(57)【要約】      （修正有）【課題】高い透過率を有するウエハーボンディングによる多接合太陽電池を提供する。【解決手段】太陽電池アセンブリは１００は、第１の太陽電池構成要素、第２の太陽電池構成要素、第１の太陽電池構成要素及び第２の太陽電池構成要素の間に置かれる接着剤層１２４、及び第１の太陽電池構成要素を第２の太陽電池構成要素に電気的に結合するために、接着剤層１２４を通って延伸する接触材１０８を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の太陽電池構成要素（１０２）と、
第２の太陽電池構成要素（１０４）と、
前記第１の太陽電池要素及び前記第２の太陽電池構成要素の間に置かれる接着剤層（１２４）と、
前記接着剤層を通って延伸し、前記第１の太陽電池構成要素を前記第２の太陽電池構成要素に電気的に結合する、接触材とを備える、太陽電池アセンブリ。
【請求項２】
前記第１の太陽電池構成要素（１０２）は、高いバンドギャップの太陽電池を備える、請求項１に記載の太陽電池アセンブリ。
【請求項３】
前記第２の太陽電池構成要素（１０４）は、低いバンドギャップの太陽電池を備える、請求項１又は２に記載の太陽電池アセンブリ。
【請求項４】
前記第２の太陽電池構成要素（１０４）は、ハンドル基板を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【請求項５】
前記接着剤層（１２４）は、最大で約１．６の屈折率を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【請求項６】
前記接着剤層（１２４）は、ベンゾシクロブテン、ＳＵ−８、スピンオンガラス、及びポリイミドのうちの少なくとも１つを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【請求項７】
前記接着剤層（１２４）は、少なくとも１ミクロンの断面厚さを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【請求項８】
前記接着剤層（１２４）は、約１００ナノメートル以上かつ約１０００ナノメートル以下の範囲内に含まれる断面厚さを有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【請求項９】
前記接触材は、伝導性粒子を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【請求項１０】
前記伝導性粒子は、金属及びカーボンナノ構造体のうちの少なくとも１つを備える、請求項９に記載の太陽電池アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ウエハーボンディングに関し、より具体的には、接着剤を使用して太陽電池構成要素を接合することに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、光起電力効果によって太陽のエネルギーを有用な電気エネルギーに変換する。それゆえ、太陽電池は、様々な地球的及び宇宙的用途に適した、信頼性の高い、軽量で持続可能な電気エネルギー源を提供する。
【０００３】
多接合太陽電池は、低いバンドギャップの底部のセルの上に高いバンドギャップの上部のセルを積み重ねるなどの、２以上の積み重ねられたセルを含む。それゆえ、上部のセルを通じて伝達される太陽エネルギーは、底部のセルによって吸収される。そのように、多接合太陽電池は、軽量であるという利点が加わって、従来の太陽電池よりもはるかに高い効率で作動する。
【０００４】
多接合太陽電池は、従来から、エピタキシャル成長によって形成され、一体構造を生み出す。例えば、第１のセルは、基板の上で成長する。その後、別のセルが、第１のセルの上で成長する。しかしながら、隣接するセルの間の格子不整合などの様々な要因が、エピタキシーを使用する特定の多接合太陽電池の製造を困難にし、それゆえ高価にする。
【０００５】
ウエハーボンディングは、従来のモノリシックエピタキシー技術に対する代替物として使用されてきた。特に、直接ボンディング（中間の接着剤層がない）、陽極接合（酸化物対酸化物の接合）、及び金属結合を使用して、多接合太陽電池の隣接するセルをウエハー接合する試みが続けられてきた。残念なことに、直接ボンディング及び陽極接合においては、接合は典型的には、２つの不適合な材料の間で生じ、それゆえ優れた表面粗さ及び粒子のない表面を要求する。金属結合は、低い光の透過率を有し、それゆえ概して、金属結合の下に活性層（例えば、ｐ−ｎ接合）が存在する場合に不適切である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それゆえ、上述の従来の（例えば、エピタキシャル成長及びウエハーボンディング）多接合太陽電池の欠点を克服する、多接合太陽電池を開発する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態において、開示される接着接合太陽電池アセンブリは、第１の太陽電池構成要素、第２の太陽電池構成要素、第１の太陽電池構成要素及び第２の太陽電池構成要素の間に置かれる接着剤層、及び接着剤層を通って延伸し、第１の太陽電池構成要素を第２の太陽電池構成要素に電気的に結合する接触材（又は、複数の接触材）を含む。
【０００８】
別の実施形態において、開示される接着接合太陽電池アセンブリは、高いバンドギャップの太陽電池、低いバンドギャップの太陽電池、高いバンドギャップの太陽電池及び低いバンドギャップの太陽電池の間に置かれる接着剤層、及び接触材（又は、複数の接触材）を含み、接触材は、接着剤層を通って延伸し、高いバンドギャップの太陽電池を低いバンドギャップの太陽電池に電気的に結合する。
【０００９】
別の実施形態において、開示されるアセンブリは、第１のウエハー；第２のウエハー；第１のウエハー及び第２のウエハーの間に置かれて接着剤層を形成する透明接着剤を含み、接着剤は、最大で１．６の屈折率を有し；及び接触材（又は、複数の接触材）を含み、接触材は、接着剤層を通って延伸し、第１のウエハーを第２のウエハーに電気的に結合する。
【００１０】
さらに別の実施形態において、太陽電池アセンブリを製造するための方法が開示される。方法は、（１）第１の太陽電池構成要素及び第２の太陽電池構成要素を提供するステップ、（２）接着剤層を形成するステップ、（３）接着剤層を通って延伸する接触材を形成するステップ、及び（４）接着剤層を伴って、第１の太陽電池構成要素を第２の太陽電池構成要素に接合するステップを含む。
【００１１】
開示される接着接合太陽電池アセンブリの他の実施形態は、後述の詳細な説明、添付図面及び請求の範囲から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、開示される接着接合太陽電池アセンブリの一実施形態の概略断面図である。
【図２】図２は、開示される接着接合太陽電池アセンブリの別の実施形態の概略断面図である。
【図３】図３は、開示される接着接合太陽電池アセンブリのさらに別の実施形態の概略断面図である。
【図４】図４は、図１から３の接着接合太陽電池アセンブリの透過スペクトルのグラフ表示である。
【図５】図５は、図１の接着接合太陽電池アセンブリに対する入射角の作用として、上部の構成要素を出て行く光の波長が８７０ｎｍでの反射率のグラフ表示である。
【図６】図６は、太陽電池アセンブリを製造するための開示される方法の一実施形態を図解する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明は、太陽電池及び特に接着接合太陽電池の構成要素に対して言及する。しかしながら、当業者は、開示される接着接合技術が、本開示の範囲から逸脱することなしに、様々なウエハー対ウエハーの接合を形成するために使用され得る、ということを理解するだろう。
【００１４】
図１を参照すると、開示される接着接合太陽電池アセンブリの一実施形態は、概して、符号１００によって指定され、第１の太陽電池構成要素１０２、第２の太陽電池構成要素１０４、接着剤１０６、及び接触材１０８、１１０を含む。付加的に、第１の導電インターフェース層１１２が第１の太陽電池構成要素１０２に適用され、及び／又は第２の導電インターフェース層１１４が第２の太陽電池構成要素１０４に適用される。
【００１５】
第１の太陽電池構成要素１０２は、任意の構成要素であってよく、太陽電池スタックにおいて活性（例えば、１以上のｐ−ｎ接合）、又は不活性（ｐ−ｎ接合を含まない）であってもよい。１つの一般的な実施例として、第１の太陽電池構成要素１０２は、太陽電池のサブセルであってもよく、１つのｐ−ｎ接合、２つのｐ−ｎ接合、又は３つ以上のｐ−ｎ接合を含むかもしれない。言い換えると、第１の太陽電池構成要素１０２は、単接合太陽電池であるかもしれないし、又は多接合太陽電池であるかもしれない。１つの具体的な非限定的な実施例として、第１の太陽電池構成要素１０２は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）の上で成長する、高いバンドギャップ（約１．４及び約２．２ｅＶ）の多接合太陽電池である。
【００１６】
第１の太陽電池構成要素１０２は、第１の側面１１６及び第２の側面１１８を含む。第１の太陽電池構成要素１０２の第１の側面１１６は、接着接合太陽電池アセンブリ１００の最上面を含み、到来する太陽放射を最初に受ける（矢印Ｒ）。代替的に、図面において示されていないが、付加的な太陽電池構成要素が、第１の太陽電池構成要素１０２の上部の上に積み重ねられ得る。第１の太陽電池構成要素１０２の第２の側面１１８は、本明細書の中においてより詳しく説明されるように、接着剤１０６を介して第２の太陽電池構成要素１０４に接続される。
【００１７】
第１の導電インターフェース層１１２は、第１の太陽電池構成要素１０２の第２の側面１１８の上に置かれる。第１の導電インターフェース層１１２は、金属又は透明導電酸化物（「ＴＣＯ」）を含む。適切な透明導電酸化物の実施例は、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、カドミウム酸化物（ＣｄＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、二酸化スズ（ＳｎＯ2）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、及びセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）を含むが、それらに限定されるものではない。
【００１８】
この点において、当業者は、第１の導電インターフェース層１１２の中で透明導電酸化物を使用することは二重機能性を提供する、ということを理解するだろう。１つの機能として、第１の導電インターフェース層１１２は、実質的に光学的に透明（例えば、層１１２は、高い透過率を有する）である一方で、垂直方向の導電率を高める（例えば、層１１２は、低い抵抗率を有する）。別の機能として、第１の導電インターフェース層１１２は、反射防止（ＡＲ）被覆層として働き、反射防止被覆層は、第２の太陽電池構成要素１０４に対する低いバンドギャップの垂直入射透過率を高める。ＣｄＯ、ＺｎＯなどの高い屈折率の透明導電酸化物は、それらの高い屈折率のために反射防止被覆層として特に有用である。
【００１９】
第２の太陽電池構成要素１０４は、任意の構成要素であってよく、太陽電池スタックにおいて活性（例えば、１以上のｐ−ｎ接合）、又は不活性（ｐ−ｎ接合を含まない）であってもよい。１つの一般的な実施例として、第２の太陽電池構成要素１０４は、太陽電池のサブセルであってもよく、１つのｐ−ｎ接合、２つのｐ−ｎ接合、又は３つ以上のｐ−ｎ接合を含むかもしれない。言い換えると、第２の太陽電池構成要素１０４は、単接合太陽電池であるかもしれないし、又は多接合太陽電池であるかもしれない。１つの具体的な非限定的な実施例として、第２の太陽電池構成要素１０４は、シリコン（Ｓｉ）又はリン化インジウム（ＩｎＰ）の上で成長する、低いバンドギャップ（例えば、約１．１ｅＶ以下）の多接合太陽電池である。別の一般的な実施例として、第２の太陽電池構成要素１０４は、不活性ハンドル基板であってもよい。
【００２０】
第２の太陽電池構成要素１０４は、第１の側面１２０及び第２の側面１２２を含む。第２の太陽電池構成要素１０４の第１の側面１２０は、本明細書の中においてより詳しく説明されるように、接着剤１０６を介して第１の太陽電池構成要素１０２に接続される。第２の太陽電池構成要素１０４の第２の側面１２２は、特に第２の太陽電池構成要素がハンドル基板である場合に、接着接合太陽電池アセンブリ１００の底面である。図面において示されていないが、付加的な太陽電池構成要素が、第２の太陽電池構成要素１０４の第２の側面１２２の下に置かれ得る。
【００２１】
第２の導電インターフェース層１１４は、第２の太陽電池構成要素１０４の第１の側面１２０の上に置かれる。第１の導電インターフェース層１１２のように、第２の導電インターフェース層１１４は、金属又は透明導電酸化物のいずれかを含み得る。第２の導電インターフェース層１１４の中の使用において適切な透明導電酸化物の実施例は、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、カドミウム酸化物（ＣｄＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、二酸化スズ（ＳｎＯ2）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、及びセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）を含むが、それらに限定されるものではない。
【００２２】
接着剤１０６は、第１の導電インターフェース層１１２及び第２の導電インターフェース層１１４の間に置かれ、第１の太陽電池構成要素１０２を第２の太陽電池構成要素１０４に接合する接着剤層１２４を形成する。接着剤１０６は、実質的に光学的に透明であり、比較的に低い屈折率を有する。例えば、接着剤１０６は、約１．５などの最大で約１．６の屈折率を有する。
【００２３】
特定の理論に限定されることなく、接着剤１０６の比較的に低い屈折率は、高いバンドギャップの太陽電池（例えば、第１の太陽電池構成要素１０２）に関して屈折率のコントラストを生み出し、垂直入射における高い透過率及び高い角度平均反射率（例えば、９０パーセントよりも大きい）を生み出し、第１の太陽電池構成要素１０２の中のセルにおけるフォトンリサイクリングを促進する。
【００２４】
接着剤１０６は、透明接着剤であり得る。接着剤層１２４を形成するために適切な接着剤１０６の実施例は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ＳＵ−８フォトレジスト、スピンオンガラス、ＨＤ−７０１０ポリイミド（デラウェア州ウィルミントンの日立デュポンマイクロシステムズ有限責任会社）、及びＨＤ−３００７ポリイミド（日立デュポンマイクロシステムズ有限責任会社）を含むが、それらに限定されるものではない。
【００２５】
接着剤層１２４の断面厚さＴは、他の可能な要因の中にあって、接着剤層１２４を形成するために使用される接着剤１０６の組成に依存する。例えば、ＢＣＢ及びＳＵ−８などのより高い粘性の接着剤１０６は、比較的に厚い（例えば、約１ミクロン以上かつ約１００ミクロン以下の範囲内に含まれる）断面厚さＴを有する接着剤層１２４をもたらし、一方、スピンオンガラスなどのより低い粘性の接着剤１０６は、比較的に薄い（例えば、約１ミクロン以下）断面厚さＴを有する接着剤層１２４をもたらす。
【００２６】
接触材１０８、１１０は、接着剤層１２４を通って延伸し、第１の太陽電池構成要素１０２を第２の太陽電池構成要素１０４に電気的に結合する。例えば、接触材１０８、１１０は、第１及び第２の導電インターフェース層１１２、１１４の両方に電気的に接触している。それゆえ、接触材１０８、１１０は、接着剤層１２４の接着剤１０６を通って伝導経路を形成する。
【００２７】
接触材１０８、１１０は、伝導性粒子であり得る。１つの非限定的な実施例として、接触材１０８、１１０は金属粒子であり得る。別の非限定的な実施例として、接触材１０８、１１０はカーボンナノチューブなどのカーボンナノ構造体であり得る。さらに別の非限定的な実施例として、接触材１０８、１１０は電気的な導体材料（例えば、金属）を用いて被覆された粒子（例えば、ポリマー球）であり得る。他の伝導性粒子の使用がまた考慮される。
【００２８】
接触材１０８、１１０を形成する伝導性粒子のサイズは、他の物の中にあって、接着剤層１２４の断面厚さＴによって決定される。当業者は、接触材１０８、１１０を形成する伝導性粒子のサイズが、接着剤層１２４の接着剤１０６を完全に通り抜ける伝導経路を形成するのに十分な大きさである、ということを理解するだろう。例えば、接着剤層１２４の断面厚さＴが約１ミクロンである場合、接触材１０８、１１０は、少なくとも約１ミクロンの一横断寸法を有する。
【００２９】
各々の接触材１０８、１１０は、接着剤層１２４の接着剤１０６を通り抜ける伝導経路を形成するので、伝導性粒子（接触材１０８、１１０）の濃度は比較的に低い。そのようにして、接着剤層１２４の範囲内の接触材の存在は、接着剤層を通る透過率をそれ程低減しない（陰影損は、比較的に低い）。
【００３０】
１つの具体的な実現可能性において、接触材１０８、１１０を形成する伝導性粒子は、接着剤１０６の中に予め混ぜられている（例えば、散りばめられている）。それゆえ、接着接合太陽電池アセンブリ１００は、接着剤１０６（接触材１０８、１１０と予め混ぜられている）を第１の太陽電池構成要素１０２（例えば、第１の導電インターフェース層１１２を覆うように）に適用することと、そして、第２の太陽電池構成要素１０４が第１の太陽電池構成要素１０２を覆うように置かれて、接着剤１０６（接触材１０８、１１０と予め混ぜられている）が第１及び第２の導電インターフェース層１１２、１１４の間にサンドウィッチされるようにすることとによって、形成される。一旦、接着接合太陽電池アセンブリ１００が組み立てられると、接着剤１０６は随意に硬化される。
【００３１】
２つの接触材１０８、１１０が図１において示されている一方で、（図示されぬ）付加的な接触材が、本開示の範囲を逸脱することなく、接着剤層１２４を通り抜けて付加的な伝導経路を形成し得る。
【００３２】
図２を参照すると、開示される接着接合太陽電池アセンブリの別の実施形態は、概して、符号２００によって指定され、第１の太陽電池構成要素２０２、第２の太陽電池構成要素２０４、接着剤層２２４、及び接触材２０８、２１０を含む。随意に、第１の導電インターフェース層２１２が第１の太陽電池構成要素２０２に適用され、及び／又は第２の導電インターフェース層２１４が第２の太陽電池構成要素２０４に適用される。
【００３３】
第１及び第２の太陽電池構成要素２０２、２０４、並びに第１及び第２の導電インターフェース層２１２、２１４は、接着接合太陽電池アセンブリ１００（図１）に関連して上述されたように構成される。接着剤２０６はまた、接着接合太陽電池アセンブリ１００（図１）に関連して使用される接着剤１０６（図１）と類似（例えば、低い屈折率の透明接着剤）である。しかしながら、伝導性粒子から形成される接触材を使用するよりはむしろ、接着接合太陽電池アセンブリ２００の接触材２０８、２１０は、接着剤層２２４の中に予め形成されたチャンネル２３０、２３２の中へ配置される導体材料から形成される。
【００３４】
１つの具体的な実施態様において、接着剤層２２４を形成するために使用される接着剤２０６は、光に対して敏感な接着剤である。例えば、接着剤２０６は、ベンゾシクロブテン又はＳＵ−８の光に敏感な変異物である。それゆえ、接着剤２０６は、太陽電池構成要素２０２、２０４のうちの１つに対して適用され、フォトマスクが、接着剤２０６の中のチャンネル２３０、２３２（例えば、ビア）を形成するために使用される。チャンネル２３０、２３２は、接着剤層２２４を実質的に完全に通り抜けて延伸する。それゆえ、接着剤２０６の中に予め形成されたチャンネル２３０、２３２を用いて、導体材料はチャンネル２３０、２３２の中へ配置される。最後に、残っている太陽電池構成要素２０２、２０４は、接着剤層２２４を覆うように置かれ、それによって、接着剤層２２４は、第１及び第２の太陽電池構成要素２０２、２０４の間にサンドウィッチされる。接合の工程において、チャンネル２３０、２３２の中の導体材料は、それが溶ける又は軟化するかのように流れ、それゆえ、第１及び第２の太陽電池構成要素２０２、２０４の第１及び第２の導電インターフェース層２１２、２１４を電気的に結合し、及びそれら２０２、２０４を接着によって結合する。例えば、接触材２０８、２１０は、接着剤２０６よりもわずかに背が高い。圧力及び温度によって接合される場合、接触材２０８、２１０は柔らかい。圧力下において、接触材２０８、２１０は、絞り込まれて膨れ出し、それによって金属の流れは、優れた電気的な接続を提供するとともに、構成要素を接着接触の中へと運ぶ。
【００３５】
１つの具体的な非限定的な実施例として、接着剤２０６の中のチャンネル２３０、２３２の中の接触材２０８、２１０を形成するために使用される導体材料は、融点が低い金属（例えば、インジウム又はスズの合金）などの金属であり得る。しかしながら、様々な導体材料が、接触材２０８、２１０を形成するために使用され得る。当業者は、特定の導体材料の選択が、接触材２０８、２１０を形成するために使用される析出技術の種類を考慮することを含む、ということを理解するだろう。接触材２０８、２１０を形成するための適切な析出技術の実施例は、電気メッキ及び真空蒸着を含むが、それらに限定されるものではない。
【００３６】
図３を参照すると、開示される接着接合太陽電池アセンブリのさらに別の実施形態は、概して、符号３００によって指定され、第１の太陽電池構成要素３０２、第２の太陽電池構成要素３０４、接着剤層３２４を形成する接着剤３０６、及び接着剤３０６を通って延伸する接触材３０８、３１０を含む。接着接合太陽電池アセンブリ３００は、接着接合太陽電池アセンブリ１００（図１）と類似する。しかしながら、接着接合太陽電池アセンブリ３００の接着剤３０６は、十分に薄い接着剤層３２４として適用され、それによって、接着剤３０６は、反射防止被覆材として働き、それによって、図１及び図２の接着接合太陽電池アセンブリ１００、２００の中において使用される導電インターフェース層の必要性を取り除いている。
【００３７】
接着剤層３２４の断面厚さＣは、望ましい反射防止特性を獲得すために制御される。それゆえ、接着剤層３２４の断面厚さＣは、光の特定の周波数（又は、周波数の範囲）に対して接着接合太陽電池アセンブリ３００を最適化するように選択される。
【００３８】
一実施例として、接着剤層３２４の断面厚さＣは、最大で１ミクロンである。別の実施例において、接着剤層３２４の断面厚さＣは、約１００ｎｍ以上かつ約１０００ｎｍ以下の範囲内に含まれる。さらに別の実施例として、接着剤層３２４の断面厚さＣは、約２５０ｎｍ以上かつ約５００ｎｍ以下の範囲内に含まれる。
【００３９】
そのような比較的に薄い接着剤層３２４の断面厚さＣを獲得するために、接着剤３０６は粘性の低い接着剤である。接着剤層３２４を形成するための適切な低い粘性の接着剤の１つの非限定的な実施例は、スピンオンガラスである。
【００４０】
開示される接着接合太陽電池アセンブリ１００、２００、３００は、標準的な多接合太陽電池よりも多くの利点を提供する。特に、ウエハーボンディングのための透明接着剤の使用は、一体となって単一の装置に統合される幅広い範囲の格子整合された材料の使用を容易にする。透明接着剤はまた、接着剤及び半導体の間の大きな屈折率のコントラストのために、多接合セルスタックにおける高められたフォトンリサイクリングを可能にする。さらに、接着剤マトリックスの中における接触材（例えば、伝導性粒子又は蒸着された導体材料）の使用は、接合材料を透明かつ導電性を有する状態にする。
【００４１】
開示される接着接合太陽電池アセンブリ１００、２００、３００の垂直入射の透過スペクトラムは、図４に示される。提案された透明接着剤の近赤外及び低吸収に対して最適化されている接着接合太陽電池アセンブリ１００、２００における導電インターフェース層１１２、１１４、２１２、２１４の存在のために、９００ｎｍ以上かつ１４００ｎｍ以下の範囲内に含まれる平均的な垂直入射の透過率は、９７パーセントよりも大きい。接着剤３０６を接着接合太陽電池アセンブリ３００の中でＡＲ被覆材として使用することは、より狭い９００ｎｍ以上かつ１１００ｎｍ以下の範囲内にわたり９６パーセントの平均透過率をもたらし、そのことは、多くの多接合太陽電池の用途に対していまだに適切である。
【００４２】
開示される接着接合太陽電池アセンブリ１００、２００、３００において使用される接着剤の低い屈折率（例えば、約１．５）は、接着剤層が接合ラインの上の高いバンドギャップ接合に対する光子の再放射の反射体となることを可能にする。垂直入射において大きく入る入射太陽放射線とは異なり、再放射光子は、４πステラジアンにわたって放射される。それゆえ、全方向性の鏡が、効果的なフォトンリサイクリングに対して要求される。図５は、波長が８７０ｎｍ（ガリウム・ヒ素を想定して）の光の再放射のバンドギャップにおける反射率を示している。鏡面反射率は垂直入射においてほぼゼロであり、より低いバンドギャップセルに対する効果的な光の透過のために、そのような鏡が要求される。しかしながら、屈折率が１．５の接着剤に対する臨界角２５度以上の入射角において、反射率は近似的に１００パーセントまで上がり、９２パーセントの角度平均反射率をもたらす。低い臨界角の２５度は、図５において好適な反射率特性を生み出し、それは、セル及び接着剤の間の大きな屈折率のコントラストの直接的な結果である。そのような高い平均反射率は、著しいフォトンリサイクリング及びそれに関する電圧の上昇を獲得するために十分である。
【００４３】
図６を参照すると、概して符号４００によって指定される、太陽電池アセンブリを製造するための方法がまた開示されている。方法４００は、２つの太陽電池構成要素（又は、２つのウエハー）を提供するステップを伴って、ブロック４０２を始めている。一実施例として、両方の太陽電池構成要素は、活性セルである。別の実施例として、１つの太陽電池構成要素は活性セルであり、他の太陽電池構成要素はハンドル基板である。
【００４４】
ブロック４０４において、導電インターフェース層は、随意に、接合される太陽電池構成要素のうちの１つ又は両方に適用される。導電インターフェース層は、透明な導電性の層であり、反射防止被覆層として機能する。
【００４５】
ブロック４０６において、接着剤は、太陽電池構成要素の間の接着剤層を形成するように適用される。接着剤は、透明接着剤であり得る。
【００４６】
ブロック４０８において、接触材は、太陽電池構成要素を電気的に結合するために、接着剤層の中に導入される。一実施例として、接触材は、接着剤の中に予め混ぜられた伝導性粒子である。別の実施例として、接触材は、接着剤の中に形成されたチャンネルを通ってその中に配置される導体材料である。
【００４７】
ブロック４１０において、太陽電池構成要素は、接着剤を介して互いに接合される。
【００４８】
さらに、本開示は、下記の条項にしたがう実施形態を含む。
【００４９】
条項１
第１の太陽電池構成要素（１０２）と、
第２の太陽電池構成要素（１０４）と、
前記第１の太陽電池要素及び前記第２の太陽電池構成要素の間に置かれる接着剤層（１２４）と、
前記接着剤層を通って延伸し、前記第１の太陽電池構成要素を前記第２の太陽電池構成要素に電気的に結合する、接触材とを備える、太陽電池アセンブリ。
【００５０】
条項２
前記第１の太陽電池構成要素（１０２）は、高いバンドギャップの太陽電池を備える、条項１に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５１】
条項３
前記第２の太陽電池構成要素（１０４）は、低いバンドギャップの太陽電池を備える、条項１又は２に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５２】
条項４
前記第２の太陽電池構成要素（１０４）は、ハンドル基板を備える、条項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５３】
条項５
前記接着剤層（１２４）は、最大で約１．６の屈折率を有する、条項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５４】
条項６
前記接着剤層（１２４）は、ベンゾシクロブテン、ＳＵ−８、スピンオンガラス、及びポリイミドのうちの少なくとも１つを備える、条項１から５のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５５】
条項７
前記接着剤層（１２４）は、少なくとも１ミクロンの断面厚さを有する、条項１から６のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５６】
条項８
前記接着剤層（１２４）は、約１００ナノメートル以上かつ約１０００ナノメートル以下の範囲内に含まれる断面厚さを有する、条項１から７のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５７】
条項９
前記接触材は、伝導性粒子を備える、条項１から８のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５８】
条項１０
前記伝導性粒子は、金属及びカーボンナノ構造体のうちの少なくとも１つを備える、条項９に記載の太陽電池アセンブリ。
【００５９】
条項１１
前記接着剤層（１２４）は、チャンネルを画定し、前記接触材は、前記チャンネルの中に受け入れられる、条項１から１０のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００６０】
条項１２
前記第１の太陽電池構成要素（１０２）の上に導電インターフェース層（１１２）をさらに備え、前記導電インターフェース層は、前記接着剤層（１２４）及び前記第１の太陽電池構成要素の間に置かれる、条項１から１１のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００６１】
条項１３
前記導電インターフェース層（１１２）は、金属及び透明導電酸化物のうちの少なくとも１つを備える、条項１２に記載の太陽電池アセンブリ。
【００６２】
条項１４
前記導電インターフェース層（１１２）は、亜鉛酸化物、カドミウム酸化物、インジウムスズ酸化物、二酸化スズ、硫化亜鉛、及びセレン化亜鉛のうちの少なくとも１つを備える、条項１２又は１３に記載の太陽電池アセンブリ。
【００６３】
条項１５
前記第１の太陽電池構成要素（１０２）の上に第１の導電インターフェース層（１１２）をさらに備え、前記第１の導電インターフェース層は、前記接着剤層（１２４）及び前記第１の太陽電池構成要素の間に置かれ、
前記第２の太陽電池構成要素（１０４）の上に第２の導電インターフェース層（１１４）をさらに備え、前記第２の導電インターフェース層は、前記接着剤層及び前記第２の太陽電池構成要素の間に置かれる、条項１から１４のいずれか一項に記載の太陽電池アセンブリ。
【００６４】
条項１６
前記接着剤層を通って延伸する複数の接触材を備え、前記複数の接触材のうちの各々の接触材は、前記第１の導電インターフェース層（１１２）を前記第２の導電インターフェース層（１１４）に電気的に結合する、条項１５に記載の太陽電池アセンブリ。
【００６５】
条項１７
第１のウエハーと、
第２のウエハーと、
前記第１のウエハー及び前記第２のウエハーの間に置かれ、接着剤層を形成する透明接着剤とを備え、前記接着剤は最大で１．６の屈折率を有し、
少なくとも２つの接触材を備え、各々の接触材は前記接着剤層を通って延伸し、前記第１のウエハーを前記第２のウエハーに電気的に結合する、アセンブリ。
【００６６】
条項１８
太陽電池アセンブリを製造する方法であって、
第１の太陽電池構成要素（１０２）及び第２の太陽電池構成要素（１０４）を提供するステップと、
接着剤層（１２４）を形成するステップと、
前記接着剤層を通って延伸する接触材を形成するステップと、
前記接着剤層を用いて前記第１の太陽電池構成要素を前記第２の太陽電池構成要素に接合するステップとを備える、方法。
【００６７】
条項１９
前記接触材は伝導性粒子を備え、前記伝導性粒子は前記接着剤層（１２４）の中に散りばめられる、条項１８に記載の方法。
【００６８】
条項２０
前記接触材を形成するステップは、
前記接着剤層を通ってチャンネルを形成することと、
導体材料を前記チャンネルの中に配置することとを含む、条項１８又は１９に記載の方法。
【００６９】
開示された接着接合太陽電池アセンブリの様々な実施形態が示されて説明されてきたが、当業者は、この明細書を読んで変形例を思いつくかもしれない。本出願は、そのような変形例も含んでおり、請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００７０】
１００  接着接合太陽電池アセンブリ
１０２  第１の太陽電池構成要素
１０４  第２の太陽電池構成要素
１０６  接着剤
１０８  接触材
１１０  接触材
１１２  第１の導電インターフェース層
１１４  第２の導電インターフェース層
１１６  第１の太陽電池構成要素の第１の側面
１１８  第１の太陽電池構成要素の第２の側面
１２０  第２の太陽電池構成要素の第１の側面
１２２  第２の太陽電池構成要素の第２の側面
１２４  接着剤層
２００  接着接合太陽電池アセンブリ
２０２  第１の太陽電池構成要素
２０４  第２の太陽電池構成要素
２０６  接着剤
２０８  接触材
２１０  接触材
２１２  第１の導電インターフェース層
２１４  第２の導電インターフェース層
２２４  接着剤層
２３０  チャンネル
２３２  チャンネル
３００  接着接合太陽電池アセンブリ
３０２  第１の太陽電池構成要素
３０４  第２の太陽電池構成要素
３０６  接着剤
３０８  接触材
３１０  接触材
３２４  接着剤層
４００  太陽電池アセンブリを製造するための方法
４０２  ブロック
４０４  ブロック
４０６  ブロック
４０８  ブロック
４１０  ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015019063.tif 000008
【外国語明細書】
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2015019063000002.pdf
2015019063000003.pdf
2015019063000004.pdf