(57)【要約】【課題】選択エミッタを有する太陽電池を形成するための方法および装置を提供すること。【解決手段】選択エミッタを有する太陽電池を形成する方法および装置が提供される。方法は基板を基板受け面に位置づけるステップを含む。基板は、選択エミッタを画定する第１のドーパント濃度を有する第１のパターン化高濃度ドープ領域と、第１のドーパント濃度よりも少ない第２のドーパント濃度を有し、第１のパターン化高濃度ドープ領域を取り囲む第２のドープエミッタ領域とを含む表面を有する。この方法は、フーリエ変換を使用してフィルタ処理済み光学画像を処理することによって第１のパターン化高濃度ドープ領域の位置を決定するステップと、第１のパターン化高濃度ドープ領域の決定された位置から受け取った情報を使用することによって、スクリーン印刷マスクの１つまたは複数の識別要素を第１のパターン化高濃度ドープ領域に位置合わせするステップと、第１のパターン化高濃度ドープ領域の一部に材料の層を堆積させるステップとをさらに含む。【選択図】図７
2013089962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択エミッタを有する太陽電池を形成する方法であって、
基板を基板受け面に位置づけるステップであり、前記基板が表面を有し、前記表面が、
前記表面に形成され、前記選択エミッタを画定する第１のドーパント濃度を有する少なくとも第１のパターン化高濃度ドープ領域と、
前記第１のドーパント濃度よりも少ない第２のドーパント濃度を有し、前記第１のパターン化高濃度ドープ領域を取り囲む第２のドープエミッタ領域と
を含む、ステップと、
前記基板の前記第１のパターン化高濃度ドープ領域の位置を決定するステップであり、
前記表面の一部の光学画像を取得するステップと、
前記光学画像を光学フィルタ処理するステップと、
フーリエ変換を使用して前記フィルタ処理済み光学画像を処理するステップと、
前記フィルタ処理済みおよび前記フーリエ変換済み光学画像における前記第１のパターン化高濃度ドープ領域と前記第２のドープエミッタ領域との間のコントラストを評価して前記第１のパターン化高濃度ドープ領域の前記位置を決定するステップと
を含む、決定するステップと、
前記基板の前記第１のパターン化高濃度ドープ領域の前記決定された位置から受け取った情報を使用することによって、スクリーン印刷マスクの１つまたは複数の識別要素を前記第１のパターン化高濃度ドープ領域に位置合わせするステップと、
前記第１のパターン化高濃度ドープ領域の少なくとも一部に材料の層を堆積させるステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記フーリエ変換を使用して前記フィルタ処理済み光学画像を処理するステップが、
フーリエ変換空間において前記フィルタ処理済み光学画像の前記第１の高濃度ドープ領域のフィーチャを選択し、不要な背景画像をフィルタ処理して除去することによってフィルタ処理済みフーリエ変換画像を生成するステップと、
前記フィルタ処理済みフーリエ変換画像を逆フーリエ変換を使用することによって変換し、前記第１の高濃度ドープ領域と前記第２のドープエミッタ領域との間により高いコントラストを有する最終画像を生成するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面の前記一部の前記光学画像を取得するステップが、第１の波長の前記表面からの電磁放射を受け取るステップであり、前記第１の波長が可視範囲または赤外範囲の制限されたサブ範囲である、ステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
選択エミッタを有する太陽電池を形成する方法であって、
基板を基板受け面に位置づけるステップであり、前記基板が表面を有し、前記表面が、
前記表面に形成され、前記選択エミッタを画定する第１のドーパント濃度を有する少なくとも第１のパターン化高濃度ドープ領域と、
前記第１のドーパント濃度よりも少ない第２のドーパント濃度を有し、前記第１のパターン化高濃度ドープ領域を取り囲む第２のドープエミッタ領域と
を含む、ステップと、
前記基板の前記第１のパターン化高濃度ドープ領域の位置を決定するステップであり、
前記表面の一部の光学画像を取得するステップであり、約８μｍ以上の長波赤外スペクトル内の第１の波長の前記表面からの電磁放射を受け取るステップを含む、取得するステップと、
前記第１のパターン化高濃度ドープ領域と前記第２のドープエミッタ領域との間の前記光学画像のコントラストを評価するステップと
を含む、決定するステップと、
前記基板の前記第１のパターン化高濃度ドープ領域の前記決定された位置から受け取った情報を使用することによって、スクリーン印刷マスクの１つまたは複数の識別要素を前記第１のパターン化高濃度ドープ領域に位置合わせするステップと、
前記第１のパターン化高濃度ドープ領域の少なくとも一部に材料の層を堆積させるステップと
を含む、方法。
【請求項５】
前記表面が、
前記基板の前記表面に、あるパターンで、前記第１のドーパント濃度をもつ第１のドーパント原子を有する第１のドーパント材料を堆積させるステップと、
前記基板と前記第１のドーパント材料とを加熱して、前記第１のドーパント材料の前記ドーパント原子を前記表面に拡散させ、前記第１のパターン化高濃度ドープ領域を形成するステップと
前記第１のパターン化高濃度ドープ領域を取り囲む前記領域に前記第２のドーパント濃度をもつ第２のドーパント原子を有する第２のドーパント材料を堆積させて前記第２のドープエミッタ領域を画定するステップと
を含む方法によって形成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のドーパント原子および前記第２のドーパント原子が各々
リン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、およびガリウム
を含む元素の群から選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のドーパント原子および前記第２のドーパント原子が同じタイプのドーパント原子である、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の高濃度ドープ領域の一部に堆積された前記層が導電性材料を含み、前記基板がシリコンを含み、前記第１のドーパント濃度が約１０１８原子／ｃｍ３よりも大きい、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記電磁放射を受け取るステップが、前記表面に隣接して配置される光学検出器によって達成される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記表面の前記一部の前記光学画像を取得するステップが、
前記表面の方に放射を放出するように構成された電磁放射を用意するステップ
を含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記表面の前記一部の前記光学画像を取得するステップが、
前記第１のパターン化高濃度ドープ領域の一部と前記第２のドープエミッタ領域とによって反射された前記電磁放射の強度の差を検出するステップ
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板の前記表面からの電磁放射を受け取るステップが、周囲温度よりも高い温度の前記基板によって放出された赤外放射を検出するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
選択エミッタを有する太陽電池を形成するための装置であって、
基板を支持するように構成された支持表面と、
前記基板の表面の一部の光学画像を取得するように構成され、前記光学画像をフィルタ処理するように構成された検出器アセンブリと、
スクリーン印刷マスクと、前記スクリーン印刷マスクを位置づけるように構成された少なくともアクチュエータとを有する堆積チャンバと、
コントローラであり、
前記フィルタ処理済み光学画像を受け取り、
前記フィルタ処理済み光学画像をフーリエ変換し、
前記フィルタ処理済み光学画像および前記フーリエ変換済み光学画像の前記第１の高濃度ドープ領域と前記第２のドープエミッタ領域との間のコントラストを評価し、
前記評価により、前記基板の第１のパターン化高濃度ドープ領域に対して前記スクリーン印刷マスクの位置を位置合わせする
ように構成された、コントローラと
を備える、装置。
【請求項１４】
選択エミッタを有する太陽電池を形成するための装置であって、
基板を支持するように構成された支持表面と、
前記基板の表面の一部の光学画像を、約８μｍ以上である長波赤外スペクトル内の第１の波長で、前記表面からの電磁放射を受け取ることによって取得するように構成された検出器アセンブリと、
スクリーン印刷マスクと、前記スクリーン印刷マスクを位置づけるように構成された少なくともアクチュエータとを有する堆積チャンバと、
コントローラであり、
前記検出器アセンブリから前記光学画像を受け取り、
前記第１の高濃度ドープ領域と前記第２のドープエミッタ領域との間の前記光学画像のコントラストを評価し、
前記評価により、前記基板の第１のパターン化高濃度ドープ領域に対して前記スクリーン印刷マスクの位置を位置合わせする
ように構成された、コントローラと
を備える、装置。
【請求項１５】
前記基板の前記表面の方に電磁放射を放出するように構成された電磁放射源
をさらに備える、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記検出器アセンブリが前記表面とカメラとの間に配置された少なくとも光学フィルタを備え、前記光学フィルタは、前記第１の波長がそれを通過できるように構成される、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、選択エミッタを有する太陽電池を形成する、特に、結晶シリコンベースによる太陽電池を製作するために選択エミッタ領域とスクリーン印刷パターンとを位置合わせするための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光を電力に直接変換する光起電（ＰＶ）デバイスである。ＰＶ市場は過去１０年の間３０％を超える年率で成長している。いくつかの記事の示唆によれば、世界中の太陽電池発電は近い将来１０ＧＷｐを超える可能性がある。すべての太陽電池モジュールの９５％超がシリコンウエハベースであると推測される。高い市場成長率は、太陽発電コストを実質的に低下させる必要性と相まって、高品質太陽電池を安価に形成するのにいくつかの重大な課題をもたらしてきた。したがって、商業的に実現可能な太陽電池を製作する際の１つの主要な構成要素は、デバイス歩留を改善し、基板スループットを増加させることによって太陽電池を形成するのに必要とされる製造コストを低減させることにある。
【０００３】
太陽電池は、典型的には、１つまたは複数のｐｎ接合を有する。各ｐｎ接合は半導体材料内に２つの異なる領域を含み、一方の側はｐ型領域として表され、他方はｎ型領域として表される。太陽電池のｐｎ接合が太陽光（フォトンからのエネルギーからなる）にさらされると、太陽光はＰＶ効果により電気に直接変換される。太陽電池は特定の量の電力を生成し、所望の量のシステム電力を供給するために所定の大きさにされたモジュールに並べられる。太陽電池モジュールは特定のフレームおよびコネクタを用いてパネルに連結される。太陽電池は、一般に、シリコン基板に形成され、シリコン基板は単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板とすることができる。典型的な太陽電池は一般には約０．３ｍｍ厚未満のシリコンウエハ、基板、またシートを含み、ｐ型領域の上のｎ型シリコン薄層が基板に形成される。
【０００４】
図１Ａおよび１Ｂは、ウエハ１１に製作された標準シリコン太陽電池１０を概略的に示す。ウエハ１１は、ｐ型ベース領域２１、ｎ型エミッタ領域２２、およびそれらの間に配置されたｐｎ接合領域２３を含む。ｎ型領域、すなわち、ｎ型半導体は、負電荷キャリア、すなわち、電子の数を増加させるためにいくつかの種類の元素（例えば、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、またはアンチモン（Ｓｂ））で半導体をドープすることによって形成される。同様に、ｐ型領域、すなわち、ｐ型半導体は、結晶格子に３価の原子を添加することによって形成され、その結果、シリコン格子にとって正常な４つの共有結合のうちの１つから電子が欠ける。したがって、ドーパント原子は、第４の結合を完成させるために隣接原子の共有結合から電子を受け入れることができる。ドーパント原子は電子を受け入れ、それにより、隣接原子から１つの結合の半分を失わせ、その結果、「正孔」の形成がもたらされる。
【０００５】
光が太陽電池に当たると、入射フォトンからのエネルギーがｐｎ接合領域２３の両側に電子−正孔対を生成する。電子はｐｎ接合を横切ってより低いエネルギー準位に拡散し、正孔は反対方向に拡散し、それにより、エミッタに負電荷を生成し、対応する正電荷がベースで増大する。電気回路がエミッタとベースとの間に製作され、ｐｎ接合がある波長の光にさらされると、電流が流れることになる。照明されたとき半導体によって生成される電流は、太陽電池１０の前側１８、すなわち受光側と、裏側１９とに配置されたコンタクトを通って流れる。上部コンタクト構造は、図１Ａに示されるように、一般に、広く間隔を置かれた細い金属ライン、すなわちフィンガ１４として構成され、それはより大きいバスバー１５に電流を供給する。バックコンタクト２５は、一般に、入射光が太陽電池１０に突き当たるのを妨げないので多数の細い金属ラインで形成されるように強制されない。太陽電池１０は、一般に、太陽電池１０の上面２２Ａからの光反射を最小にするために反射防止被覆１６、すなわちＡＲＣとして働くＳｉ３Ｎ４などの誘電材料の薄層で覆われる。
【０００６】
スクリーン印刷は、布またはセラミックスなどの物体上にデザインを印刷するのに長く使用されており、基板の表面に電気コンタクトまたは相互接続などの電気構成要素のデザインを印刷するためにエレクトロニクス産業で使用される。最新技術の太陽電池製作プロセスは同様にスクリーン印刷プロセスを使用する。いくつかの用途において、太陽電池基板上にフィンガ１４などのコンタクトラインをスクリーン印刷することが望ましい。フィンガ１４は基板に接触しており、１つまたは複数のドープ領域（例えば、ｎ型エミッタ領域２２）とオーミック接続を形成することができる。オーミックコンタクトは、デバイスの電流−電圧（Ｉ−Ｖ）曲線が線形で対称である、すなわち、半導体デバイスのドープシリコン領域と金属コンタクトとの間に高抵抗のインターフェースがないように準備された半導体デバイスの領域である。低抵抗で安定なコンタクトは、太陽電池の性能と、太陽電池製作プロセスで形成される回路の信頼性とにとって極めて重要である。太陽電池デバイスとのコンタクトを増強するために、基板表面内に形成された高濃度ドープ領域１７にフィンガ１４を位置決めしてオーミックコンタクトの形成を可能にすることが一般的である。形成された高濃度ドープ領域１７は、その電気的性質のために、そこを通り抜けることができる光の量を阻止または最小にする傾向があるので、そのサイズを最小にしながら、さらに、その上にフィンガ１４を確実に信頼性高く位置合わせおよび形成するのに十分な大きさにこれらの領域を製作することが望ましい。自動移送デバイスに基板を位置決めする際の誤差、基板のエッジの欠陥、基板表面の高濃度ドープ領域１７の不明な見当合わせおよび位置合わせ、および／または自動移送デバイス上の基板のシフトに起因する下にある高濃度ドープ領域１７に対する堆積フィンガ１４の位置合わせ不良が、不十分なデバイス性能および低いデバイス効率をもたらすことがある。スクリーン印刷パターン位置合わせ用の映像システムが、出願の国際公開第ＷＯ−Ａ−２０１０／０６８３３１号パンフレットに説明されている。高濃度ドープ領域１７は、より高濃度のドーピングおよびより低濃度のドーピングの区域を生成するための様々なパターニング技法を使用して、例えば、パターン化した拡散バリアを使用するリン拡散ステップを行うことによって、基板表面に形成することができる。裏側コンタクトは、基板のｐ型ベース領域とのオーミックコンタクトを形成することによって太陽電池が電流を生ずるのに必要とされる電気回路を完成させる。
【０００７】
この分野では、太陽電池の前面２２Ａに選択エミッタの構造を実現する引用したスクリーン印刷の技法によって、結晶シリコンベースによる太陽電池を製造することが知られている。選択エミッタは、通常約１５０ｍｍ幅で、高濃度リンドープされた、すなわち、高い濃度（約１０２０原子／ｃｍ３）をもつ選択エミッタ（ＳＥ）のラインのパターンを、エミッタ領域を構成するより低い濃度（約１０１９原子／ｃｍ３）をもつリンドープ層にスクリーン印刷操作を使用して堆積させることによって形成される。ＳＥラインのピッチ、すなわち、相互距離は約１．７ｍｍである。窒化物に基づく反射防止被覆膜（ＡＲＣ）を堆積させた後、金属コンタクトラインは、所望のパターンで、一般に１００ｍｍ幅で、ＳＥラインの上に別のスクリーン印刷操作によって堆積される。優れた効率の太陽電池の探索では、金属コンタクトラインがＳＥラインの上に重なるように正確に位置合わせされることが必要とされる。したがって、金属コンタクトラインを印刷する前にＳＥラインの位置を定めるのにＳＥラインの高解像度画像が必要とされる。画像を分析するのに採用されるコントラスト機構は、ドーパント濃度の差、すなわち、可視の波長で動作する画像解析の従来の光学技法では一般に検出することができない弱くドープされたエミッタ領域で取り囲まれた高濃度ドープＳＥライン間の差を利用する。画像を使用して位置合わせを制御する技法の成功には、ドーパント濃度の差に敏感であることが望ましい。
【０００８】
代替として、選択エミッタを製造するいくつかのプロセスは、画像解析のより多くの従来の光学技法を実行できるようにする異なる表面テクスチャまたは異なる高さの段差で与えられるＳＥラインとエミッタ領域との間の表面形状の差を含むことができる。
【０００９】
さらに、太陽電池は単結晶シリコンまたはポリ結晶シリコンベースを有することができ、これにより、さらなる問題が加えられるが、それは、ポリ結晶シリコンではシリコン粒の異なる方位をもつ領域があり、その領域が反射光の量を変化させ、その結果、ＳＥラインのコントラストを不明瞭にすることがあるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ−Ａ−２０１０／０６８３３１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の少なくとも１つの実施形態の目的は、金属コンタクトラインを印刷する前にＳＥラインの位置を定めるためにＳＥラインの高解像度画像を与える光学画像化によって、結晶シリコンベースによる太陽電池を形成する際にスクリーン印刷パターンを選択エミッタに位置合わせし、その結果、その位置合わせが正確で信頼できるものであり、それにより得られるより高い効率の太陽電池の利点を与える方法を実現することである。
【００１２】
本出願人は、最新技術の欠点を克服し、これらおよび他の目的および利点を得るために本発明を考案、試験、および具現した。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つの実施形態によれば、選択エミッタを有する太陽電池を形成する方法は、基板を基板受け面に位置づけるステップであり、基板が表面を有し、その表面は、前記表面に製作され、選択エミッタを画定する第１のドーパント濃度を有し、第１のドーパント濃度よりも低い第２のドーパント濃度を有する第２のドープエミッタ領域で取り囲まれた少なくとも第１のパターン化高濃度ドープ領域を有する、ステップと、基板の第１のパターン化高濃度ドープ領域の実際の位置を決定するステップであり、表面の一部の光学画像の取得と、光学画像の光学フィルタ処理と、フィルタ処理が行われた光学画像のフーリエ変換処理と、フィルタ処理およびフーリエ変換処理が行われた光学画像の第１の高濃度ドープ領域と第２のドープエミッタ領域との間のコントラストの評価とを含む、ステップと、基板の第１のパターン化高濃度ドープ領域の決定された実際の位置から受け取った情報を使用してスクリーン印刷マスクの１つまたは複数の識別要素を第１のパターン化高濃度ドープ領域に位置合わせするステップと、１つまたは複数の識別要素を第１のパターン化高濃度ドープ領域に位置合わせした後、第１のパターン化高濃度ドープ領域の少なくとも一部に材料の層を堆積させて金属導電層を画定するステップとを含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、フーリエ変換処理は、光学的にフィルタ処理された画像のフーリエ変換と、第１の高濃度ドープ領域に属するフーリエ変換空間における画像のフィーチャを選択および強調し、それによって、不要な背景画像をフィルタ処理で除去してフィルタ処理済みフーリエ変換画像を得ることと、フィルタ処理済みフーリエ変換画像を逆フーリエ変換して第１の高濃度ドープ領域と第２のドープエミッタ領域との間により高いコントラストをもつ最終画像を生成することとを含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、表面の一部の光学画像の取得では、表面から到達する可視光の領域の制限されたサブ範囲の第１の波長の電磁放射の受取りを行う。
【００１６】
他の実施形態では、表面の一部の光学画像の取得では、表面から到達する赤外波長の領域の制限されたサブ範囲の第１の波長の電磁放射の受取りを行う。
【００１７】
したがって、フーリエ変換処理は可視画像および赤外画像の両方に適用することができる。フーリエ変換処理は選択エミッタラインとそれを取り囲むエミッタ領域との間のコントラストを増強する。赤外では、赤外コントラストが十分でない場合、フーリエ変換処理を使用することが有利であることがある。
【００１８】
本発明の別の実施形態によれば、本発明により選択エミッタを有する太陽電池を形成する方法は、基板を基板受け面に位置づけるステップであり、基板が表面を有し、その表面は、前記表面に製作され、選択エミッタを画定する第１のドーパント濃度を有し、第１のドーパント濃度よりも低い第２のドーパント濃度を有する第２のドープエミッタ領域で取り囲まれた少なくとも第１のパターン化高濃度ドープ領域を有する、ステップと、基板の第１のパターン化高濃度ドープ領域の実際の位置を決定するステップであり、表面から到達する約８ミクロン（μｍ）以上の長波赤外スペクトル中の第１の波長の電磁放射の受取りを行う、表面の一部の光学画像の取得と、第１のパターン化高濃度ドープ領域と第２のドープエミッタ領域との間の光学画像のコントラストの評価とを含む、ステップと、基板の第１のパターン化高濃度ドープ領域の決定された実際の位置から受け取った情報を使用して、スクリーン印刷マスクの１つまたは複数の識別要素を第１のパターン化高濃度ドープ領域に位置合わせするステップと、１つまたは複数の識別要素を第１のパターン化高濃度ドープ領域に位置合わせした後、第１のパターン化高濃度ドープ領域の少なくとも一部に材料の層を堆積させて金属導電層を画定するステップとを含む。
【００１９】
いくつかの実施形態では、長波赤外スペクトルにおける表面から到達する第１の波長は約８μｍと１４μｍとの間にある。
【００２０】
１４μｍよりも長い波長は、一般に、より有利であるが、約８μｍと１４μｍとの間の範囲は、本発明の目的ではより長い波長で動作することができるあり得るカメラの使用を排除はしないが、上限検出限界を有する現在市販の長波赤外線カメラのコストと性能との間で受容できる妥協点をもたらす。
【００２１】
いくつかの実施形態では、本発明による方法は、基板の表面に、あるパターンで、第１のドーパント濃度をもつ第１のドーパント原子を有する第１のドーパント材料を堆積させるステップと、第１のドーパント材料のドーパント原子の表面への拡散を確定するために基板と第１のドーパント材料とを加熱し、選択エミッタを画定する第１のパターン化高濃度ドープ領域を得るステップと、堆積された第１のドーパント材料間の基板の表面の領域に、第１のドーパント濃度よりも低い第２のドーパント濃度をもつ第２のドーパント原子を有する第２のドーパント材料を堆積させて、第２のドープエミッタ領域を画定するステップとを含む。
【００２２】
いくつかの変形では、第１のドーパント原子および第２のドーパント原子は、リン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウム、およびガリウムを含む元素の群から選択される
【００２３】
本発明のいくつかの変形によれば、第１のドーパント原子および第２のドーパント原子は同じタイプのドーパント原子である。
【００２４】
いくつかの実施形態では、第１のパターン化高濃度ドープ領域の少なくとも１つの部分に堆積された層は導電性材料を含み、基板はシリコンを含み、第１のパターン化高濃度ドープ領域は約１０１８原子／ｃｍ３を超えるドーパント濃度を有する。
【００２５】
いくつかの実施形態では、電磁放射の受取りは、表面に隣接して位置づけられた光検出器によって達成される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、表面の一部の光学画像の取得では、表面の方に電磁放射を放出することを用意する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、表面の一部の光学画像の取得には、第１のパターン化高濃度ドープ領域の一部と第２のドープエミッタ領域とによって反射された電磁放射の強度の差の検出がさらに含まれる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、基板の表面から到達する電磁放射の受取りでは、周囲温度よりも高い温度で供給される基板によって放出された赤外放射を検出することを用意する。
【００２９】
本発明は、さらに、選択エミッタを有する太陽電池を形成するための装置に関し、その装置は、１つの実施形態では、第１のパターン化高濃度ドープ領域をもつ表面を有する基板のための支持表面であり、第１のパターン化高濃度ドープ領域が、表面に製作され、第１のドーパント濃度を有し、選択エミッタを画定し、第１のドーパント濃度よりも低い第２のドーパント濃度を有する第２のドープエミッタ領域で取り囲まれた、支持表面と、表面の一部の光学画像を取得し、光学画像を光学フィルタ処理するように構成された検出器アセンブリと、スクリーン印刷マスクと、スクリーン印刷マスクを位置づけるように構成された少なくともアクチュエータとを有する堆積チャンバと、検出器アセンブリによってフィルタ処理が行われた光学画像を受け取り、フィルタ処理が行われた光学画像をフーリエ変換処理し、フィルタ処理およびフーリエ変換処理が行われた光学画像の第１の高濃度ドープ領域と第２のドープエミッタ領域との間のコントラストを評価し、前記評価により第１のパターン化高濃度ドープ領域を基準にしてスクリーン印刷マスクの位置を調整するように構成されたコントローラとを備える。
【００３０】
別の実施形態では、本発明により選択エミッタを有する太陽電池を形成する装置は、第１のパターン化高濃度ドープ領域をもつ表面を有する基板のための支持表面であり、第１のパターン化高濃度ドープ領域が、表面に製作され、第１のドーパント濃度を有し、選択エミッタを画定し、第１のドーパント濃度よりも低い第２のドーパント濃度を有する第２のドープエミッタ領域で取り囲まれた、支持表面と、表面から到達する約８μｍ以上の長波赤外スペクトル中の第１の波長の電磁放射を受け取ることによって表面の一部の光学画像を取得するように構成された検出器アセンブリと、スクリーン印刷マスクと、スクリーン印刷マスクを位置づけるように構成された少なくともアクチュエータとを有する堆積チャンバと、検出器アセンブリから光学画像を受け取り、第１の高濃度ドープ領域と第２のドープエミッタ領域との間の光学画像のコントラストを評価し、前記評価により第１のパターン化高濃度ドープ領域を基準にしてスクリーン印刷マスクの位置を調整するように構成されたコントローラとを備える。
【００３１】
変形の実施形態では、本発明による装置は、基板の表面の方に電磁放射を放出するように位置づけられた電磁放射源を備える。
【００３２】
いくつかの実施形態では、検出器アセンブリはカメラを備える。
【００３３】
変形の実施形態では、検出器アセンブリは表面とカメラとの間に配置された少なくとも光学フィルタを備え、光学フィルタは、第１の波長がそれを通過できるようにすることができる。
【００３４】
本発明のこれらおよび他の特徴は、添付図面に関連する非限定的な例として与えられる優先的な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】金属化相互接続パターンを含む先行技術の太陽電池の等角図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示された先行技術の太陽電池の側面断面図である。
【図２Ａ】太陽電池デバイスの選択エミッタおよび活性領域を形成するのに使用される処理シーケンスの間の太陽電池基板の側面断面図である。
【図２Ｂ】太陽電池デバイスの選択エミッタおよび活性領域を形成するのに使用される処理シーケンスの間の太陽電池基板の側面断面図である。
【図２Ｃ】太陽電池デバイスの選択エミッタおよび活性領域を形成するのに使用される処理シーケンスの間の太陽電池基板の側面断面図である。
【図２Ｄ】太陽電池デバイスの選択エミッタおよび活性領域を形成するのに使用される処理シーケンスの間の太陽電池基板の側面断面図である。
【図３Ａ】所望のパターンの多数の層を形成するために本発明の実施形態と共に使用することができるシステムの概略等角図である。
【図３Ｂ】本発明の１つの実施形態による図３Ａのシステムの概略平面図である。
【図３Ｃ】本発明の１つの実施形態によるスクリーン印刷システムの印刷ネスト部分の等角図である。
【図３Ｄ】本発明の１つの実施形態による、基板の前面を検査するように位置づけられた検査アセンブリを有する回転アクチュエータアセンブリの１つの実施形態の概略等角図である。
【図４Ａ】本発明の１つ実施形態による光学検査システムの概略断面図である。
【図４Ｂ】本発明の１つ実施形態による、印刷ネストに位置づけられた光学検査システムの概略断面図である。
【図５】図２Ａ〜２Ｄの活性領域を形成する方法の流れ図である。
【図６】太陽電池の製造のための選択エミッタの位置合わせの概略図である。
【図７】本発明の実施形態による、太陽電池の第１の高濃度ドープ領域に導電層を堆積させるのに使用される処理シーケンス示す図である。
【図８】本発明の１つまたは複数の実施形態を使用して取得することができる画像の例を示す図である。
【図９】本発明の１つの実施形態による、選択エミッタの位置合わせを検出するのに使用することができるプロセスの一例を示す図である。
【図１０】本発明の１つまたは複数の実施形態を使用して取得することができる画像の一例を示す図である。
【図１１】本明細書で開示される本発明の実施形態の１つまたは複数を使用して取得することができる画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
理解しやすくするために、同一の参照番号が、可能である場合、図に共通の同一の要素を指定するのに使用されている。１つの実施形態の要素およびフィーチャはさらなる詳述なしに他の実施形態に有利に組み込み得ることが意図される。
【００３７】
本発明の実施形態は、デバイス歩留と基板処理ラインの所有コスト（ＣｏＯ）とを改善することができる改善されたパターン化材料堆積処理シーケンスを利用するシステムにおいて基板を処理するための装置および方法を提供する。１つの実施形態では、システムは、基板が所望の材料でパターン化され、次に１つまたは複数の後続の処理チャンバ中で処理される結晶シリコン太陽電池製造ラインの一部の中でスクリーン印刷プロセスを行うように構成されるスクリーン印刷システムである。後続の処理チャンバは１つまたは複数のベーキングステップおよび１つまたは複数の洗浄ステップを行うように構成することができる。本明細書の説明では主として太陽電池デバイスの表面上のコンタクトまたは相互接続構造などのパターンをスクリーン印刷するプロセスが説明されるが、この構成は説明する本発明の範囲に関して限定するものではない。本発明から利益を得ることができる他の基板材料には、単結晶シリコン、多結晶シリコン、ポリ結晶シリコン、または他の望ましい基板材料を含む、活性領域を有することができる基板が含まれる。
【００３８】
光学検査システム
本発明の実施形態は、一般に、基板１４１０の表面に所望のパターンで形成される第１の高濃度ドープ領域１４２０の上の金属コンタクト１４３２の形成を含む太陽電池形成プロセスを提供する。いくつかの構成では、第１の高濃度ドープ領域１４２０は選択エミッタラインまたは領域を画定し、第２のドープエミッタ領域１４３０で取り囲まれる（図２Ａ〜２Ｄ）。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態は、検査システムと、オーミックコンタクトを第１の高濃度ドープ領域１４２０とともに製作できるようにするために同様に成形またはパターン化される金属コンタクト構造をパターン化高濃度ドープ領域上に信頼性高く位置決めするのに使用される支持装置とを提供する。
【００４０】
図２Ｄは、ＳＥラインを画定する第１の高濃度ドープ領域１４２０と、その上に形成されたパターン化金属コンタクト構造１４３２とを有する基板１４１０の表面１４０１の側面断面図である。
【００４１】
フィンガおよびバスバーなどの金属コンタクト構造１４３２が第１の高濃度ドープ領域１４２０上に形成され、その結果、高品質電気接続（すなわち、シメコンタクト（ｓｈｉｍｅ  ｃｏｎｔａｃｔ））をこれらの２つの領域間に形成することができる。上記で述べたように、低抵抗を有し、安定したコンタクトである高品質電気コンタクトは、太陽電池の性能にとって極めて重要である。
【００４２】
高濃度領域と低濃度領域との両方が基板１４１０に形成され、反射防止被覆層１４３１（すなわち、ＳｉＮ層）で覆われた後、形成された第１の高濃度ドープ領域１４２０のパターンの実際の配列および方位を検出するのは能力的に特に困難であると考えられる。
【００４３】
したがって、本発明の実施形態は、まず、第１のパターン化高濃度ドープ領域１４２０の実際の配列および方位を検出し、次に、収集した情報を使用して第１の高濃度ドープ領域１４２０の表面にパターン化金属コンタクトを形成する方法を提供する。
【００４４】
図４Ａは、基板１４１０の表面１４０１の少なくとも光学画像を取得し、それによって、基板１４１０の表面１４０１に形成された第１の高濃度ドープ領域１４２０のパターンの実際の配列および方位を決定するように構成される光学検査システム４００の１つの実施形態を示す。本発明において、「光学画像」という表現は、可視赤外または他の望ましい波長で取得された画像を意味する。
【００４５】
いくつかの実施形態では、光学検査システム４００は、一般に、第１の高濃度ドープ領域１４２０の配列および方位を基板１４１０の他の非高濃度ドープ領域に関連して光学的に決定するために基板１４１０の表面１４０１で放出または反射された放射を取得するように構成される検出器アセンブリ４０１を含む。
【００４６】
いくつかの実施形態では、光学検査システム４００は、所望の波長の放射を放出するように構成される放射源４０３のような電磁放射の供給源を含む。いくつかの例では、放射源４０３は、レーザ、電子ビーム、照明器、単色光源、赤外（ＩＲ）光、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤアレイ、Ｈｇ−Ｃｄランプ、アークランプ、フラッシュランプ、Ｘｅもしくはハロゲンランプ、または任意の他の好適な放射源を含むことができる
【００４７】
次に、検出器アセンブリ４０１で取得された光学画像と、配列および方位に関して収集された対応するデータとは、今後説明するように、システムコントローラ１０１に供給され、システムコントローラ１０１は、パターン化メタライゼーション技法を使用することによる第１の高濃度ドープ領域１４２０の表面のフィンガまたはバスバーなどの金属コンタクト構造１４３２の位置合わせの位置およびスクリーン印刷を調整および制御するように構成される。パターン化メタライゼーション技法は、スクリーン印刷法、インクジェット印刷プロセス、リソグラフィプロセス、およびブランケット金属堆積プロセス、または他の同様のパターン化メタライゼーション技法を含むことができる。１つの実施形態では、金属コンタクトは、図３Ａ〜３Ｄに関して以下でさらに説明するように、スクリーン印刷システム１００においてスクリーン印刷プロセスを使用して基板１４１０の表面に配置される。
【００４８】
第１の高濃度ドープ領域１４２０がシリコン基板内に形成される構成では、紫外（ＵＶ）および赤外（ＩＲ）波長領域内の波長で放出される電磁放射はシリコン基板または高濃度ドープ領域で選択的に吸収、反射、または透過されることになると考えられる。したがって、放出された放射の透過、吸収、または反射の差を使用して、検出器アセンブリ４０１およびシステムコントローラ１０１によって分解することができるいくつかの識別可能なコントラストを生成することができる。１つの実施形態では、可視の波長（すなわち、約４００ｎｍと９００ｎｍとの間）の電磁放射を放出することが望ましい。別の実施形態では、約８μｍ以上の波長をもつ長波赤外タイプの光放射を放出することが望ましい。１つの実施形態では、その範囲は約８μｍと１４μｍとの間である。０．９μｍと１．７μｍとの間の範囲は、短波赤外スペクトルと比較して、ドーパント濃度に非常に敏感であることが分かっているので、光放射は、領域間の所望のコントラストを検出器アセンブリ４０１で検出できるまで放出される。したがって、この範囲は選択エミッタの製造に特に好適であり、反射タイプの光学検出技法が使用される場合、より良好な光学コントラストを与え、ならびに検出器アセンブリ４０１に対してより低いコストを意味する。
【００４９】
１つの実施形態では、放射源４０３は、所望の光波長のうちの１つまたは複数を供給することができる発光ダイオード（ＬＥＤ）である。別の実施形態では、放射源４０３は、一束の光ファイバ４０３Ｂによって送出されるハロゲン電球からの放射を放出する照明器である。
【００５０】
別の実施形態では、放射源４０３は存在しないか、または使用されず、検出器アセンブリ４０１は、周囲温度よりも高い温度である加熱された基板１４１０の表面から放出される赤外範囲の電磁放射を検出するように構成される。
【００５１】
１つの実施形態では、光学検査システム４００は、検出器アセンブリ４０１と基板の同じ側にある基板１４１０の表面１４０１に電磁放射「Ｂ２」を送出するように構成される放射源４０３を有する。この構成では、放出波長の１つまたは複数は、基板１４１０、第１の高濃度ドープ領域１４２０、および／または第２のドープエミッタ領域１４３０の一部によって反射され、経路「Ｃ」に従って検出器アセンブリ４１０に送出されることになる。
【００５２】
検出器アセンブリ４０１は、レンズを伴う電磁放射検出器、カメラ、または他の同様のデバイスを備え、それは１つまたは複数の波長の受け取った電磁放射の強度を測定するように構成される。１つの実施形態では、図４Ｂを参照すると、検出器アセンブリ４０１は、放射源４０３によって放出された所望の波長範囲内で基板の表面の識別要素を検出および分解するように構成されるカメラ４０１Ａを備える。１つの実施形態では、カメラ４０１Ａは、検出信号の信号対雑音比を増強するために冷却されたＣＣＤアレイを有するＩｎＧａＡｓタイプカメラである。構成によっては、基板１４１０の表面１４０１とカメラ４０１Ａとの間の区域を密閉または遮蔽することによって、検出器アセンブリ４０１を周辺光から分離することが望ましい。
【００５３】
１つの実施形態では、検出器アセンブリ４０１は、カメラ４０１Ａと基板の表面１４０１との間に配置される１つまたは複数の光学フィルタ（図示せず）をさらに備える。この構成では、いくつかの所望の波長のみがカメラ４０１Ａに進むことができ、カメラ４０１Ａで受け取られる不要なエネルギーの量を減少させて、検出された放射の信号対雑音比を向上させるように１つまたは複数の光学フィルタが選択される。１つまたは複数の光学フィルタは、例えば、Ｂａｒｒ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ  Ｉｎｃ．またはＡｎｄｏｖｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから購入される帯域通過フィルタ、狭帯域フィルタ、光学エッジフィルタ、ノッチフィルタ、または広帯域フィルタとすることができる。本発明の別の態様では、光学フィルタは、基板上に投射され、カメラ４０１Ａで検出される波長を限定するために放射源４０３と基板１４１０との間に付加される。この構成では、広範囲の波長を供給することができる放射源４０３を選択し、基板の表面に突き当たる波長を限定するためにフィルタを使用することが望ましいことがある。
【００５４】
図３Ａは、光学検査システム４００を使用して太陽電池基板１４１０の表面に所望のパターンで金属コンタクトを形成するために本発明の実施形態と共に使用することができるスクリーン印刷システム、すなわち、システム１００の１つの実施形態を示す概略等角図であり、図３Ｂは概略平面図である。１つの実施形態では、システム１００は入来コンベヤ１１１、回転アクチュエータアセンブリ１３０、スクリーン印刷チャンバ１０２、および送出コンベヤ１１２を備える。入来コンベヤ１１１は、入力コンベヤ１１３などの入力デバイスから基板１４１０を受け取り（すなわち、図３Ｂの経路「Ａ」）、回転アクチュエータアセンブリ１３０に結合された印刷ネスト１３１に基板１４１０を移送するように構成することができる。送出コンベヤ１１２は、回転アクチュエータアセンブリ１３０に結合された印刷ネスト１３１から処理済み基板１４１０を受け取り、出口コンベヤ１１４などの基板取出しデバイスに基板１４１０を移送するように構成することができる（すなわち図３Ｂの中の経路「Ｅ」）。入力コンベヤ１１３および出口コンベヤ１１４は、より大きい製造ラインの一部である自動基板取扱デバイスとすることができる。
【００５５】
回転アクチュエータアセンブリ１３０は、回転アクチュエータ（図示せず）およびシステムコントローラ１０１によって軸「Ｆ」のまわりに回転され、角度的に位置決めされ、その結果、印刷ネスト１３１はシステム１００内で選択的に角度的に位置決めされ得る（すなわち、図３Ｂの経路「Ｄ１」および「Ｄ２」）。回転アクチュエータアセンブリ１３０は、さらに、システム１００において基板処理シーケンスを行うのに使用される印刷ネスト１３１または他の自動化デバイスの制御を容易にするための１つまたは複数の支持構成要素を有することができる。
【００５６】
１つの実施形態では、回転アクチュエータアセンブリ１３０は４つの印刷ネスト１３１、すなわち、基板支持体を含み、各々スクリーン印刷チャンバ１０２内で行われるスクリーン印刷プロセスの間基板１４１０を支持するように構成される。図３Ｂは回転アクチュエータアセンブリ１３０の位置を概略的に示し、１つの印刷ネスト１３１は入来コンベヤ１１１から基板１４１０を受け取るために位置「１」にあり、別の印刷ネスト１３１は、基板１４１０がその表面でスクリーン印刷されるパターンを受け取ることができるようにスクリーン印刷チャンバ１０２内の位置「２」にあり、別の印刷ネスト１３１は処理済み基板１４１０を送出コンベヤ１１２に移送するために位置「３」にあり、別の印刷ネスト１３１は位置「１」と位置「３」との間の中間段階である位置「４」にある。
【００５７】
図３Ｃに示されるように、印刷ネスト１３１は、一般に、供給スプール１３５、巻取りスプール１３６、ローラ１４０、および１つまたは複数のアクチュエータ１４８を有するコンベヤアセンブリ１３９からなり、１つまたは複数のアクチュエータ１４８は、プラテン１３８を横切って位置づけられる支持材１３７を供給および保持するように構成される供給スプール１３５および／または巻取りスプール１３６に結合される。プラテン１３８は、一般に、スクリーン印刷プロセスがスクリーン印刷チャンバ１０２で行われる間基板１４１０および支持材１３７を位置づける基板支持表面を有する。１つの実施形態では、支持材１３７は、従来の真空生成デバイス（例えば、真空ポンプ、真空エゼクタ）により支持材１３７の反対側に与えられる真空によって、支持材１３７の一方の側に配置される基板１４１０をプラテン１３８上に保持することができるようにする多孔性材料である。１つの実施形態では、真空はプラテン１３８の基板支持表面１３８Ａに形成された真空ポート（図示せず）に与えられ、その結果、基板をプラテン１３８の基板支持表面１３８Ａにチャックすることができる。１つの実施形態では、支持材１３７は、例えば、巻きたばこで使用されるタイプの通気可能な紙、または同じ働きをするプラスチックもしくは繊維材料などの他の類似の材料からなる通気可能材料である。１つの例では、支持材１３７はベンゼンラインを含まない巻きたばこ紙である。
【００５８】
１つの構成では、アクチュエータ１４８は、支持材１３７に位置づけられた基板１４１０の移動を印刷ネスト１３１内で正確に制御することができるように供給スプール１３５および巻取りスプール１３６に結合されるか、または係合するように構成される。１つの実施形態では、供給スプール１３５および巻取りスプール１３６は各々支持材１３７の全長の対向する端部を受け取るように構成される。１つの実施形態では、アクチュエータ１４８は、各々、プラテン１３８を横切る支持材１３７の動きおよび位置を制御するために供給スプール１３５および／または巻取りスプール１３６に位置づけられた支持材１３７の表面に結合するか、または接触する１つまたは複数の駆動ホイール１４７を含む。
【００５９】
１つの実施形態では、図３Ａを参照すると、システム１００は、位置「１」で印刷ネスト１３１に置かれた基板１４１０を検査するように構成された検査アセンブリ２００を含む。検査アセンブリ２００は、位置「１」で印刷ネスト１３１に置かれた入来または処理済み基板１４１０を検査するように位置づけられた１つまたは複数のカメラ１２１を含むことができる。この構成では、検査アセンブリ２００は、検査を行い、検査結果を印刷ネスト１３１上の基板１４１０の方位および位置を分析するのに使用されるシステムコントローラ１０１に通信する少なくとも１つのカメラ１２１（例えば、ＣＣＤカメラ）と他の電子構成要素とを含む。別の実施形態では、検査アセンブリ２００は上記で説明した光学検査システム４００を備える。
【００６０】
スクリーン印刷チャンバ１０２は、スクリーン印刷プロセスの間、位置「２」の印刷ネスト１３１に位置づけられた基板１４１０の表面に所望のパターンで材料を堆積するように構成される。１つの実施形態では、スクリーン印刷チャンバ１０２には、システムコントローラ１０１と通信し、かつ印刷される基板１４１０を基準にしてスクリーン印刷チャンバ１０２内に配置されたスクリーン印刷マスク１０２Ｂ（図３Ｂ）の位置および／または角度方位を調整するのに使用される複数のアクチュエータ、例えば、アクチュエータ１０２Ａ（例えば、ステッピングモータまたはサーボモータ）が含まれる。１つの実施形態では、スクリーン印刷マスク１０２Ｂは複数の識別要素１０２Ｃをもつ金属シートまたはプレートである（図３Ｂ）。１つの実施形態では、識別要素は、基板１４１０の表面にスクリーン印刷物（すなわち、インクまたはペースト）のパターンおよび配置を画定するためにスクリーン印刷マスクを通って形成される孔、スロット、または他の開孔を含むことができる。一般に、基板１４１０の表面に堆積されるべきスクリーン印刷されるパターンは、アクチュエータ１０２Ａと、システムコントローラ１０１で受け取った検査アセンブリ２００からの情報とを使用して、基板表面の所望の位置にスクリーン印刷マスク１０２Ｂの向きを定めることによって、自動化方式で基板１４１０に位置合わせされる。別の実施形態では、スクリーン印刷チャンバ１０２は、約１２５ｍｍと約１５６ｍｍとの間の幅および約７０ｍｍと約１５６ｍｍとの間の長さを有する太陽電池基板に金属または誘電材料を含む材料を堆積させるように構成される。１つの実施形態では、スクリーン印刷チャンバ１０２は、基板の表面に金属コンタクト構造を形成するために基板の表面に金属を含むペーストを堆積させるように構成される。
【００６１】
システムコントローラ１０１は、全体システム１００の制御および自動化を容易にし、中央処理アセンブリ（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）、および支援回路（またはＩ／Ｏ）（図示せず）を含むことができる。ＣＰＵは任意の形態のコンピュータプロセッサとすることができ、コンピュータプロセッサは、様々なチャンバプロセスおよびハードウェア（例えば、コンベヤ、光学検査アセンブリ、モータ、流体供給ハードウェアなど）の制御のために工業用の設定で使用され、システムプロセスおよびチャンバプロセス（例えば、基板位置、プロセス時間、検出器信号など）をモニタする。メモリはＣＰＵに接続され、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、または他の形態のローカルもしくはリモートデジタルストレージなどの容易に利用可能なメモリの１つまたは複数とすることができる。ソフトウェア命令およびデータは、ＣＰＵに命令するためにコード化し、メモリに記憶することができる。支援回路は、さらに、従来の方法でプロセッサを支援するためにＣＰＵに接続される。支援回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどを含むことができる。システムコントローラ１０１によって読取り可能なプログラム（またはコンピュータ命令）は、どのタスクが基板上で実行可能であるかを決定する。好ましくは、プログラムはシステムコントローラ１０１によって読取り可能なソフトウェアであり、ソフトウェアは、少なくとも基板位置情報、様々な制御構成要素の移動のシーケンス、基板光学検査システム情報、およびそれらの任意の組合せを生成および記憶するためのコードを含む。本発明の１つの実施形態では、システムコントローラ１０１は、参照により本明細書に全体的に組み込まれる国際公開第ＷＯ−Ａ−２０１０／０６８３３１号パンフレットに記載されるように達成できる第１の高濃度ドープ領域１４２０および／または第２のドープエミッタ領域１４３０および／または位置合わせマークもしくは識別要素の位置を分解するためのパターン認識ソフトウェアを含む。
【００６２】
基板表面１４０１にパターン化導電層を形成する前に基板表面１４０１に形成された第１の高濃度ドープ領域１４２０および第２のドープエミッタ領域１４３０の配列および方位を直接決定する目的で、システムコントローラ１０１は光学検査システム４００の１つまたは複数を使用して所望のデータを収集することができる。
【００６３】
図４Ｂは、印刷ネスト１３１および光学検査アセンブリ２００の一部に組み込まれる光学検査システム４００の１つの実施形態を示す。１つの実施形態では、検査アセンブリ２００はカメラ４０１Ａを備え、印刷ネスト１３１はコンベヤアセンブリ１３９、支持材１３７、プラテン１３８、および放射源４０３を備える。この構成では、放射源４０３は、支持材１３７およびプラテン１３８に位置づけられる基板１４１０の表面１４０１に電磁放射「Ｂ２」を放出するように構成され、その結果、放出された波長の１つまたは複数が基板１４１０の一部によって吸収または反射され、経路「Ｃ」に従ってカメラ４０１Ａの方に供給されることになる。
【００６４】
図３Ｄは、印刷ネスト１３１に配置された基板１４１０の表面１４０１を検査するように位置づけられた検査アセンブリ２００を示す回転アクチュエータアセンブリ１３０の１つの実施形態の概略等角図である。１つの実施形態では、カメラ４０１Ａは、カメラ４０１Ａの視野１２２が表面１４０１の少なくとも１つの領域を検査することができるように基板１４１０の表面１４０１の上に位置づけられる。カメラ４０１Ａによって受け取られた情報は、システムコントローラ１０１からアクチュエータ１０２Ａに送られたコマンドを使用することによって第１の高濃度ドープ領域１４２０に対してスクリーン印刷マスクを位置合わせし、それにより、引き続いて材料を堆積させるのに使用される。通常のプロセスシーケンシングの間、第１の高濃度ドープ領域１４２０および／または第２のドープエミッタ領域１４３０の位置の情報が各印刷ネスト１３１に位置づけられた基板１４１０ごとに収集された後、基板１４１０がスクリーン印刷チャンバ１０２に供給される。検査アセンブリ２００は、基板に形成されたパターンをよりよく分解するのに役立つように、印刷ネスト１３１に位置づけられた基板１４１０の異なる区域を調べるように構成された複数の光学検査システム４００をさらに含むことができる。
【００６５】
選択エミッタを有する太陽電池を製造する方法
本発明のいくつかの実施形態は、テクスチャ基板１４１０の表面１４０１に製作された第２のドープエミッタ領域１４３０で取り囲まれた、選択エミッタを構成する第１の高濃度ドープ領域１４２０上に金属コンタクト構造１４３２（例えば、フィンガおよびバスバー）を配置および位置合わせさせることを含む、選択エミッタを用いる太陽電池形成プロセスを提供する。典型的なテクスチャリングプロセスは約１ミクロン（μｍ）と約１０μｍとの間の粗さを有する表面を提供する。テクスチャ表面にフィンガおよびバスバーを形成するのに使用される金属含有材料を堆積するのは、非テクスチャ表面とは対照的に、堆積金属が覆わなければならない表面積が増加するため、形成されたフィンガおよびバスバーの電気抵抗に大きい影響を与えることがある。同様に、テクスチャ表面の粗さは、さらに、非テクスチャ表面とは対照的に、ドーパント原子が形成プロセスの間に通過することになる高濃度ドープ領域の表面積が増加するため、形成された高濃度ドープ領域の空間分解能に大きく影響を与えることになる。さらに、上記で述べたように、従来の検査技法は、一般に、基板表面の高濃度ドープ領域の位置を光学的に決定することができない。したがって、完全なオーミックコンタクトが確実に高濃度ドープ領域とフィンガおよびバスバーとの間に生成されるように高濃度ドープ領域にフィンガおよびバスバーを信頼性高く位置づけることが望ましい。
【００６６】
選択エミッタを製造する方法
図２Ａ〜２Ｄは、太陽電池デバイスの活性領域を形成するのに使用される処理シーケンスの様々な段階の間の太陽電池基板１４１０の概略断面図を記載する。
【００６７】
図２Ａ〜２Ｄに示された段階に対応する図５に示されるプロセスシーケンス１６００を使用して、太陽電池１４００などの太陽電池デバイスの表面１４０１に選択エミッタ構造を形成することができる。
【００６８】
１つの実施形態では、形成された太陽電池１４００は、一般に、基板１４１０、第１の高濃度ドープ領域１４２０、および表面１４０１の反対側の基板１４１０の裏面１４０２上に配置されたコンタクト層１４１４を含む。
【００６９】
１つの例では、基板１４１０はｐ型ドープ結晶基板である。
【００７０】
１つの構成では、コンタクト層１４１４は、二酸化ケイ素層、窒化ケイ素層、または酸窒化ケイ素層などのｐ型の誘電体層１４１１上に配置され、裏面１４０２に堆積される。
【００７１】
１つの実施形態では、コンタクト層１４１４は、約２０００オングストローム（Å）厚と５００００Å厚との間にある金属を含む。１つの実施形態では、コンタクト層１４１４は、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、および／または窒化モリブデン（ＭｏＮ）などのような高融点金属または高融点金属の合金の層である。したがって、高融点金属または高融点金属の合金を含有するコンタクト層１４１４は、以下で説明する処理シーケンス１６００の高温処理ステップのいくつかに対応することができる。しかし、高融点金属または高融点金属の合金を含有するコンタクト層１４１４の存在は、高温プロセスが行われた後にコンタクト層１４１４を堆積することができるので本発明の範囲を限定するものではない。
【００７２】
いくつかの実施形態では、表面１４０１は、形成された太陽電池１４００の光トラッピングを改善するために、図２Ａの参照番号１４１２で示されるようにテクスチャ化される。
【００７３】
ステップ１６０２において、図２Ａおよび５に示されるように、第１のドーパント濃度をもつ第１のドーパント原子で形成された第１のドーパント材料１４１９が基板１４１０の前面１４０１に堆積される。１つの実施形態では、第１のドーパント材料１４１９は、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ゴムスタンピング、または他の同様のプロセスを使用することによって所望のパターンで堆積または印刷される。
【００７４】
第１のドーパント材料１４１９は、最初は、典型的には約１０２０１０２０原子／ｃｍ３の第１のドーパント濃度を有する第１の高濃度ドープ領域を形成するのに使用される液体、ペースト、またはゲルとすることができる。
【００７５】
場合によっては、第１のドーパント材料１４１９を配置した後、基板は、第１のドーパント材料１４１９を表面１４０１にとどめ、第１のドーパント材料１４１９を硬化させ、高密度化させ、かつ／または表面１４０１との結合を形成させるのを確実にするために望ましい温度に加熱される。
【００７６】
一般に、シリコン太陽電池製造で使用されるｎ型ドーパントはリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、またはアンチモン（Ｓｂ）などの元素である。１つの実施形態では、第１のドーパント材料１４１９は、基板１４１０の表面１４０１に堆積されるリンを含むドーピングペーストである。基板は約８０℃と約５００℃との間の温度に加熱される。別の実施形態では、第１のドーパント材料１４１９は、ポリリン酸、リン酸シリケートガラス前駆体、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、亜リン酸（Ｈ３ＰＯ３）、次亜リン酸（Ｈ３ＰＯ２）、および／またはそれらの様々なアンモニウム塩からなる群から選択された材料を含むことができる。１つの実施形態では、第１のドーパント材料１４１９は、約６原子％から約３０原子％のリンを含むゲルまたはペーストである。
【００７７】
ボックス１６０２に記載されたプロセスは、図３Ａ〜３Ｄに関して説明したように、スクリーン印刷システム１００内に位置づけられたスクリーン印刷チャンバ１０２によって行うことができる。
【００７８】
ステップ１６０４において、図２Ｂおよび５に示されるように、基板１４１０は第１のドーパント材料１４１９を拡散させるために加熱される。１つの実施形態では、基板１４１０は、第１のドーパント材料１４１９のドーピング元素を基板１４１０の表面１４０１に拡散させ、それによって、選択エミッタを構成する基板１４１０内部の第１の高濃度ドープ領域１４２０を形成するために約７５０℃よりも高い温度に加熱される。
【００７９】
それにより、形成された第１の高濃度ドープ領域１４２０の各々は高濃度ドープ領域として使用することができ、良好な電気的接続を太陽電池１４００の第１の高濃度ドープ領域１４２０の前面に製作することができる。
【００８０】
１つの例では、第１の高濃度ドープ領域１４２０は約５０オーム／平方センチメートル（Ω／ｃｍ２）未満のシート抵抗を有することが望ましい。ステップ１６０４の１つの実施形態では、基板は、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、水素（Ｈ２）、空気、またはそれらの組合せの存在下で、１分と約１２０分との間の時間の間、約７５０℃と約１３００℃との間の温度に加熱される。
【００８１】
別の実施形態では、基板は、急速熱アニーリングチャンバ（ＲＴＡ）において窒素（Ｎ２）の豊富な環境で約１０００℃の温度に約５分間加熱される。
【００８２】
ステップ１６０４のさらなる別の実施形態では、堆積した第１のドーパント材料１４１９の間の基板１４１０の表面１４０１の領域は、第２のドーパント濃度をもつ第２のドーパント原子で形成された第２のドーパント材料でドープされる。第２のドーパント濃度は第１のドーパント濃度よりも低い。例えば、第２のドーパントは、第２のドープエミッタ領域１４３０を形成するようにｎ型ドーパントとすることができる。
【００８３】
いくつかの実施形態では、第１のドーパント材料１４１９の第１のドーパント原子と第２のドーパント材料の第２のドーパント原子とは同じタイプである。
【００８４】
１つの実施形態では、第１のドーパント材料１４１９を基板の表面１４０１に押し込むプロセスの一部の間、前面は第２のドープエミッタ領域１４３０を形成するためにドーパント含有蒸気またはガスにさらされる。
【００８５】
１つの実施形態では、ドーパント含有蒸気の少なくとも一部は熱処理の間に第１のドーパント材料１４１９の一部の気化によって生成される。
【００８６】
別の実施形態では、表面１４０１は、第２のドープエミッタ領域１４３０をｎ型太陽電池基板に形成するために熱処理の間酸にさらされる。
【００８７】
さらなる別の実施形態では、基板の表面１４０１は、基板が環状炉で熱的に処理されている間、ＰＯＣｌ３または別の望ましいドーパントを含むガスにさらされる。
【００８８】
ここに示していないが、コンタクト層１４１４は、有利には、信頼性のある保護マスクを形成し、それは、第１の高濃度ドープ領域１４２０および第２のドープエミッタ領域１４３０を形成するのに使用されるか、またはそれらの形成の副産物であるドーパント含有蒸気による裏面１４０１の望ましくないドーピングを防止することを熟練者は確実に理解するであろう。
【００８９】
１つの実施形態では、形成された第２のドープエミッタ領域１４３０は、約８０オーム／平方センチメートル（Ω／ｃｍ２）と２００Ω／ｃｍ２との間のシート抵抗を有する。
【００９０】
ステップ１６０４で説明した第２のドーパント材料の押し込みプロセスは、システム１００に接続された熱処理モジュールまたは第２の処理モジュールで行うことができる。
【００９１】
ステップ１６０６において、図２Ｃおよび５に示されるように、反射防止（ＡＲＣ）層１４３１が基板の表面１４０１に形成される。
【００９２】
１つの実施形態では、反射防止層１４３１は薄いパッシべーション／反射防止層（例えば、窒化ケイ素、酸化ケイ素）を含む。図２Ｃは単層である反射防止層１４３１を示しているが、この構成は本発明の範囲に関して限定するものではなく、単に反射防止層の１つの例を示すものである。１つの例では、パッシべーション／反射防止層は、窒化ケイ素または酸化ケイ素を含む２つ以上の層を含む。ステップ１６０６で説明した反射防止層の堆積は、システム１００に位置づけられた第４の処理モジュールで行うことができる。
【００９３】
１つの実施形態では、反射防止層はＰＶＤチャンバまたはＣＶＤチャンバを使用して堆積される。
【００９４】
１つの実施形態では、反射防止層形成プロセスは、システム１００に取り付けられる第３の処理モジュール、例えば、プラズマＣＶＤ堆積モジュールを使用して行うことができる。
【００９５】
ステップ１６０８において、図２Ｄおよび５に示されるように、パターン化導電層１４３２が反射防止層１４３１上に堆積される。１つの実施形態では、形成される導電層１４３２は、約２０００Åと約５００００オングストローム（Å）との間の厚さを有し、金属を含む。
【００９６】
１つの実施形態では、形成される導電層１４３２は、基板の表面１４０１にスクリーン印刷される銀（Ａｇ）を含むペーストなどの金属を含むペーストで製作される。
【００９７】
１つの実施形態では、所望のパターンの導電層１４３２が第１の高濃度ドープ領域１４２０の上に堆積され、その結果、導電層１４３２は、後続の熱プロセスがステップ１６１０で行われた後、第１の高濃度ドープ領域１４２０と良好な電気コンタクトを形成することになる。
【００９８】
１つの実施形態では、第１の高濃度ドープ領域１４２０の上に配置された反射防止層１４３１の一部は、第１の高濃度ドープ領域１４２０に導電層１４３２を堆積させる前に除去される。
【００９９】
一般に、第１の高濃度ドープ領域１４２０に導電層１４３２を位置合わせおよび位置決めするプロセスは、基板の表面１４０１にある識別要素を基準にして表面１４０１の一部の実際の位置を決定することを利用する位置合わせを実現する。
【０１００】
ステップ１６０８の１つの実施形態では、図７に示されるように、導電層１４３２は、システム１００と処理シーケンス７００に見いだされる処理ステップとを使用して第１の高濃度ドープ領域１４２０にスクリーン印刷される。処理シーケンス７００はステップ７０２で始まり、位置「１」にある印刷ネスト１３１は入来コンベヤ１１１から基板１４１０を受け取り、プラテン１３８上で基板を「チャックする」。
【０１０１】
次に、ステップ７０４において、本明細書においてこの後でより明白に示されるように、システムコントローラ１０１と図４Ｂに示されたものと同様に構成された光学検査システム４００とを使用して、検出された電磁放射を使用して第１の高濃度ドープ領域１４２０および／または第２のドープエミッタ領域１４３０のパターンが検出される。
【０１０２】
次に、ステップ７０６において、回転アクチュエータアセンブリ１３０は印刷ネスト１３１をスクリーン印刷チャンバ１０２まで回転させる（すなわち、経路Ｄ１）。ステップ７０６において、次に、システムコントローラ１０１およびアクチュエータ１０２Ａは、ステップ７０４の間に受け取ったデータを使用して、所望のスクリーン印刷パターンが中に形成されているスクリーン印刷マスクの方位および位置を基板１４１０に形成された第１の高濃度ドープ領域１４２０に合わせる。スクリーン印刷マスクが位置合わせされた後、導電層１４３２は、スクリーン印刷マスク１０２Ｂに形成された識別標示を通してペーストまたはゲルの導電層を供給することによって第１の高濃度ドープ領域１４２０上に配置される。
【０１０３】
続いて、次に、処理済み基板１４１０は、他の後続の処理チャンバに移送することができるように送出コンベヤ１１２に移送される（すなわち、経路Ｄ２）。
【０１０４】
ステップ７０４の代替の実施形態では、光学検査アセンブリ２００およびシステムコントローラ１０１は、第１の高濃度ドープ領域１４２０と第２のドープエミッタ領域１４３０との間に生成されるコントラストに基づいて基板１４１０の表面１４０１に形成された第１の高濃度ドープ領域１４２０の位置および方位を決定するように構成される。この構成では、光学検査アセンブリ２００は、ドーパント濃度の変化に基づいて、周辺光、または白熱ランプもしくは他のランプからの光、またはランプからの赤外光もしくは基板自体によって放出された赤外光を使用して、形成されたパターンを検出することができるカメラまたは他の同様のデバイスを含む。
【０１０５】
１つの実施形態では、光学検査アセンブリ２００の視野は、表面１４０１に見いだされる第１の高濃度ドープ領域１４２０と第２のドープエミッタ領域１４３０とを見て分解することができるように位置づけられる。次に、その後、光学検査アセンブリ２００から受け取った情報を使用して、システムコントローラ１０１は上述のステップに従って第１の高濃度ドープ領域１４２０上への導電層１４３２の堆積を制御する。
【０１０６】
１つの実施形態では、導電層１４３２は銀を含む材料であり、それは、システム１００に結合された第４の処理モジュール中でスクリーン印刷プロセス、インクジェット印刷、または他の同様のプロセスを使用することによって所望のパターンで堆積される。
【０１０７】
ステップ１６０８で説明した導電層１４３２の堆積は、システム１００に位置づけられる第４の処理モジュールで行うことができる。第４の処理モジュールは、限定はしないが、化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバ、スパッタリングチャンバ、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバを含むことができる。
【０１０８】
ステップ１６１０において、基板は加熱される。１つの実施形態では、基板は４００℃よりも高い温度および／または約８００℃よりも低い温度に加熱され、導電層１４３２は密度が高められ、かつ／または基板１４１０の表面１４０１に拡散されて、第１の高濃度ドープ領域１４２０の一部と望ましいオーミックコンタクトを形成する。
【０１０９】
１つの実施形態のステップ１６１０では、基板は、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、水素（Ｈ２）、空気、またはそれらの組合せの存在下で、約１分と約１２０分との間の時間の間、約４００℃と約５００℃との間の温度に加熱される。
【０１１０】
１つの実施形態では、基板は、システム１００に位置づけられる第５の処理モジュールで加熱される。
【０１１１】
代替として、システム１００に位置づけられる熱処理モジュールを使用して、基板を加熱することができる。アニーリングチャンバ、管状炉チャンバ、ベルト炉、または他の好適な加熱法を使用することができる。
【０１１２】
本明細書で説明する実施形態は、導電層１４３２間に形成される電気接続が低い接触抵抗を有することになり、下にあるｐ型材料上に形成されたエミッタを通して「スパイクする」ことによって形成済み太陽電池接合を破損しないことになるという点で他の従来の技法と比較して有利である。
【０１１３】
本明細書で説明した構成では、導電層１４３２は、システム１００に位置づけられた焼成炉モジュールを使用して反射防止層および／または誘電体層を通して焼成される。１つの例では、焼成炉モジュールは、基板表面に形成されたパターン化金属層との所望のコンタクトを形成するために所望の温度に基板を加熱するように構成された炉である。
【０１１４】
選択エミッタの位置合わせのためのデータ取得
第１の実施形態では、ステップ７０４において第１の高濃度ドープ領域１４２０のパターンを取得するのに、光学フィルタを採用し、光学検査システム４００と、システム４００によって取得された画像をフーリエ変換に基づいて処理する技法とを使用し、同時にシステムコントローラ１０１を使用して、可視光の領域で動作が行われる。
【０１１５】
第１の実施形態は、例えば、放射源４０３によって放出され、検出器アセンブリ４０１によって、例えば、カメラ４０１Ａ（図４Ｂ）によって受け取られる電磁放射が約４００ｎｍと約９００ｎｍとの間の可視波長にある光学検査システム４００を使用する。この第１の実施形態は、テクスチャの差または異なる高さの段差に起因して第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインと特に第２のドープエミッタ領域１４３０の基板との間のコントラストが強い場合に十分に機能することが見いだされた。しかし、第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインの場合によくあることだが、弱い固有のコントラストがある場合、すなわち、テクスチャの差または異なる高さの段差がなく、濃度の差しかない場合、本発明は、コントラストを改善するために光学フィルタ処理操作をフーリエ変換による画像処理と組み合わせることを提案する。いくつかの実施形態では、フィルタ処理操作は、フィルタを使用して全可視スペクトルの代わりに制限した可視光スペクトル帯に照明光を限定する。実際に、基板１４１０は、有利には、制限したスペクトル範囲で良好なコントラストを与えることができるが、そうではなくて、全可視範囲が使用された場合、コントラストはスペクトルの他の部分の低いコントラスト応答によって悪影響されることがある。他の実施形態では、フィルタ処理操作は赤外領域の制限したスペクトルで行うことができる。
【０１１６】
図８は上述の光学フィルタ処理の例を示す。１つの実施形態では、画像ａ）は可視の全スペクトルを使用して得られる明視野での検出器アセンブリ４０１で取得された画像であり、それは、検出器アセンブリ４０１で取得された対応する画像ｂ）、ｃ）、ｄ）、およびｅ）におけるような青、緑、赤、および近赤外（ｎｅａｒｂｙ  ｉｎｆｒａｒｅｄ）領域と比較される。画像ｆ）は、図４Ａおよび４Ｂに想像線で示された位置に光ファイバ４０３Ｂを位置づけることによって得られる暗視野を示す。この場合、青色フィルタ（画像ｂ）が最も良好なコントラストを与える。いずれにしても、コントラストは弱く、信号と雑音との間の比が低く、そのため、第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインの位置を正確に検出することが困難になる。
【０１１７】
第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインと第２のドープエミッタ領域１４３０との間のコントラストをさらに改善するために、本発明は、検出器アセンブリ４０１によって取得された画像のフーリエ変換（ＦＴ）処理を使用し、画像を光学フィルタ処理にかけることを提案する。
【０１１８】
１つの実施形態では、フーリエ変換処理は、（ｉ）光学的にフィルタ処理された画像をフーリエ変換すること、（ｉｉ）ＳＥラインに対応する第１の高濃度ドープ領域１４２０とバスバーとのフーリエ変換空間での画像のフィーチャを選択および強調し、それによって、不要な背景画像をフィルタ処理で除去してフィルタ処理済みフーリエ変換画像を得ること、（ｉｉｉ）フィルタ処理済みフーリエ変換画像を逆フーリエ変換して第１の高濃度ドープ領域１４２０と第２のドープエミッタ領域１４３０との間により高いコントラストをもつ最終画像を生成することを含む。
【０１１９】
検出器アセンブリ４０１で取得された元の画像の第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインの反復パターンは、フーリエ変換空間において既知の位置に強い信号を生成するので有利である。これは、ＳＥラインと関係のない他の領域を排除することにより逆フーリエ変換では強調することができる。さらにフーリエ変換処理は基板１４１０に存在する反復構造を改善および強調する。得られた逆フーリエ変換画像はＳＥラインのはるかに強いコントラストを示す（図９）。検出器アセンブリ４０１で取得された元の画像が所与の軸に対して強い信号をもたらすのに必要な情報が不足している場合、フーリエ変換処理を使用して他の軸に対して基板の角度方位を決定することができる。この方位情報を使用してエッジの検出フィルタを生成し、それにより、少数の識別要素（例えば、バスバーの軸）をもつ画像のすべての識別要素を改善することができる。
【０１２０】
上記で示したように、強いコントラストが検出器アセンブリ４０１で取得された画像において決定された後、ＳＥラインの位置は標準パターン認識アルゴリズムを使用して識別することができる。このように得られたデータは、上述のステップ７０６においてコントローラ１０１で使用される。
【０１２１】
第２の実施形態では、長波赤外の画像取得技法を使用して、第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインとそれを取り囲む第２のドープエミッタ領域１４３０との間のドーパント濃度の差を検出する。この解決策は、プロセスまたは基板の変化に関係なく、第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインへの位置合わせの特定の適用に理想的なコントラスト機構を提供する。第２の実施形態では、長波赤外線（ＬＷＩＲ）は約８μｍ以上である。いくつかの実施形態では、使用される長波赤外線（ＬＷＩＲ）は約８μｍと１４μｍとの間である。
【０１２２】
本発明による第２の実施形態は２つの変形で行うことができる。
【０１２３】
第２の実施形態の第１の変形は、基板が数摂氏度（℃）だけでも周囲温度の上の温度である間、基板１４１０を検出器アセンブリ４０１により光学的に管理する（図１０）。１つの実施形態では、波長の範囲は約８μｍ以上である。別の実施形態では、この範囲は約８μｍと１４μｍとの間である。上述の範囲では、可視または短波の赤外線での検出と違って、第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインと基板、特に、第２のドープエミッタ領域１４３０との間の熱放射率の差によって表されるコントラスト機構を使用することが可能であるが、それは、所与の温度で２つの領域が異なる量の赤外光を放出するからである。第１の変形は、放射源４０３によるいかなる照明も必要とせず、したがって、放射源４０３は省略または未使用とすることができるという利点を有する。
【０１２４】
第２の変形は、基板１４１０を照明するのに放射源４０３を使用する標準画像取得モデルと同様であり、画像は基板により反射された光によって形成される（図１１）。図１１で分かるように、第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインと特に第２のドープエミッタ領域１４３０の基板との間のコントラストは、図１０と比較して反転していることが分かる。この第２の変形では、コントラスト機構は、約８μｍ以上のＩＲ波長での２つの領域間の反射率の差によって与えられる。いくつかの実施形態では、この範囲は約８μｍと１４μｍとの間である。第１の実施形態による可視波長範囲での画像取得の場合のように、第１の高濃度ドープ領域１４２０によって画定されたＳＥラインの位置は標準パターン認識アルゴリズムを使用して識別することができる。このように得られたデータは、上述のようなステップ７０６においてコントローラ１０１で使用される。
【符号の説明】
【０１２５】
１００    スクリーン印刷システム
１０１    システムコントローラ
１０２Ａ    アクチュエータ
１０２Ｂ    スクリーン印刷マスク
１０２Ｃ    識別要素
１０２    スクリーン印刷チャンバ
１１１    入来コンベヤ
１１２    送出コンベヤ
１１３    入力コンベヤ
１１４    出口コンベヤ
１２１    カメラ
１２２    視野
１３０    回転アクチュエータアセンブリ
１３１    印刷ネスト
１３５    供給スプール
１３６    巻取りスプール
１３７    支持材
１３８Ａ    基板支持表面
１３８    プラテン
１３９    コンベヤアセンブリ
１４０    ローラ
１４７    駆動ホイール
１４８    アクチュエータ
２００    検査アセンブリ
４００    光学検査システム
４０１Ａ    カメラ
４０１    検出器アセンブリ
４０３Ｂ    光ファイバ
４０３    放射源
４１０    検出器アセンブリ
７００    処理シーケンス
７０２    ステップ
７０４    ステップ
７０６    ステップ
１４００    太陽電池
１４０１    基板の表面
１４０２    裏面
１４１０    基板
１４１１    誘電体層
１４１４    コンタクト層
１４１９    第１のドーパント材料
１４２０    第１の高濃度ドープ領域
１４３０    第２のドープエミッタ領域
１４３１    反射防止被覆層、反射防止層
１４３２    導電層、金属コンタクト構造
１６００    処理シーケンス、プロセスシーケンス
１６０２    ステップ
１６０４    ステップ
１６０６    ステップ
１６０８    ステップ
１６１０    ステップ
【図１Ａ】
2013089962.tif 000003
【図１Ｂ】
2013089962.tif 000004
【図２Ａ】
2013089962.tif 000005
【図２Ｂ】
2013089962.tif 000006
【図２Ｃ】
2013089962.tif 000007
【図２Ｄ】
2013089962.tif 000008
【図３Ａ】
2013089962.tif 000009
【図３Ｂ】
2013089962.tif 000010
【図３Ｃ】
2013089962.tif 000011
【図３Ｄ】
2013089962.tif 000012
【図４Ａ】
2013089962.tif 000013
【図４Ｂ】
2013089962.tif 000014
【図５】
2013089962.tif 000015
【図６】
2013089962.tif 000016
【図７】
2013089962.tif 000017
【図８】
2013089962.tif 000018
【図９】
2013089962.tif 000019
【図１０】
2013089962.tif 000020
【図１１】
2013089962.tif 000021
【外国語明細書】
2013089962000001.pdf
2013089962000002.pdf
2013089962000003.pdf
2013089962000004.pdf