(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に平面状の表面および該実質的に平面状の表面に直交する厚さ寸法を有する半導体ウェハの使用可能な表面積を大きくすることによって太陽電池を製造するためのプロセスであって、
（a）ウェハの厚さがストリップの厚さとスロットの幅との和よりも大きくなるように、ウェハを複数の隣接するストリップに分割するためのストリップ厚さを選択する段階と、
（b）それぞれ該スロットの幅を有する複数のスロットを形成し、それによってウェハ内にそれぞれ該ストリップの厚さを有する複数の隣接するストリップを形成するするための技術を選択する段階であって、それぞれのスロットが、形成時に、実質的に平面状の表面からある角度で延びており、かつスロットが、ウェハを貫通して延びている；  ウェハをほぼ貫通して延びている；  のいずれかからなる群から選択される、段階と、
（c）複数の隣接するストリップを複数の太陽電池に形成する、段階と、
(d) 複数の太陽電池を互いから分離する段階と
を含むプロセス。
【請求項２】
スロットがウェハを通って延びている、請求項1記載のプロセス。
【請求項３】
段階（b）において、複数の隣接するストリップがフレーム内に支持されている、請求項1〜2記載のプロセス。
【請求項４】
フレームが、該ウェハの周囲に広がっているウェハの未処理部分から形成される、請求項3記載のプロセス。
【請求項５】
段階（b）において、選択された技術を用いて、
隣接するストリップが、隣接するストリップの長さに沿って間隔をおいて配置される少なくとも1つの配線部によって接続されるように、
スロットの長さの大部分にわたってウェハを通って延びている複数の延長されたスロットによって、複数の隣接するストリップが形成される、
請求項1または3記載のプロセス。
【請求項６】
複数の隣接するストリップをウェハから形成することにより半導体ウェハの使用可能な表面積を増加させることによって太陽電池を製造するための請求項1〜5のいずれか一項記載のプロセスであって、
各隣接するストリップが、隣接するスロットの形成により露出した表面および裏面をそれぞれ有し、
各隣接するストリップの第1および第2の面の複数の有効表面積が、ウェハの表面積よりも大きく、それによってウェハの使用可能な表面積が増加する、
プロセス。
【請求項７】
複数のストリップをウェハから形成することにより、半導体ウェハの使用可能な表面積を増加させることによって太陽電池を製造するための請求項6記載のプロセスであって、複数の分離されたストリップの有効表面積がウェハの表面積の少なくとも10倍である、プロセス。
【請求項８】
各ストリップの厚さが100マイクロメートル未満となるように選択されている、請求項1〜7のいずれか一項記載のプロセス。
【請求項９】
前記スロットの形成前に、実質的に平面上の表面または該実質的に平面状の表面の反対側のウェハの表面を高濃度にドーピングする、請求項１記載のプロセス。
【請求項１０】
前記複数の隣接するストリップは、隣接するスロットの形成によって露出した、それぞれの第１および第２の表面を含み、段階(d)は、
(d1)  該隣接するストリップのうちのそれぞれについての第１および第２の表面を高濃度にドーピングする領域を形成することによって、複数の隣接するストリップを処理する段階
を含む、
請求項１〜９のいずれか一項記載のプロセス。
【請求項１１】
前記プロセスは、多結晶シリコンまたは単結晶シリコンの半導体ウェハの有効に使用可能な表面積を増大させるためのプロセスである、請求項１〜１０の何れか一項記載のプロセス。
【請求項１２】
f)  該実質的に平面状の表面に対して斜めであった表面が露出され新しい平面状の表面を形成するように該ストリップの向きを定める段階
とをさらに含む、請求項１〜１１の何れか一項記載のプロセス。
【請求項１３】
前記選択されたスロットを形成するための技術は、シリコンウェハの１又は複数の面からシリコンウェハをエッチングする異方性のウェット・エッチングである、請求項１〜１２の何れか一項記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は半導体処理に関し、特に、使用可能な平面表面積を大きくするように半導体を処理する方法と、太陽電池を製造する方法と、半導体表面の屈折率を低くするプロセスとに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
たいていの半導体処理分野では、開始基板ウェハのコストは最終的な処理済みのウェハよりも低い。しかし、常にそうであるとは限らない。たとえば、光起太陽電池業界では、コストが極めて重要な問題であり、開始シリコン・ウェハのコストは通常、処理済みのウェハ値の約2分の1である。したがって、この業界では、シリコン基板をできるだけ効率的に使用することが極めて重要である。このような基板は、通常直径6インチ（約15cm）の結晶シリコンの円筒状ブールから薄いスライスを切ることによって作製される。切断できる最も薄いスライスは、シリコンの機械的性質によって決定され、現世代の6インチ・ウェハの場合は通常300μm〜400μmであるが、次ウェハ世代については200μmと予想されている。しかし、6インチ・ウェハを切断する場合の切りみぞ損失は約250μmであり、このことは多くのブールが粉状になることを意味している。したがって、半導体の所与の単位体積に対する半導体の有効表面積を大きくする方法、または少なくとも現行の半導体処理方法に代わる有用な方法が必要である。
【発明の開示】
【０００３】
発明の概要
本発明の第1の態様によれば、実質的に平面状の表面を有する半導体ウェハの使用可能な表面積を大きくする方法であって、ウェハを複数のストリップに分割するためのストリップ厚さを選択する段階と、切断によって切り取られたウェハのストリップ厚さと幅の組合せがウェハの厚さよりも小さくなる、実質的に平面状の表面に対するある角度でウェハをストリップに切り分ける技術を選択する段階と、選択された技術を用いてウェハをストリップに切り分ける段階と、ストリップを互いに分離する段階とを含む方法が提供される。
【０００４】
第2の態様では、本発明は、実質的に平面状の表面を有する半導体を、ウェハの使用可能な表面積を大きくするように処理する方法であって、
各スロットの幅と各スロット間の幅との組合せがウェハの厚さよりも小さくなるように、ウェハを少なくとも部分的に貫く複数の互いに平行な細長いスロットを形成する段階と、
ストリップを互いに分離する段階と、
実質的に平面状の表面に対して斜めであった面が露出され新しい平面状の表面を形成するようにストリップの向きを定める段階とを含む方法を提供する。  
【０００５】
ウェハの表面に対して斜めであったストリップの面は、ウェハを切断し互いに分離した結果として露出されるストリップの面であることが理解されよう。
【０００６】
半導体ウェハは通常、単結晶シリコンまたはマルチ結晶シリコンである。しかし、半導体ウェハは、薄く実質的に平坦なウェハを製造することのできる他の半導体材料のウェハであってよい。
【０００７】
第3の態様では、本発明は、シリコン太陽電池を作製する方法であって、
基板の少なくとも一部を通って一連のシリコン・ストリップを形成する複数の互いに平行なスロットをシリコン基板に形成する段階と、
ストリップを互いに分離する段階と、
ストリップから太陽電池を製造する段階とを含む方法を提供する。
【０００８】
太陽電池は、ストリップを分離する前または後に、あるいは分離プロセスの一部として形成することができる。
【０００９】
本発明の第1の態様から第3の態様までの方法において、ストリップは、ウェハまたは基板の表面に対して5°から90°の角度のような、半導体ウェハまたは基板の表面に対して任意の角度であってよい。通常、ストリップは、ウェハまたは基板の表面に対して少なくとも30°、通常少なくとも45°、多くの場合少なくとも60°、さらに多くの場合約90°（すなわち、実質的に垂直）の角度である。
【００１０】
したがって、本発明の第1の態様の方法の好ましい形態では、使用可能な平面状表面積を大きくするように半導体ウェハを処理する方法であって、ウェハをウェハ表面に概ね垂直な一連の薄いストリップに分割するためのストリップ厚さを選択する段階と、切断によって切り取られたウェハのストリップ厚さと幅の組合せがウェハの厚さよりも小さくなる、ウェハを薄いストリップに切り分ける技術を選択する段階と、ウェハをストリップに分割する段階とを含む方法が提供される。
【００１１】
本発明の第2の態様の方法の好ましい形態では、使用可能な平面状表面積を大きくするように半導体ウェハを処理する方法であって、
各スロットの幅とストリップ間の幅との組合せが各スロットの深さよりも小さくなるように、ウェハを貫通するかまたはほぼ貫通する一連の互いに平行な細長いスロットと形成する段階と、
ストリップを互いに分離する段階と、
最初のウェハ表面に垂直であった面が露出され新しい平面状表面を形成するようにストリップの向きを定める段階とを含む方法が提供される。
【００１２】
本発明の第1の態様から第3の態様の方法の一形態では、レーザを用いてウェハにスロットが形成される。ウェハの周囲の領域を切断せずにしておいてフレームを形成することができ、したがって、結果として得られるすべてのストリップはフレーム内に保持される。これによって、スロットを形成した後、ストリップをさらに処理しつつウェハのハンドリングを行うことができる。ストリップは、さらなる処理の好都合な段階でフレームから分離することができる。
【００１３】
本発明の第1の態様から第3の態様の方法の他の形態では、ダイシング・ソーを用いてウェハにスロットが形成される。ウェハの周囲の領域を切断せずにしておいてフレームを形成することができ、したがって、結果として得られるすべてのストリップはフレーム内に保持される。これによって、スロットを形成した後、ストリップをさらに処理しつつウェハのハンドリングを行うことができる。ストリップは、さらなる処理の好都合な段階でフレームから分離することができる。
【００１４】
本発明の第1の態様から第3の態様の方法の他の形態では、（110）配向ウェハの異方性ウェット・エッチングを用いてスロットが形成される。ウェハの周囲の領域を切断せずにしておいてフレームを形成することができ、したがって、結果として得られるすべてのストリップはフレーム内に保持される。これによって、スロットを形成した後、ストリップをさらに処理しつつウェハのハンドリングを行うことができる。ストリップは、さらなる処理の好都合な段階でフレームから分離することができる。
【００１５】
本発明の第1の態様から第3の態様の方法の他の形態では、半導体ウェハ内を延びる互いに揃えられた一連の穿孔を光電気化学エッチングを用いて形成することができ、次いで、各穿孔間に、穿孔によって形成される線に沿って残る半導体を、化学エッチングを用いてエッチングし、ウェハ内を延びる幅の狭いスロットを形成することができる。
【００１６】
本発明の第1の態様から第3の態様の方法の他の形態では、隣接するストリップ間に比較的一定の隙間を維持するようにストリップを互いに接続する少なくとも1つの配線部が、ウェハ内またはウェハ上に形成される。通常、本発明の方法のこの形態には、複数の配線ストリップがある。好都合なことに、配線ストリップは、ストリップの長さに沿って一定の間隔を置いて配置される。このような配線部を含めることによって、拡散や酸化のような処理段階を確実にかつ繰返し可能に実行することができ、したがって、スロットの側面に沿って予想可能な拡散形状および酸化物厚さが得られる。配線部は好適には、複数のスロットによって形成されるストリップに垂直または斜めであり、通常実質的に垂直である、半導体材料の主表面の一方または両方を少なくとも部分的に横切って形成された半導体材料の1つまたは複数のストリップの形をとる。
【００１７】
本明細書で説明する方法は、半導体ウェハ全体にもウェハの各部にも同様に適用することができる。したがって、本明細書で使用される語ウェハは、ウェハ全体またはその各部を指すために使用される。
【００１８】
本発明の第2の態様および第3の態様の方法の他の形態では、スロットは通常、ウェハの全厚さを貫通するように形成される。ただし、このことは必ずしも必要ではない。スロットは、ウェハの厚さを貫通するように形成される場合、1つのストリップに形成しても複数のストリップに形成してもよい。たとえば、複数のスロットを、ウェハを部分的に貫通するように形成することができ、このように形成されたストリップの表面をドーピングすることのようなさらなる処理を任意に行うことができ、次いで、ウェハの厚さの残りの部分を切断またはエッチングすることによって複数のスロットを完成することができる。したがって、ストリップを互いに分離する段階は通常、ウェハの全厚さにわたってスロットの形成が完了したときに行われる。あるいは、上述のようにフレームを切断せずにウェハの周囲に残す場合、ストリップを互いに分離する段階は、ストリップがフレームから切り離されるときに行われる。他の可能性として、上述のように、配線部を用いて互いに隣接するストリップを接続する際、ストリップを互いに分離する段階は、配線部が取り外されるかまたは破壊されるときに行われる。他の可能性として（それほど好ましくないが）、ストリップ間のスロットがウェハの一部のみを通過するように形成されるが、スロットの底部におけるウェハの残りの部分が非常に薄い場合、ストリップを互いに、引き剥がすことによって分離することができる。
【００１９】
好ましくは、ストリップを太陽電池に加工する工程の大部分は、ウェハの周囲の切断されていない領域から形成されたフレーム内にストリップが指示されている間に行われる。加工後に、ストリップはフレームから切り離されて並べられる。好ましくは、ストリップのフレームからの分離は、レーザまたはダイシング・ソーを用いて行われる。
【００２０】
有利なことに、本発明による方法を含むプロセスによって作られた太陽電池は、有効太陽電池面積を大きくするように、互いに隣接する電池間に隙間を備えることができ、かつ集光装置と共に使用することができる。
【００２１】
有利なことに、太陽電池は、各太陽電池ストリップの両側を照明することによって製造される電池を利用するように光学リフレタと共に使用することができる。
【００２２】
ストリップを分離するスロットを化学エッチングを用いて形成するときのような、本発明の方法のいくつかの形態では、半導体材料の新たに露出される表面は研磨された表面である。このような表面は通常、反射面であり、反射面は太陽電池に望ましくないことが理解されよう。研磨された半導体面をテクスチャ処理するいくつかの技術が存在するが、これらの技術は、本発明の第1の態様から第3の態様の方法と共に使用するようにはなっていない。したがって、半導体表面の反射率を低下させる改良された方法が必要である。
【００２３】
本発明は、他の局面では、このようなプロセスを提供する。
【００２４】
したがって、本発明の他の態様によれば、半導体材料の表面の反射率を低下させるプロセスであって、
複数の開口を有する保護物質の層を半導体材料の表面に塗布する段階と、
半導体材料を保護物質よりも高速にエッチングすることのでき、少なくとも開口を通じて半導体材料に接触するエッチング液に、半導体材料がエッチング液によって開口の近傍をエッチングされるが、保護物質は実質的にエッチングされない時間だけ、およびそのような条件で、該層および半導体材料を接触させる段階とを含むプロセスが提供される。
【００２５】
この態様のプロセスでは、「実質的にエッチングされない」は、半導体材料が保護物質の開口の近傍でエッチングされるが、半導体材料が開口の近傍以外の領域でエッチングされるのを防止するのに十分な保護物質が、エッチングの終りに半導体材料の表面上に残ることを意味する。
【００２６】
第4の態様のプロセスでは、半導体材料は通常シリコンであり、保護物質は窒化ケイ素であり、エッチング液は、重量パーセントが49%の水性HFと重量パーセントが70%の水性硝酸の体積比が1:50の混合物のような、フッ化水素酸と硝酸の混合物である。半導体材料は、シリコンであるときは、単結晶シリコン、微結晶シリコン、マルチ結晶シリコン、または多結晶シリコンであってよい。
【００２７】
第4の態様のプロセスは通常、表面上に複数のエッチ・ピットを形成するのに十分な程度にエッチング段階が進行した後保護物質を表面から除去するさらなる段階を含む。保護物質は、保護物質を半導体材料よりもずっと高速にエッチングするエッチング液を塗布することによって除去することができる。たとえば、半導体材料がシリコンであり、保護物質が窒化ケイ素であるとき、保護物質は反応性イオン・エッチング、または高温、通常約1800でのリン酸との接触によって除去することができる。
【００２８】
保護物質層は通常、厚さが数原始層に過ぎず、化学蒸着や低圧化学蒸着のような既知の技術によって形成することができる。保護物質を塗布する他の可能な技術にはスプレー熱分解、蒸着、およびスパッタリングが含まれる。保護物質の層は通常、厚さが約2nmであり、低圧蒸着によってこの厚さに形成されたときは、保護層の下の半導体材料をエッチングするための多数の穴を含むという点で不完全な総である。半導体材料がシリコンであり、保護物質の層が厚さ約2nmの窒化ケイ素層であるとき、半導体をエッチングする段階は、常温で数分間、通常2〜3分間、上述のように1:50（v/v）HF/硝酸混合物に接触させることによって行われる。
【００２９】
以下に、本発明の好ましい態様を、添付の図面を参照して、一例としてのみ説明する。
【００３０】
好ましい態様および他の態様の詳細な説明
以下の図面の説明において、同じ項目は同じ参照符号によって引用される。
図面が一定の比率に縮小して描かれたものではなく概略的なものであることが理解されよう。たとえば、明確にするために、図面は、後述の方法によって半導体材料内に形成されるスロット、ストリップ、配線部などのすべてを示しているわけではない。
【００３１】
図1(a)を参照すると、厚さが少なくとも0.5mmであり、通常約1mmであるシリコン・ウェハは、標準結晶成長技術およびウェハ形成技術によって形成される。ウェハ3は、好ましくは単結晶である。ただし、マルチ結晶ウェハを使用してもよい。一連の互いに平行なチャネルまたはスロット2がウェハ3に形成されており、スロットは通常幅が0.05mmであり、スロットのピッチは通常0.1mmであり、幅が約0.05mmの、シリコン1の薄く互いに平行なストリップを形成している。スロット2はウェハ3の縁部までは延びていないので、切断されていないシリコンのフレーム5はストリップ1を所定の位置に保持する。フレーム5の各辺は通常幅5mmである。
【００３２】
スロット2は、幅の狭いブレードを有するダイシング・ソーを用いてウェハを切断することによって形成することができる。あるいは、レーザ・アブレーションによってスロット2を形成することができる。たとえば、1046nmまたは周波数二倍（523nm）の基本波長で動作するResonetics Nd:YLf Qスイッチ・レーザを用いてウェハ3を切断することができる。米国特許第5,773,791号に記載されたような水噴射案内レーザ切断システムのような他のシステムを使用することもできる。他の可能性として、当技術分野でよく知られているようにスロット2は、水酸化カリウム溶液（KOH）などの異方性ウェット・エッチング液を用いることによって形成することができる。この場合、（110）配向の単結晶シリコン・ウェハを使用する必要がある。まず、二酸化ケイ素や窒化ケイ素のような適切なエッチ・マスクをウェハ3の両側に付着させるかまたは成長させる。フォトリソグラフィを用いてウェハ3の一方の表面上のエッチ・マスクに幅の狭いストリップを設ける。これらのストリップは通常、幅が0.005mm、ピッチが0.1mmであり、［1-1-2］方向に沿って配向していう。次に、ウェハをエッチング液に浸漬させる。1つの適切な溶液は、44% w/v KOH水溶液であり、エッチングは室温またはそれよりも高い温度で行う。
【００３３】
上述の方法は、ウェハ3の一方の側のみから行っても、ウェハ3の両側から行ってもよく、より厚いウェハを使用することができる。たとえば、0.5mmのシリコンを融除できるレーザを使用する際、厚さ1mmのウェハの表面から第1組のスロットを形成する。次いで、ウェハをひっくり返し、第1組のスロットに揃えられた第2組のスロットを作る。あるいは、互いに揃えられたレーザ光線をサンプルの上下に照射することによって、両方の組のスロットを同時に形成することができる。
【００３４】
ダイシング・ソーまたはレーザを用いてスロットを形成する際、複数のブレードまたは複数の光線によって基板に各スロットを同時に切削し、プロセスを高速化することが望ましい。たとえば、シリコンの10x10cm2ウェハ上に0.1mmのピッチでスロットを形成する場合、千個の切れ目が必要である。20条のレーザ光線をサンプル表面に5mmのピッチで当たるように配置する場合、各光線は、50個の切れ目のみを形成する必要がある。
【００３５】
図1(b)には、ストリップ1およびスペース2を断面図で示す、線A-Aに沿ったウェハ3の拡大縦断面図が示されている。
【００３６】
図2(a)および図2(b)は、光電気化学エッチングを使用することによって基板にスロットを形成する他の方法を示している。光電気化学エッチングはLehmann（Journal of the Electrochemical Society、140巻、10号、（1993）、2836ページ）に記載されている。図2(a)に示されているように、(100)配向のn型シリコン・ウェハ3を用いる。ウェハ3には、リソグラフィおよびKOHエッチングによってくぼみ26のアレイが設けられている。くぼみ26は、各列に沿って配置されており、各くぼみ26間の間隔は通常5ミクロン〜10ミクロンであり、一方、くぼみ26の各列間の間隔は通常50ミクロンである。次いで、ウェハ3を10%フッ化水素酸溶液のような適切なエッチング液に浸漬させる。ウェハ3の背面に照明3を当て、ウェハ3に正のバイアス電圧を印加する。溶液中のウェハの近傍に対向電極28を配置する。このような条件の下で、シリコン・ウェハ3内に延びる微小孔27のアレイを形成する。微小孔27がウェハ3の深部に達するまでエッチングを継続する。
【００３７】
次いで、微小孔27を備えたシリコン・ウェハ3を、水酸化カリウム溶液などのシリコン・エッチング液に浸漬させる。これによって微小孔27を広げる。図2(b)に示されているように、エッチングを継続すると、各微小孔27が合体し、ウェハ3内を延びるスロット2を形成する。この技術によって、幅が10ミクロン未満の非常に幅の狭いスロット2を形成することができる。
【００３８】
第1の態様から第3の態様の方法の他の形態では、ウェハを通過するスロットは、そのほぼ全長にわたってかつ各スロットに沿って一定の間隔でウェハの深部まで延びており、スロットは、溝の底部にいくつかの基板が残り、一連の接続ストリップを形成するほどの深さである。このことは図3(a)および図3(b)に示されている。図3(a)は、フレーム5の両側からウェハ3を横切って延びる接続ストリップ4を、ほぼ全長にわたってウェハ3内を延びているスロット2と共に示す、ウェハの下側からの図である。図3(b)は、図3(a)の線B-Bの縦断面図である。図3(a)および3(b)に示されている構造はレーザ・アブレーションによって製造することができる。接続ストリップ4は、さらなる処理時にシリコン・ストリップ1の湾曲量を制限し、それによってスロット幅のばらつきを制限する。これによって、後述のように、ストリップ1の側壁を確実に処理することができる。接続ストリップ4は通常、幅0.1mm、高さ0.05mmであり、10mmの間隔を置いて配置されている。
【００３９】
図4(a)、図4(b)、および図5に示されている第1の態様から第3の態様の方法の他の形態では、化学ウェット・エッチング、プラズマ・エッチング、幅の広いブレードを有するダイシン・ソー工具を用いた機械的研削のような適切な技術を用いてシリコン・ウェハ3にトレンチ7を形成する。トレンチ7は、一定の間隔を置いて配置された一連の接続ストリップ4が得られるように形成される。トレンチ7は通常、深さが0.05mmであり、このように形成された接続ストリップ4は通常、幅が0.1mmであり、10mmの間隔を置いて配置される。
【００４０】
次いで、ウェハ3の、トレンチ7を形成する面の反対側の面から、ダイシング・ソーまたはKOHエッチングを用いて、図5に示されているようにウェハ3にスロット2を形成する。スロット2は、トレンチ7を形成した領域ではウェハ3の深部まで延びるが、接続ストリップ4の領域では深部まで延びない。上記に図3(a)および図3(b)を参照して説明した方法と同様に、接続ストリップ4は、シリコン・ストリップ2の湾曲量を制限し、シリコン・ストリップ1間のスロット2の幅のばらつきを制限する。まずウェハをほぼ貫通して延びるスロットを形成し、次いでウェハの他方の側にトレンチを形成することによって、スロット形成段階とトレンチ形成段階の順序を逆にすることも可能である。
【００４１】
本発明による方法の他の形態を図6(a)、図6(b)、および図7に示す。
【００４２】
図6(a)は、ダイシング・ソーまたはレーザを使用するなど適切な技術によって一連の浅い溝30が形成されたシリコン・ウェハ3の断面図である。溝30は通常、深さが20ミクロン、幅が50ミクロンであり、10mmの間隔を置いて配置される。次いで、二酸化ケイ素および窒化ケイ素のスタックのような適切なエッチ・マスクを表面に塗布する。次いで、前述のようにフォトリソグラフィおよびKOHエッチングを用いてウェハ3にスロット2をエッチングする。スロット2は、ウェハ3の、溝30を含む面の反対側の面からエッチングされる。溝30はスロット2に垂直である。このため、図6(a)に示されている断面に垂直な、1つのスロット2の断面である図6(b)に示されているように、エッチング・プロセスの完了時にシリコンの接続ストリップ4が残る。接続ストリップ4は、シリコン・ストリップ1の湾曲量を制限し、それによってスロット幅のばらつきを制限する。図6(b)は、エッチングの完了後に結果として得られる構造の断面図である。図7は、ウェハ3の、溝30を含む側から見たときの、結果として得られる構造の平面図である。図7は、ウェハ3をエッチングすることによって得られたシリコン・ストリップ1およびスロット2を示している。シリコン・ストリップ1の湾曲量を制限する接続ストリップ4（いくつかのみが示されている）が、一定の間隔を置いて存在している。
【００４３】
本発明の第1の態様から第3の態様の方法の他の形態は、図8(a)〜図8(c)に示されている。
【００４４】
図8(a)は、(110)配向シリコン・ウェハ3の一部の断面図である。ウェハの両面にエッチ・マスク34が塗布されている。通常、エッチ・マスク34は二酸化ケイ素と窒化ケイ素のスタックから成り、各層の厚さは通常50nm〜100nmである。エッチ・マスク34は、シリコン・ウェハ基板3が露光される一連の幅の狭い線開口部38を形成するように表側にパターン化されている。裏側には、エッチ・マスク34を付着させる前に、通常厚さが0.5ミクロン〜5ミクロンの範囲の厚い酸化物35が形成されている。酸化物層35は、熱酸化、化学蒸着、スピンオン・グラスの塗布のような様々な技術によって形成することができる。頂面上のエッチ・マスク34の開口部38に直角に配向させた一連の酸化物ストリップ（図示せず）を形成するように酸化物をパターン化する。
【００４５】
図8(b)は、KOHでのエッチングの後の、図8(a)の構造の断面図である。スロット2がエッチングされ、一連のシリコン・ストリップ1が形成されている。スロット2は、ウェハ3の頂面から頂部エッチ・マスク34の線開口部38を通してエッチングされる。裏側のエッチ・マスク34の下の酸化物が比較的厚く、KOHエッチング液では酸化物35は非常に低速でしかエッチングされないので、エッチング・プロセスの終了時に酸化物35が残り、各シリコン・ストリップ1間に一連の接続ストリップを形成する。接続ストリップは、シリコン・ストリップ1の湾曲量を制限し、それによってスロット幅のばらつきを制限する。
【００４６】
図8(c)は、シリコン・ストリップ1およびスロット2を示す、図8(b)の断面図に示されている構造の平面図である。各マスク34およびその下の酸化物35は、一定の間隔を置いて配置されており、シリコン・ストリップ1の湾曲量を制限しそれによってスロット幅のばらつきを制限する接続ストリップを形成している。
【００４７】
上述の構造を形成した後、後述のように、ウェハ全体を処理して太陽電池を形成する。ウェハを処理してからシリコン・ストリップを支持フレームから分離するまでの間に、接続ストリップが存在する場合は、必要に応じて除去する。これはたとえば、レーザ・アブレーションによって行うことができる。接続ストリップが非常に薄く、シリコン・ストリップを支持フレームから分離するときに壊れる場合は、接続ストリップを除去しなくてもよい。次いで、シリコン・ストリップを支持フレームから分離し、図9に示されているように配置する。図9に示されているように、ウェハ3をフレーム5の所で支持し、スロット2に垂直な方向70に沿って移動させる。2つの固定レーザ光線8によってシリコン・ストリップ1の両側のシリコンを融除し、したがって、シリコン・ストリップ1をフレーム5から分離する。ウェハ3の下のキャッチャ6は、分離されたストリップ1を捕捉し、勾配に沿って適切な基板上に移動させるように位置している。この構成によって、ストリップ1は、最小限のハンドリングによって、さらなる処理ができるように配置される。
【００４８】
太陽電池は、図10を参照して説明する以下のプロセスによってシリコン・ストリップ1上に製造することができる。図10は、一方の端部に重ホウ素拡散層10を有し、他方の端部に重リン拡散層9を有し、他の2つの側面上に軽リン拡散層11を有する、上記に概略的に説明したようにウェハから得られたストリップ1を示している。側面には酸化層12が被覆されている。ストリップ1の各端部に金属接点13が付着している。ストリップ1は以下のように製造することができる。
【００４９】
開始ウェハは、約1ohm-cmの比抵抗を有するp型である。ウェハの一方の側に重リン拡散層9（通常1平方当たり10ohm）を形成し、その後、反対側に重ホウ素拡散層10（通常1平方当たり20ohm）を形成する。ウェハの両側で薄い酸化物（約50nm）を成長させ、その後、LPCVD窒化ケイ素の薄い層（約50nm）を堆積させ、ウェハの各側に層を形成する。その後、上述のようにウェハにスロットを形成する。ダイシング・ソーまたはレーザを使用する場合、スロットを室温において20%KOHのような適切な溶液でエッチングし、ストリップの側壁を清掃し、残留損傷を除去する。側壁は、適切なテクスチャ処理技術を用いてテクスチャ処理することができる。1平方当たり約200ohmの軽リン拡散層11を形成し、ウェハの両側をドーパントにさらし、それによって、側壁を完全にn型ドーピングする。この後、露出された側壁上に厚さ約200nmの酸化物12を成長させる。次に、反応性イオン・エッチングまたは約1800の高温リン酸のような他の適切な窒化物エッチングを用いてウェハの表および裏から窒化層を剥離する。次いで、窒化物の下の薄い酸化物をフッ化水素酸溶液で除去する。軽リン拡散層を覆う酸化物12は、窒化物の下の酸化物よりもずっと厚いので、このエッチングでは除去されない。次に、側壁の下方の金属の堆積を最小限に抑えるようにウェハの両側に金属13を堆積させる。これはたとえば、見通し真空蒸着によって行うことができる。
【００５０】
図11を参照して説明する、太陽電池を製造する他のプロセスでは、上述のように、（110）配向ウェハの表側および裏側にそれぞれリン9およびホウ素10を拡散させ、二酸化ケイ素層および窒化ケイ素層を両方のウェハ表面上に堆積させる。レーザ・アブレーションまたはフォトリソグラフィ／エッチングを用いて、［1-1-2］方向に沿って延びるストライプを頂部の酸化層および窒化層に設ける。次いで、裏面から通常50ミクロン以内まで溝がエッチングされるまでウェハをKOH溶液に入れる。通常1平方当たり200ohmの軽リン拡散層11を溝内に形成し、通常厚さ150nmの酸化物12を成長させる。次いで、上述のように、溝に揃えられたストライプを裏面上の酸化層および窒化層に設ける。ウェハに裏面からエッチングされた新しい溝が表面から形成した溝と繋がり、ウェハ内を延びるスロットが形成されるまで、ウェハを再びKOH溶液に浸漬させる。次いで、まだ酸化物で覆われていない側壁の部分を不動態化するために薄い酸化物12を成長させる。次いで、表面および裏面上の窒化層および酸化層を剥離し、表面および裏面に金属接点13を付着させる。この結果得られるセル構造を図11に示す。
【００５１】
このセル構造は、以下のように1回のフォトリソグラフィ段階を用いて実現することができる。表面および裏面上に酸化物および窒化物を堆積させた後、両面にフォトレジストを被覆し、互いに揃えられたストライプ・パターンをフォトリソグラフィによって両方のレジスト層に形成する。これは、一方がウェハの上にあり、他方がウェハの下にある2つの互いに揃えられたマスクを同時に露光できるようにすることによって、1回の露光段階で行うことができる。フォトレジストを現像した後、ウェハを緩衝HF溶液に浸漬させ、窒化ケイ素と二酸化ケイ素をエッチングする。ただし、このエッチングは前のエッチングよりも低速である。図12(a)（フォトレジスト層は示されていない）における、それぞれ表面40および裏面50上の酸化層12Aおよび12Bと窒化層29Aおよび29Bの概略図に示されているように、窒化層の厚さの約2分の1がエッチングされたときにウェハをエッチング液から取り出す。次いで、たとえば、さらなるフォトレジスト層を堆積させることによって、裏面50をさらなるエッチングから保護する。図12(b)に示されているように、ストライプ内の窒化層29Aおよび酸化層12Aが完全に除去されるまでウェハを再びエッチング液に浸漬させ、表面40に溝を形成するKOHエッチングを行うことができる。裏面50上にストライプのマスクを形成するために、ウェハを高温リン酸に浸漬させ、図12(c)に示されているように、部分的にエッチングされたトレンチ内の残りの窒化物を除去する。ウェハをHF溶液に浸漬させ、裏面50上のストライプに残っている酸化物12Bを除去する。この場合、窒化物エッチング速度は酸化物エッチング速度よりもずっと遅いので、窒化物層はそれほど影響を受けない。次いで、ウェハをKOH溶液に浸漬させ、シリコン・ウェハの裏面50からウェハに溝をエッチングすることができる。上述のように、表面のシリコン・エッチ・フロントと裏面のシリコン・エッチ・フロントが当たった後ストライプが形成される。
【００５２】
ウェハが処理されストリップが互いに分離された後、ストリップを適切な基板上に配置する。セルは直列に接続しても並列に接続してもよく、静的集光を使用する場合にセル同士の間に隙間を設けても、セル同士の間に隙間を設けなくてもよい。
【００５３】
図13(a)は、セル同士の間に隙間を設けずに直列接続を形成する方法を示している。一方のセルのp極接点32が隣接するセルのn極接点33に近接するようにセル20を基板上に配置する。次いで、一方のセルのp極接点を次のセルのn極接点に接続する電気接続を確立する。
【００５４】
図13(b)は、セル同士の間に隙間を設けて直列接続を形成する方法を示している。セル20を図示のように基板21上に配置する。一方のセルのp極接点32が隣接するセルのn極接点33に電気的に接続されるように、導電トラック16を形成する。
【００５５】
図13(c)は、セル同士の間に隙間を設けて並列接続を形成する方法を示している。セル20を図示のように基板21上に配置する。すべてのp極接点32がまとめてセルの一方の端部に電気的に接続され、一方、すべてのn極接点33がまとめてセルの他方の端部に電気的に接続されるように、導電トラック16を形成する。
【００５６】
図13(d)は、セル同士の間に隙間を設けずに並列接続を形成する方法を示している。セル20を図示のように基板21上に配置する。あらゆる2番目のセルを、そのp接点32とn接点33の順序が逆になるように向ける。すべてのp極接点32がまとめてセルの一方の端部に電気的に接続され、一方、すべてのn極接点33がまとめてセルの他方の端部に電気的に接続されるように、導電トラック16を形成する。
【００５７】
図13(b)〜13(d)の構成と他の多くの可能な構成では、セルが取り付けられた基板上に導電トラックを形成する必要がある。これらのトラックは、セルを基板上に配置する前に形成してもその後に形成してもよい。セルを基板上に配置する前にトラックを形成する場合は、スクリーン印刷、金属蒸着、スパッタリングのようないくつかの公知の技術を用いて形成することができる。1つの可能な手法は、はんだペーストを基板上にスクリーン印刷して必要なトラックを形成する手法である。次いで、セルを基板上に配置し、基板を加熱してはんだをリフローさせ、セルとの電気的接点および物理的接点を作製する。スライバを配置した後にトラックを形成する場合、トラックと、セルとトラックの電気的接続部とを同時に形成することができる。導電接着剤および導電インクを含め、いくつかの公知のプロセスおよび材料を用いることができる。
【００５８】
上述の態様のどれかによって個々のセルを製造し取り付けた後、セルを使用に適した形態に実装しなければならない。
【００５９】
ストリップは個々のセルであるので、これを利用して、集光装置を用いることによってセルの有効面積を大きくすることができる。セルによって吸収される光の量を多くするには、セルを互いに隣り合わせず、ある距離だけ離して配置する。この間隔はセルの幅の0倍から3倍の間である。セルの両面が同じであるという点を活用することもできる。すなわち、セルは、いずれの表面に日光が当たっても同様にうまく応答する。
【００６０】
図14は、可能な集光装置構造の断面図である。適切な光学接着剤を用いてガラス上方基板22上にセル20が取り付けられている。セル20は、直列接続と並列接続の適切な組合せによって互いに電気的に接続されている。ガラスのような適切な透明基板21が取り付けられており、セル20と基板21の間の空間に酢酸エチルビニル（EVA）やシリコーンのような適切なポッタント23が充填されている。基板21の裏面は鋸歯形状を有しており、銀のような適切な反射材料で作られた反射鏡24が基板21に取り付けられ、裏面反射鏡を形成している。この反射鏡構造は、セル20に揃えられておらず、セル20の間隔と同じ周期を有する必要はない。好ましくは、反射鏡24の周期は、セル20の間隔よりもずっと短い。セル20間の空間を通過した日光は裏面の反射鏡24で反射され、反射された光61は再びセルによって吸収される。さらに、表面の空気とガラスの界面45に達した光は、臨界角度よりも大きい角度で界面45に当たった場合、再び上方基板22に反射することができ、したがって、再びセル20によって吸収される。
【００６１】
図15は、他の可能な集光装置構造の断面図である。適切な光学接着剤を用いてガラス上方基板22上にセル20を取り付けられている。セル20は、直列の接続と並列の接続の適切な組合せによって互いに電気的に接続されている（図示せず）。ガラスのような適切な透明基板21が取り付けられており、セル20と基板21の間の空間に酢酸エチルビニル（EVA）やシリコーンのような適切なポッタント23が充填されている。適切な白色塗料のような反射率の高いランベルト（拡散）反射鏡24が裏面に取り付けられている。セル20の間の空間を通過した日光60は、61に示されているように裏面の反射鏡24で反射され、再びセル20によって吸収される。さらに、表面の空気とガラスの界面45に達した光は、臨界角度よりも大きい角度で界面45に当たった場合、再び上方基板22に反射することができ、したがって、再びセル20によって吸収される。
【００６２】
図16は、他の可能な集光装置構造の断面図である。適切な光学接着剤を用いてガラス上方基板22上にセル20が取り付けられている。セル20は、直列の接続と並列の接続の適切な組合せによって互いに電気的に接続されている（図示せず）。アクリルのような適切な透明基板が取り付けられており、セル20と基板21の間の空間に酢酸エチルビニル（EVA）やシリコーンのような適切なポッタント23が充填されている。基板21の裏側は、射出成形のような適切なプロセスを用いて形作られ、銀のような適切な反射材料が塗布されている。結果として得られる反射鏡24はセル20に揃えられている。反射鏡24は、セル20の間の空間を通過した日光60の大部分がセル20上に反射されるように構成され位置させられる。
【００６３】
シリコン太陽電池の効率を最大にするには、シリコンに吸収される、波長が1100nm未満の光の量を最大にするのが重要である。吸収される光の量を少なくする可能性のある2つのメカニズムがある。光は、シリコン表面で反射されることも、シリコンに入射り、しばらくして吸収されずにシリコンから出射することもある。これらの損失メカニズムは共に、シリコン表面を粗にするかまたはテクスチャ処理することによって低減させることができる。これによって、光線がシリコン表面に複数回当たる確率が高くなることによって反射損失が少なくなり、かつシリコン内に光を閉じ込めることによって吸収損失が少なくなる。
【００６４】
（100）配向の単結晶シリコンに使用することのできる、テクスチャ処理技術は、水酸化カリウム（KOH）とイソプロピルアルコール（IPA）の溶液でシリコンをエッチングする技術である。これによって四角錐状に覆われた表面が得られる。しかし、この手法は、ストリップの表面が（111）結晶配向を有する場合のように、シリコン・ストリップがKOHエッチングで形成される場合には使用できない。反応性イオン・エッチングの使用のような、特定の結晶配向に依存しない他のいくつかのテクスチャ処理技術が現在、開発中である。しかし、これらの技術は、コストがかかるか、またはシリコン表面でのキャリアの再結合量の増大のような他の欠点を有する。さらに、これらの技術は、フラット・ウェハのテクスチャ処理にしか適しておらず、本発明のプロセスの一部として作製されるストリップのような、ウェハ・フレーム内に保持されるシリコン・ストリップのテクスチャ処理には適用できない。
【００６５】
図17は、テクスチャ処理後のシリコン・ストリップ1の断面図である。テクスチャ処理プロセスは以下のように行われる。低圧化学蒸着（LPCVD）によってシリコン・ストリップ基板1上に薄い窒化ケイ素層29を堆積させる。この技術によって、基板表面上に一様で共形の窒化ケイ素層29が得られる。重要なこととして、窒化ケイ素29は、幅の狭いチャネルまたはスロットに沿って堆積させると共に、上述の技術のうちの1つによって作製されたシリコン・ストリップの側壁上にもLPCVDによって堆積させる。厚さが数原子層のオーダーの非常に薄い窒化ケイ素層のみを堆積させる。このような層は、シリコン基板が露出されるいくつかの穴を含むほど薄い。次いで、1:50フッ化水素酸溶液のような適切なエッチング液でストリップをエッチングする。室温で、この溶液は窒化ケイ素をシリコンよりも約3000倍遅い速度でエッチングする。したがって、ストリップ1のシリコン中にエッチ・ピット31が形成される。数分後、表面の大部分が、数ミクロンまでのサイズのエッチ・ピット31で覆われる。次に、エッチングが終了する。エッチング・プロセスの制御は、層の穴の密度に影響を与える窒化ケイ素堆積パラメータを変え、かつエッチング時間および温度を変えることによって行うことができる。より低いエッチング温度を使用した場合、シリコン1と比べて遅い、窒化ケイ素29のエッチング速度を得ることができる。たとえば、00Cでは、エッチング液は、シリコンよりも約6000倍遅い速度で窒化ケイ素29をエッチングする。上記のテクスチャ処理プロセスを2回行ってテクスチャ特性をさらに向上させることも可能である。
【００６６】
上記のテクスチャ処理技術は、テクスチャ処理プロセスで少量のシリコンしか消耗しない（テクスチャ処理される各表面上で約2ミクロン〜3ミクロン）ので薄膜シリコン・セルの場合に特に有利である。テクスチャ処理技術は、任意の粒径のシリコン・ウェハまたは膜に適用することができる。
【００６７】
垂直な側壁を有する深い溝を（110）シリコン・ウェハにエッチングする技術は、文献で詳細に報告されている。深さが数百ミクロンの幅の狭い溝の場合、一様な溝深さおよび合理的なエッチング速度を維持することは困難であることが多い。この可能な理由は、溝の側壁に付着して気泡の周りの領域でのエッチングを妨げる水素気泡が形成されることと、溝の底部に新鮮なエッチング液が供給されないことである。超音波攪拌の使用のような、エッチング速度および深い溝の一様性を向上させることのできるいくつかの方法が文献で議論されている。しかし、溶液を攪拌しても深い溝のエッチング挙動は実質的に向上せず、一方、超音波攪拌では微細形状が破壊されることが多い。
【００６８】
次に、深い幅の狭い溝をエッチングする他の技術について説明する。この技術は、ウェハを溶液から周期的に取り出す段階と、次いで再挿入する段階から成る。通常の処理では、エッチングは44wt%のKOH溶液を用いて85℃で5時間にわたって行われる。ウェハは、それを所定の位置に、通常水平に対して約45°の角度に保持するアセンブリ内に配置される。アセンブリは、ウェハを溶液内に下降し、5分間浸漬させておく、次いで、ウェハは溶液から上昇され、この位置に5分間留められる。次に、再びウェハを溶液内に下降させることによってサイクルが繰り返される。
【００６９】
初期幅が10ミクロンである溝を有するシリコン・ウェハに上述の技術を適用した。5時間にわたってエッチングしたところ、横方向に約10ミクロンのエッチングが施され、最終的な溝幅は20ミクロンであった。5時間のエッチングの終了時の深さのばらつきは40ミクロン未満であった。最小溝深さおよび最大溝深さはそれぞれ、340μmおよび380μmであった。実験評価によって、60%の溝が350ミクロン〜360ミクロンの深さ範囲にエッチングされ、15%が340ミクロンの深さにエッチングされ、残りの25%が370ミクロン〜380ミクロンの深さ範囲にエッチングされたことが分かった。0.5mmの厚さのシリコンは、6時間30分で完全にエッチングされた。
【００７０】
実施例
実施例1−太陽電池の製造
太陽電池を以下のように製造した。直径が100mmで厚さが0.8mmである0.5ohm-cmのホウ素添加フロート・ゾーン式ウェハを開始材料として使用した。ウェハをエッチングして表面損傷を除去した。ウェハの一方の側（頂面側）にリンを拡散させて面積抵抗を約50ohm／平方とし、その後、裏側にホウ素を拡散させて面積抵抗を約50ohm／平方とした。両面上で厚さ100nmの酸化物を成長させ、その後50nmの窒化ケイ素を堆積させた。ダイシング・ソーを用いてウェハに頂面側から、裏面から約50ミクロン以内まで延びる切れ込みを入れ、シリコン・ストリップを作製した。次いで、ウェハを水酸化カリウム溶液でエッチングし、切断プロセスによる損傷を除去した。次いで、溝内にリンを拡散させ、面積抵抗を約100ohm／平方とした。ストリップの側壁上で酸化物を厚さが200nmになるまで成長させた。次いで、第1組の切れ込みに揃えられ、ウェハの深部まで延びる切れ込みを形成するのに十分な深さを有する第2組の切れ込みを、ダイシング・ソーによってウェハの裏面に形成した。ウェハを再び水酸化カリウム溶液に浸漬させ、切れ込みによる損傷を除去した。次いで、新たに露出されたシリコン表面上に厚さが275nmの酸化物を成長させ、側壁酸化物の厚さを300nmまで大きくした。次に、165℃のリン酸を用いてウェハの表面および裏面上の窒化ケイ素層を除去した。次いで、ウェハの頂面および裏面から酸化物が除去されるまで、ウェハを10%のフッ化水素酸水溶液に浸漬させておいた。この段階では、厚さが約180nmの酸化物が依然としてシリコン・ストリップの側壁上に存在していた。次いで、接点上に銀を、厚さが約4ミクロンになるまで電気めっきした。最後に、ダイシング・ソーを用いてシリコン・ストリップを切断した。このようにして、厚さが100ミクロン未満から250ミクロンの範囲のシリコン・ストリップを作製した。
【００７１】
150個のシリコン・ストリップを以下のように直列接続した。ストリップを互いに密着させ、適切なめっき治具に入れた。ストリップのアセンブリの一方の縁部に沿って銀塗料を塗布することによってストリップを短絡させた。次いで、セルに銀めっきを施した。これによって、互いに隣接するストリップ間を電気的および物理的に接続する銀堆積物が得られた。めっきの終了後、銀塗料が塗布された結果として得られたセルを、ダイシング・ソーを用いて切り出した。結果として得られたセルをガラス上に取り付けた。このようにして、53cm2セルを製造した。このセルは、効率が13.4%であり、開路電圧が92V、電流が10.3mA、充填係数が73%であった。
【００７２】
実施例2−研磨されたシリコン表面をテクスチャ処理して反射率を低下させる
（111）配向の研磨されたシリコン・ウェハ上に厚さが約2nmの窒化ケイ素層を、低圧化学蒸着を用いて7500Cで堆積させた。ウェハからサンプルを切り出し、1:50フッ化水素酸：硝酸溶液によって00Cで150秒間エッチングした。シリコーンを用いて厚さ1mmの低アイアン・グラスにサンプルを密封し、積分球を有する分光光度計を用いてサンプルの反射率を測定した。このサンプルの反射率は900nmで11%であり、それに対して、研磨済みの密封されたシリコン基準ウェハの反射率は24%であり、逆角錐を用いてテクスチャ処理された（100）配向シリコンのサンプルの反射率は同じ波長で8%であった。これらの結果は、テクスチャ処理プロセスがシリコン表面からの反射を低減させるうえで非常に有効であることを示している。これらの結果は、テクスチャが光をシリコン内に閉じ込めるうえで非常に有効であることも示している。
【００７３】
従来技術の工業太陽電池処理技術に勝る本発明のプロセスの利点
本発明のプロセスでは、インゴット材料の単位長当たりの太陽電池の表面積が、従来技術の方法よりも大きくなる。たとえば、次世代結晶シリコン（c-Si）太陽電池の厚さは約0.2mmになると思われる。切りみぞ損失は約0.25mmであり、したがって、ウェハ当たりに総厚さが約0.45mmのインゴットが消費される。本発明によれば、厚さが1mmのウェハから0.1mmのピッチでストリップを切り出した場合、最初のウェハの面積の10倍の有効表面積が得られ、インゴットの消費量は1.25mmである。したがって、等価ウェハ面積当たりに消費されるインゴットの量は0.125mmであり、利得係数は3.6である（すなわち、0.45/0.125）。ウェハの周りにシリコン・フレームを含めると、この利得がわずかに減る。この面積利得は、ストリップで作られた太陽電池上に向けられる日光を集束させることによってさらに増やすことができる。
【００７４】
本発明の方法では、ストリップがウェハに取り付けられている間に太陽電池製造プロセスを行うことができる。上記の例を用いた場合、処理される各ウェハごとに、実際上10倍のウェハ面積が処理され、処理コストが低くなる。一般に、平面表面積の正味利得を実現するには、ウェハの厚さをストリップの厚さと除去されるシリコンの幅との和よりも大きくすべきである。
【００７５】
本発明のプロセスでは、当然のごとくモノリシック配線が得られる。これは、自動化された製造方法に対して従来のセル配線プロセスよりも容易に導入できるので望ましい。セルを直列接続し、やはり望ましい高電圧小電流のデバイスを得ることもできる。
【００７６】
本発明では、日光の、従来の2倍以上の集光を可能にする、非常に簡素でしかも極めて有効な静的集光装置構造を実現することもできる。このことは、モジュールの表面の2分の1以下を太陽電池で覆うだけでよいことを意味する。本発明のプロセスによって作製される太陽電池が、従来技術の太陽電池よりの静的集光装置構造に適していることには2つの基本的な理由がある。
【００７７】
第1の理由は、本発明のプロセスによって作製されるセルは両面とも同じであり、すなわち、お互いの表面に日光が入射するのと同様にうまく反応することである。従来技術の標準太陽電池は、両面とも同じではなく、一方の表面に入射した日光にしか反応しない。最も有効な静的集光装置構造には、両面とも同じセルが必要である。
【００７８】
第2の理由は、本発明のプロセスによって作製されるセルは幅が非常に狭くてよく、通常1mm程度でよいことである。静的集光装置の高さはセルの幅に正比例する。ウェハで作られた従来技術の標準太陽電池は10x10cm2以上であり、したがって、このようなセルで作られた静的集光装置システムは大形で嵩張る。
【００７９】
当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、添付の図面を参照して本明細書で説明したプロセスの多数の修正が明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の態様によってスロットを形成した後のシリコン・ウェハの頂部を示す概略図（a）およびこのシリコン・ウェハの断面図（b）である。
【図２】(a)は、本発明の他の態様によって微小孔が形成されたシリコン・ウェハの平面図および断面図である。(b)は、微小孔を接合することによって溝を形成した後の(a)に示されているシリコン・ウェハの平面図である。
【図３】好ましい態様によってスロットおよび配線ストリップを形成した後のシリコンの底面図（a）および断面図（b）である。
【図４】好ましい態様によって浅いトレンチを形成した後のシリコン・ウェハの平面図（a）および断面図（b）である。
【図５】好ましい態様によって、図4に示されているウェハにスロットを形成することによって得られた構造の平面図を示す概略図である。
【図６】(a)は、複数の浅い溝が形成されたシリコン・ウェハの概略断面図である。(b)は、(a)に示されている断面に直交する、エッチング後の同じ構造の概略断面図である。
【図７】図6(b)に示されている構造の平面図である。
【図８】(a)および(b)は、ウェハにスロットを形成する前後の（110）配向シリコン・ウェハの一部の概略断面図である。(c)は、(b)の断面図に示されている構造の概略平面図である。
【図９】好ましい態様による、レーザによってシリコン・ストリップをそのフレームから分離する方法を示す概略図である。
【図１０】本発明によって準備され太陽電池として製造されたシリコン・ストリップの断面図を示す概略図である。
【図１１】本発明によって準備され他の太陽電池として製造されたシリコン・ストリップの断面図を示す概略図である。
【図１２】好ましい態様のストリップ形成プロセス時のシリコン・ウェハの正面および背面の断面図を示す一連の概略図である。
【図１３】本発明のプロセスによって準備されたシリコン・ストリップを電気的に配線する様々な方法の概略図である。
【図１４】適切な基板上に取り付けられ、日光をストリップ上に集中するように光コンセントレータに隣接して位置させられたシリコン・ストリップの断面図を示す概略図である。
【図１５】適切な基板上に取り付けられ、日光をストリップ上に集中するように他の光コンセントレータに隣接して位置させられたシリコン・ストリップの断面図を示す概略図である。
【図１６】適切な基板上に取り付けられ、日光をストリップ上に集中するように他の光コンセントレータに隣接して位置させられたシリコン・ストリップの断面図を示す概略図である。
【図１７】本明細書で説明するように表面テクスチャ処理後のシリコン・ストリップの概略図である。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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