると、レーザ照射により接触子へと転化された区域を、様々なレベルのレーザ照射強度によりやはり加工される比較的浅い区域との組合せにおいて形成することが可能である。例えば、先に蒸着された上方層５２上への第１の強度の選択的なレーザ照射Ｌ１により、例えばアルミニウム酸化物などの上方層５２内の金属含有化合物が、下方層５３および５４と接触するための接触区域５１へと転化する。別のレベルのレーザ強度Ｌ２を使用して、他の区域を比較的浅い層５６へと転化して、複数の接触子を相互接続させ、太陽電池からの電流を伝達するための経路を形成する。一例においては、比較的浅く埋設される相互接続ラインの後の形成が、十分な個数の接触ポイントに交差または重畳して、下方の基板への十分な電気的接触を形成し、これらの接触ポイントに対する相互接続ラインの物理的整列を不要にするように、これら接触点がランダム分布で、かつ十分な密度で形成することができる。最終的な構造部は、太陽電池基板に至る貫通接触子を有する誘電絶縁体内に埋設された太陽電池前方格子パターンであってもよい。
【００３９】
本発明の別の態様によれば、および図６を参照すると、接触子／格子構造部６６全体が、マルチ接合太陽電池６０のＰＮ接合部６２、６４の間に間入的に埋め込まれて、これらの隣接しあう接合部間に絶縁および連続電気的相互接続の組合せを形成することが可能である。プロセス５０において説明されるように、接触子は、下方の基板に接触するように部分的に埋設することが可能である。同様に、接触子は、後に蒸着される重畳層に接触するように部分的に埋設することが可能である。この例においては、重畳層は、先に製造されたシングル接合太陽電池上に構築された、後の太陽電池接合部のベースとなることができ、これにより、連続するＰ−Ｎ−Ｐ−Ｎの順序にある２つの接合部の電気的な絶縁および相互接続の両方を行うことが可能である。さらに、金属含有化合物の２つ以上の層を蒸着して、先述の方法により非転化誘電絶縁材料内に埋め込まれた導電体の多層積層の直接レーザ形成を可能にし得る。最終的な構造部が、図６に示されるが、埋め込まれる相互接続層は、マルチ接合太陽電池の２つの接合部間に示される。金属化合物膜材料のバンドギャップが高いことにより、これらの材料は、高い透過性を有し、それにより、マルチ接合電池の第２の接合部と第１の接合部との間に許容不可能な光吸収を伴うことなく、接合部間にこの材料を埋め込むことが可能となる。
【００４０】
「接触子」という用語は、任意のタイプの導電性構造部を意味するように、本明細書においては幅広く使用される。
【００４１】
「金属含有化合物」という用語は、本発明の技術により導電性接触子へと転化され得る材料を意味するように、本明細書においては幅広く使用される。
【００４２】
本発明は、太陽電池の任意の面（例えば前方面、後方面、等々）上における、またはマルチ接合太陽電池内に埋設される接合部間の、接触子の形成に適用可能である。
【００４３】
本発明のこれらのプロセス制御態様の１つまたは複数を、例えばコンピュータ使用可能媒体などを有する製品（例えば１つまたは複数のコンピュータプログラム製品など）内に含ませることが可能である。この媒体は、中に例えば本発明の可能性を具現化し促進するためのコンピュータ読み取り可能プログラムコード手段などを有している。この製品は、コンピュータシステムの一部として含まれるか、または別個に販売され得る。
【００４４】
さらに、本発明の可能性を実現するために、機械により実行可能な少なくとも１つの命令プログラムを具体化する、その機械による読み取りが可能な少なくとも１つのプログラム記憶デバイスを提供することが可能である。
【００４５】
本明細書において開示される流れ図およびステップは、単なる例である。本発明の趣旨から逸脱しない、本明細書において説明されるこれらの図またはステップ（または動作）に対する多数の変形形態が存在し得る。例えば、これらのステップは、異なる順序で実施されてもよく、またはステップが、追加、削除、または変更されてもよい。これらの変形形態は全て、特許請求される本発明の一部と見なされる。
【００４６】
本明細書においては好ましい実施形態を詳細に示し説明したが、本発明の趣旨から逸脱することなく種々の変更、追加、および代替等々を行うことが可能であり、したがってこれらは、以下の特許請求の範囲において規定される本発明の範囲内に含まれるものと見なされることが、当業者には明らかであろう。
【図１ａ】
0005643294.tif 000002
【図１ｂ】
0005643294.tif 000003
【図１ｃ】
0005643294.tif 000004
【図１ｄ】
0005643294.tif 000005
【図２ａ】
0005643294.tif 000006
【図２ｂ】
0005643294.tif 000007
【図２ｃ】
0005643294.tif 000008
【図３ａ】
0005643294.tif 000009
【図３ｂ】
0005643294.tif 000010
【図３ｃ】
0005643294.tif 000011
【図４】
0005643294.tif 000012
【図５ａ】
0005643294.tif 000013
【図５ｂ】
0005643294.tif 000014
【図６】
0005643294.tif 000015