(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池構造体を覆って導体パターンを作製する方法を提供する。【解決手段】パターニングされたレジスト層が、太陽電池構造体を覆って形成された反射防止性コーティング層を覆って設けられる。パターニングされたレジスト層は、反射防止性コーティングの露出された部分をエッチングするために使用され、金属シード層２５１，２５２は、レジスト層および太陽電池構造体の表面の露出された部分を覆って設けられる。金属シード層は、太陽電池構造体の表面の露出された部分２５２からは除去されることなく、パターニングされたレジスト層を覆う部分２５１から選択的に除去される。パターニングされたレジスト層と太陽電池構造体の表面との熱伝導率の違いにより、レジスト層を覆う部分からのシード層の選択的除去が容易にされる。【選択図】図２Ｅ
2014086736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池構造体を作製する方法であって、
反射防止性コーティング層をその上に有する太陽電池構造体を用意するステップと、
前記太陽電池構造体の反射防止性コーティング層を覆ってパターニングされたレジスト層を形成するステップと、
前記パターニングされたレジスト層を利用して前記反射防止性コーティング層の露出された部分をエッチング除去することにより、前記太陽電池構造体の表面の一部を露出させるステップと
前記太陽電池構造体を覆って金属シード層を形成するステップであって、前記金属シード層は、前記パターニングされたレジスト層を覆って延在する第１の部分および前記太陽電池構造体の前記表面の露出された部分を覆って延在する第２の部分を有する、ステップと、
前記金属シード層の第１の部分および前記パターニングされたレジスト層を選択的に除去するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記パターニングされたレジスト層が熱伝導率を有し、前記太陽電池構造体の前記表面が前記パターニングされたレジスト層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、
前記金属シード層の第１の部分を選択的に除去する前記ステップが、前記金属シード層の第２の部分を融蝕することなく、前記金属シード層の第１の部分を融蝕するステップを含み、
前記融蝕するステップが、前記パターニングされたレジスト層の前記熱伝導率が、前記太陽電池構造体の前記表面の第２の熱伝導率よりも低いことにより、容易に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】
前記金属シード層が、融蝕閾値を有し、前記融蝕するステップが、レーザを用いて前記金属シード層の少なくとも第１の部分を照射するステップを含み、
前記レーザが、前記融蝕閾値が前記金属シード層の第１の部分において超えられるように、前記金属シード層の少なくとも第１の部分を加熱し、
前記パターニングされたレジスト層の第１の熱伝導率が、前記金属シード層の第１の部分の前記加熱を容易にすることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記融蝕するステップが、前記レーザを用いて前記金属シード層の第２の部分も照射するステップをさらに含み、
前記レーザが、前記金属シード層の第２の部分を加熱し、前記太陽電池構造体の前記表面の第２の熱伝導率が、前記金属シード層の第２の部分において前記金属シード層の融蝕閾値未満に留まるように、前記金属シード層の第２の部分の熱の放散を容易にすることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記金属シード層を覆って導電性材料を電気めっきするステップをさらに含み、
前記導電性材料が、前記金属シード層の第１の部分を覆う第１の部分と、前記金属シード層の第２の部分を覆う第２の部分とを有し、
前記金属シード層の第２の部分を除去することなく、前記金属シード層の第１の部分を選択的に除去する前記ステップは、前記導電性材料の第２の部分を除去することなく、前記導電性材料の第１の部分も除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記導電性材料の第１の部分および前記金属シード層の第１の部分を選択的に除去するステップが、前記導電性材料の第２の部分または前記金属シード層の第２の部分を融蝕することなく、前記導電性材料の第１の部分および前記金属シード層の第１の部分を融蝕するステップを含み、
前記融蝕するステップが、前記パターニングされたレジスト層の第１の熱伝導率が前記太陽電池構造体の前記表面の第２の熱伝導率よりも低いことにより、容易にされることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記金属シード層の第１の部分を選択的に除去する前記ステップの後に、前記金属シード層の少なくとも第２の部分を覆って導電性材料を電気めっきするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記表面が前記太陽電池構造体の表側表面をなし、前記太陽電池構造体が裏側表面をさらに備える、方法であって、
前記太陽電池構造体の裏側表面の上層である裏側反射防止性コーティング層を覆って、裏側のパターニングされたレジスト層を設けるステップと、
前記裏側のパターニングされたレジスト層を覆って裏側金属シード層を設けるステップと、
反射性裏側表面構造体の形成を容易にするように、前記裏側金属シード層および前記裏側のパターニングされたレジスト層をそのままに残すステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記裏側反射防止性コーティング層の露出された部分のエッチングにおいて、前記裏側のパターニングされたレジスト層を使用することにより、前記太陽電池構造体の裏側表面の部分を露出されるステップをさらに含み、
前記裏側のパターニングされたレジスト層を覆って前記裏側金属シード層を設ける前記ステップは、前記太陽電池構造体の裏側表面の前記露出された部分を覆って、前記裏側金属シード層を設けることにより、前記反射性裏側表面構造体と前記太陽電池構造体の前記裏側表面との間に電気的連続性を与えるのを容易にするステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記選択的に除去するステップが、前記金属シード層の第１の部分を完全に除去し、
その後前記パターニングされたレジスト層を除去し、
その一方で前記太陽電池構造体の前記表面の露出された部分を覆う前記金属シード層の第２の部分を残すステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
フレーム構造体を用意するステップをさらに含み、
前記フレーム構造体が、複数の太陽電池構造体を収容するための複数の開口を有し、
前記太陽電池構造体が、前記複数の太陽電池構造体の中の１つの太陽電池構造体であり、
前記１つの太陽電池構造体が、前記複数の開口の中の１つの開口内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記パターニングされたレジスト層を設けるステップが、前記フレーム構造体および前記複数の太陽電池構造体を覆って前記パターニングされたレジスト層を設けるステップをさらに含み、
前記パターニングされたレジスト層が、前記フレーム構造体に対する前記複数の太陽電池構造体および前記１つの太陽電池構造体の固定を容易にすることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パターニングされたレジスト層が溶解可能な材料を含み、
前記パターニングされたレジスト層を除去するステップが、前記パターニングされたレジスト層を溶解するために選択された液体に対して、前記パターニングされたレジスト層を曝すステップを含み、
前記溶解が、前記フレーム構造体からの前記複数の太陽電池構造体の分離を容易にすることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記金属シード層を設けるステップが、前記フレーム構造体を覆って延在する前記金属シード層の第３の部分を設けるステップをさらに含み、
前記金属シード層の第３の部分および前記金属シード層の第２の部分が、前記フレーム構造体と前記複数の太陽電池構造体との間に電気的連続性を与えるのを容易にすることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記金属シード層の第１の部分を選択的に除去する記ステップが、前記金属シード層の第２の部分および第３の部分を融蝕することなく、前記金属シード層の第１の部分を融蝕するステップをさらに含み、
前記融蝕するステップが、前記パターニングされたレジスト層の第１の熱伝導率が前記１つの太陽電池構造体の前記表面の第２の熱伝導率よりも低いことにより、容易にされることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属シード層が融蝕閾値を有し、前記融蝕するステップが、レーザを用いて、前記金属シード層の第３の部分を照射することなく、前記金属シード層の少なくとも第１の部分を選択的に照射するステップを含み、
前記融蝕閾値が前記金属シード層の第１の部分において超えられるように、前記レーザが前記金属シード層の少なくとも第１の部分を加熱し、前記パターニングされたレジスト層の第１の熱伝導率が、前記金属シード層の第１の部分の加熱を容易にすることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記融蝕するステップが、前記レーザを用いて、前記金属シード層の第２の部分も照射するステップをさらに含み、
前記レーザが前記金属シード層の第２の部分を加熱し、前記太陽電池構造体の前記表面の第２の熱伝導率が、前記金属シード層の融蝕閾値が前記金属シード層の第２の部分において超えられないように、前記金属シード層の第２の部分の熱の放散を容易にすることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記金属シード層の第２の部分と第３の部分との間の電気的連続性が、前記金属シード層の少なくとも第２の部分を覆う導電性材料の電気めっきをさらに容易にすることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記金属シード層の第１の部分を選択的に除去するステップが、前記金属シード層の第２の部分を融蝕することなく、前記金属シード層の第１の部分および第３の部分を融蝕するステップをさらに含み、
前記融蝕するステップが、前記パターニングされたレジスト層の第１の熱伝導率が前記１つの太陽電池構造体の前記表面の第２の熱伝導率よりも低いことにより、容易にされることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属シード層を覆って導電性材料を電気めっきするステップをさらに含み、
前記導電性材料が、前記金属シード層の第１の部分を覆う第１の部分と、前記金属シード層の第２の部分を覆う第２の部分と、前記金属シード層の第３の部分を覆う第３の部分とを有し、
前記融蝕するステップが、前記導電性材料の第２の部分を融蝕することなく、前記導電性材料の第１の部分および前記導電性材料の第３の部分を融蝕するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記金属シード層が第１の融蝕閾値を有し、前記導電性材料が第２の融蝕閾値を有し、前記融蝕するステップが、レーザを用いて、少なくとも前記導電性材料の第１の部分および前記導電性材料の第３の部分を照射するステップをさらに含み、
前記第１の融蝕閾値が前記金属シード層の第１の部分において超えられるように、前記レーザが、前記金属シード層の少なくとも第１の部分を加熱し、前記第２の融蝕閾値が前記導電性材料の第１の部分において超えられるように、前記導電性材料の第１の部分を加熱し、
前記パターニングされたレジスト層の第１の熱伝導率が、前記金属シード層の第１の部分および前記導電性材料の第１の部分の加熱を容易にすることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記融蝕するステップが、前記レーザを用いて前記導電性材料の少なくとも第２の部分も照射するステップをさらに含み、
前記レーザが、前記金属シード層の第２の部分および前記導電性材料の第２の部分を加熱し、
前記太陽電池構造体の前記表面の第２の熱伝導率が、前記金属シード層の第２の部分において、前記第１の融蝕閾値未満に留まるように、前記金属シード層の第２の部分の熱の放散を容易にし、前記導電性材料の第２の部分において、前記第２の融蝕閾値未満に留まるように、前記導電性材料の第２の部分の熱の放散を容易にすることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記フレーム構造体が、前記フレーム構造体と前記複数の太陽電池構造体との間に電気的連続性を与えるのを容易にする導電性材料を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２４】
前記フレーム構造体が、プリント回路基板またはフレックス回路構造体を備え、前記フレーム構造体が、前記複数の太陽電池構造体の間において電気的接続を与えるのを容易にすることにより、ソーラモジュールの作製を容易にすることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には太陽電池を作製する方法に関し、より詳細には太陽電池構造体用の導体パターンを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽エネルギーを利用可能な電力に変換することにより、社会に対し広範囲な利益をもたらす。より高い効率の太陽電池に対する需要が、太陽電池を製造する新たな方法の開発の動因となり続けている。
【０００３】
典型的な太陽電池においては、日射が、通常は表側または太陽の当たる側と呼ばれる太陽電池の一方の表面を照らす。多くの太陽電池においては、内部における光の取込みを改善するために、反射層が裏側を覆って設けられる。太陽電池の効率に影響を及ぼし得る１つの要因は、金属電極による遮蔽などの、隣接する付属物による、または太陽電池の部分による表側表面の遮蔽である。一般的には、太陽電池の最適化された金属電極格子は、これらの電極による太陽電池表面の遮蔽と、金属構造物の電気抵抗との間における損失を均衡化することを必要とする。太陽電池の効率の最適化は、一般的には、間に短い距離を有する細い導電性「フィンガ」のパターンを用いて金属電極を形成することを必要とする。
【０００４】
現行の太陽電池製造方法は、金属構造体および金属電極を形成するために様々な方法を利用し得る。例えば、銀ペーストが、太陽電池構造体の表面上に形成されたシリコン窒化物コーティングなどの反射防止性コーティング層を覆ってプリントされ、次いで高温プロセスにおいて反射防止性コーティングに至るまで焼成され得る。しかし、かかるプロセスは、結果として、５０μｍを超える（典型的には約８０μｍの）幅を有する比較的幅広の金属フィンガを有する導体パターンをもたらし得る。また、これらのプロセスは、銀ペースト中のいくつもの非金属成分の使用により、結果として金属格子パターンの導電性の低下をもたらし得る。また、これらの焼成プロセスは、結果として、反射防止性層を貫通して太陽電池構造体の基板中への金属ペースト成分の浸透をもたらし得るため、これにより再結合の増加が生じ得る。これは、表側接合太陽電池デバイスにおけるｐ−ｎ接合に望ましくない影響を及ぼし得る、または、裏側接合太陽電池デバイスの収集効率を低下させ得る。
【０００５】
金属構造体および金属電極を形成する１つの可能な方法が、図１Ａ〜図１Ｄに図示される。図１Ａは、太陽電池構造体１１０を覆う反射防止性コーティング層１２０を覆って堆積された感光性レジスト層１３０の使用を含むプロセスの開始を図示する。図１Ｂにおいては、レジスト層１３０は、紫外光に対して部分的に曝露されて所望のパターンを形成し、その後、通常は酸性溶液を用いて、レジスト層１３０のこの露出された部分を介して反射防止性コーティング１２０の一部をエッチングする。理想的には、このエッチングプロセスは、感光性層１２０中に負に傾斜した側面１４０を形成し、太陽電池構造体１１０の表面の一部を露出させる。図１Ｃにおいては、薄い金属膜１５０が、一般的には蒸着またはスパッタリングにより、フォトレジスト層１３０の表面および太陽電池構造体１１０の露出された表面を覆って堆積され得る。負に傾斜した側面１４０は、太陽電池構造体１１０の表面を覆って形成された金属膜１５０が、フォトレジスト層１３０を覆って形成された金属膜１５０と接触状態にならないようにさせる。これにより、フォトレジスト層１３０が、負に傾斜した側面１４０の覆われていない側からレジスト層１３０を溶解させる腐食性物質１６０に対して露出される、リフトオフ工程が可能となる。これにより、結果として、フォトレジスト層１３０を覆って形成された金属膜１５０が、図１Ｄにおいて最も良く示されるように、前記フォトレジスト層と共に除去される。フォトレジスト層１３０を覆って形成された金属膜１５０が一旦除去されると、太陽電池構造体１１０の表面を覆う導電性金属接点１５０のみが残る。
【０００６】
この方法は、一般的には、フォトレジスト層１３０の負に傾斜した側面１４０の形成に左右される。いくつかの場合においては、図１Ｅに示すように、非理想的な垂直な側面１７０が形成される場合があり、または、図１Ｆに示すように、非理想的な正に傾斜した側面１８０が形成される場合がある。これらの場合には、結果として、（垂直な側面１７０に関しては図１Ｇに、および正に傾斜した側面１８０に関しては図１Ｈにおいて図示されるように）連続した金属膜層１５０が、フォトレジスト層１３０および太陽電池構造体１１０の露出された部分を覆って形成される。連続した金属膜層１５０は、負に傾斜した側面１４０の場合のように、側面の露出された部分からのフォトレジスト層１３０の剥離プロセスを均一に開始するのを困難にする。垂直な側面１７０または正に傾斜した側面が存在する場合には、金属膜１５０は、腐食性物質がフォトレジスト層１３０に接触するのを妨げる。これは、リフトオフプロセス用の処理時間を増大させ得るという望ましくない効果を、金属膜層１５０に対して有し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一態様において、太陽電池構造体を作製するための方法の提供により、先行技術の欠点が解消され、さらなる利点が実現される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この方法は、反射防止性コーティング層をその上に有する太陽電池構造体を用意するステップと、太陽電池構造体の反射防止性コーティング層を覆ってパターニングされたレジスト層を形成するステップと、パターニングされたレジスト層を利用して、反射防止性コーティング層の露出された部分をエッチング除去することにより太陽電池構造体の表面の一部を露出させるステップと、太陽電池構造体を覆って金属シード層を形成するステップであって、金属シード層がパターニングされたレジスト層を覆って延在する第１の部分および太陽電池構造体の表面の露出された部分を覆って延在する第２の部分を有する、ステップと、金属シード層の第１の部分およびパターニングされたレジスト層を選択的に除去するステップとを含む。
【発明の効果】
【０００９】
さらなる特徴および利点が、本発明の技術により実現される。本発明の他の実施形態および態様が、本明細書において詳細に説明され、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】
【００１０】
本発明の１または複数の態様が、具体的に指摘され、本明細書の最後に特許請求の範囲の中で一例として明確に特許請求される。本発明の前述のおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と組み合わされる以下の詳細な説明から明らかである。
【図１Ａ】公知の太陽電池構造体の作製において利用される「金属リフトオフ」の１または複数の方法を部分的に示す図である。
【図１Ｂ】公知の太陽電池構造体の作製において利用される「金属リフトオフ」の１または複数の方法を部分的に示す図である。
【図１Ｃ】公知の太陽電池構造体の作製において利用される「金属リフトオフ」の１または複数の方法を部分的に示す図である。
【図１Ｄ】公知の太陽電池構造体の作製において利用される「金属リフトオフ」の１または複数の方法を部分的に示す図である。
【図１Ｅ】公知の太陽電池構造体の作製において利用される「金属リフトオフ」の１または複数の方法を部分的に示す図である。
【図１Ｆ】公知の太陽電池構造体の作製において利用される「金属リフトオフ」の１または複数の方法を部分的に示す図である。
【図１Ｇ】公知の太陽電池構造体の作製において利用される「金属リフトオフ」の１または複数の方法を部分的に示す図である。
【図１Ｈ】公知の太陽電池構造体の作製において利用される「金属リフトオフ」の１または複数の方法を部分的に示す図である。
【図２Ａ】本発明の１または複数の態様による、その表側表面および裏側表面の上に形成された反射防止性コーティング層を備える太陽電池構造体の一実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の１または複数の態様による、反射防止性コーティング層の上に形成されたレジスト層が設けられた図２Ａの太陽電池構造体を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の１または複数の態様による、所望のパターンの部分が導体パターンの形成を容易にするためにレジスト層中に形成され、反射防止性コーティング層の一部が露出された、図２Ａおよび図２Ｂの太陽電池構造体を示す図である。
【図２Ｄ】本発明の１または複数の態様による、反射防止性コーティング層の露出された部分がエッチングプロセスにより除去され、太陽電池構造体の表面の一部が露出された、図２Ａ〜図２Ｃの太陽電池構造体を示す図である。
【図２Ｅ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層が太陽電池構造体の上に形成された後であって、金属シード層の第１の部分がパターニングされたレジスト層の上に形成され、金属シード層の第２の部分が太陽電池構造体の表面の露出された部分の上に形成された、図２Ａ〜図２Ｄの太陽電池構造体を示す図である。
【図３Ａ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および金属電極を形成するための、金属シード層の第１の部分が除去されるプロセスの一例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および金属電極を形成するための、パターニングされたレジスト層が除去されるプロセスの一例を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および金属電極を形成するための、導電性材料が金属シード層の第２の部分を覆って電気めっきされるプロセスの一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および金属電極を形成するための、導電性材料が金属シード層を覆って電気めっきされるプロセスの別の例を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および金属電極を形成するための、金属シード層の第１の部分および金属シード層を覆う導電性材料が除去されるプロセスの別の例を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および金属電極を形成するための、パターニングされたレジスト層が除去されるプロセスの別の例を示す図である。
【図５Ａ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および金属電極を形成するための、金属シード層の第１の部分が除去されるプロセスのさらに別の例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および、金属電極を形成するための、導電性材料が金属シード層の第２の部分を覆って電気めっきされるプロセスのさらに別の例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分を選択的に除去するための、および金属電極を形成するための、パターニングされたレジスト層が除去されるプロセスのさらに別の例を示す図である。
【図６】本発明の１または複数の態様による、太陽電池構造体が表側表面および裏側表面を有し、反射性裏側表面構造体が裏側表面を覆って形成される、太陽電池構造体の代替的実施形態を示す図である。
【図７Ａ】本発明の１または複数の態様による、複数の開口を有するフレーム構造体の実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の１または複数の態様による、複数の太陽電池構造体がフレーム構造体の開口内に配置された、図７Ａのフレーム構造体を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の１または複数の態様による、パターニングされたレジスト層が適用され、複数の太陽電池構造体のそれぞれおよびフレーム構造体を覆って形成された反射防止性層の部分をエッチングした後の、図７Ｂのフレーム構造体を示す図である。
【図７Ｄ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の適用後の、図７Ｂおよび図７Ｃのフレーム構造体を示す図である。
【図８Ａ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層およびパターニングされたレジスト層の除去前に導電性材料が電気めっきされる、複数の太陽電池構造体を有するフレーム構造体を処理する方法を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層およびパターニングされたレジスト層の除去前に導電性材料が電気めっきされる、複数の太陽電池構造体を有するフレーム構造体を処理する方法を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層およびパターニングされたレジスト層の除去前に導電性材料が電気めっきされる、複数の太陽電池構造体を有するフレーム構造体を処理する方法を示す図である。
【図９Ａ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分が除去され、複数の太陽電池構造体の露出された表面を覆う第２の部分がフレーム構造体を覆う第３の部分と共にそのまま残され、その後、残りの金属シード層に対して電気めっきがなされ、パターニングされたレジスト層が除去される、フレーム構造体および複数の太陽電池構造体を処理する方法の別の例を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分が除去され、複数の太陽電池構造体の露出された表面を覆う第２の部分がフレーム構造体を覆う第３の部分と共にそのまま残され、その後、残りの金属シード層に対して電気めっきがなされ、パターニングされたレジスト層が除去される、フレーム構造体および複数の太陽電池構造体を処理する方法の別の例を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の１または複数の態様による、金属シード層の第１の部分が除去され、複数の太陽電池構造体の露出された表面を覆う第２の部分がフレーム構造体を覆う第３の部分と共にそのまま残され、その後、残りの金属シード層に対して電気めっきがなされ、パターニングされたレジスト層が除去される、フレーム構造体および複数の太陽電池構造体を処理する方法の別の例を示す図である。
【図１０】本発明の１または複数の態様による、フレーム構造体からの複数の太陽電池構造体の分離を容易にするための装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の態様ならびにそのいくつかの特徴、利点、および詳細が、添付の図面に図示される非限定的な例を参照としてより十分に説明される。周知の材料、製作工具、処理技術、等々の説明は、本発明を細部にわたり不必要に分かりにくくしないように、省略される。しかし、本発明の態様を示唆する詳細な説明および具体的な例は、専ら例示としてのみ提示されるものであり、限定として提示されるものではない点を理解されたい。本質的な本発明のコンセプトの趣旨および／または範囲内の、様々な代替、変更、追加、および／または配置が、本開示から当業者には自明となろう。本明細書において説明される太陽電池およびプロセスは、層として記載される材料の堆積および除去を説明したものである。各層は、太陽電池の全てもしくは一部を、および／または層もしくは層の下の基板の全てもしくは一部を覆うことが可能であると理解される。例えば、「層」が、表面の全てまたは一部に接触する任意の量の任意の材料を含むことが可能である。
【００１２】
以下、理解を容易にするために縮尺通りには描かれていない図面を参照する。種々の図面にわたり使用される同一の参照番号は、同一または類似の構成要素を指す。
【００１３】
図２Ａは、本発明の１または複数の態様により処理されることとなる、太陽電池構造体２００の実施形態を図示する。この太陽電池構造体は、基板２１０と、第１の表面である表側表面２１１と、表側表面２１１を覆って形成された反射防止性コーティング２２０とを有する。この実施形態においては、太陽電池構造体２００は、この構造体の反対側を覆う第２の表面である裏側表面２１２を備え、さらに、反射防止性コーティング２２０が、この裏側表面２１２を覆う。本明細書において開示される方法は、太陽電池構造体の複数の表面を同時に処理することを（一態様において）可能にするものであり、一方の表面に対して適用される１または複数の処理ステップが、他方の表面に対しても適用され得るため、例えば製造効率を促進する。しかし、開示される方法は、所望に応じて、代替的に太陽電池構造体２００の一方の表面のみに対して適用され得る点に留意されたい。
【００１４】
例としては、反射防止性コーティング２２０は、例えばシリコン窒化物などであってもよいが、一般的には、反射防止性特性を有する任意の材料であってもよい。反射防止性コーティング２２０により覆われた太陽電池構造体の表面２１１、２１２が、ピラミッド状結晶構造を有して図示される。図示される表面構造体は、専ら例示目的のために過ぎない。開示される方法は、任意の形状、テクスチャ、または結晶表面構造を有する表面２１１、２１２を有する太陽電池構造体２００の表面を覆って層を施し得るものである点を理解されたい。
【００１５】
図２Ｂは、レジスト層２３０が、各表面２１１、２１２の反射防止性コーティング層２２０を覆って施された後の、図２Ａの太陽電池構造体２００を図示する。レジスト層２３０は、典型的には、パターンがフォトリソグラフィプロセスなどにより形成され得る、感光性ポリマーなどのドライフィルムレジスト材料であってもよい。レジスト層２３０は、太陽電池構造体２００全体を覆って施されてもよく、パターンはレジスト層中に後で形成されるが、パターニングされたレジスト層は、他の手段により太陽電池構造体２００を覆って潜在的に施されてもよい。レジスト層２３０は、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する。これらの熱伝導率の違いは、本明細書において開示されるように、後のプロセスにおいて金属シード層（図２Ｂには図示せず）の選択的除去を有利に助長する。
【００１６】
図２Ｃは、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２を覆って形成された反射防止性コーティング層２２０の一部を露出するように、レジスト層２３０中に形成されたパターンの部分を有する、図２Ｂの太陽電池構造体２００を図示する。このパターンは、任意の所望のパターンであってもよく、例えば、パターンは、幅狭の導電性格子「フィンガ」またはチャネルの所望のパターンに対応してもよい。パターンを形成するための１つのプロセスは、レジスト層２３０の下の反射防止性コーティング層２２０の特性を活用し、平行光ツールまたはレーザツールが、レジスト層２３０中に幅狭のラインまたはチャネルを形成するために使用されてもよく、反射防止性コーティング層２２０は、光の反射を最小限に抑える。これにより、太陽電池構造体２００の特定の設計に応じて、約５０マイクロメートル以下の幅を有するチャネルをパターニングすることが可能となり、また潜在的には、約１５マイクロメートル以下の狭さの幅も可能となり得る。したがって、このプロセスは、高効率太陽電池の所望の特徴の実現を、すなわち所望に応じて約５０マイクロメートル以下の、および約１５マイクロメートル以下に至るまでの幅を有する金属電極の形成を、容易にし得る。
【００１７】
図２Ｄは、反射防止性コーティング層の露出された部分がエッチング除去され、太陽電池構造体２００の各表面２１１、２１２の部分２４０が露出された、図２Ｃの太陽電池構造体２００を図示する。反射防止性コーティング層は、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２の下に浸透させることなく反射防止性コーティングを安全にリフトオフする任意のプロセスによりエッチング除去され得る。例えば、反射防止性コーティングが、シリコン窒化物などの誘電体膜である場合には、コーティングは、一般的に利用されるインラインエッチングツールによりエッチング除去され得る。残りのパターニングされたレジスト層２３０は、このエッチングプロセスの際に、レジスト層２３０の下方の太陽電池構造体２００および反射防止性コーティング層の他の部分を保護する。
【００１８】
図２Ｅは、金属シード層２５０が太陽電池構造体を覆って設けられた、図２Ｄの太陽電池構造体２００を図示する。一例においては、金属シード層２５０は、第１の部分２５１がレジスト層２３０を覆って配置され、第２の部分２５２が太陽電池構造体２００の各表面２１１、２１２の露出された部分を覆って形成された状態で、堆積されてもよい。金属シード層２５０は、図示するように、表側表面２１１および裏側表面２１２に覆ってもよく、金属などの任意の所望の導電性材料であってもよい。シード層２５０は、スパッタリングツールまたは物理蒸着（ＰＶＤ）によってなど、任意の適切な方法により施されてもよい。しかし、他の方法により、レジスト層２３０および太陽電池構造体２００の露出された部分を覆う金属シード層２５０を同様に形成してもよい。金属シード層２５０は、レジスト層２３０全体を覆うことを必ずしも必要としないが、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２の露出された部分を覆うべきである。これにより、これらの部分を覆う材料の電気めっきを行って、太陽電池構造体の所望の導体または電極を形成することが容易となるからである。
【００１９】
さらなる説明の目的で、図３Ａ〜図３Ｃは、金属シード層の第１の部分を除去するためのプロセスの実施形態を図示しており、該プロセスにおいて金属シード層が例えば電気めっきなどのさらなるプロセスの前に除去される。図３Ａは、図２Ｅの太陽電池構造体２００の実施形態を図示し、金属シード層の第１の部分（図２Ｅを参照）が除去されて、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２の露出された部分を覆う金属シード層の第２の部分２５２が残される。この実施形態において、金属シード層の第２の部分２５２を融蝕することなく、金属シード層の第１の部分が、融蝕され得る。選択的融蝕は、パターニングされたレジスト層２３０と太陽電池表面２１１、２１２の露出された部分との間の熱伝導率の違いにより生じ得る。
【００２０】
一例において、融蝕は、金属シード層を加熱するように構成されたレーザを用いて、金属シード層の少なくとも第１の部分を、および場合によっては金属シード層の第２の部分２５２を照射することにより、達成され得る。この加熱は、波長、パルス周波数、出力、等々の、レーザの１または複数の特性を選択または制御することにより、制御され得る。これらのレーザ特性は、金属シード層の第２の部分２５２を融蝕することなく、金属シード層の第１の部分を融蝕するのに十分な熱を生成するように選択され得る。レーザが、金属シード層の第１の部分を照射すると、金属シード層の第１の部分の下のレジスト層２３０の熱伝導率がより低いことによって、金属シード層の第１の部分からレジスト層２３０中への熱の放散が抑制され、これにより、レジスト層２３０を覆って形成された金属シード層の第１の部分が融蝕される。融蝕は、第１の部分を気化することにより、第１の部分の特性を変更して第１の部分を脆弱化することにより、またはその機械的破壊により、行われてもよい。
【００２１】
別の例においては、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２の露出された部分を覆って形成された金属シード層の第２の部分２５２もまた、レーザにより照射され得る。この場合には、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２の熱伝導率とレジスト層２３０の熱伝導率との間の違いがあり、熱伝導率のこの違いにより、金属シード層の第２の部分２５２の加熱容易となる。太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２の熱伝導率は、金属シード層の第２の部分２５２から熱を放散させるのに十分な高さの熱放散率を与え、金属シード層の温度が金属シード層のその部分に融蝕が生じる閾値を超えることはない。したがって、金属シード層の第１の部分は、レーザにより融蝕され、金属シード層の第２の部分２５２は、そのまま残り、融蝕されない。
【００２２】
レーザ波長、パルス周波数、出力、等々は、金属シード層の第２の部分２５２を融蝕することなく金属シード層の第１の部分を融蝕し得る所望の熱量を与えるように、様々な組み合わせにおいて変更および調節されてもよい点に留意されたい。これらの特性により、ドライフィルムレジスト２３０を覆うニッケルシード層の第１の部分２５２の完全な融蝕が、ニッケルシード層の第２の部分２５２の融蝕を伴うことなく、達成され得る。また、機械的融蝕ツールの使用などにより、金属シード層の第２の部分２５２を除去することなく金属シード層の第１の部分を選択的に除去する、他の融蝕技術によっても、上述のレーザ融蝕技術の利用と同様の結果を達成することができ、そのような技術が、本明細書において論じる選択的除去に対する可能な代替的アプローチとして予期される点に、留意されたい。
【００２３】
図３Ｂは、パターニングされたレジスト層が除去され、反射防止性コーティング層２２０の保護された部分および金属シード層の第２の部分２５２が残された、図３Ａの太陽電池構造体２００を図示する。一例において、パターニングされたレジスト層は、金属シード層の第２の部分２５２または反射防止性コーティング層２２０に影響を及ぼすことなく、太陽電池構造体２００からレジスト層を選択的に剥離する任意の手段によって、除去され得る。一例においては、これは、パターニングされたレジスト層を溶解するように選択されたアルカリ性剥離溶液に対してレジスト層を曝すことにより、達成されてもよい。これは、結果として、図示するような導電性金属シード層パターンを有する構造体２００をもたらす。次いで、太陽電池構造体２００は、特定のプロセスフローにとって望ましいものとなるように、さらなる処理を受け得る。
【００２４】
例えば、図３Ｃは、導電性材料３００を用いて金属シード層の第２の部分２５２を電気めっきした後の、図３Ｂの太陽電池構造体２００を図示する。金属シード層の第２の部分２５２の導電性特性は、電気めっきプロセスを容易にし、導電性がより低い反射防止性コーティング層２２０は、電気めっきに抵抗することによりこのプロセスを容易にする。この結果、金属シード層の第２の部分２５２を覆って電気めっきされた導電性材料３００の、例えば曲線状の、円形の、または「マッシュルーム」状の形状の層を得ることができる。金属シード層の第２の部分２５２の狭い幅が、電気めっきされる導電性材料３００を同様の幅に制限するように作用し得るため、その結果として太陽電池構造体２００にとって望ましい幅狭の金属電極が得られる。また、金属シード層の第２の部分２５２は、電気めっきされる材料３００が太陽電池構造体の表面２１１、２１２または基板２１０内に浸透するのを防止する役割をさらに果たし得る。例えば、金属シード層がニッケルシード層である場合には、該ニッケルを覆うようにニッケル、銅、および銀の電気めっきを行うことで、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２または基板２１０に損傷を与えることなく、結果的に得られる電極中において所望のレベルの導電性を与え得る。また、ニッケルシード金属層を覆うニッケルの電気めっきは、電気めっきされた銅または銀が金属シード層を通過して表面２１１、２１２上に至る拡散を防止する役割を果たす。
【００２５】
図４Ａ〜図４Ｃは、本明細書に記載されるような、導電性材料４００が金属シード層２５０の第１の部分２５１の除去前に設けられる、金属シード層の第１の部分２５１を除去するためのプロセスの別の実施形態を図示する。図４Ａは、金属シード層の第１の部分２５１および金属シード層２５０の第２の部分２５２が導電性材料４００により覆われた、図２Ｅの太陽電池構造体２００を図示する。一実装形態においては、金属シード層の堆積が行われた後に、導電性材料４００が金属シード層を覆って設けられ、金属シード層の第１の部分２５１および金属シード層の第２の部分２５２を覆ってもよい。導電性材料４００は、一実施形態においては、ダマシン様プロセスにおいて金属シード層を覆って電気めっきされてもよく、その結果として、導電性材料４００は、金属シード層の第２の部分２５２を覆うチャネルを充填する。結果的に得られる導電性材料４００は、金属シード層の第１の部分２５１を覆う第１の部分と、金属シード層の第２の部分２５２を覆う第２の部分とを有し得る。上述のように、金属シード層の第２の部分２５２は、導電性材料４００が太陽電池構造体２００に直接的に接触するのを防止する役割を部分的に果たし得る。
【００２６】
図４Ｂは、金属シード層の第１の部分および金属シード層の第１の部分を覆う導電性材料が、選択的に除去されて、導電性材料４００が堆積された金属シード層の第２の部分２５２が残された、図４Ａの太陽電池構造体２００を図示する。一例においては、選択的除去は、図３Ａに関連して上述したプロセスと同様に、融蝕プロセスにより達成でき、金属シード層の第２の部分２５２またはその上の導電性材料４００を融蝕することなく、金属シード層の第１の部分および導電性材料の第１の部分が融蝕される。
【００２７】
一例においては、融蝕は、レーザを用いて、少なくともシード金属層の第１の部分を覆って形成された導電性材料４００を照射することにより達成され得る。シード金属層の第２の部分２５２を覆って形成された導電性材料４００の部分もまた、レーザにより照射されてもよい。一例においては、レーザ照射プロセスは、上述の処理と同様であってもよく、第１の部分を覆って形成された導電性材料が、金属シード層の第１の部分と共に融蝕される。この例においては、金属シード層の融蝕閾値は、第１の融蝕閾値であり、導電性材料４００は、第２の融蝕閾値を有すると見なすこととができる。一例においては、例えば金属シード層および導電性材料４００が同様の材料から構成される場合などのように、これらの２つの閾値は同様であってもよい。別の例においては、例えば金属シード層がニッケルなどの第１の金属材料であり、導電性材料４００が銀または金などの第２の材料である場合などには、これらの融蝕閾値は異なってもよい。レーザが、金属シード層の第１の部分を覆って形成された導電性材料４００を照射すると、レーザの熱が、金属シード層の第１の部分において、およびその上の導電性材料４００において発生する。一例においては、金属シード層の第１の部分に隣接するレジスト層２３０の熱伝導率がより低いことにより、金属シード層および導電性材料からレジスト層２３０への熱放散が抑制され、これにより、それらの加熱が容易となる。したがって、金属シード層の第１の部分の融蝕閾値および導電性材料の第１の部分の融蝕閾値は、金属シード層の第２の部分２５２およびその上に配置された導電性材料４００の対応する閾値となり得るか、または、それらの対応する閾値をより容易に超え得る。
【００２８】
図４Ｃは、パターニングされたレジスト層が除去された後に、反射防止性コーティング層２２０の保護された部分と、金属シード層の第２の部分２５２と、金属シード層の第２の部分２５２を覆って電気めっきされた導電性材料４００とが残された、図４Ｂの太陽構造体２００を図示する。一例においては、先述のように、パターニングされたレジスト層は、金属シード層の残りの第２の部分２５２または反射防止性コーティング層２２０との間において相互作用することなく、太陽電池構造体２００からレジスト層を選択的に剥離する手段により、除去され得る。一例においては、これは、パターニングされたレジスト層を溶解するように設計されたアルカリ性剥離溶液に対してレジスト層を曝すことによるものであってもよく、これにより、レジスト層の除去前に電気めっきが実施されていることによって、図示するようにブロック状または直線状のプロファイルを有する金属電極が残される。この種の電極形状を形成することにより、上述の円形または「マッシュルーム」形状の電極プロファイルに比較して、太陽電池構造体２００の反射防止性コーティング表面上での「遮蔽」の軽減を容易にすることができる。先述の実施形態と同様に、金属シード層の残りの第２の部分２５２および導体４００は、格子「フィンガ」を形成し、これらは、有利には、約５０マイクロメートル以下の幅を有することができる。
【００２９】
図５Ａ〜図５Ｃは、金属シード層がさらなる電気めっきプロセスの前に除去され、電気めっきプロセスがパターニングされたレジスト層２３０の除去の前に達成される、金属シード層の第１の部分２５１を除去するためのプロセスの別の実施形態を図示する。図５Ａは、金属シード層の第１の部分がレジスト層２３０から除去されて、太陽電池構造体の表面２１１、２１２の露出された部分を覆う金属シード層の第２の部分２５２が残された、図２Ｅの太陽電池構造体２００を図示する。この実施形態においては、金属シード層の第１の部分は、例えば、融蝕プロセスによって除去され得る。該融蝕プロセスは、図３Ａに関連して上述したプロセスと同様であってもよく、パターニングされたレジスト層２３０と太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２との間の熱伝導率の違いにより融蝕プロセスが容易にされる。
【００３０】
図５Ｂは、金属シード層の第２の部分２５２を覆って導電性材料５００を電気めっきした後の、図５Ａの太陽電池構造体２００を図示する。一例においては、金属シード層の第２の部分２５２の導電性特性は、電気めっきプロセスを容易にし、導電性がより低いパターニングされたレジスト層２３０は電気めっきに抵抗する。一例においては、定位置にあるパターニングされたレジスト層２３０により、結果的に得られる電極は、やはり直線状のプロファイルを有することとなり、これにより、太陽電池構造体２００の表面に対する望ましくない「遮蔽」が軽減され得る。先述のように、金属シード層の第２の部分２５２は、電気めっきされる材料５００が、太陽電池構造体２００の表面２１１、２１２または基板２１０中に浸透するのを防止する役割をさらに果たし得る。
【００３１】
図５Ｃは、パターニングされたレジスト層が除去されて、残りの反射防止性コーティング層２２０と、導電性材料５００が上に形成された金属シード層の第２の部分２５２とが残された、図５Ｂの太陽電池構造体２００を図示する。一例においては、先述の実施形態と同様に、金属シード層の第２の部分２５２は導電性格子「フィンガ」を形成し、該フィンガは約５０マイクロメートル以下の幅をし、それを覆って電極が形成される。
【００３２】
図６は、太陽電池構造体２００が表側表面２１１および裏側表面２１２を有する、太陽電池構造体２００の別の実施形態を図示する。一例においては、表側表面２１１は、上述の方法の中の１または複数の方法により、その上に導体パターンを形成するように処理され、裏側表面２１２は、反射性裏側表面構造体を形成するように処理される。一例においては、裏側表面２１２は、表側表面２１１と同一のプロセスの中の１または複数のプロセスを受けてもよい。例えば、裏側のパターニングされたレジスト層６１０および裏側金属シード層６２０が設けられてもよい。一例においては、反射性裏側表面構造体は、上述の方法の中の１または複数の方法により、裏側金属シード層６２０および裏側のパターニングされたレジスト層６１０を共に定位置に残す一方で、表側表面を覆う対応する層が除去されることにより、形成される。裏側金属シード層６２０および裏側のパターニングされたレジスト層６１０の組み合わせは、反射性裏側表面構造体の一実施形態を形成する。一例においては、反射性裏側表面構造体は、裏側のパターニングされたレジスト層６１０が例えば約１．５から約１．９の間の範囲の適切な屈折率を有するポリマーフィルム層などである場合には、さらに強化され得る。例としては、アクリルまたはエポキシなどの感光性ポリマーが、適切な屈折率を与え得ると共に、表側表面２１１を覆うパターニングされたレジスト層６１０を形成するのに適した材料にもなり得る。
【００３３】
別の例においては、裏側レジスト層６１０は、表側表面２１１を覆って形成されたパターニングされたレジスト層と同様に、そこにパターンを形成するようにさらに処理されてもよい。これにより、裏側金属シード層６２０は、裏側のパターニングされたレジスト層６１０と共に残ることが可能となり、それにより反射性裏側表面構造体の形成が容易にされると共に、裏側金属シード層６２０と太陽電池構造体２００の裏側表面２１２の露出された部分との間の電気的連続性の提供も容易にされ得る。次いで、反射性裏側表面構造体は、いくつかのタイプの太陽電池構造体の場合の裏側の鏡面化された構造にとって必要となり得るように、太陽電池構造体２００の裏側表面２１２に電気接触してもよい。裏側表面２１２に接触する裏側金属シード層６２０は、表側表面２１１を覆って電気めっきされた導電性材料と同様に、電気めっきされた導電性材料６００をさらにその上に有してもよい。したがって、太陽電池構造体２００の表側表面２１１を覆って導体パターンを形成するための上述の方法は、太陽電池構造体２００の裏側表面２１２を覆う反射性裏側表面構造体を形成するためにも、同様に部分的に利用され得る。これは、製造効率および高効率太陽電池の完成をさらに向上させ得る。
【００３４】
図７Ａは、太陽電池構造体２００を中に収容するようにそれぞれ設計された複数の開口７１０を有するフレーム構造体７００の実施形態を図示する。図７Ｂは、複数の太陽電池構造体２００が複数の開口内に配置された、フレーム構造体７００の実施形態をさらに図示する。複数の太陽電池構造体２００の中の任意の１または複数が、先述の実施形態の中の１または複数において説明されたような太陽電池構造体２００であってもよいことを理解されたい。上述のような方法により、同一の製造プロセスの際に任意の個数の太陽電池構造体２００の上に導体パターンを作製することが可能となる。フレーム構造体７００が、複数の太陽電池構造体２００を定位置に保持するのを容易にすることにより、複数の太陽電池構造体２００の処理を容易にし、もって上述の方法の中の任意の１または複数が複数の太陽電池構造体２００に対して同時に適用され得るようにする。例えば複数の太陽電池構造体２００が、同一の方法により処理され、それにより単一の製造プロセスが、複数の太陽電池構造体２００の上への導体パターンの作製を容易にする場合などには、より高い製造効率が実現され得る。しかし、代替的なプロセスフローが、上述の方法の中の１または複数により、フレーム構造体７００内に配置された複数の太陽電池構造体２００の中の１つまたは部分が処理され、上述の方法の中の１または複数によってあるいは他の方法により、複数の太陽電池構造体２００の中のいくつかの他の部分が別個に処理されることを可能にし得ると共に、かかる代替的なプロセスフローは、本発明の範囲内に含まれるものとして予期される点を理解されたい。
【００３５】
また、フレーム構造体７００は、使用されるフレーム構造体７００のタイプによっては、太陽電池構造体２００の処理において他の利点をもたらし得る。
【００３６】
一例においては、複数の太陽電池構造体２００の中の１または複数が、先述のような１または複数の方法により処理される場合には、フレーム構造体７００は、複数の太陽電池構造体２００に対して安定性を与えるプラスチックなどの非導電性材料から形成されてもよい。
【００３７】
別の例においては、フレーム構造体７００は、フレーム構造体７００と複数の太陽電池構造体２００との間に電気的連続性を実現するのを容易にする、金属などの導電性材料から形成されてもよい。一例においては、電気的連続性は、太陽電池構造体２００の中の１または複数の部分を覆う導電性材料の電気めっきをさらに容易にし得る。
【００３８】
さらに別の例においては、フレーム構造体７００は、プリント回路基板またはフレキシブルな構造体であってもよく、フレーム構造体７００は、フレーム構造体７００の開口７１０内に配置された複数の太陽電池構造体２００同士の間の接続を容易にすることにより、太陽電池構造体２００の作製を容易にする。一例においては、パターニングされたレジスト層は、フレーム構造体７００の一方または両方の側において除去される代わりに、定位置に留まり得る。これは、例えば、フレーム構造体７００の開口７１０内において複数の太陽電池構造体７００を定位置に保持するのを容易にし得る。
【００３９】
図７Ｃは、複数の太陽電池構造体２００がフレーム構造体７００の開口内に配置され、パターニングされたレジスト層２３０が先述のように１つの太陽電池構造体２００の上にばかりでなく、複数の太陽電池構造体２００およびフレーム構造体７００の上にも設けられている、図７Ｂのフレーム構造体７００を図示する。図７Ｃは、パターンがレジスト層２３０および複数の太陽電池構造体２００の中に既に形成された後に、ならびに複数の太陽電池構造体２００を覆う反射防止性コーティングの部分がエッチング除去された後に、複数の太陽電池構造体２００の表面の露出された部分２４０が残された場合に示されるような、パターニングされたレジスト層２３０の実施形態をさらに図示する。１または複数の例においては、パターニングされたレジスト層２３０は、フレーム構造体７００の開口内における複数の太陽電池構造体２００の保持をさらに容易にし得る。例えば、先述のような感光性ポリマーなどのドライフィルムレジスト層が、フレーム構造体７００内において太陽電池構造体２００を定位置に保持する役割を果たし得る。
【００４０】
図７Ｄは、金属シード層２５０がパターニングされたレジスト層を覆って設けられた（この図においては視認できない）、図７Ｃのフレーム構造体７００および複数の太陽電池構造体２００を図示する。一例においては、金属シード層２５０は、パターニングされたレジスト層を覆う第１の部分２５１および複数の太陽電池構造体２００の表面の露出された部分を覆う第２の部分２５２を有するのみならず、フレーム構造体７００の上に延在しこれに接触する第３の部分７２０をさらに有する。また、金属シード層２５０の第２の部分２５２を除去することなく金属シード層２５０の第１の部分２５１を除去するために利用されるプロセスは、金属シード層２５０の第３の部分７２０を除去するためにも利用され得る。例えば、図３Ａに関連して同様に上述したように、金属シード層２５０の第１の部分２５１および第３の部分７２０は、金属シード層２５０の第２の部分２５２を融蝕することなく、金属シード層２５０の第１の部分２５１および第３の部分７２０を融蝕することにより除去され得る。先述のように、パターニングされたレジスト層の熱伝導率と太陽電池構造体２００の表面の熱伝導率との間の違いは、融蝕プロセスを容易にする。一例においては、図３Ａに関連して同様に説明したように、融蝕は、レーザ照射により金属シード層２５０の融蝕閾値を超えて金属シード層２５０の第１の部分２５１および第３の部分７２０を加熱することによって達成されてもよく、熱伝導率は、熱拡散を抑制し、これにより加熱が容易にされる。別の例においては、金属シード層２５０の第２の部分２５２は定位置に残るが、第２の熱伝導率が、下層の太陽電池構造体２００内への熱の吸収によって、金属シード層２５０の第２の部分２５２のレーザによる熱の放散を容易にする。
【００４１】
図８Ａは、導電性材料４００が、金属シード層の第１の部分の除去の前に、金属シード層を覆って電気めっきされる、図７Ｄのフレーム構造体の代替的実施形態を図示する。一例においては、導電性材料４００は、図４Ａとの関連において先述したような１つの太陽電池構造体のためのプロセスと同様であり得るプロセスにおいて、フレーム構造体７００および複数の太陽電池構造体を覆って電気めっきされる。
【００４２】
図８Ｂは、金属シード層の第２の部分２５２（この図においては視認できない）または金属シード層２５０の第２の部分２５２を覆う導電性材料４００を除去することなく、金属シード層の第１の部分、金属シード層の第３の部分、およびそれらの部分を覆う導電性材料４００を選択的に除去した後の、図８Ａのフレーム構造体７００を図示する。一例においては、導電性材料４００ならびに金属シード層の第１の部分および第３の部分の選択的除去は、図４Ｂに関連して先述したような１つの太陽電池構造体のためのプロセスと同様であり得るプロセスにおいて、金属シード層の第２の部分２５２またはそれを覆う導電性材料４００を融蝕することなく、金属シード層の第１の部分および第３の部分とそれらの部分を覆う導電性材料とを融蝕することによって、達成され得る。
【００４３】
図８Ｃは、パターニングされたレジスト層の除去後の、金属シード層の残りの部分（この図においては視認できない）を覆う電気めっきされた導電性材料４００を有する、図８Ｂの複数の太陽電池構造体２００の実施形態を図示する。一例においては、パターニングされたレジスト層の除去は、フレーム構造体からの複数の太陽電池構造体２００の分離を容易にする。一例においては、先述と同様に、パターニングされたレジスト層は、アルカリ性剥離溶液に対してレジスト層を曝すことによってなど、太陽電池構造体２００を覆う残りの層との間に相互作用を伴うことなく、太陽電池構造体２００からレジスト層を形成する材料を選択的に剥離する手段により除去され得る。次いで、結果的に得られる複数の太陽電池構造体２００は、使用可能な状態か、またはさらなる処理が可能な状態となり得る。
【００４４】
図９Ａは、金属シード層の部分がフレーム構造体７００および複数の太陽電池構造体２００を覆ってそのままであり、金属シード層の第２の部分２５２または第３の部分７２０が除去されることなく、金属シード層の第１の部分が除去された、図７Ｄのフレーム構造体の別の代替的実施形態を図示する。一例においては、金属シード層の第２の部分２５２および金属シード層の第３の部分７２０が定位置に残ことにより、フレーム構造体７００と複数の太陽電池構造体２００との間の電気的連続性が容易にされ得る。一例においては、この電気的連続性は、複数の太陽電池構造体２００を覆う金属シード層の第２の部分２５２を覆う導電性材料の電気めっきを容易にするために利用され得る。一例においては、金属シード層の第１の部分の選択的除去は、金属シード層の第３の部分７２０が選択的除去プロセスを受けない、図５Ａとの関連において先述したような方法により達成されてもよい。一例においては、金属シード層の第１の部分および金属シード層の第２の部分２５２は、１または複数の先述の実施形態において説明したように、レーザを用いて、金属シード層の第３の部分７２０を照射することなく、選択的に照射され得る。フレーム構造体７００を覆う金属シード層の第３の部分７２０は、一般的には照射されない。というのは、パターニングされたレジスト層の部分が金属シード層の第３の部分７２０の下に位置し、この第３の部分７２０の照射により、金属シード層の第３の部分７２０の望ましくない気化、融蝕、および／または除去が結果的に得られ得るからである。
【００４５】
図９Ｂは、金属シード層の第１の部分の選択的除去後に、パターニングされたレジスト層の部分が露出された、図９Ａのフレーム構造体７００および複数の太陽電池構造体２００を図示する。一例においては、導電性材料５００は、金属シード層の第２の部分および第３の部分を覆って電気めっきされてもよい。一例においては、電気めっきは、フレーム構造体７００を覆って残された金属シード層の第３の部分により容易にされ得る。金属シード層の第３の部分は、金属シード層の第２の部分と接触状態に留まることができ、フレーム構造体７００と太陽電池２００との間の電気的連続性を可能にすることにより、電気めっきプロセスを容易にし得る。
【００４６】
図９Ｃは、パターニングされたレジスト層を除去し、フレーム構造体から複数の太陽電池構造体２００を分離した後の、金属シード層の残りの部分（この図においては視認できない）を覆う電気めっきされた導電性材料５００を有する、図９Ｂの複数の太陽電池構造体２００を図示する。一例においては、先述と同様に、パターニングされたレジスト層は、レジスト層を溶解するように設計されたアルカリ性剥離溶液に対してレジスト層を曝すことなどにより、太陽電池構造体２００を覆う残りの層との間に相互作用を伴うことなく、太陽電池構造体２００からレジスト層を選択的に剥離する手段によって除去され得る。次いで、結果的に得られる複数の太陽電池構造体２００は、使用可能な状態か、またはさらなる処理が可能な状態となり得る。
【００４７】
図１０は、複数の太陽電池構造体２００からのフレーム構造体７００の分離を容易にするために使用され得る装置１０００の一実施形態を図示する。図示される装置１０００は、一連のより小さなローラがより大きなローラの下方にまたは間に位置する状態において、フレーム構造体７００が一連のより大きなローラの上に載置されるのを可能にする。一例においては、装置１０００は、全ての側部を囲み、装置１０００は、先述の実施形態において説明したようにパターニングされたレジスト層を溶解するように設計された剥離溶液で充填してもよい。これは、例えば、ドライフィルムレジストを溶解するよう設計されたアルカリ性溶液などであってもよい。この溶液は、パターニングされたレジスト層を溶解する。一例においては、レジスト層が溶解すると、ローラもまた、この分離プロセスを容易にし得る。複数の太陽電池構造体２００は、フレーム構造体７００から分離し、より小さなローラの上に落下し得る一方で、フレーム構造体７００は、より大きなローラの上に留まる。フレーム構造体７００および剥離溶液は、次いで除去されて、分離された複数の太陽電池構造体２００が残され得る。
【００４８】
有利には、一態様においては、パターニングされたレジスト層などの下層に影響を及ぼすことなく、金属シード層の第１の部分を、または金属シード層の第１の部分および上層である導電性層を選択的に除去するための様々なプロセスが、本明細書において開示される。具体的には、レーザ融蝕が、例えばパターニングされたフォトレジスト層などの金属シード層の第１の部分の下の下層を除去またはそれに損傷を与えることなく、金属シード層の第１の部分を完全におよび全体として除去するために利用され得る。有利には、本明細書において説明されるこれらのアプローチは、従来的なシード金属リフトオフ処理に依存する必要性を解消する。さらに、開示される選択的除去プロセスは、シード金属が所望に応じて定位置に残され得るように、フレーム構造体（またはテンプレート）内に一体的に保持されたウェーハの「パネル」を覆うシード金属に指向性レーザパターニングを行うことを可能にする。所望に応じてシード金属を定位置に選択的に残すことが可能とすることにより、シード金属は、「電気めっき電力バス」が、定位置に残され、フレーム構造体内のパネルとして一体的に保持された太陽電池と相互接続し得るように、テンプレート内のウェーハのパネルからパターニング除去され得る。太陽電池間の相互接続は、「パネル」を覆う定位置にシード金属が残されたエリア内のみにおいて電気めっきが行われ得るようにするために利用することが可能であり、これにより、電気めっき電流の大部分が、パネルの金属被覆された表面全てに（図９Ａおよび図９Ｂに図示するように）ではなく、太陽電池上の電極格子に対して送られる。
【００４９】
本明細書では、明細書および特許請求の範囲における近似的言葉は、それが関連する基本機能における変化を結果的に招くことなく許容可能な範囲で変動し得る任意の量的表現を修飾するために適用され得る。したがって、「約」などの用語により修飾された値は、具体的に示された正確な値に限定されない。いくつかの例においては、近似的言葉は、値を計測するための機器の精度に対応し得る。
【００５０】
本明細書における術語は、専ら特定の例を説明することを目的とするものに過ぎず、本発明を限定するようには意図されない。本明細書において、「１つの（ａ、ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」という単数形は、コンテクストにおいて別様に明示されない限り、複数形も包含するように意図される。さらに、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」（およびその任意の形態（「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」など））、「有する（ｈａｖｅ）」（およびその任意の形態（「有する（ｈａｓ）」および「有している（ｈａｖｉｎｇ）」など））、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」（およびその任意の形態（「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」など））、ならびに「包含する（ｃｏｎｔａｉｎ）」（およびその任意の形態（「包含する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」および「包含している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」など））という用語は、境界の開いた連結動詞であることが理解されよう。その結果、１または複数のステップあるいは要素を「備える」、「有する」、「含む」、または「包含する」方法あるいはデバイスは、それらの１または複数のステップあるいは要素を持つが、それらの１または複数のステップあるいは要素のみを持つことに限定されない。同様に、１または複数の特徴を「備える」、「有する」、「含む」、または「包含する」方法のステップあるいはデバイスの要素は、それらの１または複数の特徴を持つが、それらの１または複数の特徴のみを持つことに限定されない。
【００５１】
本明細書においては、「してもよい（ｍａｙ）」および「であってもよい（ｍａｙ  ｂｅ）」という用語は、一揃いの状況内における発生の可能性、および／または具体的に指摘された特性、特徴、もしくは機能の所有の可能性を示唆し、および／または、限定された動詞に関連付けられる１または複数の能力、資格、もしくは可能性を表現することによって、別の動詞を限定する。したがって、「してもよい」および「であってもよい」の使用は、修飾された用語が、示唆された能力、機能、または使用に対して明らかに適切である、可能である、または適することを示唆する一方で、いくつかの状況においては修飾された用語が時として適切ではない、可能ではない、または適さない場合があることを考慮に入れている。例えば、いくつかの状況にいては、事象または能力が予期され得るが、他の状況においては、事象または能力が起こり得ず、この相違が、「してもよい」および「であってもよい」という用語により捕捉される。
【００５２】
本発明のいくつかの態様が、本明細書において説明され示されたが、代替的態様が、同一の目的を達成するために当業者により実施され得る。したがって、本発明の真の趣旨および範囲内に含まれるような代替的態様の全てを範囲に含むことが、添付の特許請求の範囲により意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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