(57)【要約】  レーザービームを使用した半導体基板のメタライゼーション、並びに、例えば、マイクロ電子装置、半導体基板及び／又は太陽電池、太陽電池回路、太陽電池ストリング、及び太陽電池アレイなどの結果として得られる構造が記載される。太陽電池ストリングは、複数の太陽電池を含むことができる。複数の太陽電池は、基板と、基板内又は基板上方に配置された複数の半導体領域とを含むことができる。複数の導電性コンタクト構造は、複数の半導体領域に電気的に接続される。各導電性コンタクト構造は、半導体領域の対応する１つと接触して配置された局所的に堆積された金属部分を含む。
2021521633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの太陽電池を電気的に接続する方法であって、
表側及び裏側を有する第１の太陽電池を提供することと、
前記第１の太陽電池の前記裏側の少なくとも一部の上に金属箔を配置することと、
前記金属箔を前記第１の太陽電池の前記裏側上の１つ以上の場所でレーザービームに曝して、前記金属箔を前記第１の太陽電池の前記裏側に電気的に接続する１つ以上の導電性コンタクト構造を形成することと、
表側及び裏側を有する第２の太陽電池を提供することと、
前記第２の太陽電池の一部の上に前記金属箔を配置することと、
前記金属箔を前記第２の太陽電池の前記一部の上の１つ以上の場所でレーザービームに曝して、前記金属箔を前記第２の太陽電池に電気的に接続する１つ以上の導電性コンタクト構造を形成することと、を備える、方法。
【請求項２】
各導電性コンタクト構造が、局所的に堆積された金属部分を備え、および／または、
前記第２の太陽電池の一部の上に前記金属箔を配置することが、前記第２の太陽電池の表側の一部の上に前記金属箔を配置することを備え、および／または、
前記方法は、前記第１の太陽電池と前記第２の太陽電池との間で前記金属箔を曲げることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の太陽電池の一部の上に前記金属箔を配置することが、前記第２の太陽電池の裏側の一部の上に前記金属箔を配置することを備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第３の太陽電池を前記第１の太陽電池又は前記第２の太陽電池に電気的に接続することをさらに備え、および／または、
前記太陽電池がＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記太陽電池の間の前記金属箔の一部の上にクローキング材料を配置することをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記クローキング材料がクローキングテープ又は前記金属箔の陽極酸化を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の太陽電池の基板内又は基板上にある複数の半導体領域上に前記金属箔を配置することと、
前記金属箔をレーザービームに曝して、前記第１の太陽電池の前記基板に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成することと、をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の太陽電池の基板内又は基板上にある複数の半導体領域上に前記金属箔を配置することと、
前記金属箔をレーザービームに曝して、前記第２の太陽電池の前記基板に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成することと、をさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
太陽電池ストリングであって、
表側及び裏側を有する第１の太陽電池と、
表側及び裏側を有する第２の太陽電池と、
金属箔と、
前記金属箔を前記第１の太陽電池の前記裏側に電気的に接続する１つ以上のレーザー支援メタライゼーション導電性コンタクト構造と、
前記金属箔を前記第２の太陽電池の前記表側又は前記裏側に電気的に接続する１つ以上のレーザー支援メタライゼーション導電性コンタクト構造と、を備える、太陽電池ストリング。
【請求項１０】
前記金属箔が、前記第２の太陽電池の前記表側の一部の上に延在し、および／または、
前記金属箔が、前記第２の太陽電池の前記裏側の一部の上に延在する、請求項９に記載の太陽電池ストリング。
【請求項１１】
前記第２の太陽電池が１つ以上のコンタクトパッドを備え、前記金属箔が前記第２の太陽電池の前記１つ以上のコンタクトパッドに電気的に接続され、および／または、
前記太陽電池ストリングは、前記第１の太陽電池又は前記第２の太陽電池に電気的に接続された１つ以上の追加の太陽電池をさらに備える、請求項９または１０に記載の太陽電池ストリング。
【請求項１２】
前記金属箔の少なくとも一部の上に絶縁材料をさらに備え、および／または、
前記金属箔が、前記第１の太陽電池と前記第２の太陽電池との間で折り畳まれる、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項１３】
前記第１の太陽電池及び前記第２の太陽電池が、Ｐ型及びＮ型のドープされた拡散領域を含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の太陽電池ストリング。
【請求項１４】
前記第１の太陽電池及び前記第２の太陽電池の間の前記金属箔の一部の上にクローキング材料をさらに備える、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の太陽電池ストリング。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本特許出願は、これらのそれぞれが参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１８年１１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／７７３，１７２号、２０１８年１１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／７７３，１６８号、２０１８年１１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／７７３，１４８号、及び２０１８年４月６日に出願された米国仮特許出願第６２／６５４，１９８号の早期出願日に対する優先権及び利益を主張している、２０１９年４月５日に出願された米国通常特許出願第１６／３７７，０００号に対する優先権を主張している。本特許出願はまた、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年４月５日に出願された「レーザービームを使用した半導体基板のローカルメタライゼーション」というタイトルの米国特許出願第１６／３７６，８０２号、代理人整理番号１３１８１５−２４４４６１＿Ｐ２７０、サンパワー整理番号Ｓ２０４０ＵＳの早期出願の優先権及び利益を主張している。
【技術分野】
【０００２】
本開示の実施形態は、再生可能エネルギー又は半導体処理の分野にあり、特に、レーザービームを使用した半導体基板のメタライゼーション、及び結果として生じる構造を含む。
【背景技術】
【０００３】
光起電力電池は、太陽電池として一般に知られており、太陽放射を電気エネルギーに直接変換するための周知の装置である。一般に、太陽電池は、半導体処理技術を使用して半導体ウェハ上又は基板上に作製され、基板の表面近くにｐ−ｎ接合が形成される。太陽放射が基板の表面に衝突して基板内に入ると、基板のバルク内に電子正孔対が生成される。電子正孔対が基板内のｐドープ領域及びｎドープ領域まで移動する結果、ドープ領域間に電圧差が発生する。ドープ領域は、太陽電池の導電性領域に接続され、電流を太陽電池からそれと連結された外部回路へと方向付ける。
【０００４】
電気変換効率は、太陽電池の発電能力に直接関係するため、太陽電池の重要な特性であり、より高い効率は、最終顧客に付加価値を提供し、他の全ての条件が同じであれば、より高い効率はまた、ワットあたりの製造コストも削減する。同様に、単純化された製造手法は、生産されるユニットあたりのコストを削減することにより、製造コストを削減する機会を提供する。したがって、太陽電池の効率を高める技術及び太陽電池の製造を単純化する技術が、一般的に望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図１Ｂ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図１Ｃ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図１Ｄ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図１Ｅ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図１Ｆ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【０００６】
【図２】太陽電池を構築するための例示的なワークフローを示している。
【０００７】
【図３Ａ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図３Ｂ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【０００８】
【図４】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【０００９】
【図５】多太陽電池ストリングの側面図を示している。
【００１０】
【図６】太陽電池ストリングの動作の側面図を示している。
【００１１】
【図７】太陽電池ストリングの動作の側面図を示している。
【００１２】
【図８Ａ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図８Ｂ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【００１３】
【図９】多太陽電池ストリングの側面図を示している。
【００１４】
【図１０Ａ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図１０Ｂ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【００１５】
【図１１】太陽電池ストリングを製造する方法の側面図を示している。
【００１６】
【図１２】太陽電池ストリングを製造する方法の側面図を示している。
【００１７】
【図１３】太陽電池ストリングの平面図である。
【００１８】
【図１４Ａ】太陽電池を製造する方法における様々な動作の断面図を示している。
【図１４Ｂ】太陽電池を製造する方法における様々な動作の断面図を示している。
【図１４Ｃ】太陽電池を製造する方法における様々な動作の断面図を示している。
【図１４Ｄ】太陽電池を製造する方法における様々な動作の断面図を示している。
【００１９】
【図１５Ａ】太陽電池の断面図を示している。
【図１５Ｂ】太陽電池の断面図を示している。
【図１５Ｃ】太陽電池の断面図を示している。
【００２０】
【図１６】太陽電池の断面図を示している。
【００２１】
【図１７Ａ】本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的な基板を示している。
【図１７Ｂ】本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的な基板を示している。
【図１７Ｃ】本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的な基板を示している。
【図１７Ｄ】本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的な基板を示している。
【図１７Ｅ】本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的な基板を示している。
【００２２】
【図１８Ａ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図１８Ｂ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【図１８Ｃ】太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。
【００２３】
【図１９Ａ】金属リボンと太陽電池との例示的な相互接続の図を示す側面図である。
【図１９Ｂ】金属リボンと太陽電池との例示的な相互接続の図を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の詳細な説明は、本質的に単に例示的であり、実施形態又はこのような実施形態の適用及び使用を限定することは意図されていない。本明細書で使用するとき、「例示的（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」という語は、「実施例、実例、又は例示としての役割を果たすこと」を意味する。本明細書で例示的として記載される実装はいずれも、必ずしも他の実装よりも好ましいか又は有利なものである必要はない。更には、前述の「技術分野」、「背景技術」、「発明の概要」、又は以下の「発明を実施するための形態」で提示される、明示又は暗示されるいずれの理論によっても、束縛されることを意図するものではない。
【００２５】
「一実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」又は「実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」という言及は、必ずしも、同じ実施形態を指すものではない。特定の機能、構造、又は特性を、本開示と矛盾しない任意の好適な方式で組み合わせることができる。
【００２６】
用語。以下のパラグラフは、本開示（添付の「特許請求の範囲」を含む）で見出される用語に関する、定義及び／又はコンテキストを提供する。
【００２７】
「領域（ｒｅｇｉｏｎｓ）」又は「部分（ｐｏｒｔｉｏｎｓ）」は、定義可能な特性を有するが常に固定された境界ではない物体又は材料の別個の領域、容積、分割又は位置を記述する。
【００２８】
「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」とは、追加の構造又はステップを排除しないオープンエンドの用語である。
【００２９】
「ように構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ）」は、ユニット又はコンポーネントなどの装置を示すことによって構造を意味し、動作中に１つのタスク又は複数のタスクを実行する構造を含み、そのような構造は、装置が現在動作していない（例えば、オン／アクティブではない）場合であってもタスクを実行するように構成される。１つ以上のタスクを実行する「ように構成された」装置は、米国特許法第１１２条（ｆ）又は第６パラグラフに基づくミーンズ又はステッププラスファンクションの解釈を行使しないことを明示的に意図している。
【００３０】
「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」などの用語は、それらが前に置かれる名詞に関する指標として使用されるものであり、いずれの種類の順序付け（例えば、空間的、時間的、論理的など）も暗示するものではない。例えば、「第１の」太陽電池という言及は、必ずしもそのような太陽電池が順序として最初の太陽電池を意味するものではなく、「第１の」という用語は、この太陽電池を他の太陽電池（例えば「第２の」太陽電池）と区別するために使われている。
【００３１】
「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」とは、特に明記されていない限り、直接的又は間接的に接合されるか、又は別の要素／ノード／特徴と連通することができ、直接機械的に一体に接合されている必要のない要素、特徴、構造又はノードを指す。
【００３２】
「抑制（ｉｎｈｉｂｉｔ）」とは、結果、成果又は将来の状態を完全に防止するなど、何かを削減、軽減、最小化、又は効果的若しくは実際に排除することを意味する。
【００３３】
「レーザービームに曝される」とは、材料を入射レーザー光に曝すプロセスを記述し、「レーザーに曝される」、「レーザーで処理される」、及び他の同様の語句と交換可能に使用されることができる。
【００３４】
「ドープ領域」、「半導体領域」、及び同様の用語は、基板内、基板上、基板上方、又は基板にわたって配置された半導体の領域を記述する。そのような領域は、Ｎ型導電性又はＰ型導電性を有することができ、ドーピング濃度は変化することができる。そのような領域は、第１のドープ領域、第２のドープ領域、第１の半導体領域、第２の半導体領域などの複数の領域を指すことができる。領域は、基板上の又は基板自体の一部としての多結晶シリコンから形成されることができる。
【００３５】
「薄い誘電体層」、「トンネル誘電体層」、「誘電体層」、「薄い誘電体材料」又は介在層／材料は、基板上又は基板内の半導体領域上の、基板と別の半導体層との間の、又はドープ領域若しくは半導体領域との間の材料を指す。実施形態では、薄い誘電体層は、約２ナノメートル以下の厚さのトンネル酸化物又は窒化物層とすることができる。薄い誘電体層は、非常に薄い誘電体層と呼ぶことができ、それを通して電気伝導を達成することができる。伝導は、量子トンネル及び／又は誘電体層の薄い箇所を介した直接物理接続の小領域の存在に起因することができる。例示的な材料は、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び他の誘電体材料を含む。
【００３６】
「介在層」又は「絶縁層」は、電気絶縁、不動態化を提供し、光反射率を抑制する層を記述する。介在層は、いくつかの層、例えば介在層のスタックとすることができる。いくつかの状況では、介在層は、トンネル誘電体層と交換することができ、他の状況では、介在層は、マスキング層又は「反射防止コーティング層」（ＡＲＣ層）である。例示的な材料は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、酸化モリブデン、酸化タングステン、インジウムスズ酸化物、酸化スズ、酸化バナジウム、酸化チタン、炭化ケイ素及び他の材料並びにそれらの組み合わせを含む。一例では、介在層は、水分バリアとして機能することができる材料を含むことができる。また、例えば、絶縁材料は、太陽電池のパッシベーション層とすることができる。一例では、介在層は、例えば、水素含有量が高い酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）誘電体二重層などの誘電体二重層とすることができる。
【００３７】
「局所的に堆積された金属」及び「金属堆積」は、金属ソースから金属を基板の一部に形成及び／又は堆積させるレーザーに金属ソースを曝露することによる金属領域の形成を説明するために使用される。このプロセスは、金属堆積の特定の理論や機構に限定されるものではない。一例では、局所的に堆積した金属は、レーザービームに曝された全ての金属箔などの金属箔から金属をシリコン基板の一部に形成及び／又は堆積させるレーザービームに金属箔を曝すと形成されることができる。このプロセスは、「レーザー支援メタライゼーションパターニング」又はＬＡＭＰ技術と呼ぶことができる。局所的に堆積した金属は、１ナノメートル（ｎｍ）〜２０ミクロン（μｍ）の厚さ、レーザービームのサイズによってほぼ定義される幅、並びにソース金属箔の特性と一致する物理的及び電気的特性を有することができる。
【００３８】
「パターニング」は、ソース金属の分離を促進する又はその部分を分離するプロセスを指し、具体的には、金属箔のバルクと金属箔の堆積領域（すなわち、堆積した金属）との間にある金属箔の領域を弱めることを指すことができる。このパターニングは、基板上に金属箔を堆積させる同じレーザープロセスであるＬＡＭＰによる金属箔の熱、穿孔、変形、又はその他の操作の結果とすることができ、結果として得られる装置からの金属箔のバルク（すなわち、非堆積金属箔）の除去を促進することができる。特に明記しない限り、ＬＡＭＰへの言及は、そのようなパターニングを含む。
【００３９】
「基板」は、これらに限定されるものではないが、シリコンなどの半導体基板、特に、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板、ウェハ、シリコンウェーハ、及び太陽電池に使用される他の半導体基板を指すことができる。一例では、そのような基板は、マイクロ電子装置、光電池又は太陽電池、ダイオード、フォトダイオード、プリント回路基板、及び他の装置において使用されることができる。これらの用語は、本明細書では互換的に使用される。
【００４０】
更には、特定の用語法はまた、以下の説明において参照目的のためにのみ使用することができ、それゆえ、限定的であることを意図されていない。例えば、「上部（ｕｐｐｅｒ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上方（ａｂｏｖｅ）」、及び「下方（ｂｅｌｏｗ）」などの用語は、参照された図面内での方向を指す。「前部（ｆｒｏｎｔ）」、「後方（ｂａｃｋ）」、「後部（ｒｅａｒ）」、「側部（ｓｉｄｅ）」、「外側（ｏｕｔｂｏａｒｄ）」、及び「内側（ｉｎｂｏａｒｄ）」などの用語は、説明中の構成要素について記述する本文及び関連図面の参照によって明らかにされる、一貫性はあるが任意の基準系内における、構成要素の諸部分の向き及び／又は位置を記述するものである。そのような用語法は、具体的に上述された語、それらの派生語、及び類似の意味の語を含むことができる。
【００４１】
レーザービームを使用した半導体基板のストリング化及び局所メタライゼーション、並びに結果として生じる構造、例えば、マイクロ電子装置、半導体基板、太陽電池、太陽電池のストリング、及び／又は太陽電池アレイが、本明細書で説明される。以下の説明では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定のプロセスフロー操作などの多数の具体的詳細が記載される。これらの具体的な詳細なしに、本開示の実施形態を実践することができる点が、当業者には明らかとなるであろう。他の場合には、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、エミッタ領域製造技術などの、周知の製造技術は詳細に説明されない。更には、図に示される実施形態は、例示的な表現であって、必ずしも原寸に比例して描写されるものではないことを理解されたい。
【００４２】
本明細書に記載される手法は、くし型構造のバックコンタクト（ＩＢＣ）太陽電池、並びに連続エミッタバックコンタクト太陽電池、例えばｎ型ドープ領域及びｐ型ドープ領域がトレンチ構造の薄膜によって分離されたトレンチ構造を有するフロント及び／又はバックコンタクト太陽電池、固有薄層（ＨＩＴ）を備えたヘテロ接合太陽電池、トンネル酸化膜パッシベーションコンタクト（ＴＯＰＣｏｎ）太陽電池、有機及びフロントコンタクト太陽電池、オーバーラップセルセクションを有するフロントコンタクト太陽電池、パッシベーションエミッタ及びリアセル（ＰＥＲＣ）太陽電池、モノ−ＰＥＲＣ太陽電池、リアローカル拡散（ＰＥＲＬ）セルを備えたパッシベーションエミッタ、３又は４端子タンデムセル、ラミネート及びその他の種類の太陽電池を含む他の種類の太陽電池に適用可能とすることができる。本明細書に記載されるメタライゼーション手法は、メタライゼーション構造によって結合された複数のサブセルを有する太陽電池に適用可能とすることができる。実施形態では、隣接するサブセル間に溝を配置することができ、メタライゼーション構造は、隣接するサブセルを互いに接続することができる。実施形態では、溝は、１つのサブセルを、例えば隣接するサブセルなどの別のものから個片化して物理的に分離することができる。実施形態では、メタライゼーション構造は、サブセルを物理的且つ電気的に接続することができ、この場合、メタライゼーション構造は、溝の上に配置することができる。
【００４３】
本明細書に記載されたメタライゼーション手法はまた、個片化及び／又は物理的に分離された、例えば、ダイシングされ、部分的にダイシングされ、さらに分離された太陽電池及び／又は太陽電池部分にも適用することができる。一例では、これらの太陽電池及び／又は太陽電池部分は、本明細書に記載されたメタライゼーション構造及びプロセスによって、物理的及び／又は電気的に接合されることができる。
【００４４】
本明細書に記載されたメタライゼーション手法はまた、発光ダイオード、微小電気機械システムなどのマイクロエレクトロニクス、半導体装置、及び他の基板一般にも適用可能である。本明細書に記載された実施形態は、膜がガラス上に堆積され、所望の金属厚さを達成するためにその後のめっきなどを必要とする、レーザー誘起順方向転写（ＬＩＦＴ）プロセスと区別することができる。
【００４５】
金属箔及びＬＡＭＰ堆積を使用する２つ以上の太陽電池などの太陽電池のストリング、及びそれらの製造が本明細書に開示される。安価な金属箔を使用して２つ以上の太陽電池を単一の動作プロセスで接続することができ、これは、競合する技術よりも大幅なコスト面の利点を示す。
【００４６】
一例では、２つの太陽電池は、第１の太陽電池の裏側に金属箔を配置し、第１の太陽電池の裏側の１つ以上の場所で金属箔にＬＡＭＰ技術を実行することにより電気的に接続される。金属箔はまた、第１の太陽電池の表側を覆って配置されることができ、その後、第１の太陽電池の表側を覆う１つ以上の場所でＬＡＭＰ技術に供されることができる。ＬＡＭＰ技術は、金属箔を第１の太陽電池のそれぞれの表側及び裏側に電気的に接続する１つ以上の導電性コンタクト構造を形成する。導電性コンタクト構造は、金属ソース、例えば、金属箔を太陽電池の半導体領域に電気的に接続する局所的に堆積された金属部分を含む。
【００４７】
この第１の太陽電池は、第１の太陽電池の表側又は裏側の金属箔を介して第２の太陽電池に接続されることができ、そのような金属箔又はその一部は、第２の太陽電池の一部の上に配置され、そのような金属箔と第２の太陽電池との間に導電性コンタクト構造を形成するために結合又はＬＡＭＰ技術に供される。例示的な結合技術は、導電性接着剤の使用、溶接又ははんだ付けを含む。導電性コンタクト構造は、金属ソース、例えば、上述した金属箔を太陽電池の半導体領域に電気的に接続する局所的に堆積された金属部分を含む。
【００４８】
接続する太陽電池の種類、例えば、フロントコンタクト又はバックコンタクト太陽電池に応じて、第１の太陽電池の表側は、第２の太陽電池の表側又は第２の太陽電池の裏側に接続されることができる。そのようなプロセスを繰り返すことにより、例えば、第３、第４、第５などの太陽電池を第１の太陽電池又は第２の太陽電池に接続することにより、ほぼ任意の長さの太陽電池ストリングを形成することができる。これらのより長いストリングは、相互接続及び／又はバスバーによって接続されるなど、例えば直列及び／又は並列に一体に接続されて太陽電池のアレイを形成することができる。第１及び／又は第２の太陽電池は、１つ以上のコンタクトパッドを含むことができ、導電性コンタクト構造は、金属箔を１つ以上のコンタクトパッドに電気的に接続することができる。
【００４９】
太陽電池のストリングはまた、例えば、それらの表側が互いに向き合うようにストリングをともに積み重ね、例えば、第１及び第２の太陽電池ストリングの端から延びる金属箔を使用して、電気接続を形成するために第１の太陽電池ストリングの上に積み重ねられる第２の太陽電池ストリングの端にある太陽電池から延びる相補的な金属箔に、第１の太陽電池ストリングの端にある１つの太陽電池から延びる金属箔を（電気的及び物理的に）結合することによって、一体に接続されることもできる。結合は、本明細書に記載されるＬＡＭＰ技術、レーザー溶接、誘導溶接、超音波溶接、プラズマ溶接、及び抵抗溶接などの溶接プロセス、又は熱圧着結合によって行うことができる。別の例では、結合は、導電性接着剤によるか、又は１つの太陽電池から延びる箔を別の太陽電池から延びる箔に圧着することによる。
【００５０】
配置プロセスは、例えば、金属箔を基板上の所定の位置／基板上に保持するための真空及び／又はタッキングプロセスを使用して、金属箔を基板に配置又は固定するために実行することができる。配置プロセスは、熱圧縮を含むことができ、ローラー及び／又は熱を使用して、基板上に金属箔を位置決め又は配置することができる。真空プロセス、熱圧縮プロセス又は他の同様のプロセスを使用して、金属箔を均一に配置し、金属箔と基板の間のエアギャップ又はエアポケットを抑制することもできる。
【００５１】
絶縁材料を使用して、第１及び／又は第２の太陽電池の選択された側面又はエッジなど、第１及び／又は第２の太陽電池のいずれかから箔の部分を電気的に分離することができる。一例では、絶縁材料は、金属箔の裏側（例えば、第１の太陽電池の裏側とは反対に面する金属箔の側）の少なくとも一部の上に配置される。別の例では、絶縁材料は、金属箔の表側（例えば、第１の太陽電池の裏側に面する金属箔の側）の少なくとも一部の上に配置されることができる。この絶縁材料の配置は、２つの太陽電池が接続及び／又は設置されたときに、絶縁材料が太陽電池と金属箔との間の短絡を抑制するように選択されることができる。絶縁材料は、ＬＡＭＰ技術の前又は後に適用することができ、バルク金属箔の全体を覆うか、選択的にパターン化して、選択的な絶縁を提供することができる。
【００５２】
絶縁材料は、非導電性テープ又は他の適切な非導電性シールド又はカバーなどの任意の非導電性材料とすることができ、上から見たときに金属箔を隠す働きをすることができる。非導電性シールドは、太陽電池間の金属箔の露出部分を覆うことができる。一例では、非導電性シールドは、太陽電池ラミネート、モジュールパネルなどの、最終製品で見えるはずの部分を覆うことができる。したがって、絶縁材料は、正面から見たときに金属箔を十分に覆うために実質的に不透明である材料を含むことができる。絶縁材料はまた、太陽電池の整列、及び／又は太陽電池を一体に保持することを支援することができる。絶縁材料の例は、ポリプロピレン又はポリエチレンを含み、これらは、アクリレートのような接着剤層をさらに含むことができる。封入材料は、絶縁材料としても機能することができる。例示的な封入剤は、これらに限定されるものではないが、ポリオレフィン、ＥＶＡ、ＰＶＡ及びＰＶＢ封入剤を含む、本明細書に記載の太陽電池からソーラーモジュールを形成するために使用される同じ材料の１つを含む。
【００５３】
絶縁材料は、上記で説明された理由のために有益であり得るが、他の実施形態は、絶縁材料を含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、太陽電池間の金属箔は、セルフシングリング太陽電池ストリングを提供する。これらの設計は、太陽電池モジュールの梱包、開梱、組み立て、接続、設置及び保守を容易にすることができる。これらのモジュールは、太陽電池セルの単一のアレイ並びに複数の太陽電池アレイを備えることができる。絶縁材料を含めることにより、例えば、太陽電池が隣接する太陽電池と重なり合って太陽電池と金属箔との間の短絡を防止するため、シングリングを容易にすることができる。
【００５４】
実施形態では、第１の太陽電池と第２の太陽電池との間に存在する金属箔は、例えば、箔を１つの太陽電池の裏側及び別の太陽電池の表側に接続するのを容易にするために折り畳まれる又は曲げられる。曲げは、太陽電池の接続前又は後に行うことができる。更に、第１及び第２の太陽電池の金属箔への接続は、任意の順序で、又は実質的に同時にさえも行うことができる。例えば、第２の太陽電池の表側又は裏側が金属箔に接続される前に、第１の太陽電池の裏側を金属箔に接続することができる。逆に、第１の太陽電池の裏側は、第２の太陽電池の表側又は裏側が金属箔に接続された後に金属箔に接続されることができる。
【００５５】
一例では、ＬＡＭＰ技術のためのレーザーのパワー、波長、及び／又はパルス持続時間は、複数の局所的に堆積された金属部分を形成するように選択されるが、箔を完全にはアブレーションしない。パワー、波長、及び／又はパルス持続時間は、金属箔の組成、溶融温度、及び／又は厚さに基づいて選択／調整されることができる。一例では、レーザーは、約２５０ｎｍから約２０００ｎｍの波長（２５０ナノメートルから３００ナノメートル、２７５ナノメートルから４００ナノメートル、３００ナノメートルから５００ナノメートル、４００ナノメートルから７５０ナノメートル、５００ナノメートルから１０００ナノメートル、７５０ナノメートルから１５００ナノメートル、又は１０００ナノメートルから２０００ナノメートルなど）を有し、レーザーピークパワーは、５×１０＋４Ｗ／ｍｍ２を超え、レーザーは、約１ｋＨｚ及び約１０ＭＨｚのパルス周波数のパルスレーザーである（１ｋＨｚから１０００ｋＨｚ、５００ｋＨｚから２０００ｋＨｚ、１０００ｋＨｚから５０００ｋＨｚ、２０００ｋＨｚから７５００ｋＨｚ、又は５０００ｋＨｚから１０ｍＨｚなど、約１ｋＨｚから約１０ＭＨｚなど）。パルス持続時間は、１ｆｓから２５０ｆｓ、１００ｆｓから５００ｆｓ、２５０ｆｓから７５０ｆｓ、５００ｆｓから１ｎｓ、７５０ｆｓから１００ｎｓ、１ｎｓから２５０ｎｓ、１００ｎｓから５００ｎｓ、２５０ｎｓから７５０ｎｓ、５００ｎｓから１０００ｎｓ、７５０ｎｓから１５００ｎｓ、１０００ｎｓから５０００ｎｓ、１５００ｎｓから１００００ｎｓ、５０００ｎｓから１０００００ｎｓ、１００００ｎｓから５０００００ｎｓ、及び１０００００から１ｍｓなど、１ｆｓから１ｍｓの間とすることができる。レーザーは、ＩＲ、緑色又はＵＶレーザーとすることができる。特定の例では、レーザービームは、２０〜３０μｍ、２５〜４０μｍ、及び３０〜５０μｍなど、約２０から約５０μｍの幅を有する。
【００５６】
一実施形態では、太陽電池ストリングを製造する方法は、基板内又は基板上に半導体領域を形成することを含む。別の実施形態では、基板には、基板内又は基板上に半導体領域が設けられる。半導体領域上に介在層を形成することができ、介在層は、半導体領域の一部を露出する開口部を有する。金属箔を介在層上に配置し、介在層の開口部の上、開口部の部分的に上、開口部のからオフセットした、又は開口部に隣接した位置でレーザービームに曝すことができる。金属箔をレーザービームに曝すことにより、半導体領域に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成し、各導電性コンタクト構造は、局所的に堆積された金属部分を含む。実施形態では、方法は、介在層の開口部上の位置に金属箔をレーザースパッタリングすることを含むことができる。レーザースパッタリングは、半導体領域に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成することができる。
【００５７】
理論に拘束されるものではないが、金属箔をレーザービームに曝露することにより達成される上述した局所的な金属堆積は、金属箔のレーザー照射部分の部分的又は完全な溶融により、金属箔の部分的又は完全なアブレーションとそれに続くウェハ表面上への再堆積により、及び／又は金属箔のレーザー堆積及びパターニングプロセス中の金属箔の部分のレーザースパッタリングにより達成されることができる。一例では、金属箔の第１の部分は、レーザービームに曝され、続いてウェハ表面上に堆積されると同時に、ソース金属箔層をパターニングする。さらに、特定の実装は、レーザー照射に曝されていない金属箔の隣接する第２の部分に完全に又は少なくとも部分的に接続された金属箔のこれらの第１の部分をもたらす。第１の部分と第２の部分との間の金属箔の領域は、第１の部分からの第２部分の分離を促進して別個の導電経路を形成する（第２の部分と比較して）比較的弱い物理的構造を有することができる。
【００５８】
太陽電池用の金属層の従来の金属堆積及びパターニングは、金属堆積用の真空チャンバー又は金属めっき用の化学浴の使用を含むことができる。堆積した金属を除去する必要がある領域を特定するために、通常、１回以上のパターニング動作も実行される。対照的に、開示されたメタライゼーション手法は、単一のプロセス動作で金属堆積及びパターニングを効果的に達成し、以前に必要とされたプロセスの必要性を排除又は排除する。しかしながら、従来の金属堆積に加えて（例えば、その後）、ＬＡＭＰ技術を使用することができる。
【００５９】
本明細書に記載されるいくつかの実装は、光学リソグラフィーを使用する（及び関連するエッチングプロセスの省略）場合よりもコストが低く高速なメタライゼーションと、スクリーン印刷に比べて特徴幅が小さくてアスペクト比が高い潜在的により正確なパターニングとを提供することができる。ＬＡＭＰ技術は、レーザーを介した単一の動作プロセスで安価な金属箔を使用して、基板上に金属を直接堆積及びパターニングすることを可能にし、競合する技術に比べて大幅なコスト上の優位性を示す。ＬＡＭＰ技術はまた、比較的小さな特徴の製造も可能にする。具体的には、スクリーン印刷を使用して通常形成される構造と比較して、より狭いピッチ及びより高い効率を達成することができる。一例では、スクリーン印刷された導電性接点は、最大５０ミクロンの厚さ及び５０ミクロンの最小特徴サイズを有する銀ペーストを含むことができる。対照的に、ＬＡＭＰ技術は、約１ナノメートルから２０ミクロンの厚さ及び約２５ミクロンの最小特徴サイズをもたらすことができる。堆積厚さは、ソース材料の初期厚さ及びレーザー状態によって制御されることができる。堆積された厚さは、ソース材料の厚さの約５％から約２５％の範囲とすることができる。ソース材料の厚さは、ＬＡＭＰに必要なレーザー状態（特に、パルス持続時間）を部分的に制約する。ソース材料の厚さは、ＬＡＭＰに必要なレーザー状態（特に、パルス持続時間）を部分的に制約する。一実施形態では、金属ソース材料は、約１ｎｍから１μｍの範囲の厚さを有することができる。一例では、レーザー支援メタライゼーションプロセス（ＬＡＭＰ）の実行は、ピコ秒レーザー又はフェムト秒レーザーを使用して薄いソース材料から薄いポリマー又は膜に金属をスパッタリングすることを含むことができ、薄いソース材料は、約１ｎｍから１μｍの範囲の厚さを有することができる。実施形態では、金属ソース材料は、１μｍから１０μｍ、５μｍから２５μｍ、１０μｍから５０μｍ、２５μｍから７５μｍ、又は５０μｍから１００μｍなど、１μｍから１００μｍの範囲の厚さを有することができる。一例では、レーザー支援メタライゼーションプロセス（ＬＡＭＰ）の実行は、ピコ秒レーザー又はフェムト秒レーザーを使用して金属箔から基板に金属をスパッタリングすることを含むことができ、金属箔は、約１μｍから１００μｍの範囲の厚さを有することができる。開示されたＬＡＭＰ技術の様々な実装では、ＬＡＭＰ前後の金属の厚さのパラメーターは、表１に記載されたようなものである。
【００６０】
【表１】
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その他の利点は、半導体特徴のメタライゼーションのために、銀の使用をより安価なアルミニウム（アルミニウム箔の形態）に置き換える実行可能なアプローチを提供することを含む。更にまた、ＬＡＭＰ技術によって堆積されたアルミニウムは、スクリーン印刷された銀とは対照的に、その多孔性に起因してより高い電気抵抗を有する、純粋なモノリシック金属とすることができる。表１の例に加えて、金属箔としてアルミニウムを利用する様々な例では、太陽電池は、約１ｎｍ〜５００μｍの厚さのアルミニウムの層（又は複数の層）を有することができる。金属箔は、約９７％を超える量のアルミニウムと、約０〜２％の範囲の量のシリコンとを含むことができる。
【００６１】
例示的なアルミニウム（Ａｌ）金属箔は、約１〜１００μｍの範囲、例えば、１〜１５μｍ、５〜３０μｍ、１５〜４０μｍ、２５〜５０μｍ、３０〜７５μｍ、又は５０〜１００μｍの範囲の厚さを有する。Ａｌ金属箔は、これらに限定されるものではないが、Ｆ級（製造されたままの状態）、Ｏ級（十分に柔らかい状態）、Ｈ級（延伸硬化された状態）又はＴ級（熱処理された状態）など、テンパー級の金属箔とすることができる。アルミニウム金属箔は、陽極酸化されていてもされていなくてもよく、１つ以上のコーティングを含むことができる。多層金属箔も使用できる。例示的な金属箔は、アルミニウム、銅、スズ、タングステン、マンガン、シリコン、マグネシウム、亜鉛、リチウムの金属箔、及び積層された層内又は合金としてのアルミニウムを有する又は有しないそれらの組み合わせを含む。
【００６２】
別の例では、金属を形成して半導体装置（例えば、太陽電池）用の金属層をパターニングする動作は、最初に、従来の技術又はＬＡＭＰ技術により基板（例えば、金属シード層）上に第１の金属層を形成することと、第１の金属層上に第２の金属層（アルミニウム箔など）を配置することと、例えば、レーザーを使用して、第１の金属層の一部を第２の金属層に結合することと、を含むことができる。金属シード層は、堆積されたスズ、タングステン、チタン、銅、及び／又はアルミニウムの層を含むことができる。スパッタリングプロセスを使用して、金属シード層を堆積させることができる。金属シード層は、０．０５から５０ミクロンの範囲の厚さを有することができる。
【００６３】
太陽電池は、パターニングされたバックシート、封入剤、及び／又は着色された（顔料を含有する）裏側封入剤を含むことができる。金属箔は、太陽電池の端と金属箔との間の、（それらのギャップにまたがる）隣接する太陽電池間のギャップ領域に配置されるテープなどのマスキング又はクローキング材料を使用して隠されることができる。金属箔はまた、正面から見たときに太陽電池から容易に見えない又は区別できないように（すなわち、金属箔はマスキング又はクローキングされる）、陽極酸化されるか、又は他の方法で着色されて、太陽電池と一致させることができる。金属箔はまた、例えば、ＬＡＭＰ前処理及び／又はＬＡＭＰ後処理のために金属箔を基板に接着するために、接着剤を含むことができる。代替的又は追加的に、基板は、ＬＡＭＰ前処理及び／又はＬＡＭＰ後処理の金属箔を固定するための接着剤を含む。誘電体材料、例えば、損傷緩衝材料（ＤＢＭ）、又は酸化物材料もまた、基板と金属箔との間に配置されることができる。
【００６４】
上述した堆積及びパターニングプロセスの後、金属層のソースの残余物を後続のプロセスで除去することができる。例えば、レーザービームに曝されていない金属箔の部分が除去される（すなわち、非堆積金属箔が除去される）。そのような一実施形態では、レーザービームに曝されていない金属箔の少なくとも一部を除去することは、レーザービームに曝されていない金属箔の全ての部分を除去することを含むことができる。さらなる例では、金属箔の一部は、別のレーザービームなどの後に適用されるレーザービームに曝される、及び／又は異なる特性（例えば、パワー、周波数など）を有するレーザーに曝される。この後続の処理は、非堆積金属箔を除去する目的で、金属箔のさらなるパターニングを提供することができる。特定の実装では、ＬＡＭＰ技術は、基板上に金属層を形成するために、連続するステップにおいて基板上で繰り返される。特に、第１の箔は、第１のＬＡＭＰ技術を受けて、基板の第１の部分又は領域上に第１の導電性コンタクト構造を形成し、第２の箔は、基板の第２の部分又は領域上で第２のＬＡＭＰ技術を受ける。この第２のＬＡＭＰ技術は、第１のＬＡＭＰ技術を受けなかった第１の箔の部分が除去された後に起こることができ、第２の部分又は領域は、第１の箔のこれらの部分が除去された基板の領域上に配置されることができる。同様に、第２のＬＡＭＰ技術を受けなかった第２の箔の部分を除去することができ、第３、第４なども同様である。ＬＡＭＰ技術は、基板上に金属層を形成するために連続的に実行されることができる。この実装は、基板上の金属特徴などの他の特徴への形状又は近接のために、箔の除去対象部分を除去することが難しい例において使用されることができる。
【００６５】
一例では、金属箔の非局所的に堆積された部分が除去され、それにより、基板上に堆積された金属箔の部分から、ＬＡＭＰ技術を受けなかったバルク金属箔を物理的に分離、破壊又は引き裂くことによって形成されたエッジ特徴などのエッジ特徴を有する金属箔の局所的に堆積された部分をもたらすことができる。エッジ特徴は、引き裂かれたエッジ又は鋭い引き裂かれたエッジを含むことができる。一例では、金属（この例ではアルミニウム箔）の第１の部分は、ＬＡＭＰ技術によって太陽電池の表面に堆積又は直接固定されるが、金属の第２の部分（第１の部分に隣接）は、ＬＡＭＰ技術に供されず、太陽電池の表面に堆積又は直接固定されない。金属箔の第１及び第２の部分は互いに取り付けられ、それらの間の領域は、この領域、好ましくは第１の部分を堆積した同じプロセスステップにおける同じＬＡＭＰ技術を弱めるためにパターニングされることができる。第２の部分は除去され、第１の部分から物理的に分離されるか又は引き裂かれて離され、第１の部分の側面に沿ったエッジ構造をもたらす。このエッジ構造又はフィーチャーは、外観が鋭利であるか及び／又は引き裂かれることができ、溶接、はんだ付け、めっき又は基板への金属の他の堆積から残されるメタライゼーション特徴の丸い又は湾曲したエッジとは異なる。エッジ構造はまた、後続のステップにおいて研磨されて鋭い又は粗い特徴を除去することもできる。
【００６６】
箔をレーザービームに曝すことはまた、従来のメタライゼーション手法と比較した場合に、レーザービームが箔に接触した「Ｕ字型」構造又は谷の形成など、固有の他の特徴を形成することができる。「Ｕ字型」の幅は、使用されるレーザービームの幅とほぼ同じである。実施形態では、導電性コンタクト構造は、導電性コンタクト構造からレーザービームに曝されていない金属箔の領域に延びるエッジ部分によって、少なくとも一時的に、レーザービームに曝されていない領域が除去されるまで接続される。
【００６７】
一例では、金属箔をレーザービームに曝すことにより、例えば箔及び／又は基板上などの太陽電池上にスパッタ又はスパッタ特徴を形成する。そのようなスパッタ特徴は、太陽電池がＬＡＭＰ技術を使用して形成されたかどうかを判定するために使用されることができる。いくつかの例では、スパッタ特徴を少なくとも金属箔から除去して、例えば、レーザービームに曝されていない箔を除去するために使用されるキャリアシート、又は太陽電池、太陽電池ストリング、又は相互接続、他のセルから延びる箔、又は太陽電池、太陽電池ストリング、若しくはより高次の構造の他の電気的又は非電気的に接続されたコンポーネントなどのより高次の構造の他のコンポーネントなどの、箔への第２の材料の結合を容易にすることができる。そのようなスパッタは、研磨又はエッチングによって除去されることができる。
【００６８】
レーザー支援メタライゼーションを繰り返して、金属の厚さを増やす目的で（例えば、導電性や構造上の目的で）多層金属箔構造を構築し、第１の金属箔層の非堆積部分の除去を容易にすることができる。具体的には、金属箔、ワイヤ、又はテープなどの第２の金属ソースは、第１の金属箔の上に配置されることができ、第２の金属ソースは、半導体領域に局所的に堆積（すなわち、直接電気的に接続）されていない第１の金属箔の位置にわたって選択された場所においてレーザービームに供され、それにより、第２の金属ソースを第１の金属箔に溶接又は結合する。その後の第２の金属ソースの機械的除去により、基板上の半導体領域に局所的に堆積されていない第１の金属箔の領域が選択的に除去される。
【００６９】
更に、第２の金属ソースは、追加の金属の厚さが電気伝導に有益であるバスバーの構築などのために、太陽電池の全体又は一部に追加のメタライゼーションの厚さを提供するために使用される。ここで、第２の金属ソースは、局所的に堆積されていない第１の金属箔の位置及び／又は第１の金属箔が半導体領域に局所的に堆積されるのと同じ又はほぼ同じ位置にわたって選択された場所において、レーザーを介して第１の金属箔に結合されることができる。このプロセスは、隣接する太陽電池間の相互接続領域に制限されることも、隣接する太陽電池のストリング全体に適用することもできる。
【００７０】
更に、第２の金属ソースは、第１の金属箔から、又は従来のメタライゼーション技術によって形成されるような、局所化されたメタライゼーションの領域又は部分を含む太陽電池基板上に配置される。第２の金属ソースは、選択された領域の局所的なメタライゼーションに結合され、これらの選択された領域に追加のメタライゼーションを提供する。一例では、第２の金属ソースは、いくつかの領域で金属の厚さを増加させるとともに、他の領域で第１の金属箔の局所的に堆積されていない部分を除去するキャリアシートとして使用されるようにパターニングされる。タッキングプロセスを使用して、第２の金属ソースを第１の金属箔に結合することができる。タッキングプロセスは、レーザー、熱圧着（例えば、スパイク、スパイクローラー、ポーキュパインローラー、又は釘の床を使用することにより）、又は従来のはんだ付け技術及び溶接技術を使用して実行されることができる点溶接又はスポット溶接のアレイの形成を含む。第２の金属ソースはまた、導電性接着剤を使用して第１の箔に結合されることができる。別の実施形態では、キャリアは、絶縁体、防湿層、保護層などとして使用できるプラスチック、ポリマー、及び／又は膜である。
【００７１】
実施形態では、基板は、複数のドープ領域を有することができる。実施形態では、複数のドープ領域は、第１のドープ領域、第２のドープ領域などと呼ぶことができる。一例では、第１のドープ領域は、Ｎ型半導体領域を含むことができ、第２のドープ領域は、Ｐ型半導体領域を含むことができる。一例では、基板は、複数のＮ型半導体領域及びＰ型半導体領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、Ｎ型半導体領域及びＰ型半導体領域は、交互のＮ型半導体領域及びＰ型半導体領域とすることができる。実施形態では、交互に配置されたＮ型半導体領域及びＰ型半導体領域は、例えばくし型構造フィンガーとして、次々に、又は繰り返し発生するように配置されることができる。
【００７２】
実施形態では、本明細書に記載された方法は、基板内又は基板上方に複数のＮ型半導体領域及びＰ型半導体領域を形成することを含むことができる。また、一例では、太陽電池を製造する方法は、基板の片側内又はその上方に複数のＮ型半導体領域及びＰ型半導体領域を形成することを含むことができる。実施形態では、この方法は、Ｎ型半導体領域及びＰ型半導体領域を基板の表側、裏側又は双方に配置することを含むことができる。
【００７３】
本明細書に開示されるのは、太陽電池のストリング、例えば２つ以上の太陽電池のストリングである。太陽電池は、基板内、基板上に配置されたドープ領域、又はそれらの組み合わせなどのドープ領域を含むことができる。実施形態では、ドープ領域は、Ｎ型導電型又はＰ型導電型を有することができる。実施形態では、ドープ領域は、基板の表側、裏側、又はそれらの組み合わせに配置されることができる。
【００７４】
実施形態では、金属箔は、複数の太陽電池のそれぞれの裏側、表側、又は裏側及び表側の双方の上に配置される。この金属箔は、太陽電池の間まで延び、太陽電池間のギャップ又はスペースを効果的に広げる。一例では、１つの太陽電池の裏側は、金属箔によって別の太陽電池の表側に電気的に接合される。一例では、１つの太陽電池の裏側及び別の太陽電池の裏側に金属箔が付いている。一例では、１つの太陽電池の表側及び別の太陽電池の表側に金属箔が付いている。実施形態では、太陽電池ストリングは、金属箔を太陽電池に電気的に接続する１つ以上のレーザー支援メタライゼーション導電性コンタクト構造を含む。実施形態では、各導電性コンタクト構造は、局所的に堆積された金属部分を含む。
【００７５】
太陽電池は、金属箔、１つ以上の追加の太陽電池、バスバー、及び／又は太陽電池相互接続を電気的に接続するレーザー支援メタライゼーション導電性コンタクト構造の接続を容易にするためのコンタクトパッドを含むことができる。実施形態では、太陽電池ストリングは、第１及び／又は第２の太陽電池に接続された第３、第４、第５などの太陽電池を含む。実施形態では、金属箔は、第１の太陽電池と第２の太陽電池との間で折り畳まれる又は曲げられる。折り畳まれた又は曲げられた金属箔は、応力緩和特徴として機能することができる。
【００７６】
太陽電池ストリングは、上述したような絶縁材料を含むことができ、第１及び／又は第２の太陽電池の選択された側面又はエッジなどの第１及び／又は第２の太陽電池のいずれかから箔の部分を電気的に分離するために使用されることができる。
【００７７】
実施形態では、金属箔は、異なるパターン構成を含むことができる。例えば、金属箔は、第１の太陽電池と第２の太陽電池との間に延在することができ、応力緩和特徴を含むことができる。他の例では、金属箔は、太陽電池及び／又はストリングレベルの追跡、位置合わせなどのための２Ｄバーコードなどの情報を含むことができる。一実施形態では、金属箔は、くし型構造パターン、魚骨パターンなどのパターンを含むことができる。一実施形態では、金属箔は、一方向強度のための波形又はプレテクスチャーなどのテクスチャーを含むことができる。
【００７８】
実施形態では、金属箔は、例えばエッジ特徴及び／又はスパッタ特徴など、上述したようなレーザーメタライゼーションアーチファクトを含む。
【００７９】
太陽電池ストリングの例として、図１Ａ〜図１Ｆは、太陽電池ストリングを製造する方法における動作の側面図を示している。明らかなように、太陽電池ストリングの製造は、多太陽電池ストリングに拡張されることができる（例えば、図５、図９、及び図１０Ａ〜図１３及び図１８Ａ〜図１９Ｂを参照）。更に、例えば、並列及び／又は直列配置のいずれかにおいてストリングの端にバスバー又は他の相互接続を取り付けることにより、多太陽電池ストリングをさらに一体に結合して太陽電池アレイを形成することができることが想定される。
【００８０】
図１Ａを参照すると、太陽電池１２５が提供される。太陽電池１２５は、任意のサイズ又は構成とすることができる。太陽電池１２５は、基板１００内又は基板上の複数の半導体領域に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造１１０を含む。導電性コンタクト構造１１０は、従来のように又は本明細書に開示されて図１４Ａ〜図１４Ｄによって例示されるように金属箔のレーザー堆積プロセスを使用して形成されることができる。更に、金属箔１２０などの金属が提供される。太陽電池１２５は、フロントコンタクト及び／又はバックコンタクト（例えば、くし型構造バックコンタクト）太陽電池とすることができる。一例では、バックコンタクト太陽電池の場合、導電性コンタクト構造１１０を形成する必要はない。
【００８１】
図１Ｂを参照すると、金属箔１２０は、太陽電池１２５の裏側１３１の上に配置され、図１Ｃに示されるように、金属箔１２０は、太陽電池１２５の裏側１３１上の位置においてＬＡＭＰ技術のレーザービーム１０８に曝される。金属箔１２０をレーザービーム１０８に曝すことにより、基板１００の裏側１３１に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造が形成される。導電性コンタクト構造は、基板１００の領域を金属箔１２０に電気的に接続し、基板１００から金属箔１２０への電子の流れを可能にする。導電性コンタクト構造は、基板１００の裏側１３１に、パターンで均一に分布させることができ、ランダムに又は別の方法で分布させることができる。金属箔１２０は、接続の極性に応じて、基板１００との間で電気を伝導することができる。金属箔１２０は、例示的な金属ソースであり、金属箔１２０が最初に基板表面上に配置された後、レーザープロセス、すなわちＬＡＭＰ技術に曝されて金属箔１２０（金属ソース）から基板１００の部分の上に金属を堆積させるため、局所ソースと呼ばれる。
【００８２】
金属箔の部分は、レーザー照射を受けていない金属箔の隣接部分に完全に又は少なくとも部分的に接続される。金属箔１２０と基板１００との間の垂直方向の電気的接続を作成することに加えて、金属箔は、基板１００の裏側を横切る水平面全体にわたってバルク導電性を提供し、基板１００の裏側に連続的な導電性表面を提供することができる。また、金属箔１２０は、図１４Ａ〜図１４Ｄを参照して同様に説明されるように、局所的な金属堆積及び／又はパターニングに使用されることができ、（例えば、基板１００の裏側が両面太陽電池の場合のように光を収集するために使用される場合）金属箔１２０の一部を除去することができる。電気的に取り付けられた金属箔１２０を含む太陽電池１２５は、太陽電池ストリングのさらなる製造に使用されることができ、金属箔１２０の一部は、基板１００のエッジを越えて延びる。
【００８３】
図１Ｄを参照すると、金属箔１２０は、基板１００の裏側１３１に電気的に接続され、金属箔１２０は、曲げ又は折り畳みなどの操作が可能であり、その結果、太陽電池１２５の端部から突出する金属箔１２０の端部は、隣接する太陽電池の表側１３２の金属化部分の上に配置されることができる。金属箔１２０は、リボンの形態の連続シート又は一連のストリップとすることができる。
【００８４】
図１Ｅを参照すると、２つ（又は図５に示されるようにそれ以上）の太陽電池が互いに隣接して、第１又は左の太陽電池１２５ａから突出する金属箔１２０が第２又は右の太陽電池１２５ｂの金属化部分の上に延びるように配置されている。金属箔１２０は、太陽電池１２５ａと１２５ｂとの間の電気伝導に十分な長さで左から右に延び、この点で最小化されることができる。別の実装では、金属箔１２０は、太陽電池１２５ｂの表側１３２の全体を覆うのに十分な長さで左から右に延びる。したがって、金属箔１２０の同じ部分を使用して、太陽電池１２５ａの裏側１３１と太陽電池１２５ｂの表側１３２の双方に導電性コンタクト構造を形成することができ、これは、ＬＡＭＰの単一の又は連続的な適用で達成されることができ、局所的に堆積された金属を裏側１３１及び／又は表側１３２からパターニング及び除去することを含むことができる。
【００８５】
図１Ｆを参照すると、導電性結合部１１５が、太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０上の位置に形成され、金属箔１２０を太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０に電気的に接続する。導電性結合部１１５は、導電性コンタクト構造１１０を金属箔１２０に電気的に接続し、電子の流れを可能にする。導電性結合部１１５は、金属箔１２０上にパターンで均一に分布させることができ、ランダムに、又は別の方法で分布させることができる。金属箔１２０をレーザービームに曝して、金属箔１２０を太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０に電気的に接続する複数の導電性コンタクト構造を形成することができ、これにより、溶接又は他の電気的結合構造をもたらすことができる。あるいは、他の結合機構を使用して、金属箔１２０を既存の導電性コンタクト構造１１０に接続することができる。図１Ａ〜図１Ｆに示される方法及び構造は、図５に示されるような複数の太陽電池１２５から太陽電池ストリングを形成するために繰り返されることができる。
【００８６】
図１Ａ〜図１Ｆに示されるプロセスステップは、単一の動作で、又は示されているものとは異なる順序で実行されることができる。図１Ｃに示されるプロセスを実行するが、図１Ｆに示されるプロセスにおいて１２５に対してはんだ付け、溶接又は接着剤１２０による接着など、他のステップも実行することができる。一例では、金属箔１２０を太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０に結合するために結合プロセスを実行することができる。さらなる例では、結合プロセスは、本明細書に記載されるようなレーザープロセスを含むことができる。結合は、上述したような溶接プロセスを含むことができる。結合はまた、熱圧着結合、はんだ付け、又は導電性接着剤の使用とすることができる。更に、例えば、ストリングの端部にバスバーを並列及び／又は直列配置で取り付けることにより、複数の太陽電池ストリングを互いに結合して太陽電池アレイを形成することができる。再び図１Ａ〜図１Ｆを参照すると、記載されたプロセスは、連続する箔を用いて繰り返されて、それぞれが基板上の個別の領域である基板の異なる部分、例えば、基板の第２、第３などの部分又は領域に導電性コンタクト構造を形成することができる。
【００８７】
図２は、本開示の実施形態にかかる、太陽電池の製造方法における様々な動作を表すフローチャート２１００である。動作２１０４において、方法は、第１の太陽電池を提供することを含む。動作２１０６において、方法は、第１の太陽電池の一部の上に金属箔を配置することを含む。動作２１０８において、方法は、金属箔をレーザービームに曝すことを含み、金属箔をレーザービームに曝すことは、第１の太陽電池に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成する。動作２１１０において、方法は、第２の太陽電池を提供することを含む。動作２１１２において、方法は、第２の太陽電池の一部の上に金属箔を配置することを含む。動作２１１４において、方法は、金属箔を第２の太陽電池に結合することを含むことができる。実施形態では、動作２１１４において、結合は、金属箔をレーザービームに曝すことを含むことができ、金属箔をレーザービームに曝すことは、第２の太陽電池に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成する。実施形態では、結合は、レーザー溶接又は誘導溶接などの溶接プロセスを含むことができる。実施形態では、結合は、熱圧着プロセスによって実行される。実施形態では、結合は、導電性接着剤によって達成される。任意の動作２１１６において、方法は、太陽電池のストリングを、例えばストリングの端部において、基板から延びる箔、バスバー、及び／又はねじ付き金属箔リボンに接続することを含むことができ、いくつかの例では、本明細書に記載されるＬＡＭＰ技術に供される。他の例では、太陽電池のそれぞれのストリングの箔は、例えば、溶接、はんだ付け、熱圧縮によって、又は導電性接着剤によって一体に結合されることができる。必要に応じて、又はそれに加えて、方法は、レーザービームに曝されていない金属箔の少なくとも一部を除去することを含む。必要に応じて、又はそれに加えて、方法は、レーザービームに曝されていない金属箔からスパッタ特徴を除去することを含む。必要に応じて、又はそれに加えて、方法は、基板内又は基板上に複数の半導体領域を形成することを含む。上述した動作は、例えば、連続する箔を用いて繰り返すことができる。
【００８８】
別の例として、図３Ａ〜図３Ｂは、太陽電池ストリングを製造する側面図を示している。
【００８９】
図３Ａを参照すると、太陽電池１２５ａが提供される。太陽電池１２５ａは、裏側メタライゼーションを含まない又は必ずしも含まない任意のサイズ又は構成とすることができる。実施形態では、太陽電池１２５ａは、本明細書に記載され且つ図１４Ａ〜図１４Ｄによって例示された方法（例えば、ＬＡＭＰ技術）によって製造されるものである。太陽電池１２５ａは、基板１００内又は基板上の複数の半導体領域に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造１１０を含む。実施形態では、半導体領域は、基板１００内又は基板上にＮ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域を含むことができる。導電性コンタクト構造１１０は、従来のように、又は本明細書に開示されるような金属箔のレーザー堆積プロセスを使用して形成されることができる。図１Ａ〜図１Ｆに示す例とは異なり、この例では、第２の太陽電池１２５ｂもまた、金属箔を第１の太陽電池１２５ａに接続する前に提供される。したがって、第１の金属箔１２０ａがさらに提供される。金属箔１２０ａは、図３Ａに示されるように予め折り畳まれることができ、又はそれは展開されることができる。箔１２０ａは、真空、熱などを介して第１の太陽電池１２５ａに接着されることができる。位置合わせ方法を使用して、１２０ａを１２５ｂに位置合わせすることができる。同様に、第２の金属箔１２０ｂを設けることができ、真空、熱などを介して第２の太陽電池１２５ｂに接着することができる。
【００９０】
図３Ｂを参照すると、金属箔１２０ａは、太陽電池１２５ａの裏側１３１の上、及び第２の隣接する太陽電池１２５ｂの表側１３２のエッジ部分の上に配置されることができる。２つの太陽電池１２５ａ及び１２５ｂは、金属箔１２０ａが第１の太陽電池１２５ａの基板１００の下にあり、（例えば、示されるように）太陽電池１２５ｂの金属化部分上に、あるいは、太陽電池１２５ｂ上に直接延びるように、互いに隣接して配置されることができる。導電性結合部１１５は、太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０上の位置に形成され、金属箔１２０ａを太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０に電気的に接続する。導電性結合部１１５は、導電性コンタクト構造１１０を金属箔１２０ａに電気的に接続し、電子の流れを可能にする。導電性結合部１１５は、金属箔１２０ａ上にパターンで均一に分布させることができ、又は別の方法で分布させることができる。実施形態では、金属箔１２０ａは、１０８においてレーザービームに曝されて、金属箔１２０ａを太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０に電気的に接続する複数の導電性コンタクト構造を形成する。導電性コンタクト構造は、導電性コンタクト構造１１０を金属箔１２０ａに電気的に接続し、電子の流れを可能にする。導電性コンタクト構造は、金属箔１２０ａ上にパターンで均一に分布させることができ、ランダムに、又は他の方法で分布させることができる。
【００９１】
例示的な実装では、太陽電池１２５ａ及び１２５ｂは、表側１３２の表電極として従来のメタライゼーションパターン（金属インク、金属ペースト及びワイヤ又はアルミニウム、銀、銅など）を備え、裏側１３１には裏電極がない。この例では、金属箔（例えば、太陽電池１２５ｂの金属箔１２０ｂ）は、金属箔と太陽電池１２５ａ及び１２５ｂの裏側１３１上の半導体領域との間に金属構造が介在することなく、太陽電池１２５ａ及び１２５ｂの裏電極として機能する。金属箔１２０ａは、接続の極性に応じて、太陽電池１２５ｂへ、又は太陽電池１２５ｂから電気を伝導することができる。また、示される太陽電池ストリングを形成するために、異なる手順及びステップを実行することができる。例えば、自動又は手動のいずれかの位置合わせ方法を使用して、別の太陽電池に隣接する１つの太陽電池の位置を特定することができる。また、一例では、ステップは、複数の太陽電池の表側、裏側、又は表側及び裏側の双方にレーザー堆積プロセスを実行する。示されているように、太陽電池ストリング内の太陽電池は、直列に接続されることができるが、太陽電池ストリング内の太陽電池はまた、並列に、又は直列及び並列の双方に接続されることもできる。
【００９２】
別の例として、図４は、太陽電池ストリングを製造する側面図を示している。基板１００ａ内又は基板上方の複数の半導体領域に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を含まない太陽電池１２５ａが提供される。基板１００ｂ内又は基板上の複数の半導体領域に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を含まない第２の太陽電池１２５ｂも提供される。第１の金属箔１２０ａが提供され、図４に示されるように予め折り畳まれることができ、又は、折り畳まれていない向きで提供され、第２の太陽電池１２５ｂを配置した後に折り畳まれることができる。
【００９３】
箔１２０ａは、真空、熱などを介して第１の太陽電池１２５ａに配置されることができる。位置合わせ方法を使用して、１２０ａを１２５ｂに位置合わせすることができる。同様に、第２の金属箔１２０ｂを提供することができ、真空、熱などを介して第２の太陽電池１２５ｂに配置されることができる。金属箔１２０ａは、太陽電池１２５ａ及び第２の隣接する太陽電池１２５ｂの裏側１３１の上に配置されることができる。２つの太陽電池１２５ａ及び１２５ｂは、金属箔１２０ａが第１の太陽電池１２５ａの基板１００の下にあり、太陽電池１２５ｂの基板１００ｂ上に延びるように、互いに隣接して配置されることができる。
【００９４】
金属箔１２０ａは、ＬＡＭＰ技術に従って、導電性コンタクト構造１１０及び太陽電池１２５ｂ、並びに基板１００上の太陽電池１２５ａの裏側１３１の位置において、レーザービーム１０８に曝されることができる。金属箔１２０ａをレーザービーム１０８に曝すと、以前に開示されたプロセス及び結果として得られる構造に従って、金属箔１２０ａを太陽電池１２５ａの基板１００ａの裏側１３１に電気的に接続する複数の導電性コンタクト構造と、金属箔１２０ａを太陽電池１２５ｂの基板１００ｂに電気的に接続する複数の導電性コンタクト構造とを形成する。導電性コンタクト構造は、基板１００ａの領域及び基板１００ｂの領域を金属箔１２０ａに電気的に接続し、接続の極性に応じて、基板１００ａ及び基板１００ｂへの又はこれらの基板からの電子の流れを可能にする。
【００９５】
図５は、本明細書に記載の方法及び実施形態に従って形成されることができる、金属箔１２０を利用する太陽電池１２５の例示的なストリング１７５を示している。例示的な太陽電池ストリングでは、５つの太陽電池があるが、太陽電池ストリングに接続された２、３、４、５、６、７、８、９、１０又はそれ以上の太陽電池があり得る。例えば、より大きな太陽電池から分離されて作製された太陽電池のストリップを利用するハイパーセル実装では、５０又は７５以上の太陽電池ストリップがＬＡＭＰ技術を利用して相互接続されることができる。
【００９６】
追加の例として、図６は、介在する絶縁体を有する太陽電池ストリング（２つのセル）の側面図を示している。
【００９７】
図６を参照すると、太陽電池１２５ａ及び１２５ｂは、図１Ａ〜図１Ｆに関して上述したように提供される。金属箔１２０ａは、太陽電池１２５ａの裏側１３１の上に配置される。金属箔１２０ａは、いくつかの実施形態では、２つの太陽電池１２５ａ及び１２５ｂが接続及び／又は設置されるときに、絶縁材料１２２が、金属箔１２０ａと、第１の太陽電池１２５ａに電気的に接続された第２の太陽電池１２５ｂとの間の短絡を抑制することができるように、金属箔１２０ａ上に配置及び／又は位置決めされる絶縁材料１２２を含む。図１Ａ〜図１Ｆに関して上述したように、金属箔１２０は、太陽電池１２５ａの裏側１３１の上の位置においてレーザービームに曝され、基板１００の領域を金属箔１２０ａに電気的に接続する基板１００の裏側１３１に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成する。導電性結合部１１５は、太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０上の位置に形成されて、以前に開示された方法で、金属箔１２０ａを太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０に電気的に接続することができる。
【００９８】
追加の例として、図７は、複数の介在する絶縁体を有する太陽電池ストリング（２つのセル）の側面図を示している。図７を参照すると、太陽電池１２５ａ及び１２５ｂは、図１Ａ〜図１Ｆに関して上述したように提供される。金属箔１２０ａは、太陽電池１２５の裏側１３１の上に配置される。図７を参照すると、金属箔１２０は、太陽電池１２５ａの裏側１３１の上に配置される。金属箔１２０は、いくつかの実施形態では、２つの太陽電池が接続及び／又は設置されるときに、絶縁材料１２２及び１２４が、金属箔１２０ａと第１の太陽電池１２５ａ又は第１の太陽電池１２５ａに電気的に接続された第２の太陽電池１２５ｂとの間の短絡を抑制することができるように、金属箔１２０ａ上に配置及び／又は位置決めされる絶縁材料１２２及び１２４を含む。図１Ａ〜図１Ｆに関して上述したように、金属箔１２０は、太陽電池１２５ａの裏側１３１の上の位置においてレーザービームに曝され、基板１００の領域を金属箔１２０ａに電気的に接続する基板１００の裏側１３１に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成する。導電性結合部１１５は、太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０上の位置に形成されて、以前に開示された方法で、金属箔１２０ａを太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０に電気的に接続することができる。
【００９９】
図８Ａを参照すると、太陽電池１２５ａが提供される。太陽電池１２５ａは、以前に提供された裏側メタライゼーションを含まない任意のサイズ又は構成とすることができる。実施形態では、太陽電池１２５ａは、本明細書に記載され且つ図１４Ａ〜図１４Ｄによって例示される方法によって製造されるものである。太陽電池１２５ａは、基板１００内又は基板上の複数の半導体領域に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造１１０を含む。導電性コンタクト構造１１０は、従来の技術を使用して、又は本明細書に開示されるような金属箔のレーザー堆積プロセスを使用して形成されることができる。金属箔を第１の太陽電池１２５ａに接続する前に、第２の太陽電池１２５ｂも提供される。したがって、第１の金属箔１２０ａがさらに提供される。必要に応じて、金属箔１２０ａは、いくつかの実施形態では、２つの太陽電池が接続及び／又は設置されるときに、絶縁材料が、金属箔と第２の太陽電池の裏側１３１又は第１の太陽電池の表側との間の短絡を抑制するように、金属箔上に配置及び／又は位置決めされる絶縁材料１２２及び／又は１２４を含む。金属箔１２０ａは、図８Ａに示されるように予め折り畳まれることができ、又はそれは展開されることができる。箔１２０ａは、真空、熱などを介して第１の太陽電池１２５ａに接着されることができる。位置合わせ方法を使用して、１２０ａを１２５ｂに位置合わせすることができる。同様に、第２の金属箔１２０ｂを設けることができ、真空、熱などを介して第２の太陽電池１２５ｂに接着することができる。
【０１００】
図８Ｂを参照すると、金属箔１２０ａは、太陽電池１２５ａ及び第２の隣接する太陽電池１２５ｂの裏側１３１の上に配置されることができる。２つの太陽電池１２５ａ及び１２５ｂは、金属箔１２０ａが第１の太陽電池１２５ａの基板１００の下にあり、（例えば、示されるように）太陽電池１２５ｂの金属化部分上に、あるいは、太陽電池１２５ｂの真上に延びるように、互いに隣接して配置されることができる。導電性結合部１１５は、太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０上の位置に形成され、金属箔１２０ａを太陽電池１２５ｂの導電性コンタクト構造１１０に電気的に接続する。導電性結合部１１５は、導電性コンタクト構造１１０を金属箔１２０ａに電気的に接続し、電子の流れを可能にする。結合は、以前に開示されたように実行されることができる。
【０１０１】
図９を参照すると、太陽電池ストリングは、いくつかの実施形態では、２つの隣接する太陽電池１２５が接続及び／又は設置されるときに、絶縁材料１２２及び１２４が金属箔１２０と太陽電池との間の短絡を抑制することができるように、金属箔１２０上に配置及び／又は位置決めされる絶縁材料１２２及び１２４を必要に応じて含む、多太陽電池ストリングに拡張されることができる。更に、例えば、並列及び／又は直列配置においてストリングの端にバスバーを取り付けることにより、多太陽電池ストリングをさらに一体に結合して太陽電池アレイを形成することができることが想定される。
【０１０２】
図１０Ａを参照すると、複数の太陽電池１２５は、１つの太陽電池１２５から延びる金属箔１２０が隣接する太陽電池１２５の金属化部分１１０の上に延びることができるように配置される。実施形態では、位置合わせプロセスを実行して、隣接する太陽電池１２５の金属化部分１１０の上に太陽電池１２５及び金属箔１２０を位置合わせすることができる。実施形態では、自動プロセス（例えば、ロボット又は視覚システムを使用する）又は手動プロセスを使用して、隣接する太陽電池１２５の金属化部分１１０の上に金属箔１２０を配置することができる。図１０Ａに示すように、金属箔１２０は、隣接する太陽電池１２０間のギャップを横切って延びるが、他の実施形態では、１つの太陽電池の端部は、隣接する太陽電池を接続する金属箔の部分が重なり合うエッジ部分の間で実質的に覆われるか又は隠されるように、屋根板構成で隣接する太陽電池のエッジ部分と重なり合うことができる。
【０１０３】
図１０Ｂを参照すると、金属箔１２０は、隣接する太陽電池１２５の導電性コンタクト構造１１０の上の位置でレーザービーム１０８に曝される。金属箔１２０をレーザービーム１０８に曝すと、導電性コンタクト構造１１０と太陽電池１２５の金属箔１２０とを電気的に接続する複数の導電性コンタクト構造を形成する。導電性コンタクト構造は、導電性コンタクト構造１１０を金属箔１２０に電気的に接続し、電子の流れを可能にする。導電性コンタクト構造は、金属箔１２０上に均一に分布させ、パターン化し、又は他の方法で分布させることができる。必要に応じて、箔１２０は、太陽電池ストリングを生成するために曲げられるか又は折り畳まれることができる。更に、箔１２０の重複部分を最小化して、得られるセルのストリングの空間効率を最大化することができる。特定の例では、隣接する太陽電池間のギャップは、約１ｍｍである。
【０１０４】
このプロセスを多数の隣接する太陽電池で繰り返すと、非常に長いハイパーセルを形成することができる。例えば、約１インチ×６インチの太陽電池ストリップが各太陽電池１２５に使用される場合、５０、６０、７０、８０、１００以上の太陽電池ストリップのハイパーセルを形成することができる。この例では、隣接する太陽電池ストリップを接合するＬＡＭＰ技術は、太陽電池ウェハ（例えば、それぞれ約６インチの多数の太陽電池ウェハ）を提供し、太陽電池ウェハをレーザースクライビングして太陽電池ウェハのそれぞれから約１インチ幅の太陽電池ストリップを形成し、次に、そのような太陽電池ストリップを劈開してストリップを互いに分離する前プロセスを含むことができる。そして、これらの得られたストリップを位置合わせして、ストリップを金属箔と一体に結合するＬＡＭＰ技術を続行する。
【０１０５】
図１１は、図１０Ａ〜図１０Ｂに示されるものから構築されるさらなる例を示している。図１１は、いくつかの実施形態にかかる、複数の太陽電池１２５の金属箔を、太陽電池１２５の裏側及び／又は表側の上の位置でレーザービーム１０８に曝すことを示している。実施形態では、金属箔１２０が１つの太陽電池１２５から延在し、隣接する太陽電池１２５の半導体基板上に延在するように配置される複数の太陽電池１２５を提供することによって、太陽電池ストリングを形成することができる。金属箔１２０は、レーザービーム１０８又は複数のレーザービーム１０８に曝されて、太陽電池１２５の半導体基板の裏側及び／又は表側に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成することができる。このようにして、金属箔１２０を使用して、例えば、以下に説明するように、隣接する太陽電池１２５の半導体基板の位置を特定し、及び／又は太陽電池ストリングとして電池１２５を接続することができる。実施形態では、本明細書に記載される導電性コンタクト構造は、本明細書に記載され且つ図１４Ａ〜図１４Ｄによって例示される方法によって生成されることができる。実施形態では、図示とは対照的に、第１のレーザービーム１０８又は複数のレーザービーム１０８を太陽電池１２５の表側に適用することができ、その後、第２のレーザービーム又は複数の第２のレーザービーム１０８を太陽電池１２５の裏側に適用することができる。一例では、レーザービーム１０８は、図１１に示すように、別々のステップで、及び／又は１つのプロセスステップで、太陽電池の表側及び裏側に適用することができる。また、レーザービーム１０８は、連続的に適用されることができ、例えば、１つの太陽電池の表側１３２は、レーザービーム１０８に曝されることができ、その後、隣接する太陽電池１２５の裏側１３１は、レーザービーム１０８に曝されることができる、などである。また、任意の順序を使用することができ、例えば、第１の太陽電池１２５の表側１３２をレーザービームに曝すことができ、別の第３の太陽電池１２５の表側１３２をレーザービームに曝すことができ、第２の太陽電池の裏側１３１は、レーザービーム１０８に曝されることができる、などである。
【０１０６】
図１２は、複数の太陽電池１２５の金属箔を、太陽電池１２５の裏側及び／又は表側の上の位置でレーザービーム１０８に曝すことを示している。実施形態では、図１２を参照すると、金属箔１２０が１つの太陽電池１２５から延在し、隣接する太陽電池１２５の半導体基板上のシード層１７７上に延在するように配置される複数の太陽電池１２５を提供することにより、太陽電池ストリングを形成することができる。図示のように、金属箔１２０をレーザービーム１０８又は複数のレーザービーム１０８に曝して、太陽電池１２５のシード層１７７に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成することができる。実施形態では、金属層は、金属シード層とすることができる。一例では、金属シード層は、堆積されたスズ、タングステン、チタン、銅、銀、及び／又はアルミニウムの層を含むことができる。一例では、スパッタリングプロセスを使用して、金属シード層を堆積させることができる。
【０１０７】
金属箔１２０は、レーザービーム１０８又は複数のレーザービーム１０８に曝されて、太陽電池１２５の表側に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造を形成することができる。このようにして、金属箔を使用して、例えば、以下に説明するように、隣接する太陽電池１２５の半導体基板の位置を特定し、及び／又は太陽電池ストリングとして電池１２５を接続することができる。実施形態では、本明細書に記載される導電性コンタクト構造は、本明細書に記載され且つ図１４Ａ〜図１４Ｄによって例示される方法によって生成されることができる。実施形態では、図１１で説明したのと同様に、第１のレーザービーム１０８又は複数のレーザービーム１０８を太陽電池１２５の表側に適用することができ、その後、第２のレーザービーム又は複数の第２のレーザービーム１０８を太陽電池１２５の裏側に適用することができる。一例では、レーザービーム１０８は、図１１に示すように、別々のステップで、及び／又は１つのプロセスステップで、太陽電池の表側及び裏側に適用することができる。また、レーザービーム１０８は、例えば、図１１で説明したのと同様に、順次適用されることができる。また、例えば、図１１で説明したのと同様に、任意の順序を使用することができる。実施形態では、太陽電池１２５をレーザービーム１０８に曝すことを使用して、金属箔１２０を金属シード層１７７に結合することができる。一例では、結合プロセスは、レーザー溶接などの溶接プロセスを含むことができる。
【０１０８】
図１３は、いくつかの実施形態にかかる、太陽電池ストリングの平面図である。示されるように、金属箔１２０は、複数の太陽電池１００を電気的に接続することができる。上述したように、金属箔は、局所的に堆積された金属部分によって太陽電池に電気的に接続されることができる。また、示されるように、金属箔１２０は、１つの太陽電池の下及び隣接する太陽電池の上に配置されることができ、金属箔は、太陽電池ストリング内の太陽電池を接続する。示されるように、金属フィンガー２０１は、金属箔１２０から延びることができるが、いくつかの実施形態では、金属箔は、太陽電池１００のバスバー部分で終わることができ、代わりに別のメタライゼーション構造が延びることができる。一例では、金属箔は、太陽電池１００のバスバー部分の上に配置されることができ、金属ペースト、めっきミール又は別の金属箔は、太陽電池１００の上に金属フィンガーとして延在することができる。金属フィンガー２０１は、ＬＡＭＰ技術によって処理されない金属箔１２０の部分を除去することによって形成されることができる。
【０１０９】
図１４Ａ〜図１４Ｄは、太陽電池を製造する方法の様々な動作ステップにおける例示的な太陽電池の断面図を示している。
【０１１０】
図１４Ａを参照すると、介在層１０２が太陽電池基板１００の上又は上方に形成される。介在層１０２は、その中に開口部１０４を有する。基板の上又は基板上方に介在層を形成することに特に言及しているが、上記の方向は、相対的であり、この介在層は、例えば、基板の表側、裏側、又は表側及び裏側の双方のメタライゼーションのために、選択された基板の裏側、表側、又は裏側及び表側にさえも形成されることができることを理解されたい。
【０１１１】
介在層１０２は、開口部１０４とともに形成される（例えば、堆積されるようにパターニングされる）か、又は開口部１０４は、ブランケット堆積された介在層に形成される。後者の場合、一実施形態では、開口部１０４は、レーザアブレーション及び／又はリソグラフィー及びエッチングプロセスを用いたパターニングによって、介在層１０２に形成される。
【０１１２】
介在層１０２は、基板１００の受光側１０１の反対側の基板１００の裏側に形成されることができる。パッシベーション層及び／又は介在層（例えば、ＡＲＣ）も、基板１００の裏側に形成されることができる。具体的には、介在層１０２は、裏側反射防止層（ＢＡＲＣ）とすることができる。
【０１１３】
受光面１０１は、テクスチャー化された受光面を有することができる。水酸化物ベースの湿式エッチング液を用いて、基板１００の受光面１０１にテクスチャーを形成することができる。粗面化表面は、入射光を散乱させることによって太陽電池の受光面１０１から反射される光の量を減少させる、規則的又は不規則的な形状の表面を有するものである。パッシベーション及び／又は絶縁（例えば、ＡＲＣ）層は、受光面１０１上に形成されることができる。
【０１１４】
この開示は、主にバックコンタクト太陽電池に向けられているが、本明細書に記載される方法及び技術、具体的にはＬＡＭＰ技術は、フロントコンタクト太陽電池などのその他の太陽電池タイプ（例えば、ＰＥＲＣ太陽電池、モノ−ＰＥＲＣ太陽電池、ＨＩＴ太陽電池、ＴｏｐＣｏｎ太陽電池、（ＰＥＲＬ）セル、及びタンデムセル、並びにその他の種類の太陽電池）の基板のメタライゼーションに適用されることができる。
【０１１５】
介在層１０２の開口部１０４は、基板１００内又は基板上方に形成された複数の第１の半導体領域及び第２の半導体領域（例えば、Ｎ型半導体領域及びＰ型半導体領域又はその逆）の一部を含む、基板１００内又は基板上方に形成された複数の半導体領域の一部を露出させることができる。基板１００は、バルク単結晶Ｎ型ドープシリコン基板などの単結晶シリコン基板、又は単結晶太陽電池基板上に配置された多結晶シリコン層などの層とすることができる。基板１００は、その中に／その上に配置されたＮ型ドープ領域及びＰ型ドープ領域を有することができ、それらの一部は、介在層１０２の開口部１０４によって露出される。フロントコンタクト太陽電池の実装では、太陽電池の片側の半導体領域は、同じ導電型（例えば、Ｐ型又はＮ型）のものとすることができる。
【０１１６】
Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域は、約２ナノメートル以下の厚さを有する酸化ケイ素を含むトンネル酸化物層などの誘電体層上に配置されることができる。Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域は、例えばプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）プロセスを使用することにより形成される、多結晶シリコンから形成されることができる。Ｎ型多結晶シリコンエミッタ領域は、リンなどのＮ型不純物でドープされることができ、Ｐ型多結晶シリコンエミッタ領域は、ホウ素などのＰ型不純物でドープされることができる。実施形態では、Ｎ型半導体領域及びＰ型半導体領域は、互いに分離されている。一例では、Ｎ型半導体領域及びＰ型半導体領域は、それらの間に形成されたトレンチ又は固有（又は軽くドープされた）領域を有する。トレンチは、部分的に基板内に延びることができ、介在層１０２によって覆われる。軽くドープされた領域は、Ｎ型半導体領域及びＰ型半導体領域よりも実質的に低いドーピング濃度を有することができる。誘電体層、例えば、トンネル酸化物又は二酸化シリコン層は、Ｎ型半導体領域とＰ型半導体領域との間に配置されることができ、Ｎ型半導体領域とＰ型半導体領域との間に横方向に配置されることができる。
【０１１７】
図１４Ｂを参照すると、金属箔１０６が介在層１０２の上に配置されている。実施形態では、介在層の上に金属箔１０６を配置することは、基板１００の上に金属箔を位置決めすることを含むことができる。一例では、基板１００の上に金属箔１０６を位置決めすることは、基板１００全体を覆うことを含むことができる。実施形態では、図１４Ｂに示すように、金属箔１０６の一部を基板１００の上に配置し、他の部分を離れて配置する、例えば、基板１００から横方向に離れるように延在させることができる。実施形態では、金属箔１０６を基板１００に固定するために、真空及び／又はタッキングプロセスを使用して金属箔１０６を基板１００上の所定の位置に保持することを含む配置プロセスを実行することができる。一例では、配置プロセスは、熱圧縮プロセスを実行することを含む。さらなる例では、ローラーを使用して、基板１００の上に金属箔１０６を位置決め又は配置することができる。実施形態では、真空プロセス、熱圧縮プロセス又は他の同様のプロセスは、金属箔を均一に位置決めして、図示のように、金属箔と基板との間のエアギャップ又はエアポケットを抑制することができる。一例では、ローラーを使用して、金属箔１０６を基板１００上に均一に位置決めすることができる。
【０１１８】
基板１００上に金属箔１０６を配置するときに、金属箔１０６は、太陽電池の表面積よりも実質的に大きい表面積を有することができる。しかしながら、別の実施形態では、金属箔１００を太陽電池の上に配置する前に、大きな箔シートを切断して、基板１００の表面積と実質的に同じ表面積を有する金属箔１０６を提供することができる。金属箔は、例えば、基板１００の上又は上に配置する前又は後に、レーザーカット、ウォータージェットカットなどされることができる。
【０１１９】
図１４Ｃを参照すると、金属箔１０６は、介在層１０２の開口部１０４の上の位置でレーザービーム１０８に曝されて、基板１００内又は基板上方の半導体領域の部分を露出させることができる。実施形態では、金属箔１０６の領域は、介在層１０２の開口部１０４上の少なくとも部分的な位置でレーザービーム１０８に選択的に曝される。いくつかの実施形態では、金属箔１０６は、介在層１０２の開口部１０４のオフセットされた位置、例えば、部分的に上又は上ではない位置で、レーザービーム１０８に曝される。一例では、金属箔１０６は、開口部１０４に隣接する場所でレーザービーム１０８に曝される。
【０１２０】
図１４Ｄを参照すると、金属箔１０６をレーザービーム１０８に曝すことにより、基板１００内又は基板上方の半導体領域に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造１１０を形成する。
【０１２１】
本開示の１つ以上の実施形態によれば、各導電性コンタクト構造１１０は、局所的に堆積された金属部分であるか、又はそれを含む。そのような一実施形態では、金属箔１０６は、ソース又は金属として機能し、金属箔１０６が最初に基板表面に配置されるため、ローカルソースと呼ばれる。次に、金属箔１０６は、金属箔１０６（金属ソース）から基板の一部の上に金属を堆積させるレーザープロセスに曝され、例えば、レーザービームで露光される。結果として生じる局所的に堆積された金属部分は、エッジ特徴のないコンフォーマル構造を提供することができるめっき、溶接、又は熱接合などの他の堆積プロセスによって形成される金属構造と区別できるエッジ特徴を有することができることを理解されたい。
【０１２２】
再び図１４Ｄを参照すると、レーザービーム１０８に曝されていない金属箔１０６の第２の部分又は部分１１２及び１１４は、介在層１０２上に保持されている。描かれているように、部分１１２は中央部分であり、部分１１４はエッジ部分であり、張り出し部分とすることができる。特定の実施態様では、そのような第２の部分は、太陽電池又は介在層１０２に堆積又は固定されない。実施形態では、図１４Ｄの構造は、金属箔１０６の部分１１２及び／又は１１４を除去することなく、太陽電池として実装される。そのような構造は、フロントコンタクト太陽電池の裏側メタライゼーションに使用されることができる。
【０１２３】
再び図１４Ａ〜図１４Ｄを参照すると、金属箔１０６をレーザービーム１０８に曝した後、金属箔１０６の部分１１２及び１１４を除去することができ、部分１１２をレーザービームに選択的に曝すことができる。例示的な構造が図１５Ａ〜図１５Ｃに示される。
【０１２４】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、太陽電池の断面図を示している。図１５Ａに示すように、金属箔の第２の部分を除去すると、介在層１０２内の、基板１００内又は基板上方における複数のＮ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域の部分を露出する場所に、導電性コンタクト構造１１０を残すことができる。図１５Ｂにおいて、導電性コンタクト構造１１０のいずれかの側における鋭い又は引き裂かれたエッジ特徴１１３の形成が示されている。上述したように、これらのエッジ特徴１１３は、レーザービームに曝されていない金属箔の第２の部分の除去から形成される。いくつかの実施形態では、一部の部分１１２及び１１４が除去され、他の部分１１２及び１１４が残る。実施形態では、金属箔１０６をレーザービーム１０８に曝すことは、レーザービームに曝されていない金属箔の全て又は実質的に全ての部分を除去することを含む。
【０１２５】
図１５Ｃは、Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域１０５の位置を示している。図示の実施形態では、Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域１０５は、互いに分離されており、各半導体領域は、２つの導電性コンタクト構造１１０を有する。図示されていない代替例は、半導体領域ごとに１つ、３つ、又はそれ以上の導電性コンタクト構造を含む。一例では、Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域は、それらの間に形成されたトレンチを有することができ、トレンチは、部分的に基板内に延在し、介在層１０２によって覆われる。一例では、Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域は、それらの間の固有又は軽くドープされた領域によって分離されることができ、例えば、軽くドープされた領域は、Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域よりも実質的に低いドーピング濃度を有することができる。いくつかの実施形態では、半導体領域１０５は、いくつかのフロントコンタクト太陽電池の場合と同様に、同じ導電型を有することができ、全てＮ型又はＰ型である。上述したように、導電性コンタクト構造１１０は、記載されているように第２の金属ソースで補強することができると考えられる。
【０１２６】
再び図１４Ａ〜図１４Ｄを参照すると、金属箔１０６にレーザービーム１０８を適用した後、一例では、レーザービーム１０８に曝されていない金属箔１０６の一部１１４のみが除去され、金属箔１０６の一部の部分１１２は保持される。実施形態では、部分１１２は、レーザービーム１０８、又は、異なるレーザー設定／変数で同じレーザーを使用することができる異なる／後続のレーザービームに選択的に曝されることができる。
【０１２７】
図１６は、太陽電池の断面図を示している。図１６に示すように、レーザーは、ＡＲＣ又はＢＡＲＣ層などの介在層１０２の上方に導電性コンタクト構造１１０及び部分１１２を形成する。部分１１４は除去された。Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域１０５の位置。一例では、Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域は、例えば、その間にある軽くドープされた領域１９７によって分離され、例えば、軽くドープされた領域は、Ｎ型半導体領域及び／又はＰ型半導体領域よりも実質的に低いドーピング濃度を有することができる。いくつかの実施形態では、半導体領域１０５は、いくつかのフロントコンタクト太陽電池の場合と同様に、同じ導電型を有することができ、全てＮ型又はＰ型である。上述したように、導電性コンタクト構造１１０は、記載されているように第２の金属ソースで補強することができると考えられる。上述したように、部分１１２は、記載された第２の金属ソースから形成されることができることがさらに考えられる。
【０１２８】
図１７Ａ〜図１７Ｅは、いくつかの実施形態にかかる、本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的な半導体基板を示している。半導体基板は、太陽電池１５２０ａ〜ｅであり、シリコン基板１５２５を含むことができる。シリコン基板１５２５は、洗浄、研磨、平坦化及び／又は薄膜化されるか、又は別の方法で処理されることができる。半導体基板１５２５は、Ｎ型又はＰ型の単結晶又は多結晶シリコン基板とすることができる。太陽電池は、表側１５０２及び裏側１５０４を有することができ、表側１５０２は、裏側１５０４の反対側である。表側１５０２は、受光面１５０２と呼ぶことができ、裏側１５０４は、裏面１５０４と呼ぶことができる。太陽電池は、第１のドープ領域１５２１及び第２のドープ領域１５２２を含むことができる。実施形態では、第１のドープ領域は、Ｐ型ドープ領域（例えば、ホウ素でドープ）とすることができ、第２のドープ領域は、Ｎ型ドープ領域（例えば、リンでドープ）とすることができる。太陽電池１５２０ａ〜ｅは、太陽電池の表側１５０２上に介在層（例えば、反射防止コーティングＡＲＣ）１５２８を含むことができる。太陽電池１５２０ａ〜ｅは、太陽電池の裏側１５０４上に裏側介在層（例えば、裏側反射防止コーティングＢＡＲＣ）１５２６を含むことができる。
【０１２９】
図１７Ａは、本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的なバックコンタクト太陽電池を示している。バックコンタクト太陽電池１５２０ａは、太陽電池１５２０ａの裏側１５０４に配置された第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２を含むことができる。一例では、第１のドープ領域１５２１及び第２のドープ領域１５２２は、ドープされた半導体領域とすることができる。第１のドープ領域１５２１及び第２のドープ領域１５２２は、ドープポリシリコン領域とすることができる。薄い酸化物層１５７３（例えば、トンネル酸化物層）を、第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２と基板１５２５との間に配置することができる。第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２は、代わりに、基板１５２５内に配置することができる。導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、太陽電池１５２０ａの裏側１５０４に配置され、導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２上に局所的に堆積された金属を含む。第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２は、それらの間に形成された分離領域１５７７を有することができる。一例では、第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２は、それらの間に形成されたトレンチを有し、トレンチは、基板内に部分的に延在し、介在層１５６２によって覆われる。トレンチは、固有又は軽くドープされた半導体領域で置き換えることができる。
【０１３０】
図１７Ｂは、いくつかの実施形態にかかる、本明細書に記載される方法、手法又は機器を使用して製造されたバックコンタクト太陽電池１５２０ｂの別の例を示している。バックコンタクト太陽電池１５２０ｂは、太陽電池１５２０ｂの裏側１５０４に配置された第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２を含むことができる。一例では、第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２は、連続層に延びるドープされた半導体領域とすることができる。一例では、第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２は、それらの間の軽くドープされた領域１５７９によって分離され、例えば、軽くドープされた領域は、第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２よりも実質的に低いドーピング濃度を有することができる。実施形態では、薄い酸化物層１５７３（例えば、トンネル酸化物層）を、第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２と基板１５２５との間に配置することができる。特定の実施形態では、第１のドープ領域１５２１及び第２のドープ領域１５２２は、ドープされたポリシリコン領域とすることができる。第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２は、代わりに、基板１５２５内に配置することができる。実施形態では、太陽電池１５２０ｂの裏側１５０４上の導電性コンタクト構造１５１１、１５１２では、導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、ＬＡＭＰ技術を介して形成される第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２上に局所的に堆積された金属を含む。
【０１３１】
図１７Ｃは、いくつかの実施形態にかかる、本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的なフロントコンタクト太陽電池を示している。フロントコンタクト太陽電池１５２０ｃは、太陽電池１５２０ｃの裏側１５０４に配置された第１のドープ領域１５２１を含むことができる。一例では、第２のドープ領域１５２２は、太陽電池１５２０ｃの表側１５０２に配置されることができる。第２のドープ領域１５２２の１つの例が示されているが、第２のドープ領域１５２２の１つ以上を使用することができる。導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、太陽電池１５２０ｃの表側及び裏側１５０４上にあることができ、導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、ＬＡＭＰ技術を介して形成される第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２上に局所的に堆積された金属を含む。示されるように、第２のドープ領域１５２２は、第１のドープ領域１５２１からオフセットすることができる。第２のドープ領域１５２２は、第１のドープ領域１５２１と整列させる、例えば、垂直に整列させることができる。
【０１３２】
図１７Ｄは、いくつかの実施形態にかかる、本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された例示的なフロントコンタクト太陽電池を示している。フロントコンタクト太陽電池１５２０ｄは、太陽電池１５２０ｄの裏側１５０４に配置された第１のドープ領域１５２１を含むことができる。導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、それぞれ、太陽電池１５２０ｄの表側及び裏側１５０２、１５０４にＬＡＭＰ技術を介して形成されることができ、導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２上に局所的に堆積された金属を含む。第１及び第２のドープ領域１５２１、１５２２は、アモルファスシリコン領域を含むことができる。太陽電池１５２０ｄは、太陽電池１５２０ｄの表側１５０２上に介在層（例えば、反射防止層コーティングＡＲＣ）１５２６を含むことができる。太陽電池１５２０ｄは、太陽電池１５２０ｄの裏側１５０４上に裏面介在層（例えば、裏面反射防止コーティングＢＡＲＣ）１５２６を含むことができる。第１のドープ領域１５２１と基板１５２５との間に薄い酸化物層１５３０を配置することができる。
【０１３３】
図１７Ｅは、いくつかの実施形態にかかる、本明細書に記載される方法、手法、又は機器を使用して製造された別の例示的なフロントコンタクト太陽電池を示している。太陽電池１５２０ｅは、太陽電池１５２０ｅの裏側１５０４に配置された第１のドープ領域１５２１ａ、１５２１ｂを含むことができる。一例では、第２のドープ領域１５２２ａ、１５２２ｂは、太陽電池１５２０ｄの表側１５０２に配置されることができる。実施形態では、導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、太陽電池１５２０ｂの表側及び裏側１５０４上にそれぞれＬＡＭＰ技術を介して形成されることができ、導電性コンタクト構造１５１１、１５１２は、第１及び第２のドープ領域１５２１ａ、１５２１ｂ、１５２２ａ、１５２２ｂ上に局所的に堆積された金属を含む。第１のドープ領域１５２１ａ、１５２１ｂは、ドープされたポリシリコン領域を含むことができる。太陽電池１５２０ｅは、太陽電池１５２０ｅの表側１５０２上に介在層（例えば、反射防止コーティングＡＲＣ）１５２６を含むことができる。太陽電池１５２０ｅは、太陽電池１５２０ｅの裏側１５０４上に裏側介在層（例えば、裏側反射防止コーティングＢＡＲＣ）１５２６を含むことができる。
【０１３４】
図１８Ａ〜図１８Ｃは、本開示の実施形態にかかる太陽電池ストリングの製造方法における動作の側面図を示している。図１８Ａを参照すると、上述したように、基板１００を含む２つの太陽電池１２５ａ及び１２５ｂが提供される。基板は、基板１００に電気的に接続された複数の導電性コンタクト構造１１０を含み、レーザービーム１０８に曝されない金属箔１０６の第２の部分１１４は、基板１００上に保持され、基板１００から張り出す及び／又は延在する。別個のものとして示されているが、導電性コンタクト構造１１０および第２の部分１１４は、連続的であり得る。太陽電池１２５ａ及び１２５ｂは、同じ向きで一体に積み重ねられる。図１８Ｂに示すように、第２の部分１１４は、位置１１１において互いに結合されて結合部１１５を形成する。実施形態では、結合は、本明細書に記載されるように、レーザープロセスによって行うことができる。実施形態では、結合は、レーザー溶接、超音波溶接又は誘導溶接などの溶接プロセスである。実施形態では、結合は、熱圧着結合によって形成されることができる。実施形態では、結合は、導電性接着剤によって達成される。このプロセスを使用して、２つの太陽電池を取り付けることもできる。太陽電池１２５ａ及び１２５ｂは、矢印で示されるように展開されて、線状ストリングを形成することができる。図１８Ｂに示すように、そのプロセスを複数回繰り返して、図１８Ｂに示すように太陽電池１２５ｃを追加するなどして、ほぼ無制限のストリングを作成することができる。図１８Ｃには３つの太陽電池が示されているが、太陽電池ストリングになるように接続された２、３、４、５、６、又はそれ以上の太陽電池があり得る。更に、示されている太陽電池ストリングを形成するために、異なる手順及びステップを実行することができる。実施形態では、太陽電池のストリングは、ストリングを一体に積み重ね、第１の太陽電池ストリングの端の１つの太陽電池から延びる金属箔を、第１の太陽電池ストリング上に積み重ねられる第２の太陽電池ストリングの端の太陽電池から延びる相補的な金属箔に結合することによって一体に接続されることができる。
【０１３５】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、例えば太陽電池ストリングの端部における、金属リボン１４の太陽電池１２５ａ及び１２５ｂへの例示的な相互接続の拡大図を示している。図１９Ａを参照すると、金属リボン１４は、太陽電池１２５ａ及び１２５ｂのそれぞれの裏側に接続され、例えば、並列に接続された２つ（又はそれ以上）の太陽電池ストリングのセットを形成する。図１９Ｂを参照すると、金属リボン１４は、太陽電池１２５ａの裏側及び太陽電池１２５ｂの表側に接続され、例えば、直列に接続された２つ（又はそれ以上）の太陽電池ストリングのセットを形成する。図１９Ｂに示すように、金属リボン１４は、隣接する太陽電池のストリング間でオーバー／アンダー構成で通されるか、又は織られることができる。金属リボン１４は、例えば、太陽電池アレイ、マトリックス及び／又はシステムの追加のストリング及び／又は他の構成要素に電気的に接続するために、いずれかの端部で延びることができる。
【０１３６】
特定の材料が上述の実施形態に関連して具体的に記載されているが、いくつかの材料は他のもので容易に置き換えることができ、そのような実施形態は、本開示の実施形態の趣旨及び範囲内に留まる。例えば、一実施形態では、異なる材料基板（例えばＩＩＩ−Ｖ族材料基板）を、シリコン基板の代わりに用いることができる。別の実施形態では、マイクロ電子装置の製造に使用される任意の種類の基板をシリコン基板の代わりに使用することができ、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）及び／又は他の基板を使用することができる。加えて、バックコンタクト太陽電池構造についてかなり述べているが、本明細書中に記載される手法はフロントコンタクト太陽電池にも適用することができることは理解すべきである。他の実施形態では、上述した手法は、太陽電池以外の製造に適用可能とすることができる。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）の製造は、本明細書に記載の手法から恩恵を受けることができる。
【０１３７】
更に、太陽電池が本明細書において非常に詳細に記載されるが、本明細書に記載される方法及び／又はプロセスは、様々な基板及び／又は装置、例えば半導体基板に適用することができる。例えば、半導体基板は、太陽電池、発光ダイオード、微小電気機械システム及び他の基板を含むことができる。
【０１３８】
更にまた、記載された多くの実施形態は、半導体を金属ソースとしての金属箔と直接接触させることに関する。本明細書に記載される概念はまた、半導体に直接接触するのではなく、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの導電性酸化物に接触するソーラー用途（例えば、ＨＩＴセル）にも適用可能とすることができる。更に、実施形態は、他のパターニングされた金属用途、例えば、ＰＣＢトレース形成に適用可能とすることができる。
【０１３９】
したがって、レーザービームを使用した半導体基板の局所メタライゼーション、及び結果として得られる構造が提示される。
【０１４０】
具体的な実施形態が上述されてきたが、これらの実施形態は、特定の機能に関して単一の実施形態のみが説明される場合であっても、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示で提供される特徴の例は、別段の記述がある場合を除き、制約的であることよりも、むしろ例示的であることを意図するものである。上記の説明は、本開示から利益を得る当業者には明らかとなるような、代替形態、修正形態、及び等価物を包含することを意図するものである。
【０１４１】
本開示の範囲は、本明細書で対処される問題のいずれか又は全てを軽減するか否かにかかわらず、本明細書で（明示的又は暗示的に）開示される、あらゆる機能若しくは機能の組み合わせ、又はそれらのあらゆる一般化を含む。したがって、本特許出願（又は、本特許出願に対する優先権を主張する特許出願）の実施の間に、任意のそのような機能の組み合わせに対して、新たな請求項を形式化することができる。具体的には、添付の「特許請求の範囲」を参照して、従属請求項からの特徴を、独立請求項の特徴と組み合わせることができ、それぞれの独立請求項からの特徴を、任意の適切な方式で、単に添付の請求項で列挙される具体的な組み合わせのみではなく、組み合わせることができる。
【図１Ａ】
2021521633.tif 000004
【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２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
2021521633.tif 000032
【図１７Ａ】
2021521633.tif 000033
【図１７Ｂ】
2021521633.tif 000034
【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
2021521633.tif 000036
【図１７Ｅ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
2021521633.tif 000039
【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【国際調査報告】
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