(57)【要約】  本発明は、太陽光発電モジュールにおいて相互接続部を形成する方法を提供する。一態様によれば、本発明の方法は、従来の集積回路製造に行われたものと同様の処理ステップを含む。例えば、前記方法は、マスキングとエッチングをして、セルの間にアイソレーション溝を形成するステップと、追加エッチングして、セルの間に相互接続部を形成するために使用し得る溝に隣接した導電性段差を形成するステップとを含むのがよい。他の態様によれば、導電性段差を形成するための方法は、例えば、モジュールの上にミラーを位置決めして、フォトレジストを基板の下からある角度で一回以上露光し、エッチングして、導電性段差を露光することにより、自己整合させることができる。他の態様によれば、プロセスは、モジュールにおいてグリッド線を形成して、構造における電流輸送を改善する段差を含むことができる。
2009532884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜太陽光発電モジュールにおいて相互接続部を形成する方法であって：
基板の上面で太陽光発電モデュール層のスタックを作製するステップと；
該スタックを完全に通ってほぼ平行な第一のエッジ部と第二のエッジ部を有するアイソレーション溝を形成するが、該溝の該第一と第二のエッジ部に隣接した該スタックの最上部上にフォトレジストが残るステップと；
該溝の該第一のエッジ部に隣接した該フォトレジストの領域を露光するステップと；
露光された該フォトレジストを経て該スタックの一つ以上の層をエッチングして、該溝の該第一のエッジ部に隣接したコンタクト段差を形成するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項２】
該露光するステップが：
該スタックの上に反射体を配置する工程と；
該基板を該溝の下からと該溝を通ってある角度で照射し、それによって、光を該反射体から反射させると共に該第一のエッジ部に隣接した該フォトレジストを露光する工程と；
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該アイソレーション溝を形成するステップが：
該スタックの最上部上に該フォトレジストを適用する工程と；
フォトリソグラフィを用いて該フォトレジストの部分を露光し現像する工程と；
マスキング層として現像されていないフォトレジストを用いて該スタックをエッチングする工程と；
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第二に、該基板を該溝の下からと該溝を通って第二の角度で照射し、それによって、光を該反射体から反射させると共に該第二のエッジ部に隣接したフォトレジストを露光するステップと；
露光された該フォトレジトを除去して、該溝の該第二のエッジ部に隣接した該スタックの最上部上にコンタクト領域を形成するステップと；
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該スタックが、該基板に隣接した底面を有する導体層を含み、該エッチングステップが、該導体層の上面で停止する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
該スタックが、該基板に隣接した底面を有する導体層と該導体層の上面の上に半導体物質層を含み、該エッチングするステップが、該下に横たわる導体の該上面に達する前に該半導体物質層において停止する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
該溝にほぼ垂直な方向に該スタックの最上導体層にグリッド線を形成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
該コンタクト段差を形成した後にブランケット絶縁体を堆積させるステップと；
最上部エッチングを行い、それによって、該溝と該コンタクト段差に対応するスタックの壁上に絶縁部分が残るステップと；
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
該最上部エッチングを行った後に最上導体層を堆積させるステップと；
該最上導体層をパターン形成して、該溝と該コンタクト段差の上の部分を除去するステップと；
を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１０】
該溝の該第二のエッジ部に隣接した該スタックの最上部導体と該コンタクト段差の間にコネクタを形成するステップ；
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
該コネクタを形成するステップが、該コンタクト段差を形成した後に導電物質をある角度で堆積させ、それによって、該コンタクト段差に隣接した該スタックの壁が堆積から遮断される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
該導電物質を堆積させるために蒸着が用いられ；該導電物質を堆積させるためにスパッタリングが用いられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
該コネクタを形成するステップが；
該コンタクト段差を形成した後に追加のフォトレジスト層を適用する工程と；
該溝の下からと該溝を通って該基板を照射し、それによって、該溝の上と該溝の該第一エッジ部と第二のエッジ部に隣接した該追加のフォトレジストを露光する工程と；
露光された該追加のフォトレジストを除去するが、露光されていない追加のフォトレジストが残る工程と；
該基板上に導電物質を堆積させる工程と；
該露光されていない追加のフォトレジストを除去し、それによって、該コネクタを備える導電物質が残る工程と；
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
該追加のフォトレジストが少なくとも二つの層を含み、該露光されていない追加のフォトレジストを除去するステップがリフトオフプロセスを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
該照射ステップが、該追加のフォトレジストを過剰露光する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]本発明は、一般的には、太陽光発電デバイス、より詳細には、薄膜太陽光発電デバイスにおいて改善された相互接続部を製造するためのシステム及び方法に関する。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]薄膜ソーラーモジュールは、適度な効率で製造コストが低い魅力のある方法を提供する。これらのモジュールは、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、銅インジウムガリウムセレン（ＣＩＧＳ）、テルル化カドミウムを含む種々の物質から製造される。これらのソーラーモジュールの共通の特徴は、板ガラスのような大面積絶縁体上に堆積させることである。
【０００３】
[0003]これらのモジュールの他の共通の特徴は、大面積堆積層を多くのセル更に／又はサブセルに分割するためのスクライブや相互接続部の使用である。この方法で分割される典型的なモジュールの平面図を図１に示す。図１に示されるように、モジュール１００は、相互接続部１０４によって直列接続される（例えば、この図面では水平方向に共に電気接続されている）複数のセル１０２（即ち、ストライプ）に分割される。相互接続部は、典型的には、スクライブと導体を用いてモジュールに形成される。しかしながら、このようなモジュール１００の長さＬが１メートル以上であり得ることは留意すべきである。一方、典型的にはモジュールのほぼ全長Ｌに達する、（図２において寸法Ｗに対応する）相互接続部の幅は、典型的に約７００〜１０００μｍであり、セル（即ち、ストライプ）の幅は、典型的には約１ｃｍである。当業者によって理解されるように、図１は、典型的なモジュールの簡易化された一定の比率の縮尺ではない図であり、モジュールには、図１に示されていない他の受動的で能動的な要素、例えば、電極、保護ダイオード、端子が更に含まれ得る。更に、モジュールは、典型的には、外部接触部を含むことができ更に／又は環境的に封入される。
【０００４】
[0004]既知である相互接続部１０４は、直列抵抗の損失へ影響を受けにくい高電圧、低電力を供給するように製造される。例えば、１２％効率の１ｍ２パネルは１２０ワットの電力を供給する。セルの動作電圧が０.６ボルトである場合には、電流は２００アンペアである。抵抗損がＩ２Ｒ（ここで、Ｉは電流であり、Ｒは抵抗である）であり、導電性薄膜の抵抗が比較的高いので、ほとんどの電力が消費される。しかしながら、例えば、モジュールが３００ストライプに分割された場合には、電圧は１８０ボルトで電流は０.５６アンペアである。抵抗損は、８９,０００の倍率だけ減少する。
【０００５】
[0005]本譲受人が共同所有する同時係属中の出願第１１／２４５,６２０号（ＡＭＡＴ-１０４６８）によって、薄膜太陽光発電モジュールの相互接続部を形成する当該技術の状態が劇的に進歩した。この発明の開示内容は本明細書に援用されている。この発明の一態様には、ベース電極を曝す段差構造を含む切断部を形成するための単一のレーザスクライブの使用が含まれた。この発明の他の態様は、得られた相互接続部が従来の相互接続部より非常に狭くすることができ、より効率のよいモジュール構造につながるものであった。
【０００６】
[0006]同時係属中の出願に記載されるプロセスを、図１における１０６のような一つの相互接続領域の一部によって図２Ａ〜図２Ｅに示す。図２Ａに示した最初の段差において、導体全体、半導体及びスタックコンタクト２０２-２０６は、ガラスのような基板２０８上に堆積される。一実施形態において、層２０２は、モリブデンのような金属又はＺｎＯのようなＴＣＯであり、層２０４は、ＣＩＧＳのような半導体であり、層２０６は、ＺｎＯのようなＴＣＯである。一部の実施形態おいて、スタック全体は約２-３μｍ厚である。
【０００７】
[0007]図２Ｂに示した次の段差において、スクライブ２１０は、底部導体２０２まで作られる。図２Ｃに示した第二スクライブ２１２をより小さな切断を用いて作り、曝された導電性の出っ張り２１４が生じる。これらのスクライブ２１０と２１２のいずれも、レーザ又は機械的スクライブ、又はこれらの組合わせを用いて作ることができる。
【０００８】
[0008]スクライブが同時に作られる一実施形態において、（図面の向きに対して）右側よりも左側の方がより強いという点において、歪んだ強度プロファイルを有するレーザビームが用いられる。これは右側よりも左側の方がより深く切断することを示し、出っ張り２１４が生じる。他の実施形態において、二つのレーザ源が単一のファイバーに結合される。一つは、光子エネルギーが半導体のバンドギャップよりも小さいためにスタックを透過する、例えば、１０６４ｎｍの波長を持つＮｄ：ＹＡＧのような赤外線源である。これにより、導体２０２が優先的に切断される。第二はより短い波長源であり、例えば、半導体２０４（例えば、ＣＩＧＳ）を切断するが導体２０２を切断しない倍のＮｄ：ＹＡＧと５３２ｎｍである。第二の切断の幅は、２０〜５０μｍ程度であり、全体の幅Ｗは、０.０１〜０.２ｃｍほどに減少させることができ、以前に可能であったものよりも非常に狭い。
【０００９】
[0009]図２Ｄに示されるように、スクライブに続いて、絶縁体２１６が一方の壁上に堆積される。好ましい実施形態において、以下の自己整合法を用いて絶縁体２１６を堆積させる。ポリミド又はフォトレジストのような感光性ポリマーが、インクジェット、噴霧又はローラのような多くの周知の方法のいずれを用いても全体のモジュールに適用される。ポリマーは、ガラスを通して裏側から露光される。これにより溝の中で自己整合の露光が行われる（即ち、導体層２０２は溝の部分を除いてフォトレジスト全てが露光されることを阻止する）。次に、ポリマーが現像され、溝に露光された（図面に示した向きに対して）左壁上のコーティングだけが残る。
【００１０】
[0010]最後に、図２Ｅに示されるように、導体２１８を絶縁体２１６の上に堆積させ、左のセル２２０の最上部を右のセル２２２の底部に接続する。これによりセル２２０と２２２の間の直列接続が得られる。その後、切断部の全長（例えば、図１に示すモジュールにおける切断部の長さＬ）を、絶縁物質と導電物質で被覆して、相互接続部を形成する。
【００１１】
[0011]同時係属中の出願の方法は以前に可能であったよりも許容され得る結果と非常に狭い相互接続部を与えるが、ある種の欠点を受けることがある。例えば、図２Ｂと図２Ｃに関連して述べた段差に用いられるレーザアブレーションは選択性が不充分であるので、左側のガラスを切断しつつ、右側の下に横たわる導体でアブレーションが停止する狭いプロセス窓が存在し得る。更に、レーザアブレーションは、それぞれが１メートル以上の長さの数百の切断が必要とされ得る多数の狭いストライプを有するパネルの処理能力が低いことがある。また更に、レーザアブレーションは、特に高アブレーション速度で行われる場合に、エッジ部に損傷を引き起こし得る。
【００１２】
[0012]本譲受人が共同所有する同時係属中の出願第＿＿号（ＡＭＡＴ-１０６６８）には、曝された導電性段差を形成するために別の手段が記載され、この開示内容は本明細書に援用されている。好ましい一実施形態において、このことは、単一層のフォトレジストと二回の露光を用いて行われた。この実施形態の一態様は、エッチングして導電性段差を形成することができる曝された自己整合領域を得るために基板の上にミラーから反射する裏面から曝した。しかしながら、溝のある段差が形成されると、多くの追加プロセスステップが側壁を絶縁するとともに導体を堆積させるのに必要となった。更に、米国特許出願第６,３００,５９３号、同第６,５５９,４１１号、同第６,９１９,５３０号には全て薄膜太陽光発電材料をスクライブするレーザを用いたプロセスが記載されているので、上述したある種の欠点が示される。これらの引例はアイソレーション溝の中に絶縁体が示され、この絶縁を達成するために用いられる具体的な方法は開示されていないので、同時係属中の出願のプロセスを改善するのに使用できない。
【００１３】
[0013]それ故、薄膜太陽光発電デバイスにおいて相互接続部を形成する上述した方法を悩ませる欠点の多くを克服することが望ましい。本発明の目的は、特にこのことを行うものである。
【発明の概要】
【００１４】
[0014]本発明は、太陽光発電モジュールにおいて相互接続部を形成する方法を提供する。一態様によれば、本発明の方法は、従来の集積回路製造で行われるものと同様の処理ステップを含む。例えば、方法には、セルの間にアイソレーション溝を形成するためにマスクとエッチング、また、セルの間に相互接続部を形成するために使用し得る溝に隣接した導電性段差を形成するために追加のエッチングが含まれ得る。他の態様によれば、導電性段差を形成する方法は、例えば、モジュールの上にミラーを位置決めしてフォトレジストを基板の下からある角度で一回以上露光することやエッチングして導電性段差を露光することによって、自己整合させることができる。他の態様によれば、プロセスには、モジュールにグリッド線を形成して構造における電流輸送を改善するステップが含まれ得る。
【００１５】
[0015]これらの多くの目的のために、本発明の薄膜太陽光発電モジュールにおいて相互接続部を形成する方法は、基板の上面に薄膜太陽光発電モジュール層のスタックを作製するステップと、スタックを完全に通って第一と第二のほぼ平行なエッジ部を有するアイソレーション溝を形成するが、溝の第一と第二のエッジ部に隣接したスタックの最上部にフォトレジストが残るステップと、溝の第一のエッジ部と隣接したフォトレジストの領域を露光するステップと、溝の第一のエッジ部に隣接したコンタクト段差を形成するために露光されたフォトレジストを経てスタックの一つ以上の層をエッチングするステップと、を含む。
【００１６】
[0016]ある実施形態において、方法は、更に、溝の第二のエッジ部に隣接したスタックの最上部導体とコンタクト段差の間のコネクタを形成するステップとを含む。ある他の実施形態において、コネクタを形成するステップは、コンタクト段差を形成した後にある角度で導電物質を堆積させ、それによってコンタクト段差に隣接したスタックの壁を堆積から遮断する工程を含む。他のある実施形態において、コネクタを形成する方法は、コンタクトステップを形成した後にフォトレジストの追加の層を適用する工程と、溝の下から溝を通って基板を照射し、それによって溝の上と溝第一と第二のエッジ部に隣接して追加のフォトレジストを露光する工程と、露光されていない追加のフォトレジストを残しつつ、露光された追加のフォトレジストを除去する工程と、基板上に導電物質を堆積させる工程と、露光されていない追加のフォトレジストを除去し、それによってコネクタを備える導電物質を残す工程を含む。
【００１７】
[0017]本発明のこれらの多くの態様と特徴は、添付の図面と共に本発明の個々の実施形態の以下の説明を見る際に当業者に明らかになるであろう。
【００１８】
[0023]以下に図面に用いられる符号を記載する。この説明は、限定するよりは具体的に説明するものであり、当業者は、本発明の範囲内でありながら種々の置換や修正が行われ得ることを理解する。
【好適実施形態の詳細な説明】
【００１９】
[0024]ここで、当業者が本発明を実施することができるように本発明の説明的例として示される図面によって本発明を詳述する。特に、以下の図面と例は、本発明の範囲を単一の実施形態に限定することを意味せず、他の実施形態も記載した又は図示した要素の一部又は全ての交換によって可能である。更に、本発明のある要素が既知の構成要素を用いて部分的に又は完全に実施され得る場合、本発明の理解に必要なこのような既知の構成要素の一部だけが記載され、このような既知の構成要素の他の部分の詳細な説明は、本発明が不明瞭にならないように省略される。本明細書において、一つだけの構成要素を示す実施形態は限定とみなすべきではなく、むしろ、本発明は、複数の同一構成要素を含む他の実施形態を包含するものであり、本明細書に明白にことわらない限り、逆もまた同じである。更に、出願人は、明細書又は特許請求の範囲におけるいかなる用語も明白にそれだけで示されない限りまれな又は特別な意味とみなさないものである。更に、本発明は、説明によって本明細書に示される既知の構成要素に現在及び将来既知の等価物を包含する。
【００２０】
[0025]一般に、本発明は、従来のＩＣ製造プロセスと同様のプロセスを用いる薄膜太陽光発電デバイスにおける相互接続部を形成する方法に関する。このようなプロセスは、レーザアブレーションを必要とせず、含まないので、レーザアブレーションに関連のある欠点の多くを避けることができる。更に、本発明は、ＩＣ製造プロセスを用いる際に固有のある自己整合と拡張可能性を用いる。
【００２１】
[0026]本発明による薄膜太陽光発電モジュールにおいてセルの間にコンタクト段差を形成するステップを含む相互接続部の形成のためのプロセスの流れの一例の実施形態を図３Ａ-図３Ｇに示す。図が一定の比率で縮尺されてなく、また、あるプロセスステップに示される異なる層と要素の相対寸法が、本発明のある態様を明瞭にするために誇張したり過小したりすることは留意すべきである。種々の層と特徴部の例示的寸法が適当な場合に説明に明記されるが、図面は限定よりむしろ、照射を意図している。
【００２２】
[0027]図３Ａに示されるように、この実施形態におけるプロセスの流れは、３ｍｍ厚の板ガラスのような基板３０８上の出発物質のスタック３００から始まる。この実施形態において、スタック３００は、ガラス基板３０８に接触した不透明な金属電極-典型的にはモリブデン-に対応する０.１μｍ層３０６と、上面上の透明な電極-典型的にはアルミニウムでドープされたＺｎＯ-に対応する１μｍ層３０２とを含む。プロセスは、また、α：Ｓｉ、μＣ：Ｓｉ、マイクロモルフのような他の種類の薄膜モジュールと用いることができ、この場合、透明電極はガラスに接触しているのがよく、金属対極は最上部上にある。このプロセスの流れの場合、半導体層３０４は、０.０７μｍのＣｄＳバッファ層の下の２μｍのＣＩＧＳであるが、他の適した物質はＣＩＳ、α：Ｓｉ、μＣ：Ｓｉ、ＣｄＴｅ、又は複数の物質のスタックを含む他のいかなる適切な物質も使用することができ、バッファ層は含まれる必要がない。
【００２３】
[0028]ＳｉＯ２のような追加の物質層がＺｎＯを保護するためにスタックの最上部に添加し得ることは留意すべきである。他の保護層物質、例えば、ＢＡＲＣ又はＢＣＢも可能である。
【００２４】
[0029]プロセスの流れにおける最初のステップは、ガラスにアイソレーション切断を行うことである。好ましい一実施形態において、このことは、本明細書に詳述されるように、レーザ又は機械的スクライブよりもエッチングプロセスで行われる。例えば、図３Ｂに示すこの実施形態において、フォトレジストの層３１２は、噴霧、浸漬又はロールオンプロセスを用いてモジュールに適用される。厚さは１-１０μｍであるのがよい。３０μｍの広いラインは、上に（図示）又は基板と接触して約１０μｍにぶらさがったマスク３１０と対応するアパーチャ３１６を用いたフォトレジストにおいて曝される。
【００２５】
[0030]図３Ｃにおいて、レジストが生じ、アイソレーション切断部３１８をウエットエッチング又はドライエッチングを用いてガラスまでエッチングする。一例の段階的ウエットエッチングプロセスにおいて、ＨＣｌ又はＣＨ３ＣＯＯＨ溶液を用いてＺｎＯ層をエッチングすることができ、その後、Ｈ２ＳＯ４＋ＨＮＯ３プロセスを用いてＣＩＧＳ層をエッチングすることができ、その後、Ｈ３ＰＯ４＋ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＨＮＯ３（一般にＰＡＮエッチングと呼ばれる）プロセスを用いてＭｏ層をエッチングすることができる。ＣＩＧＳ層エッチングプロセスが、それ自体において、また、それ自体についてユニークで新規であることは留意すべきであり、このＣＩＧＳエッチングプロセス又は代替的ＣＩＧＳエッチングプロセスを行う種々の例示的方法は、同時係属中の出願第＿＿号（ＡＭＡＴ-１０９３６）により詳細に記載され、この開示内容は本明細書に援用されている。更に、以下により詳細に説明される本発明の態様は、アイソレーション切断部３１８が続いて自己整合処理のマスクのアパーチャとして作用することである。ガラスまでエッチングを行った後、例えば、ＣＦ４化合物を生成する炭素ガスとフッ素ガスによるプラズマプロセスを用いて絶縁体３２０を堆積させる。エッチングプロセスが好ましいが、代替的実施形態は機械的プロセス又はレーザスクライブプロセスを用いることができる。
【００２６】
[0031]図３Ｄは、好ましい一実施形態によると導電性段差又はコンタクト段差を形成する方法を開始する次のステップを示す図である。同時係属中の出願第＿＿号（ＡＭＡＴ-１０６６８）により詳細に示される技術に従って、リフレクター又はミラー３２２が上面（例えば、５０μｍ）に密接に近接して位置し、照射はガラス基板３０８の下面からある角度で入射する。光はミラーから反射し、すでに形成されたスクライブ３１８に隣接してフォトレジストの領域を露光する。それ故、このように曝されると存在するスクライブに自己整合し、同時係属中の出願に記載される式による幅で段差が生じる。
【００２７】
[0032]ミラーと基板間の空間を一定に保つことは好ましいことである。一実施形態において、ミラーは基板を損傷させずに一定の距離空間を与えるソフトスペーサを持つ。他の実施形態において、透明な薄膜３２８が基板の表面の上に広がっているので、露光は薄膜の上面から反射する。例えば、薄膜３２８は、透明なマイラーであるのがよく、上面からの反射を増大するために、上面は、例えば、アルミニウムを含む反射コーティング３２２を持つことができる。他の別法において、反射コーティングを含まない透明なマイラー膜３２８は、その上に配置された別々の反射体又はミラー３２２に一様なスペーサを与えるために使用し得る。
【００２８】
[0033]露光と現像後、エッチングを行って導電性段差３２４が形成される。このことは、ドライエッチングか又はウエットエッチング、又はこれらの組合わせで行うことができる。溝３１８を形成する以前のエッチングプロセスのように、エッチング化学を、セルスタックの各層を選択的に進行させるように変化させることができる。一部の実施形態において、エッチングは、底部導体に達したときに停止させる（ＣＩＧＳの場合はモリブデン、又はα：Ｓｉ又はμＣ：Ｓｉの場合はＺｎＯ）。他の場合において、エッチングは半導体層において停止させることができる。例えば、α：Ｓｉ又はμＣ：Ｓｉにおいて、半導体は、底部の近傍で多量にドープされ、この多量にドープされた領域への接触は許容され得る。
【００２９】
[0034]図３Ｅに示されるように、図面の向きに対して溝３１８の左の隣接した領域から透明なフォトレジストに反対の方向から入射する光で溝３１８を通る露光が繰り返される。スタック３００の最上部からのこの領域におけるフォトレジストの現像と除去に続いて、スタック３００の表面が相互接続部の金属に対して良好に接触することを確実にするために洗浄ステップを行うことができる。
【００３０】
[0035]図３Ｆに示されるように、ここで、蒸着のような方向性プロセスを用いて金属３２６が堆積される。例えば、Ａｌは約４５°の角度で蒸着を用いて堆積される。残っているフォトレジスト３１２がシャドウマスクとして働くので、金属は左セルの最上部に（図面の向きに対して）、左側壁の下に、また、導電性段差３２４にのみ堆積される。右側壁３３０はシャドウマスクのために被覆されない。
【００３１】
[0036]レジスト除去後の最終構造を図３Ｇに示す。図３Ｇに示されるように、金属相互接続部３３２は、アイソレーション溝３１８（図面に対して）の左のセルの最上部から右のセルの導電性段差３２４まで続く。絶縁体３２０は、溝３１８に残るので、セルの間を更に絶縁する。
【００３２】
[0037]図３Ｅに示すステップにおいて、第二露光を最上部からシャドウマスクを通って行ってグリッド線を形成することが可能であることは留意のこと。この場合、マスクは目視で整列させることができる。例えば、存在しているグリッド線を強調するために基板を通って光を示すことができる。一実施形態において、溝のラインパターンに重なる開口部を持つ、マスクを通る光の透過率を最大にすることによってマスクがグリッド線に整列する。この最大は、マスクが正確に溝パターンに重なるときに得られる。一例において、グリッド線は、セルの一方のエッジ部から各ストライプのもう一方まで完全に溝３１８のほぼ垂直の方向でＺｎＯ／ＴＣＯ最上層を切断するので、セルの伝導度が低下する。グリッド線は、一例として、約３ｍｍに分けられることができる。
【００３３】
[0038]第二の例示的プロセスの実施形態を、図４Ａ-図４Ｇに関して以下に記載する。
【００３４】
[0039]スタック４００においてアイソレーション溝を形成するための図４Ａと図４Ｂのプロセスステップは、実質的に図３Ａと図３Ｂに関して説明したように実施することができる。前の実施形態のように、スタック４００は、ガラス基板４０８と接触している不透明な金属電極-典型的にはモリブデン-に対応する層４０６と、上面上に透明電極-典型的にはアルミニウムでドープされたＺｎＯ―に対応する層４０２とを含む。半導体層４０４は、適切ないかなる金属：ＣＩＧＳ、ＣＩＳ、α：Ｓｉ、μＣ：Ｓｉ、ＣｄＴｅ、又は複数の物質のスタックであり得る。前の実施形態のように、スタックの上面にＳｉＯ２層を追加してＺｎＯを保護することができる。他の保護層物質、ＢＡＲＣ又はＢＣＢも可能である。
【００３５】
[0040]しかしながら、前の実施形態と対照的に、図４Ｂでのプロセスが完了した後に絶縁体が堆積されない。代わりに、以下により詳細に説明されるように、角度のあるリソグラフィを用いて導電性段差が形成される。
【００３６】
[0041]より具体的には、図４Ｂと図４Ｃにおいて、アパーチャ４１６を有するマスク４１０を通って露光されたフォトレジストの部分が現像され、基板まで下にエッチングされて溝４１８を形成する。前の実施形態に記載される多段エッチングプロセスは、プロセスがそれぞれの層について調整される場合に使用し得る。しかしながら、ＺｎＯの下を切り取った部分がいずれの実施形態においても問題になり得ることは留意すべきである。従って、ＺｎＯエッチング後にポストベークを行ってＺｎＯの上にレジストを下げる。
【００３７】
[0042]次に、図４Ｄに示されるように、前の実施形態と同様に、溝４１８を通ってある角度で入射する光がミラー４２２（例えば、マイラー膜４２８の表面上の反射体）から反射してフォトレジスト４１２の隣接した部分を露光する。
【００３８】
[0043]その後、図４Ｅにおいて、フォトレジストを除去し、金属層４０６まで下にエッチングが行われ、導電性段差４２４が残る。金属層４０６までの下への多段階エッチングは、前の実施形態のようにこのエッチングについても行われ得る。次に、薄い（例えば、０.１μｍ厚）絶縁体４３０が適用される。これは、ポリマー膜、二酸化シリコン又は窒化シリコンのようなＣＶＤ誘電体、又は多くの他の膜のいずれでもあり得る。ＭＯＳＦＥＴプロセスにおいてゲートの側面を被覆するために用いられるスペーサプロセスと同様に、絶縁体は、ウエット又はドライエッチングプロセスを用いて最上部からエッチングされる。これにより、図４Ｆに示されるように、垂直の壁の上に絶縁体残渣が残り、絶縁が得られる。
【００３９】
[0044]図４Ｇに示されるように、フォトレジスト層４３２が構造に再び適用され、溝４１８を通って裏側から露光される。このステップについて、商標登録されＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅから入手できるＰｒｏＬｉｆｔ１００のようなリフトオフレジストの２μｍ層を、以下からより明らかになるように、層４３２に用いることができる。更に、この場合、図４Ｇと図４Ｈに示されるように、光が広い範囲の角度で入射することができ、それによって開口部のレジストと隣接のレジストが露光される。例えば、このことは、基板がランプの上のコンベヤトラック上に乗るにつれて、水銀灯のような平行でない光源で下から照射することによって行われ得る。ある場合には、露光の側面の範囲を増大するためにレジストを過剰露光することが望ましいことがある。この広い開口部の効果は、セルの最上部から溝４１８の左（図面の向きに対して）と導電性段差４２４の左のエッジ部の最上部までレジストを取り除くことである。
【００４０】
[0045]次に、図４Ｈに示されるように、０.３μｍ層のＡｌのような金属４３４を基板の上に堆積させ、最後に図４Ｉに示されるように、残っているフォトレジスト４３２を除去してフォトレジストで覆われた領域から金属をリフトオフする。図４Ｉに示されるように、これにより左のセルの最上部を右の底部に接続する金属が残る。これがより経済的であるので、導体の堆積にスパッタリングを用いることが好ましい。これにより、クリーンなリフトオフが得られるようにレジストの境界でコーティングの切断を確実にするために上記のリフトオフレジストの使用が強いられる。しかしながら、一部の実施形態において、金属蒸着が用いられる。
【００４１】
[0046]最後の構造を図４Ｉに示す。図４Ｉに示されるように、この例において、絶縁体４３０は、溝４１８の左（図面の向きに対して）までセルの壁上に残るので、金属が露光したエッジ部でセルが短くなることを防止する。
【００４２】
[0047]他の可能な実施形態を図５Ａ〜図５に示す。
【００４３】
[0048]スタック５００におけるアイソレーション溝を形成するための図５Ａ〜図５Ｉにおけるプロセスステップは、実質的に図４Ａ〜図４Ｃに関して説明されるように実施し得る。この実施形態において、スタック５００は、ガラス基板５０６と接触させた不透明な金属電極-典型的にはモリブデン-に対応する層５０４を含む。しかしながら、この実施形態において、プロセスのこの段階で、上面上に透明電極に対応する層がない。半導体層５０２は、適切ないかなる物質適した金属：ＣＩＧＳ、ＣＩＳ、α：Ｓｉ、μＣ：Ｓｉ、ＣｄＴｅ、又は上述した複数の物質のスタックであり得る。
【００４４】
[0049]図５Ｂと図５Ｃにおいて、アパーチャ５１６を有するマスク５１０を通って露光されたフォトレジスト５１２の部分を現像し、基板まで下にエッチングして溝５１８を形成する。次に、図５Ｄに示されるように、前の実施形態と同様に、溝４１８を通ってある角度で入射する光は、ミラー５２２（例えば、透明なマイラー膜５２８の最上部に被覆又は載置している反射体）から反射されて、フォトレジスト５１２の隣接した部分を露光する。
【００４５】
[0050]その後、更に前の実施形態と同様に、図５Ｅにおいて、フォトレジストを除去し、半導体層５０２を通ってエッチングを行い、導電性段差５２４が残る。次に、薄い絶縁体５３０を適用する。これは、ポリマー膜、二酸化シリコン又は窒化シリコンのようなＣＶＤ誘電体、又は多くの他の膜のいずれでもあり得る。ＭＯＳＦＥＴプロセスにおいてゲートの側面を被覆するために用いられるスペーサプロセスと同様に、ウエット又はドライエッチングプロセスを用いて最上部から絶縁体をエッチングする。これにより、図５Ｆに示されるように、垂直壁上に絶縁体残渣５３０が残り、絶縁が得られる。その後、更に図５Ｆに示されるように、ＺｎＯのようなＴＣＯの０.７μｍ層５０８が堆積される。
【００４６】
[0051]次に、図５Ｇに示されるように、フォトレジスト層５３２（例えば、Ｓｈｉｐｌｅｙ３６１２のようなポジ型フォトレジスト）が構造に適用され、溝５１８を通して裏側からある角度で露光される。その後、フォトレジストを現像し、下に横たわるＺｎＯを通って、導電性段差５２４までエッチングする。その後、残っているフォトレジストを除去する。このステップには、二つの露光が必要であり、一つは、穴５１８を取り除き、続いて角度を付けて露光するのがよいことは留意すべきである。別のプロセス（自己整合されない）において、最初のマスクは移動し、ＺｎＯは右のエッジ部の上に除去され、残っているＺｎＯは左のセルの最上部と導電性エッジ部の間の接続を形成している（図面の向きに対して）。
【００４７】
[0052]図５Ｈに示されるように、次のステップは、新たなフォトレジスト層５３６（例えば、ＰｒｏＬｉｆｔ１００のようなリフトオフレジストの層の最上部上のＳｈｉｐｌｅｙ３６１２のようなポジ型フォトレジスト）を適用するステップと、溝５１８を通って追加露光を行うステップを含む。この場合、光は、例えば、上記の平行でない光源を用いて照射することによって広い範囲の角度にわたって入射し、それによって、図５Ｈと図５Ｉに示されるように、開口部の上のレジストと隣接のレジストを露光する。ある場合には、露光の側方範囲を増大するためにレジストを過剰露光することが望ましい。この広い開口部の効果は、溝５１８の左のセルの上部（図面に向きに対して）と導電性ステップ５２４の左のエッジ部の最上部からレジストを除去することである。
【００４８】
[0053]最後に、図５Ｉに示されるように、０.３μｍ層のアルミニウムのような金属層５３４を基板の上に堆積し、次に図５Ｊに示されるように、フォトレジストで覆われた領域から金属をリフトオフするようにフォトレジスト５３６が除去される。これにより、図５Ｊに示されるように、左のセルの最上部を右の底部に接続する金属が残る。導体の堆積には、これがより経済的であるので、スパッタリングを用いることが好ましい。これにより、クリーンなリフトオフが得られるようにレジストの境界でコーティングの切断を確実にするために上記リフトオフレジストの使用が強いられる。しかしながら、一部の実施形態において、金属蒸着が用いられる。
【００４９】
[0054]最後の構造を図５Ｊに示す。図５Ｊに示されるように、絶縁体５３０の一部は、図面の向きに対して溝５１８の左のセルの側壁上に残るので、導体がセルを短くすることを防止する。側壁上の絶縁体により、露光された接合エッジ部が保護されると共に露光したエッジ部の不動態化を得ることができる。
【００５０】
[0055]本発明を特にその好ましい実施形態によって記載してきたが、形態と詳細の変更や修正が本発明の精神と範囲から逸脱されることなく行われてもよいことは当業者に容易に明らかでなければならない。添付の特許請求の範囲はこのような変更や修正を包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、相互接続部で分けられた薄膜太陽光発電セルの従来のモジュールの平面図である。
【図２】図２Ａ-図２Ｅは、同時係属中の出願による薄膜太陽光発電セルの間に相互接続部を形成するプロセスを示す図である。
【図３】図３Ａ-図３Ｇは、本発明の好ましい一実施形態による薄膜太陽光発電セルの間に相互接続部を形成するプロセスを示す図である。
【図４】図４Ａ-図４Ｉは、本発明の好ましい他の実施形態による薄膜太陽光発電セルの間に相互接続部を形成するプロセスを示す図である。
【図５】図５Ａ-図５Ｊは、本発明の好ましい他の実施形態による薄膜太陽光発電セルの間に相互接続部を形成するプロセスを示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
２０２…金属、２０４…半導体、２０６…ＴＣＯ、２０８…基板、２１０…第一スクライブ、２１２…第二スクライブ、２１４…導電性の出っ張り部、２１６…絶縁体、２１８…導体、２２０…最初のセル、２２２…次のセル、３００…スタック、３０２…最上導体層、３０４…半導体層、３０６…下に横たわる導体、３０８…基板、３１０…マスク、３１２…フォトレジスト層、３１６…アパーチャ、３１８…アイソレーション溝、３２０…絶縁体、３２２…反射体、３２４…コンタクト段差、３２６…金属、３２８…透明膜、３３０…側壁、３３２…コネクタ、４００…スタック、４０２…最上導体層、４０４…半導体層、４０６…下に横たわる導体、４０８…基板、４１０…マスク、４１２…フォトレジスト層、４１６…アパーチャ、４１８…アイソレーション溝、４２２…反射体、４２４…コンタクト段差、４２８…透明膜、４３０…絶縁体、４３２…追加のフォトレジスト、４３４…金属、５００…スタック、５０２…半導体層、５０４…下に横たわる導体、５０６…基板、５０８…最上導体層、５１０…マスク、５１２…フォトレジスト層、５１６…アパーチャ、５１８…アイソレーション溝、５２２…反射体、５２４…コンタクト段差、５２８…透明膜、５３０…絶縁体、５３２…追加のフォトレジスト、５３４…金属、５３６…追加のフォトレジスト。
【図１】
2009532884.tif 000003
【図２】
2009532884.tif 000004
【図３Ａ】
2009532884.tif 000005
【図３Ｂ】
2009532884.tif 000006
【図３Ｃ】
2009532884.tif 000007
【図３Ｄ】
2009532884.tif 000008
【図３Ｅ】
2009532884.tif 000009
【図３Ｆ】
2009532884.tif 000010
【図３Ｇ】
2009532884.tif 000011
【図４Ａ】
2009532884.tif 000012
【図４Ｂ】
2009532884.tif 000013
【図４Ｃ】
2009532884.tif 000014
【図４Ｄ】
2009532884.tif 000015
【図４Ｅ】
2009532884.tif 000016
【図４Ｆ】
2009532884.tif 000017
【図４Ｇ】
2009532884.tif 000018
【図４Ｈ】
2009532884.tif 000019
【図４Ｉ】
2009532884.tif 000020
【図５Ａ】
2009532884.tif 000021
【図５Ｂ】
2009532884.tif 000022
【図５Ｃ】
2009532884.tif 000023
【図５Ｄ】
2009532884.tif 000024
【図５Ｅ】
2009532884.tif 000025
【図５Ｆ】
2009532884.tif 000026
【図５Ｇ】
2009532884.tif 000027
【図５Ｈ】
2009532884.tif 000028
【図５Ｉ】
2009532884.tif 000029
【図５Ｊ】
2009532884.tif 000030
【国際調査報告】
2009532884.tif 000031
2009532884.tif 000032