(57)【要約】【課題】  光電池セル及び光電池セルの製造方法を提供する。【解決手段】  前記方法には、ソーラーセルを通る光の反射又は透過に負に影響しない厚さの裏面接触部内に中間層を配置するステップが含まれる。中間層は、レーザスクライビング中の裏面接触部からの金属剥離を防止する。【選択図】  図７
2011040643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電池装置の作成する方法であって、
ガラス基板上に透明な導電性酸化物層を堆積させるステップと、
透明な導電性酸化物層にわたりシリコン層を堆積させるステップと、
シリコン層にわたり裏面接触部を形成するステップであって、該シリコン層にあたり堆積される酸化亜鉛層を形成する工程と、該シリコン層にわたり中間層を堆積させる工程と、該中間層にわたり銀層を堆積させる工程とを含む、前記ステップと、
該裏面接触部を通してレーザスクライビングするステップと、
を備える、前記方法。
【請求項２】
該裏面接触部を通してレーザスクライビングすることにより、該銀層の剥がれが生じない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該中間層が、Ｃｒを備える、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
該中間層が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｒ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｍｏ酸化物、Ｓｉ酸化物の一つ以上、又はこれらの組み合わせを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該中間層が、Ｃｒ２Ｏ３を備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
該中間層の厚さが約３５オングストローム未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
該中間層の厚さが約３５オングストローム未満である、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
該中間層の厚さが約２０オングストローム未満である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
該中間層を、約５５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長で該装置を通る光透過率が該裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光透過率の５％以内であるような厚さで堆積させる、請求項１又は８に記載の方法。
【請求項１０】
該中間層を、約８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の該装置における光反射率が該裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光反射率の５％以内であるような厚さで堆積させる、請求項１又は８に記載の方法。
【請求項１１】
ガラス基板上の透明な導電性酸化物層と、
該透明な導電性酸化物層上のシリコン層と、
ＡＺＯ層と、厚さが約３５オングストローム未満の中間層と、該中間層の上の銀層とを含む裏面接触部と、
を備えた光電池セル。
【請求項１２】
該中間層が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｒ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｍｏ酸化物、Ｓｉ酸化物の一つ以上、又はこれらの組み合わせを備える、請求項１１に記載の光電池セル。
【請求項１３】
該中間層が、Ｃｒ２Ｏ３を備え、該中間層の厚さが約２０オングストローム未満である、請求項１２に記載の光電池セル。
【請求項１４】
該中間層が、約５５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長で該装置を通る光透過率が該裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光透過率の５％以内であるような厚さを持つ、請求項１３に記載の光電池セル。
【請求項１５】
該中間層が、約８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の該装置における光反射率が、該裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光反射率の５％以内であるような厚さを持つ、請求項１３に記載の光電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明の実施形態は、一般的には、光電池セル及び光電池セルの製造に関する。具体的には、本発明の実施形態は、特にレーザスクライビングにおいて、ソーラーセルの製造を改善する方法に関する。
【背景】
【０００２】
[0002]光電池（ＰＶ）セル或いはソーラーセルは、太陽光を直流（ＤＣ）電力に変換する材料接合装置である。（光子からのエネルギーからなる）太陽光にさらされると、ソーラーセルのｐ-ｎ接合部の電界が一対の自由電子と正孔を分離するので、光起電力を発生する。ソーラーセルが電気負荷に接続されると、ｎ側からｐ側への回路が電子の流れを可能にし、ＰＶセル接合装置の面積と他のパラメータが有効電流を決定する。電力は、電子と正孔が再結合する場合に発生する電流と電圧の積である。
【０００３】
[0003]ソーラーセルは、過去２０年間の間に劇的に発展し、実験効率は１９８０年の約５％未満から２００８年のほぼ４０％まで向上している。最も一般的なソーラーセル材料は、単結晶或いは多結晶のウエハの形でのシリコンである。電力を発生させるためにシリコンベースのソーラーセルを形成する償却引き原価（amortized cost）が従来法を用いて電力を発生させるコストよりも高いことから、コストを削減してソーラーセルを形成する努力がなされた。特に、薄膜技術は、合理化とソーラーセルの大量生産とシリコン消費量の大幅な減少を可能にする。
【０００４】
[0004]薄膜ソーラー装置は、典型的には、材料が板ガラス上に堆積された複数の薄層からなる。現在、最有力のソーラーセル薄膜は、いわゆる単一接合構成のアモルファスシリコン（α-Ｓｉ）に基づき、ガラス基板上に透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）層が堆積され、ＴＣＯ層上にアモルファスシリコン層が堆積され、裏面接触部は、αシリコンの上にアルミニウムドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）層を備え、ＡＺＯ層の上にアルミニウム層を、アルミニウム層の上にＮｉＶを備えている。タンデム接合装置は、ガラス上に堆積された透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）層を備え、ＴＣＯ層の上にαシリコン層が、αシリコンの上に裏面接触部が堆積され、αシリコン層の上にＡＺＯ層を備え、ＡＺＯ層の上に銀層を、銀層の上にＮｉＶを備えている。
【０００５】
[0005]現在、ソーラーセルやＰＶパネルは、材料単位として多くの小さなシリコンシート或いはウエハから始めることにより製造され、ＰＶモジュールやソーラーパネルに組み込まれる前に個々の光電池セルに加工されている。これらのガラスパネルは、典型的には、隣接セルの電気相互接続部を画成するスクライビングプロセスによって多数（１００〜２００）の個々のソーラーセルに細分化される。このスクライビングは、数アンペアの電流で大電力（典型的には、数十ワットから２００〜３００ワットまで）を得るために電気的に直列に接続されてた通常わずか５-１０ｍｍ幅の低電流活性‘ストリップ’を作る。レーザスクライビングは、次世代薄膜装置の大量生産を可能にし、レーザスクライビングは、品質、速度、信頼性が機械的スクライビングよりも優れている。
【０００６】
[0006]レーザスクライビングを用いてソーラーパネルを製造する既存のプロセスは、特にＡＺＯ層の上の裏面接触部の製造に銀が用いられている場合に問題を引き起こす可能性がある。特に、レーザスクライビングで銀がＡＺＯから剥離することがあり、これがスクライブされたストリップ領域に切れ端や欠損部を形成させることになり、これがソーラーセル装置の短絡を引き起こすことになる。更に、ソーラーセルは、ＡＺＯ層から銀が剥離するために他の問題を受け、即ち、ソーラーセルからの反射が減少することになる。このことにより、αシリコン層がより電流を生じることになる。それ故、ソーラーセルの製造プロセスを改善するために効果的なソーラーセルｐ-ｎ接合形成が求められている。
【概要】
【０００７】
[0007]本発明の態様は、光電池セル及び光電池装置の製造方法を含む。一実施形態において、光電池装置の製造方法は、ガラス基板上に透明な導電性酸化物層を堆積させるステップと、透明な導電性酸化物層にわたりシリコン層を堆積させるステップと、シリコン層にわたり裏面接触部を形成するステップであって、シリコン層にわたり堆積される酸化亜鉛層を形成する工程と、シリコン層にわたり中間層を堆積させる工程と、中間層にわたり銀層を堆積させる工程とを含む、前記ステップと、裏面接触部を通ってレーザスクライビングするステップとを含む。
【０００８】
[0008]一実施形態において、中間層は、約５５０ｎｍ〜約８５０ｎｍの波長で装置を通る光透過率が、裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光透過率の５％以内であるような厚さで堆積させる。一実施形態において、中間層は、約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍの波長で装置における光反射率が、裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光反射率の５％以内であるような厚さで堆積させる。
【０００９】
[0009]一つ以上の実施形態において、裏面接触部を通ってレーザスクライビングすることにより銀層が剥れなくなる。一実施形態において、中間層は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｒ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｍｏ酸化物、Ｓｉ酸化物の一つ以上、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、中間層は、Ｃｒ酸化物、例えば、Ｃｒ２Ｏ３を含んでもよい。一つ以上の実施形態において、中間層の厚さは、約３５オングストローム未満であり、具体的な実施形態において、約２０オングストローム未満である。
【００１０】
[0010]一実施形態において、中間層は、約５５０ｎｍ〜約８５０ｎｍの波長で装置を通る光透過率が、裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光透過率の５％以内であるような厚さで堆積させる。他の実施形態において、中間層は、約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍの波長の装置における光反射率が、裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光反射率の５％以内であるような厚さで堆積させる。
【００１１】
[0011]本発明の他の態様、光電池セルは、ガラス基板上の透明な導電性酸化物層と、透明な導電性酸化物層上のシリコン層と、ＡＺＯ層と、厚さが約３５オングストローム未満の中間層と、中間層の上の銀層とを含む裏面接触部とを備えている。一実施形態において、中間層は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｒ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｍｏ酸化物、Ｓｉ酸化物の一つ以上、又はこれらの組み合わせを含む。個々の実施形態において、中間層はＣｒ２Ｏ３を含む。他の個々の実施形態において、中間層の厚さは、約２０オングストローム未満である。一実施形態において、中間層は、約５５０ｎｍ〜約８５０ｎｍの波長で装置を通る光透過率が、裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光透過率の５％以内であるような厚さを持つ。他の実施形態において、中間層は、約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍの波長の装置における光反射率が、裏面接触部に中間層を持たない光電池装置を通る光反射率の５％以内であるような厚さを持つ。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、透明な導電性酸化物で被覆されたガラス基板を示す図である。
【図２】図２は、ストリップが透明な導電性酸化物層を通ってレーザスクライビングされた後の図１のガラス基板を示す図である。
【図３】図３は、シリコン層が透明な導電性酸化物層上に堆積された後の図２のガラス基板を示す図である。
【図４】図４は、シリコン層がレーザスクライビングされた後の図３のガラス基板を示す図である。
【図５】図５は、金属層がシリコン層の上に堆積された後の図４のガラス基板を示す図である。
【図６】図６は、金属層と下に横たわる透明な導電性酸化物がレーザスクライビングされた後の図５のガラス基板を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態によるソーラーセルについての積層構造を示す図である。
【図８】図８は、従来技術のレーザスクライビングされたモジュールを示すＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）写真である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に従って製造されたレーザスクライビングされたソーラーセルを示すＴＥＭ写真である。
【図１０】図１０は、中間層を持たない試料と比較した中間Ｃｒ層を含む試料の透過率と波長とのグラフである。
【図１１】図１１は、中間層を持たない試料と比較した中間Ｃｒ層を含む試料の反射率と波長とを示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に従って製造された中間層を含む試料のＴＥＭ写真である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態に従って製造されたソーラーセルと比較した従来技術の方法に従って製造されたタンデム接合ソーラーセルのＱＥと波長とを示すグラフである。
【詳細な説明】
【００１３】
[0025]本発明の幾つかの例示的実施形態を記載する前に、本発明が以下の説明に示される構成或いはプロセスステップの詳細に限定されないことは理解されるべきである。本発明は、他の実施形態や様々な方法で実施されること或いは行われることが可能である。
【００１４】
[0026]本明細書及び添付の特許請求の範囲に用いられる単数形には、特に明確に示されない限り複数が含まれている。本明細書に記載されるレーザスクライビングプロセスがＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）やｃｉｇｓ（セレン化銅インジウムガリウム）に基づくものを含む全てのタイプの薄膜ソーラーセル製造に適用できることは理解されるべきである。
【００１５】
[0027]図１-図６を参照すると、ソーラーセルの製造プロセスの例示的実施形態が示されている。図1から始まり、ソーラーセルはガラスシート或いは基板１００から始まることにより製造される。ガラスシートの例示的厚さは、約３ｍｍである。当該技術において、このガラス基板は、このサポートガラスを通って太陽光が入射することから、実際にはガラススーパーストレート（superstrait）と呼ばれる。ソーラーセルの製造で、最初に連続する均一なＴＣＯ（透明な導電性酸化物）層１１０は、ガラス基板１００上に堆積される。ＴＣＯ層１１０の厚さは、典型的には、数百ナノメートルである。ＴＣＯ層は、最終的には、ソーラーセルの前面電極を形成する。ＴＣＯ層に適した材料にはＡＺＯ、又はＳｎＯ２が含まれ、ＴＣＯ層は化学気相堆積或いはスパッタリングのような任意の適切なプロセスによって堆積可能である。
【００１６】
[0028]ここで図２を参照すると、ＴＣＯ層の堆積後は、しばしばＰ１と呼ばれるＴＣＯ層の厚さ全体を通ってストリップ１１５をスクライビングするレーザスクライビングプロセスが続けられる。図３に示されるように、この最初のスクライビングプロセスＰ１の後、ｐ型とｎ型のシリコン層１２０が、ＴＣＯ層の上に堆積され、シリコン層は、典型的にはαシリコンである。シリコン層の全体の厚さは、典型的には０.５-３μｍであり、この層は、通常は化学気相堆積或いは他の適したプロセスによって堆積される。
【００１７】
[0029]図４を参照すると、シリコン堆積ステップの次に、シリコン層１２０を通ってストリップを完全に切断する、しばしばＰ２と呼ばれる第二レーザスクライビングステップが続く。図５に示されるように、背面電極を形成する金属裏面接触部１３０はシリコン層１２０の上に堆積される。金属裏面接触部１３０は、アルミニウム、銀、又はモリブデンのような任意の適した材料であってもよく、この裏面接触部は、物理気相堆積のような任意の適した堆積プロセスによって堆積可能である。典型的には、金属裏面接触部１３０は、以下により詳細に記載される幾つかの個々の層を備える。ここで図６を参照すると、Ｐ３と呼ばれる第三スクライビングプロセスを用いて、金属裏面接触部１３０とシリコン層１２０を通ってストリップ１３５をスクライビングする。その後、パネルは、背面ガラスラミネーションで密封される。
【００１８】
[0030]個々の実施形態において、タンデム接合装置の製造において、裏面接触部１３０は、αシリコン層の上に横たわる幾つかの層を備えていてもよい。個々の構成において、最初にＡＺＯ層がαシリコン層の上に堆積され、それから、銀層がＡＺＯ層の上に堆積される。その後、ＮｉＶ層が銀層の上に堆積されてもよい。本発明が裏面接触部１３０の具体的な金属に限定されないことは理解されるであろう。
【００１９】
[0031]ＡＺＯ層の上に銀層を有する装置のＰ３切断で、スクライビングされた領域が剥がれるとともに欠損部を生じる傾向があり、セル性能が悪くなる。図８は、裏面接触部がＡＺＯの上に銀を含むソーラーセルのＰ３レーザスクライビング後の銀の剥がれ（黒い粒子）を示す１００倍率のＳＥＭ写真である。剥離や剥がれは、銀とＡＺＯ材料との接着が悪いためと考えられる。銀とＡＧＯ層の材料との接着を改善するために研究されていた一方法は、銀層の厚さを増加させることであったが、これは著しい改善にはならなかった。更に、酸素アルゴンプラズマプロセスが研究され、銀とＡＺＯ層の間の接着を改善すると思われたが、しかしながら、堆積チャンバ全体でプラズマ均一性を制御することは難しかった。
【００２０】
[0032]それから、裏面接触部の銀とＡＺＯ層の間の中間層を与えるために様々な材料が考えられた。しかしながら、ソーラーセルの銀層の下に任意の材料層を追加することは、銀層が電気を伝えるだけでなく光も反射するという極めて重要な機能を果たすことから、注意深く検討されなければならない。従って、銀とＡＺＯ層の間に中間層を付けることは、ソーラーセルの反射率又はセルの光透過率に不利に影響してはならない。
【００２１】
[0033]幾つかの材料候補物質が中間層のために考えられた。中間層に適した材料を選ぶには幾つかの基準を考えなければならない。一つの要因は、幾つかの材料と酸素の生成熱であった。はじめ、酸素との形成熱が高い材料が有利であった。しかしながら、金属酸化物を形成するのが難しいことから望ましい形成熱を持つある種の材料は考慮事項から除外された。考えられた他の要因は、金属酸化物膜の透明性と、銀層の反射率とソーラーセルにおける光透過率に対する影響であった。考えられた材料には、Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏが含まれた。中間膜層材料として良好な候補物質として選ばれた材料には、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉが含まれる。更に、銀とＡｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｉとの合金が、中間層の候補物質として選ばれた。これらの材料のうちのＣｒｘＯｙ材料が更に試験に選ばれた。
【００２２】
[0034]ここで図７を参照すると、積層構造の個々の実施形態は本発明の実施形態に従って示されている。ＴＣＯ層１１０と、αシリコン層１２０と、金属裏面接触部１３０とを持つものとしてガラス基板１００が示されている。金属裏面接触部１３０は三つの層を備えている。はじめに、ＡＺＯ層１３２がαシリコン層上に堆積され、銀層１３６の堆積の前に裏面接触部の中間層としてＣｒ層１３４が堆積される。Ｃｒ層１３４は、ＡＺＯ層１３２とＡｇ層１３６の間の接着を増加させるのを助ける。更に、Ｃｒ薄層は、ＡＺＯ膜からＣｒ２Ｏ３までのＯ２と反応する。更に以下に述べられる試験から、Ｃｒ２Ｏ３が光を透過し且つソーラーセルにおける反射率を低下させないことがわかった。中間層１３４の厚さは、層１３４が光を吸収せず且つソーラーセル内の反射率に否定的に影響しないような厚さでなければならない。Ｃｒ層について、厚さが約１５オングストローム-２０オングストロームの厚さの範囲にあるクロム層が最適な結果を与えることが求められた。
【００２３】
[0035]概要としては、中間層は、ソーラーセルに用いる為に許容され得る幾つかの基準を満たさなければならない。中間層は、ＡＺＯ表面を薄い金属で湿潤させることよって接着を増強させ、更に／又はＡＺＯとＡｇの間の良好な化学反応を与えなければならない。層は、光をすべて吸収しないほど充分に薄く且つコストと製造に関して適当でなければならない。従って、物理気相堆積やスパッタリングのようなプロセスによって堆積可能な材料を与えることが望ましい。
【００２４】
[0036]最初の実験を行って、Ｃｒが中間層の最適な材料であると決定した後、Ｃｒがソーラーセル用途に用いるのに許容されることを確実にするために性能試験を行った。図９は、裏面接触部が図７に示される構造とＰ３レーザスクライビングを持つソーラーセルを示す。図９に示されるように、また、中間層を用いなかった図８と比較すると、銀粒子の剥がれがなく、銀は充分に接着した。
【００２５】
[0037]Ｃｒ中間層がＡＺＯとＡｇの間の許容し得る接着を示すことを確認した後、中間層がソーラーセル性能に不利に影響しないことを確実にするために裏面接触部のＡＺＯと銀層の間にＣｒ中間層を持つ膜の透過と反射の試験を行った。Ｃｒ層の厚さが異なる四つの試料（７０オングストローム、５０オングストローム、３５オングストローム、２０オングストローム）を４５０オングストローム厚のＡＺＯ層上に堆積させ、Ｃｒ層上のそれぞれに２０００オングストローム厚の銀層を堆積させた。図１０に示される分光計を用いることによって得られた透過率の結果は、２０オングストローム層厚が、中間層を持たない試料と同様に行ったことを示している。それ故、厚さが約３５オングストローム未満、特に、約２０オングストローム未満のＣｒ層が最適な結果を示すことが確定された。当然ながら、異なる材料が、許容される結果を達成するために異なる層の厚さを必要としてもよいことは理解される。
【００２６】
[0038]次に、標準ＡＺＯ／Ａｇ裏面接触部と比較する厚さが約２０オングストローム、５０オングストローム、７０オングストロームの中間Ｃｒ層を持つ試料について反射試験を行った。試料のそれぞれにおいて、ＡＺＯの厚さは４５０オングストロームであり、銀層の厚さは２０００オングストロームであった。図１１は、反射率の結果を示す図である。厚さが約２０オングストロームのＣｒ層を持つ試料は、標準試料と同様の結果を示した。標準試料の約４％以内の反射率を持つ試料は、許容される結果を示した。
【００２７】
[0039]２０オングストロームの中間裏面接触部層を持つ試料を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて調べ、図１２は、層の概略図の隣りにＴＥＭ図が示されている。図１２に見られるように、Ｃｒ中間層はＴＥＭ図から明らかでないが、おそらく、Ｃｒ層の厚さが２０オングストロームの厚さによるものであった。
【００２８】
[0040]中間Ｃｒ裏面接触層によって作られた装置のソーラーセル性能を試験して、中間層がソーラーセル性能に不利に影響するかを求めた。単一接合とタンデム接合のソーラーセル性能を試験した。中間Ｃｒ裏面接触層を持つ単一接合を備えたソーラーセルは許容される性能を示した。ガラス上にＴＣＯ層を形成することによって試料を作り、これをＤＩ水で洗浄し、その後、ＰＥＣＶＤを用いてシリコン層を堆積させた。その後、裏面接触部をスパッタリングを用いてＡＺＯ、Ｃｒ、Ａｇの四つの異なる層によって形成した。試料をＮｅｗｐｏｒｔＯｒｉｅｌから入手できる電流電圧計測ツールにより測定した。結果は、ＡＺＯ／Ａｇを持つ試料と同様に行われた裏面接触部（ＡＺＯ／Ｃｒ／Ａｇ）を持つ試料によって電流（Ｊｓｃ）が発生し、Ｃｒはソーラーセルの性能を低下させないことを示した。
【００２９】
【表１】
2011040643.tif 000003
【００３０】
[0041]中間Ｃｒ裏面接触層を持つタンデム接合ソーラーセルを試験して、ソーラーセル性能が許容されるかを求めた。ガラス上にＴＣＯを形成することによって試料を作り、これをＤＩ水で洗浄し、その後、ＰＥＣＶＤを用いて、シリコン層を堆積させた。それから、裏面接触部を、スパッタリングを用いてＡＺＯ、Ｃｒ、Ａｇの四つの異なる層によって形成した。試料をＮｅｗｐｏｒｔＯｒｉｅｌから入手できる電流電圧計測ツールによって測定した。以下の表に見られるように、Ｃｒの存在は同様のＪｓｃと効率（ＣＥ％）の点でソーラーセルの性能を減少させなかった。タンデム接合ソーラーセルの試験は、裏面接触部に薄い中間Ｃｒ層を持つソーラーセルがＡＺＯ／Ａｇ裏面接触構造を持つソーラーセルと同様のセル性能であることを示した。図１３は、中間層を持たないＡＺＯ上にＡｇが堆積された標準セルと比較したＡｇとＡＺＯ裏面接触層の間に２０オングストローム厚の中間Ｃｒ層を持つソーラーセルの下部と上部からのＱＥ（量子効率）の比較を示している。図１３及び以下の表に見られるように、ＱＥにほとんど差がなかった。
【００３１】
【表２】
2011040643.tif 000004
【００３２】
[0042]中間Ｃｒ層を持つタンデム接合による３０ｃｍ×３０ｃｍのソーラーセルモジュールの試験から、更に許容され得る性能が得られ、Ａｇ材料をバスワイヤプロセスのためにはんだ付け可能であることがわかり、８００時間の環境試験は許容されるものであった。タンデム接合ソーラーセルは、３０ｃｍ×３０ｃｍモジュールにより６.３Ｗ（効率８.６％）による標準と比較して７.３Ｗ（効率９.９７％）を示した。
【００３３】
[0043]本発明の実施形態のソーラーセルの製造は、真空堆積チャンバ内で行うことができる。真空堆積チャンバは、独立型チャンバ或いはシート処理システムの一部でもよい。ある場合には、真空堆積チャンバは、マルチチャンバシステムの一部であってもよい。ガラス基板１００は、用いられるソーラーセル製造に適したガラスシートでもよい。約５０ｍｍ×５０ｍｍ以上のシートサイズが使用可能である。ソーラーセル製造に典型的なシートサイズは、約１００ｍｍ×１００ｍｍ以上、例えば、サイズが１５６ｍｍ×１５６ｍｍ以上であってもよいが、しかしながら、より小さな又はより大きなサイズ／寸法も有利に使用でき、例えば、約４００ｍｍ×５００ｍｍのサイズも使用できる。ソーラーセルシートの厚さは、例えば、数百ミクロン、例えば、約１００ミクロン〜３５０ミクロンであってもよい。それぞれのシートは、ソーラーセル製造に適した半導体材料によって生成されるｐ-ｎ単一接合、二重接合、三重接合、トンネル接合、ｐ-ｉ-ｎ接合、又は他の任意のタイプのｐ-ｎ接合を形成するのに適切である。他の実施形態において、少なくともシートの表面には、その上にｐ型シリコン材料が含まれてもよい。
【００３４】
[0044]レーザスクライビングプロセスＰ１、Ｐ２、及びＰ３は、任意の適したレーザスクライビングツールによって行われてもよい。スクライビングラインは、現在は幅が数十ミクロン程度である。Ｐ１スクライビングプロセスは、典型的には、近赤外線の最大８Ｗのレーザを用い、Ｐ２及びＰ３プロセスは、典型的には、緑色出力の数百ミリワットしか必要としない。
【００３５】
[0045]ソーラーセルが上記のように形成された後、セルはアニールによって熱処理されてもよい。更に、シートは、種々のワイヤリング計画及び／又は表面処理ステップに供してもよい。
【００３６】
[0046]適した真空堆積チャンバに、様々な化学気相堆積チャンバが含まれてもよい。上述のように、シリコン層は、プラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）によって堆積される。ＰＥＣＶＤシステムは、様々なタイプのシートを処理するように構成されてもよく、例えば、様々なシートサイズに対して様々な平行板高周波数（ＲＦ）プラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）システムがカリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ社の事業部、ＡＫＴから入手できる。しかしながら、本発明が他のシステム構成、例えば、他の化学気相堆積システムや他の任意の膜堆積システムにも使われることは理解されるべきである。
【００３７】
[0047]ソーラーセル製造に対して、追加の層をシート上に堆積させることができる。例えば、一つ以上の不動態層又は反射防止コーティング層をシートの前面及び／又は裏面上に堆積させることができる。更に、その後、複数の特徴部を、適切なパターン形成技術（ドライエッチング、湿式エッチング、レーザドリル加工、化学的機械ジェットエッチング、及びこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない）のいずれを用いてもシート上にパターン形成することができる。
【００３８】
[0048]本明細書において本発明を具体的な実施形態によって説明してきたが、これらの実施形態が本発明の原理及び用途を単に具体的に説明するものであることは理解されなければならない。本明細書におけるＣＶＤ、ＰＶＤ及び他のプロセスは、実用的な堆積速度で高品質膜を得るようにガス流量、圧力、プラズマ密度、温度を調節した他のＣＶＤチャンバを用いて行うことができる。本発明の実施形態は、特にシートサイズ、チャンバ条件等に従って本明細書に説明されるようなプロセスパラメータ/変数のいずれも拡大或いは縮小することを含むことが理解される。種々の変形や変更が本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明の方法になされ得ることは当業者に明らかである。従って、本発明は、添付された特許請求の範囲及びその等価物の範囲内である本発明の変形や変更を包含することが意図されている。
【符号の説明】
【００３９】
１００…基板、１１０…ＴＣＯ層、１２０…シリコン層、１２５…ストリップ、１３０…金属裏面接触部、１３２…ＡＺＯ層、１３４…Ｃｒ層、１３５…ストリップ、１３６…銀層。
【図１】
2011040643.tif 000005
【図２】
2011040643.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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