(57)【要約】  交差指型背面接触を有する太陽電池が実現される。太陽電池は、結晶シリコン系層および電子コレクタ領域をベース層の裏面に備え得る。電子コレクタ領域は、ベース層に電気的に結合されている第１の導電性酸化物材料を含むことができる。太陽電池は、正孔コレクタ領域もベース層の裏面に備え得る。正孔コレクタ領域は、ベース層に電気的に結合されている第２の導電性酸化物材料を含むことができる。電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域は、交差指型パターンを形成し得る。さらに、第１の導電性酸化物材料および第２の導電性酸化物材料は、異なる仕事関数を有する。【選択図】図４
2017520920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池であって、
結晶シリコンベース層と、
前記ベース層の裏面上の電子コレクタ領域であって、前記ベース層に電気的に結合されている第１の導電性酸化物材料を含む、電子コレクタ領域と、
前記ベース層の前記裏面上の正孔コレクタ領域であって、前記ベース層に電気的に結合されている第２の導電性酸化物材料を含む、正孔コレクタ領域とを備え、
前記電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域は、交差指型パターンを形成し、
前記第１の導電性酸化物材料および第２の導電性酸化物材料は、異なる仕事関数を有する太陽電池。
【請求項２】
前記ベース層と前記電子コレクタ領域との間に量子トンネリング障壁層をさらに備える請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記量子トンネリング障壁層と前記電子コレクタ領域との間に真性アモルファスシリコン層をさらに備える請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記電子コレクタ領域または正孔コレクタ領域は、ドープされたアモルファスシリコンを含まない請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第１の導電性酸化物材料および第２の導電性酸化物材料のうちの少なくとも一方は透明である請求項１に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記ベース層は、ｐ型ドーパントでドープされ、前記第１の導電性酸化物材料は、４．２ｅＶ以下の仕事関数を有する請求項１に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記第１の導電性酸化物材料は、
アルミニウムドープされた酸化亜鉛、
タングステンドープされた酸化インジウム、
スズドープされた酸化インジウム、
フッ素ドープされた酸化スズ、
亜鉛ドープされた酸化インジウム、ならびに
亜鉛およびタングステンドープされた酸化インジウムからなる群から選択された少なくとも１つの材料を含む請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ベース層は、ｎ型ドーパントでドープされ、前記第１の導電性酸化物材料は、５．０ｅＶ以上の仕事関数を有する請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記第１の導電性酸化物材料は、
タングステンドープされた酸化インジウム、
スズドープされた酸化インジウム、
ガリウムインジウム酸化物、
ガリウムインジウムスズ酸化物、
亜鉛インジウム酸化物、
亜鉛インジウムスズ酸化物、
チタンドープされた酸化インジウム、
酸化セリウム、
酸化タングステン、
酸化マンガン、および
酸化インジウムからなる群から選択された少なくとも１つの材料を含む請求項８に記載の太陽電池。
【請求項１０】
太陽電池であって、
結晶シリコンベース層と、
電子コレクタ領域と、
正孔コレクタ領域とを備え、
前記電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域は、前記ベース層の裏面上に交差指型パターンを形成し、
前記電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域は、少なくとも部分的に透明であり、それによって、前記太陽電池が前記裏面から光を吸収することを可能にする太陽電池。
【請求項１１】
電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域は、透明導電性酸化物材料で少なくとも部分的に覆われる請求項１０に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記電子コレクタ領域に結合され、前記電子コレクタ領域を部分的に覆う電子収集電極と、
前記正孔コレクタ領域に結合され、前記正孔コレクタ領域を部分的に覆う正孔収集電極とをさらに備える請求項１０に記載の太陽電池。
【請求項１３】
前記電子コレクタ領域は、ｐ型ドープされたアモルファスシリコンを含み、
前記正孔コレクタ領域は、ｎ型ドープされたアモルファスシリコンを含む請求項１０に記載の太陽電池。
【請求項１４】
前記電子コレクタ領域は、第１の透明導電性酸化物材料を含み、
前記正孔コレクタ領域は、第２の透明導電性酸化物材料を含み、
前記第１の透明導電性酸化物材料および第２の透明導電性酸化物材料は、異なる仕事関数を有する請求項１０に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記ベース層と前記電子コレクタ領域との間に位置する量子トンネリング障壁層をさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記量子トンネリング障壁層と前記電子コレクタ領域との間に真性アモルファスシリコン層をさらに備える請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
光起電力構造であって、
結晶シリコンベース層と、
第１の透明導電性酸化物領域と、
第２の透明導電性酸化物領域とを備え、
前記第１の透明導電性酸化物領域および第２の透明導電性酸化物領域は、前記ベース層の同じ面に位置し、交差指型パターンを形成し、
前記第１の透明導電性酸化物領域および第２の透明導電性酸化物領域は、異なる仕事関数を有する光起電力構造。
【請求項１８】
前記第１の透明導電性酸化物領域および第２の透明導電性酸化物領域は、ドープされたアモルファスシリコンを有しない前記ベース層に結合される請求項１７に記載の光起電力構造。
【請求項１９】
前記第１の透明導電性酸化物領域に結合され、前記第１の透明導電性酸化物領域を部分的に覆う第１の電極と、
前記第２の透明導電性酸化物領域に結合され、前記第２の透明導電性酸化物領域を部分的に覆う第２の電極とをさらに備える請求項１７に記載の光起電力構造。
【請求項２０】
前記第１の透明導電性酸化物領域および第２の透明導電性酸化物領域は、量子トンネリング障壁層および真性アモルファスシリコン層を介して前記ベース層に結合される請求項１７に記載の光起電力構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本出願は、その開示が全体において本明細書に組み込まれている、２０１４年７月１７日に出願した米国仮出願第６２／０２５，９２４号、整理番号Ｐ７６−１ＰＵＳの利益を主張するものである。
【０００２】
[0002]  本出願は、トンネリング酸化物接合（tunneling oxide junction）および交差指型背面接触（interdigitated back contact）を有する太陽電池の設計を含む、太陽電池の構造および加工、ならびにそのような太陽電池の加工プロセスに関するものである。
【０００３】
定義
[0003]  「太陽電池」または「セル」は、光を電力に変換することができる光起電力構造である。セルは、任意のサイズおよび形状を有するものとしてよく、様々な材料で製作され得る。たとえば、太陽電池は、シリコンウェハ、または基板物質（たとえば、ガラス、プラスチック、または光起電力構造を支持することができる任意の他の材料）上の１つもしくは複数の薄膜、またはこれらの組合せ上に加工される光起電力構造であってよい。
【０００４】
[0004]  「太陽電池ストリップ」、「光起電力ストリップ」、または「ストリップ」は、太陽電池などの、光起電力構造の一部またはセグメントである。太陽電池は、多数のストリップに分割され得る。ストリップは、任意の形状およびサイズを有することができる。ストリップの幅および長さは、同じであるか、または互いに異なっていてもよい。ストリップは、すでに分割されているストリップをさらに分割することによって形成され得る。
【０００５】
[0005]  「カスケード」は、エッジ上の、またはエッジ付近の電極を介して電気的に結合されている太陽電池もしくはストリップの物理的配置構成である。隣接する光起電力構造を物理的に接続する方法は多数ある。一方法は、隣接する構造のエッジ（たとえば、正側の一方のエッジおよび負側の別のエッジ）のところで、またはエッジの付近で物理的に重ね合わせることである。この重ね合わせるプロセスは、ときには「シングリング」とも称される。２つまたはそれ以上のカスケード接続した光起電力構造またはストリップは、「カスケードストリング（cascaded string）」または、より簡単に、ストリングと称され得る。
【０００６】
[0006]  「フィンガーライン」、「フィンガー電極」、および「フィンガー」は、キャリアを収集するための光起電力構造の細長い導電性（たとえば、金属製）電極を指す。
【０００７】
[0007]  「バスバー」、「バスライン」、または「バス電極」は、２つまたはそれ以上のフィンガーラインによって収集される電流を集約するための光起電力構造の細長い導電性（たとえば、金属製）電極を指す。バスバーは、通常、フィンガーラインよりも幅広であり、光起電力構造上もしくはその中のどこにでもデポジットされるか、または他の何らかの方法で位置決めされ得る。単一の光起電力構造は、１つまたは複数のバスバーを有することができる。
【０００８】
[0008]  「光起電力構造」は、太陽電池、セグメント、または太陽電池ストリップを指すものとしてよい。光起電力構造は、特定の方法で加工されたデバイスに限定されない。たとえば、光起電力構造は、結晶シリコン系太陽電池、薄膜太陽電池、アモルファスシリコン系太陽電池、多結晶シリコン系太陽電池、またはそのストリップとすることができる。
【０００９】
[0009]  光起電力構造の「前面」は、典型的には直射日光を吸収するために使用される構造の側を指す。
【００１０】
[0010]  光起電力構造の「裏面」は、典型的には直射日光に背を向ける構造の側を指す。
【００１１】
[0011]  「エミッタ」は、正孔または電子のいずれかのキャリアを収集する光起電力構造の一部を指す。エミッタは、そのようなエミッタがベース層の導電型と同じ導電型を有している場合に、裏面電界（BSF）層または前面電界（FSF）層であり得る、表面電界（SF）層とも称され得る。一般に、ｐエミッタは、太陽電池によって生成された正孔を収集し（すなわち、p型キャリア、すなわち正孔を外部回路に「放出」し）、ｎエミッタは、電子を収集する（すなわち、n型キャリア、すなわち電子を外部回路に「放出」する）。したがって、ｐエミッタは、正孔コレクタとも称され、ｎエミッタは、電子コレクタとも称され得る。
【背景技術】
【００１２】
[0012]  ソーラーパネルを製作するために使用される、光起電力技術の進歩は、二酸化炭素排出量を低減し、毎月のエネルギーコストを引き下げることを望んでいる人々に太陽エネルギーが受け入れられるようにするのに役立った。光起電力構造のエネルギー変換効率は、常に、ソーラー技術開発の中心であった。最新の光起電力構造設計では、２０％以上の効率を有する太陽電池を生産していたが、より高い効率のデバイスの追求が続いている。
【００１３】
[0013]  図１は、例示的なシリコンヘテロ接合（SHJ）太陽電池（従来技術）を示している。ＳＨＪ太陽電池１００は、前面グリッド電極１０２、高濃度にドープされたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）エミッタ層１０４、真性ａ−Ｓｉ層１０６、結晶Ｓｉ（ｃ−Ｓｉ）基板１０８、および裏面グリッド電極１１０を備えることができる。図１の矢印は、直射日光を示している。ａ−Ｓｉ層１０６とｃ−Ｓｉ層１０８との間には固有のバンドギャップオフセットがあるので、ａ−Ｓｉ層１０６は、少数キャリアに対する障壁を形成することによって表面再結合速度を低下させるために使用することができる。真性ａ−Ｓｉ層１０６は、また、既存のＳｉダングリングボンドを修復することによってｃ−Ｓｉ層１０８の表面を不動態化することもできる。さらに、高濃度にドープされたａ−Ｓｉエミッタ層１０４の厚さは、ホモ接合太陽電池の厚さに比べてかなり薄くなり得る。したがって、ＳＨＪ太陽電池は、より高い開放電圧（Voc）およびより大きい短絡回路電流（Jsc）とともにより高い効率をもたらすことができる。しかしながら、そのような太陽電池の効率は、前面電極１０２によって引き起こされる影の量によって制限される。この制限に取り組む一アプローチは、光起電力構造の裏面上にｐ型およびｎ型の両方の電極を有するアプローチである。それでもなお、そのような構成は、複雑な加工工程を必要とし、太陽電池が裏面から光を吸収することを妨げる。
【発明の概要】
【００１４】
[0014]  本発明の一実施形態は、交差指型背面接触を有する太陽電池を実現する。太陽電池は、結晶シリコン系層および電子コレクタ領域をベース層の裏面に備え得る。電子コレクタ領域は、ベース層に電気的に結合されている第１の導電性酸化物材料を含むことができる。太陽電池は、正孔コレクタ領域もベース層の裏面に備え得る。正孔コレクタ領域は、ベース層に電気的に結合されている第２の導電性酸化物材料を含むことができる。電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域は、交差指型パターンを形成し得る。さらに、第１の導電性酸化物材料および第２の導電性酸化物材料は、異なる仕事関数を有する。
【００１５】
[0015]  この実施形態の一変更形態において、太陽電池は、ベース層と電子コレクタ領域との間に量子トンネリング障壁層を備え得る。
【００１６】
[0016]  さらなる実施形態において、太陽電池は、量子トンネリング障壁層と電子コレクタ領域との間に真性アモルファスシリコン層を備え得る。
【００１７】
[0017]  この実施形態の一変更形態において、電子コレクタ領域または正孔コレクタ領域は、ドープされたアモルファスシリコンを含まない。
【００１８】
[0018]  この実施形態の一変更形態において、第１の導電性酸化物材料および第２の導電性酸化物材料のうちの少なくとも一方は透明である。
【００１９】
[0019]  この実施形態の一変更形態において、ベース層は、ｐ型ドーパントでドープされ得る。第１の導電性酸化物材料は、４．２ｅＶ以下の仕事関数を有し得る。
【００２０】
[0020]  さらなる一変更形態において、第１の導電性酸化物材料は、アルミニウムドープされた酸化亜鉛、タングステンドープされた酸化インジウム、スズドープされた酸化インジウム、フッ素ドープされた酸化スズ、亜鉛ドープされた酸化インジウム、ならびに亜鉛およびタングステンドープされた酸化インジウムからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む。
【００２１】
[0021]  この実施形態の一変更形態において、ベース層は、ｎ型ドーパントでドープされる。第１の導電性酸化物材料は、５．０ｅＶ以上の仕事関数を有し得る。
【００２２】
[0022]  さらなる一変更形態において、第１の導電性酸化物材料は、タングステンドープされた酸化インジウム、スズドープされた酸化インジウム、ガリウムインジウム酸化物、ガリウムインジウムスズ酸化物、亜鉛インジウム酸化物、亜鉛インジウムスズ酸化物、酸化タングステン、チタンドープされた酸化インジウム、酸化セリウム、酸化マンガン、および酸化インジウムからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。
【００２３】
[0023]  別の実施形態において、電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域は、少なくとも部分的に透明であり、それによって、太陽電池が裏面から光を吸収することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】[0024]例示的なシリコンヘテロ接合太陽電池（従来技術）を示す図である。
【図２】[0025]例示的な両面トンネリング接合（double-sided tunneling junction）太陽電池（従来技術）を示す図である。
【図３】[0026]本発明の一実施形態による、例示的なトンネリング酸化物交差指型背面接触（TIBC）太陽電池を示す図である。
【図４】[0027]本発明の一実施形態による、例示的なＴＩＢＣ太陽電池を示す図である。
【図５Ａ】[0028]本発明の一実施形態による、結晶Ｓｉと導電性酸化物材料との間のバンド図を示す図である。
【図５Ｂ】[0029]本発明の一実施形態による、結晶Ｓｉと導電性酸化物材料との間のバンド図を示す図である。
【図６Ａ】[0030]本発明の一実施形態による、結晶Ｓｉと導電性酸化物材料との間のバンド図を示す図である。
【図６Ｂ】[0031]本発明の一実施形態による、結晶Ｓｉと導電性酸化物材料との間のバンド図を示す図である。
【図６Ｃ】[0032]本発明の一実施形態による、結晶Ｓｉと導電性酸化物材料との間のバンド図を示す図である。
【図７】[0033]本発明の一実施形態による、ＴＩＢＣ太陽電池の例示的なレイアウトを示す図である。
【図８Ａ】[0034]本発明の一実施形態による、ＴＩＢＣ太陽電池の例示的なレイアウトを示す図である。
【図８Ｂ】[0035]本発明の一実施形態による、ＴＩＢＣ太陽電池ストリップの例示的なカスケードを示す図である。
【図９】[0036]本発明の一実施形態による、ＴＩＢＣ太陽電池を加工する例示的なプロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
[0037]  図中、類似の参照番号は、同じ図要素を指す。
【００２６】
[0038]  次の説明は、当業者が実施形態を製作し使用することができるように提示され、特定の応用およびその要件の文脈においてなされている。開示されている実施形態に対し様々な修正を加えられることは、当業者にとっては容易に明白になろうし、また本明細書で定義されている一般原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態および応用にも適用され得る。したがって、本発明は、図示されている実施形態に限定されず、本明細書で開示されている原理および特徴と一致する最も広い範囲を適用されるものとする。
【００２７】
概要
[0039]  本発明の実施形態は、トンネリング接合太陽電池に交差指型背面接触を設けることによって、太陽電池上に前面電極の影ができる問題を解決する。太陽電池は、前面および裏面が量子トンネリング障壁（QTB）層として働く酸化ケイ素の薄層で覆われている低濃度でドープされたベース層を備え得る。指状の形状で形成されることが多い、電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域は、太陽電池の裏面に交差指型パターンを形成する。次いで、電子収集電極および正孔収集電極が、それぞれ、電子コレクタ領域および正孔コレクタ領域上に形成され得る。次に、これらの電極は、太陽電池に対する交差指型背面接触（IBC）を形成することができる。電子コレクタ領域は、十分に低い仕事関数を有するｐ型ドープされ水素化されたａ−Ｓｉまたは導電性酸化物（CO）を含み得る。正孔コレクタ領域は、十分に高い仕事関数を有するｎ型ドープされたａ−ＳｉまたはＣＯを含み得る。適切にチューニングされた仕事関数を有する導電性酸化物材料を使用することで、電子および正孔コレクタとしてドープされたａ−Ｓｉ材料を使用する必要を、それぞれ、なくすことができる。さらに、太陽電池の裏面は、透明導電性酸化物（TCO）材料で完全にまたは部分的に覆われるものとしてよく、これにより、太陽電池が両面モードで動作し、前面および裏面の両方からの光を吸収することを可能にする。
【００２８】
[0040]  不動態化を改善するために、真性ａ−Ｓｉの薄層は、裏面ＱＴＢ層と電子および正孔コレクタ領域との間に位置するものとしてよい。それに加えて、電極は、銅系であり、電気メッキ、物理的気相成長法、またはこれらの組合せを使用して形成され得る。すべての電気的接続は、太陽電池の裏面にあるので、またセルの裏面は、現在は、透明であってよいので、ＩＢＣを有するトンネリング接合太陽電池は、前面と裏面の両方から光を吸収することができ、その結果、効率がより高くなる。さらに、ＩＢＣ構成は、モジュール加工をより効率的なものにすることを容易にし、モジュールがより高い充填率を有することを促進するものであり得るが、それは、太陽電池の一方の面から隣接する太陽電池の他方の面まで接続タブを織る必要はもはやないからである。
【００２９】
トンネリング酸化物交差指型背面接触（TIBC）太陽電池
[0041]  特別な種類のＳＨＪ太陽電池（すなわち、トンネリング接合太陽電池）は、量子トンネリング障壁（QTB）層が、キャリア収集効率を損なうことなくベース層の表面を効果的に不動態化することができるので優れた性能を備え得ることを示してきた。トンネリング接合は、太陽電池のいずれかの面または両面に配置され得る。図２は、例示的な両面トンネリング接合太陽電池を示している。両面トンネリング接合太陽電池２００は、ベース層２０２ならびに量子トンネリング障壁（QTB）層２０４および２０６を備えることができ、これらはベース層２０２の両面を覆い、表面欠陥状態を不動態化することができる。太陽電池２００は、前面電界（FSF）層２０８としての前面ドープされたａ−Ｓｉ層、エミッタ層２１０としての裏面ドープされたａ−Ｓｉ層、前面透明導電性酸化物（TCO）層２１２、裏面ＴＣＯ層２１４、前面金属グリッド２１６、および裏面金属グリッド２１８をさらに備える。ベース層２０２のドーピング型に応じて、ＦＳＦ層２０８およびエミッタ２１０は、異なるドーピング型を有し得ることに留意されたい。一般に、「エミッタ」は、また、ベース層のドーピング型とは反対のドーピング型を有する層を指すものとしてよく、ベース層内に生成される多数キャリアは、効果的に収集され得る。表面電界層（ベース層の前面または裏面のいずれかの）は、ベース層で生成される少数キャリアを収集するためにベース層と同じドーピング型を有することができる。たとえば、ベース層２０２が、ｎ型ドープされている場合、エミッタ２０８は、ｐ型ドープされるものとしてよく、ＦＳＦ層２０８は、ｎ型ドープされるものとしてよい。同様に、ベース層２０２が、ｐ型ドープされている場合、エミッタ２０８は、ｎ型ドープされるものとしてよく、ＦＳＦ層２０８は、ｐ型ドープされるものとしてよい。
【００３０】
[0042]  極薄トンネリング酸化物層（たとえば、QTB層２０４および２０６）がベース層のいずれかの面または両面に堆積されると、その結果、量子障壁を通るトンネル効果による関連する直列抵抗を著しく高くすることなく、界面欠陥密度（Dit）が低くなる、すなわち、１×１０１１／ｃｍ２未満になり得る。結果として、７１５ｍＶよりも高い開放電圧（Voc）を有する高効率の太陽電池が実現され得る。両面トンネリング接合太陽電池２００に関する、加工方法を含む詳細は、その開示が参照により全体において本明細書に組み込まれている、２０１０年１１月１２日に出願した、発明者Ｊｉｕｎｎ  Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｈｅｎｇ、Ｃｈｅｎｔａｏ  Ｙｕ、Ｚｈｅｎｇ  Ｘｕ、およびＪｉａｎｍｉｎｇ  Ｆｕによる米国特許第８，６８６，２８３号、名称「Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ  ｗｉｔｈ  Ｏｘｉｄｅ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ」に記載されている。
【００３１】
[0043]  性能を改善した裏面接合太陽電池を実現するために、太陽電池の前面にエミッタ層を、裏面に裏面電界（BSF）層を有することも可能であることに留意されたい。しかしながら、エミッタ（すなわち、多数キャリアコレクタ）を裏面に配置することには、いくつかの利点があり得る。たとえば、ｎ型ドープされたベース層では、裏面により高い欠陥密度を有する高濃度にｐ型ドープされたエミッタを配置することで、太陽電池の前面の近くでの短波長光の吸収を低減することができる。また、裏面に配置されたときに、ｐ型ドープされたエミッタは比較的厚く、過剰な短波長吸収を被ることなくエミッタ空乏効果を排除することができる。キャリア空乏の低減の結果として、セルの開放電圧および曲線因子が改善され得る。それに加えて、裏面接合構造は、裏面ＴＣＯ材料の仕事関数によりよくマッチするようにｐ型ドープされたエミッタの仕事関数をチューニングする自由度を高め、および／またはＴＣＯ材料の光透過特性によって制限されることなくよりよくマッチした裏面ＴＣＯ材料を得ることを可能にし得る。さらに、裏面接合はほとんど長波長の低エネルギー吸収の影響を受け得るので、高エネルギーの過剰なキャリア接合再結合の影響をあまり受けない。トンネル酸化物を有する裏面接合太陽電池に関する、加工方法を含む詳細は、その開示が参照により全体において本明細書に組み込まれている、２０１２年８月３１日に出願した、発明者Ｊｉｕｎｎ  Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｈｅｎｇ、Ｊｉａｎｍｉｎｇ  Ｆｕ、Ｚｈｅｎｇ  Ｘｕ、およびＺｈｉｇａｎｇ  Ｘｉｅによる米国特許出願第１３／６０１，４４１号（整理番号ＳＣＴＹ−Ｐ５２−２ＮＵＳ）、名称「Ｂａｃｋ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ  ｗｉｔｈ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｏｘｉｄｅ」に記載されている。
【００３２】
[0044]  多くの利点をもたらすにも関わらず、トンネル酸化物を有する裏面接合太陽電池は、なおも、いくつかの欠点を有していることを示し得る。たとえば、裏面接合構造は、過剰なキャリアが裏面接合におけるビルトインポテンシャルによって一掃されるようにするためにはより長い拡散距離を必要とするので電流の固有の損失があり得る。
【００３３】
[0045]  トンネル酸化物を有する裏面接合太陽電池の性能をさらに改善するために、本発明のいくつかの実施形態において、交差指型背面接触（IBC）がそのような裏面接合太陽電池に組み込まれ、それにより、トンネリング酸化物交差指型背面接触（TIBC）太陽電池を形成する。ＩＢＣは、従来の太陽電池では影を生じさせている、前面電極の必要性をなくし、それにより、短絡回路電流（Isc）を増加させることによって太陽電池の性能を改善する。それに加えて、他の従来のＩＢＣ系の太陽電池と比較して、ＴＩＢＣ太陽電池は、トンネリング酸化物層が後ろの正および負の電極上の不動態化を改善することができるのでＶｏｃを高めている。いくつかの実施形態において、真性ａ−Ｓｉ層が、トンネリング酸化物層と電子および正孔コレクタ層との間に挿入されるものとしてよく、これにより、電子および正孔コレクタ領域の間のより良好な不動態化および分離が円滑に行われ、Ｖｏｃおよび曲線因子の改善につながり得る。
【００３４】
[0046]  図３は、本発明の一実施形態による、例示的なＴＩＢＣ太陽電池を示している。太陽電池３００は、ベース層３０２、前面ＱＴＢ層３０４、裏面ＱＴＢ層３０６、反射防止コーティング（ARC）層３０８、任意選択の真性ａ−Ｓｉ層３１０、交差指型パターンを形成することができる電子コレクタ（nエミッタとも称される）および正孔コレクタ（pエミッタとも称される）（nエミッタ３１４およびpエミッタ３１６など）を含むキャリアコレクタ層３１２、ならびに多数の電極（電極３１８および３２０など）を備える。矢印は、入射光を示している。
【００３５】
[0047]  ベース層３０２は、エピタキシャル成長させたｃ−Ｓｉの層またはＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ（CZ）もしくはフローティングゾーン（FZ）プロセスを介して得られるインゴットから切断されたｃ−Ｓｉウェハを含むものとしてよく、ｎ型またはｐ型ドーパントのいずれかで低濃度にドープされている。ベース層３０２の厚さは、８０〜２００μｍの範囲とすることができる。いくつかの実施形態において、ベース層３０２の厚さは、８０〜１２０μｍの範囲である。ベース層３０２の抵抗は、１オーム・ｃｍ〜１０オーム・ｃｍの範囲とすることができる。一実施形態において、ベース層３０２の抵抗は、１オーム・ｃｍ〜５オーム・ｃｍの範囲であり、バルク少数キャリア寿命（MCL）は、少なくとも１ｍｓである。さらなる実施形態において、ベース層３０２は、ｎ型ドーパントで段階的にドープされるものとしてよく、テクスチャ構造表面を備えることができる。
【００３６】
[0048]  ＱＴＢ層３０４および３０６は、ベース層３０２と直接接触することができ、誘電体薄膜および／またはドーピングが少ないかまたはないワイドバンドギャップ半導体材料の層を含み得る。誘電体薄膜に使用される例示的な材料は、限定はしないが、酸化ケイ素（ＳｉＯＸ）、水素化されたＳｉＯｘ、窒化ケイ素（ＳｉＮＸ）、水素化されたＳｉＮｘ、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、水素化されたＳｉＯＮ、酸化アルミニウム（ＡｌＯＸまたはＡｌ２Ｏ３）、および窒化アルミニウム（ＡｌＮＸ）を含む。ワイドバンドギャップ材料の例は、限定はしないが、アモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）、水素化されたａ−Ｓｉ、炭素ドープされたａ−Ｓｉ、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含む。一実施形態において、裏面ＱＴＢ層３０６は、ＳｉＯもしくはＳｉＯ２などのＳｉＯｘ、および／または水素化されたＳｉＯｘを含み得る。前面ＱＴＢ層３０４は、真性ａ−Ｓｉ、アモルファスＳｉＯ、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、およびＡｌ２Ｏ３のうちの１つまたは複数を含み得る。ＳｉＯｘまたは水素化されたＳｉＯｘ層は、ウェハを高温脱イオン水（DIW）に浸けること、低圧ラジカル酸化、オゾン酸素酸化、原子状酸素酸化、熱酸化、化学酸化、蒸気または湿式酸化、原子層堆積、ＤＩＷ中のオゾン泡立て、およびプラズマ化学気相成長法（PECVD）などの様々な酸化技術を使用して形成され得る。ＱＴＢ層３０４および３０６の厚さは、１〜２０オングストロームの範囲とすることができる。一実施形態において、ＱＴＢ層３０４および３０６は、各々、８〜１５オングストロームの範囲の厚さを有するＳｉＯｘ層を含み得る。いくつかの実施形態において、ＱＴＢ層３０４および３０６のＤｉｔは、５×１０１１／ｃｍ２未満とすることができる。
【００３７】
[0049]  ＡＲＣ層３０８は、前面ＱＴＢ層３０４上に堆積され、これにより、太陽電池３００によって吸収される光の量を最大化することができる。いくつかの実施形態において、ＡＲＣ層３０８は、透明導電性酸化物（TCO）、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ、およびＡｌｘＯ３のうちの１つまたは複数を含み得る。
【００３８】
[0050]  真性ａ−Ｓｉ層３１０は、裏面ＱＴＢ層３０６上に堆積され得る。いくつかの実施形態において、真性ａ−Ｓｉ層３１０の厚さは、５Å〜１００Åの範囲内とすることができる。さらなる実施形態において、真性ａ−Ｓｉ層３１０の厚さは、約３０Åである。真性ａ−Ｓｉ層３１０は、プラズマ化学気相成長法（PECVD）技術を使用して堆積され得る。任意選択の真性ａ−Ｓｉ層３１０は、少数キャリア再結合をさらに低減することができる。
【００３９】
[0051]  キャリアコレクタ層３１２は、交差指型パターン（たとえば、交互配置の平行なフィンガー）のｐエミッタおよびｎエミッタを含み得る。より具体的には、エミッタ３１４などの、ｎエミッタは、ｐ型ドープされたａ−Ｓｉを含むことができ、真性ａ−Ｓｉ層３１０と接触することができる。いくつかの実施形態において、ｎエミッタは、段階的ドーピングプロファイル（graded doping profile）を有する水素化されたａ−Ｓｉを含み得る。ベース層３０２がｎ型ドープされている場合、ｎエミッタは、ベース層３０２とは反対の導電型を有することができる。ｐ型ドープされたａ−Ｓｉ層、真性ａ−Ｓｉ層３１０、ＱＴＢ層３０６、およびベース層３０２は一緒になって、ヘテロトンネリング裏面接合を形成する。いくつかの実施形態において、ｎエミッタ（n型ドープされたベース層３０２の導電型とは反対の導電型を有する）は、３〜２０ｎｍの範囲の厚さ、および１×１０１５／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の範囲のドーピング濃度を有するものとしてよい。そのようなドープされ、十分に厚いｎエミッタは、良好なオーミック接触および大きいビルトインポテンシャルを確実にし、強いトンネル効果を円滑にし得る。
【００４０】
[0052]  同様に、エミッタ３１６などの、ｐエミッタは、ｎ型ドープされたａ−Ｓｉを含むことができ、真性ａ−Ｓｉ層３１０と接触することができる。いくつかの実施形態において、ｐエミッタは、段階的ドーピングプロファイルを有する水素化されたａ−Ｓｉを含み得る。ベース層３０２がｎ型ドープされている場合、ｐエミッタは、ベース層３０２と同じ導電型を有する。いくつかの実施形態において、ｐエミッタは、１〜３０ｎｍの範囲の厚さ、および１×１０１５／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の範囲のドーピング濃度を有することができる。交差指型パターンは、下にある真性ａ−Ｓｉ層３１０およびＱＴＢ層３０６との複数のｐエミッタ接触を円滑にすることができる。ｎおよびｐの両方のエミッタの交差指型パターンは、隣接するエミッタが反対の導電ドーピング型を有することを可能にする。エミッタを形成することは、多くの場合、１つまたは複数のパターンマスク上にドープされたＳｉをエピタキシャル成長させることを伴い、したがって、慎重に設計されたマスクは、適切なサイズのギャップが反対のドーピング型を有するエミッタの間で維持されることを確実にし得る。これは、反対の極性を有する電極間に短絡回路が形成されるのを防ぐ。
【００４１】
[0053]  電極３１８および３２０などの、ｐ型エミッタおよびｎ型エミッタ上に堆積された電極は、エミッタとの電気的結合を形成する。図３に示されているように、電極が短絡しないようにするために反対のドーピング型を有する隣接するエミッタの間にギャップがあり得る。たとえば、ｐ型エミッタ３１４およびｎ型エミッタ３１６は、ギャップ３３０によって分離され、これにより、電極３１８および３２０が互いに十分に絶縁されることが確実にされる。
【００４２】
[0054]  いくつかの実施形態において、導電性酸化物（CO）層３２２は、キャリアコレクタ層３１２と電極金属層との間に形成され得る。ＣＯ層３２２は、ｐ型エミッタおよびｎ型エミッタとの良好なオーミック接触の形成を円滑にすることができる。いくつかの実施形態において、ＣＯ層３２２は、１つまたは複数の透明導電性酸化物（TCO）材料を含み得る。その結果、太陽電池３００の裏面は、電極によって覆われていない領域において、全体的にまたは部分的に透明であってよい。ＴＣＯを使用することで、太陽電池３００は、その裏面に入射した光を受けて、吸収することが可能になり、次いで、太陽電池３００が両面モードで動作することが可能になる。
【００４３】
[0055]  ＣＯ層３２２は、プラズマ気相成長法、熱蒸着法、イオンプレーティング法、およびリモートプラズマ成長法のうちの１つまたは複数を使用して堆積され得る。金属層は、ＣＯ層３２２上に堆積されるか、またはｐ型もしくはｎ型ドープされたａ−Ｓｉ上に直接堆積され得る。いくつかの実施形態において、金属層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉなどの金属の１つまたは複数の層を含み得る。パターニングを伴う、限定はしないが、物理的気相成長法（PVD）、スクリーン印刷、蒸着、インクジェット印刷、エアロゾル印刷、電気メッキ、または無電解メッキを含む、様々な技術が、１つまたは複数の金属層を堆積するために使用され得る。一実施形態において、金属電極は銅を含むものとしてよく、電気メッキ技術を使用して形成され得る。さらなる実施形態において、銅のシード層は、ＰＶＤプロセスを使用して堆積されるものとしてよく、バルク銅は、電気メッキプロセスを使用してシード層上に形成され得る。光起電力構造上に電気メッキされた金属グリッドを形成する方法に関する詳細は、その開示が参照により全体において本明細書に組み込まれている、発明者Ｊｉａｎｍｉｎｇ  Ｆｕ、Ｚｈｅｎｇ  Ｘｕ、Ｃｈｅｎｔａｏ  Ｙｕ、およびＪｉｕｎｎ  Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｈｅｎｇによる米国特許出願第１３／２２０，５３２号、名称「ＳＯＬＡＲ  ＣＥＬＬ  ＷＩＴＨ  ＥＬＥＣＴＲＯＰＬＡＴＥＤ  ＭＥＴＡＬ  ＧＲＩＤ」に記載されている。
【００４４】
[0056]  ａ−Ｓｉ系のエミッタを使用する代わりに、本発明のいくつかの実施形態において、ｎもしくはｐエミッタは、ドープされたａ−Ｓｉ材料を使用することなく、ＣＯ材料（透明または不透明であってよい）を使用して形成され得る。図４は、本発明の一実施形態による、例示的なＴＩＢＣ太陽電池を示している。太陽電池４００は、ベース層４０２、前面ＱＴＢ層４０４、裏面ＱＴＢ層４０６、反射防止コーティング（ARC）層４０８、任意選択の真性ａ−Ｓｉ層４１０、ＣＯ層４１２を含む。ＣＯ層４１２は、正孔コレクタとして機能する仕事関数の高いＣＯ領域および電子コレクタとして機能する仕事関数の低いＣＯ領域を含み得る。異なる仕事関数のこれら２つのＣＯ領域は、交差指型パターンを形成する（仕事関数の低いＣＯ領域４１４（電子コレクタ）および仕事関数の高いＣＯ領域４１６（正孔コレクタ）など）。多数の金属電極（金属電極４１８および４２０など）が、ＣＯ層１４２上に形成され得る。
【００４５】
[0057]  ベース層４０２、前面および裏面ＱＴＢ層４０４および４０６、ＡＲＣ層４０８、ならびに真性ａ−Ｓｉ層４１０は、ベース層３０２、前面および裏面ＱＴＢ層３０４および３０６、ＡＲＣ層３０８、ならびに真性ａ−Ｓｉ層３１０に、それぞれ、類似するものとしてよい。しかしながら、段階的にドープされたａ−Ｓｉの代わりに、ＣＯ層４１２（2つまたはそれ以上の工程で堆積される2種類のCO材料を含み得る）が、真性ａ−Ｓｉ層４１０または裏面ＱＴＢ層４０６（ａ−Ｓｉ層４１０が存在していない場合）上に堆積され、直接接触し得る。図４に示されているように、ＣＯ層４１２は、ＣＯ領域４１４などの、仕事関数の低いＣＯ領域、およびＣＯ領域４１６などの、仕事関数の高いＣＯ領域を含む。仕事関数の高いＣＯ領域および仕事関数の低いＣＯ領域は両方とも、交差指型パターンで交互配置され得る。金属電極４１８および４２０は、金属電極３１８および３２０に類似するものとしてよい。
【００４６】
[0058]  上で述べたように、正孔を収集するために、ｎ型ドープされたａ−Ｓｉを使用する代わりに、仕事関数の高いＣＯ材料が使用され得る。理想的には、この仕事関数の高いＣＯ材料は、絶対値が、約５．１７ｅＶである、ベース層４０２において使用されるｃ−Ｓｉ（低濃度にドープされているか、または真性の）の価電子帯端の値Ｅｖの近く、またはそれよりも大きい小さな範囲（たとえば、０．３ｅＶ）内にある仕事関数を有する。ｃ−Ｓｉベース層４０２と接合したときに、この仕事関数の高いＣＯ領域（CO領域４１６など）は、キャリア（すなわち、電子および正孔の両方）が生成されるベース層４０２から正孔を引き離すことができる内蔵電界を生じることができる。ＣＯ材料の仕事関数は十分に大きいので、この界面の電位差は、正孔が裏面ＱＴＢ層４０６をトンネルすることを引き起こすくらいに十分大きい。ベース層４０２がｎ型ドープされている場合、この仕事関数の高いＣＯ層は、少数キャリア（すなわち、正孔）を引き付けるので、表面電界領域として機能し得る。ベース層４０３がｐ型ドープされている場合、この仕事関数の高いＣＯ層は、多数キャリア（すなわち、正孔）を引き付けるので、エミッタ領域として機能し得る。
【００４７】
[0059]  同様に、電子を収集するために、ｐ型ドープされたａ−Ｓｉを使用する代わりに、仕事関数の低いＣＯ材料が使用され得る。理想的には、この仕事関数の低いＣＯ材料は、絶対値が、ベース層４０２において使用されるｃ−Ｓｉ（低濃度にドープされているか、または真性の）の伝導帯端の値の近く、またはそれよりも小さい小さな範囲（たとえば、０．１ｅＶ〜０．３ｅＶ）内にある仕事関数を有する。ｃ−Ｓｉベース層４０２と接合したときに、この仕事関数の低いＣＯ領域（CO領域４１４など）は、ベース層４０２から電子を引き離すことができる内蔵電界を生じることができる。ＣＯ材料の仕事関数は十分に小さいので、この界面の電位差は、電子が裏面ＱＴＢ層４０６をトンネルすることを引き起こすくらいに十分大きい。ベース層４０２がｎ型ドープされている場合、この仕事関数の低いＣＯ層は、多数キャリア（すなわち、電子）を引き付けるので、エミッタとして機能し得る。ベース層４０２がｐ型ドープされている場合、この仕事関数の低いＣＯ層は、少数キャリア（すなわち、電子）を引き付けるので、表面電界領域として機能し得る。
【００４８】
[0060]  さらに、真性ａ−Ｓｉ層４１０の不動態化効果のせいで、ＣＯ膜は、低界面欠陥密度を伴って形成され得る。一実施形態において、界面欠陥密度（Dit）は、１ｅ１１／ｃｍ２未満であるものとしてよく、これにより、ＣＯ半導体界面におけるフェルミ準位ピンニング効果を排除することが可能になる。フェルミ準位ピンニング効果は、欠陥に関連する表面状態によって引き起こされ得るものであり、これにより半導体側でのエネルギーバンドの湾曲がほぼ不可能になる。フェルミ準位ピンニングの結果として、ショットキー障壁の高さは、導体（この場合には、CO材料）の仕事関数に対して敏感でないことがある。そこで、真性ａ−Ｓｉ層４１０の結果として界面欠陥密度が低いので、キャリア輸送特性は、ＣＯ層のフェルミ準位に基づき操作されるようにできる。その結果、適切な仕事関数を有するＣＯ層の縮退キャリア分布および低いＤｉｔは、ＣＯ／真性ａ−Ｓｉ／ＱＴＢ構造が低濃度にドープされたｃ−Ｓｉベースと接触しているときに強いトンネル効果を有することを可能にする。トンネリングプロセスは、Ｗｅｎｔｚｅｌ−Ｋｒａｍｅｒｓ−Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ（WKB）近似に従って、開始側（ｃ−Ｓｉ側）の利用可能なキャリア濃度および受け側（CO側）の状態密度に依存し得る。図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃと併せて以下でより詳しく説明されているように、強いトンネリングが、ＣＯ材料の異なる仕事関数に応じた２つの異なる状況で存在し得る。
【００４９】
[0061]  一実施形態において、異なる仕事関数を有するＣＯ材料が、ｐ型およびｎ型ドープされたａ−Ｓｉの代わりに、電子および正孔コレクタとして使用されるときに、ＣＯ材料は、透明であるか、不透明であるか、または部分的に透明であり得る。一実施形態において、仕事関数の高いＣＯ材料および仕事関数の低いＣＯ材料は、透明である（すなわち、両方ともTCO材料である）。結果として、太陽電池は、前面と裏面の両方から光を吸収することができる。次いで、そのような太陽電池は、従来の片面ソーラーパネルよりも多くのエネルギーを発生することができる、両面ソーラーパネルを構築するために使用され得る。
【００５０】
[0062]  図５Ａは、結晶Ｓｉと仕事関数がＳｉ価電子帯端に近いＣＯ材料との間の界面におけるバンド図を示している。図５Ａでは、ＣＯ材料の仕事関数は、ｃ−Ｓｉ価電子帯端に近い（差は０．１ｅＶの範囲内である）。ＣＯ材料がＱＴＢ層を通してｃ−Ｓｉベース層と接合するときに、ＣＯ材料およびｃ−Ｓｉのフェルミ準位は、電気的中性を維持するように揃えられるべきである。結果として、ｃ−Ｓｉ側のエネルギーバンドは上方に湾曲し、電位差がｃ−Ｓｉの価電子帯（太陽電池によって生成される正孔が、価電子帯中の電子が伝導帯へ励起される結果として置かれる場所）の間に出現し、正孔は、トンネル効果のせいでＱＴＢを通りＣＯ領域の方へ移動する。低濃度にドープされたｃ−Ｓｉのドーピング型に応じて、界面のところに正孔蓄積（ｃ−Ｓｉがp型ドープされる場合）またはキャリア反転（ｃ−Ｓｉがn型ドープされる場合）があり得、最高の正孔濃度は、ＣＯ材料中のドーピング濃度に近いものとしてよい（たとえば、約１×１０２０／ｃｍ３）。図５Ａに示されているように、ＱＴＢ／Ｓｉ界面にはバンドの湾曲があり、フェルミ準位を押してｃ−Ｓｉの価電子帯端（EV）に近づける。ｃ−ＳｉとＣＯとの間のバンドオフセットは、かなり小さい可能性があるので、熱的広がりを考慮すると、トンネル効果は強いものとしてよい。
【００５１】
[0063]  図５Ｂは、本発明の一実施形態による、ｃ−Ｓｉと仕事関数がｃ−Ｓｉ価電子帯端よりも相当大きいＣＯ材料との間の界面におけるバンド図を示している。図５Ｂでは、ＣＯ材料の仕事関数は、約５．１７ｅＶである、ｃ−Ｓｉ価電子帯端よりも相当大きい。ＱＴＢ／Ｓｉ界面において、バンドの湾曲に対する勾配は、正孔に対する量子井戸が出現する十分に大きいものとしてよい。したがって、Ｓｉ側の重く縮退した正孔に対する最低エネルギー準位は、価電子帯端にはないが、第１の閉じ込めエネルギー準位であり、これは、価電子帯端よりも０．１ｅＶ高いものとしてよい（図５Ｂにおいて円で示されているように）。それに加えて、重い正孔および軽い正孔は、異なる質量およびエネルギー状態を有する。結果として、正孔のバンド内トンネリングに対するエネルギー保存要件があるため必要である、エネルギー準位の整合を達成するのが比較的容易である。その一方で、電子は、障壁による反発を受ける。受け側は禁制帯内にあるので、電子のトンネリングはない。
【００５２】
[0064]  ＣＯ材料の仕事関数が、ｃ−Ｓｉ価電子帯端よりもかなり小さい場合に、十分なバンドの湾曲はなく、したがってＱＴＢ層を通るトンネリングは不十分であり得ることに留意されたい。
【００５３】
[0065]  いくつかの実施形態において、仕事関数の高いＣＯ材料は、限定はしないが、タングステンドープされた酸化インジウム（IWO）、Ｓｎドープされた酸化インジウム（ITO）、ＧａＩｎＯ（GIO）、ＧａＩｎＳｎＯ（GITO）、ＺｎＩｎＯ（ZIO）、ＺｎＩｎＳｎＯ（ZITO）、ＷＯｘ、ＭｎＯｘ、ＩＴｉＯ、ＩｎＯ、ＣｅＯ、およびこれらの組合せを含み得る。大半のＣＯ材料の仕事関数は、キャリア濃度およびドーピングを調整することによってチューニングされ得る。たとえば、３％または５％のＳｎを含むＩＴＯは、５．０〜５．３ｅＶの範囲の仕事関数を有する。それに加えて、結晶配向および表面条件を制御することによってＣＯ仕事関数を制御することができる。Ｄｉｔが十分に低いことを確実にするために、一実施形態において、ＣＯ層は、低損傷堆積法を使用して真性ａ−Ｓｉ層上に堆積される。低損傷堆積法の例は、限定はしないが、高周波（RF）スパッタリング（少なくとも１３ＭＨｚ、好ましくは１３．５６ＭＨｚよりも高いＲＦ周波数を使用する）、熱蒸着、分子線エピタキシー（MBE）および有機金属化学気相成長法（MOCVD）などのエピタキシャル成長、原子層成長法（ALD）、リモートプラズマ成長法、ならびにイオンプレーティング蒸着法（IPD）を含む。一実施形態において、界面におけるＤｉｔは、１×１０１１／ｃｍ２未満であってよく、これにより、良好な表面不動態化が確実になる。仕事関数の高いＣＯ層は、少なくとも１×１０１９／ｃｍ３のドーピング濃度で高濃度に（金属イオンで）ドープされ得る。一実施形態において、仕事関数の高いＣＯ層のドーピング濃度は、２×１０２０／ｃｍ３よりも大きいものとしてよい。
【００５４】
[0066]  ＴＣＯ系正孔コレクタを有する太陽電池に関する、加工方法を含む詳細は、その開示が参照により全体において本明細書に組み込まれている、２０１３年１０月１０日に出願した、発明者Ｚｈｉｇａｎｇ  Ｘｉｅ、Ｊｉｕｎｎ  Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｈｅｎｇ、Ｗｅｉ  Ｗａｎｇ、Ｊｉａｎｍｉｎｇ  Ｆｕ、Ｚｈｅｎｇ  Ｘｕによる米国特許出願第１４／０５１，３３６号、整理番号Ｐ６４−１ＮＵＳ、名称「ＮＯＶＥＬ  ＨＯＬＥ  ＣＯＬＬＥＣＴＯＲＳ  ＦＯＲ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ  ＣＥＬＬＳ」に記載されている。
【００５５】
[0067]  同様に、電子を収集するために、ｐ型ドープされたａ−Ｓｉを使用する代わりに、仕事関数の低いＣＯ材料が使用され得る。理想的には、この仕事関数の低いＣＯ材料は、絶対値が、ベース層において使用されるｃ−Ｓｉ（低濃度にドープされているか、または真性の）の伝導帯端の値Ｅｃの近く、またはそれよりも小さい小さな範囲（たとえば、０．３ｅＶ）内にある仕事関数を有する。ｃ−Ｓｉベース層４０２と接合したときに、この仕事関数の低いＣＯ領域（CO領域４１４など）は、ベース層４０２から電子を引き離すことができる内蔵電界を生じることができ、したがって、電子コレクタ（またはnエミッタ）として機能する。仕事関数の高い領域のと同様に、界面で低いＤｉｔは、フェルミ準位ピンニング効果を低減するか、またはなくすことができ、トンネリングプロセスは、開始側（ｃ−Ｓｉ側）の利用可能なキャリア濃度および受け側（CO側）の状態密度に依存する。ＣＯ仕事関数とｃ−Ｓｉ伝導帯端との間の差に基づき、強いトンネリングが存在するときに３つの異なる状況がある（以下で説明される）。
【００５６】
[0068]  ＴＣＯ系電子コレクタを有する太陽電池に関する、加工方法を含む詳細は、その開示が参照により全体において本明細書に組み込まれている、２０１３年１０月１５日に出願した、発明者Ｚｈｉｇａｎｇ  Ｘｉｅ、Ｗｅｉ  Ｗａｎｇ、Ｊｉｕｎｎ  Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｈｅｎｇ、Ｊｉａｎｍｉｎｇ  Ｆｕ、およびＺｈｅｎｇ  Ｘｕによる米国特許出願第１４／０５４，６８８号、整理番号Ｐ６５−１ＮＵＳ、名称「ＮＯＶＥＬ  ＥＬＥＣＴＲＯＮ  ＣＯＬＬＥＣＴＯＲＳ  ＦＯＲ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ  ＣＥＬＬＳ」に記載されている。
【００５７】
[0069]  電極が短絡しないようにするために異なる仕事関数の隣接するＣＯ領域の間にギャップがあり得る。たとえば、仕事関数の低いＣＯ領域４１４および仕事関数の高いＣＯ領域４１６は、電極４１８および４２０が短絡しないようにギャップによって分離され得る。ＣＯ領域の形成は、１つまたは複数のパターンマスク上のＰＥＣＶＣを伴い、したがって、慎重に設計されたマスクは、適切なサイズのギャップが異なる仕事関数を有するＣＯ領域の間で維持されることを確実にし得る。
【００５８】
[0070]  図６Ａは、本発明の一実施形態による、ｃ−Ｓｉと仕事関数がｃ−Ｓｉ伝導帯端よりもわずかに低いＣＯ材料との間の界面におけるバンド図を示している。図６Ａでは、ＣＯ材料の仕事関数は、ｃ−Ｓｉ伝導帯端よりもわずかに低い（差は０．１ｅＶの範囲内である）。ＣＯ材料がＱＴＢ層を通してｃ−Ｓｉベース層と接合するときに、ＣＯ材料およびｃ−Ｓｉのフェルミ準位は、電気的中性を維持するように揃えられるべきである。結果として、ｃ−Ｓｉ側のエネルギーバンドは下方に湾曲し、電位差がｃ−Ｓｉの伝導帯（太陽電池によって生成される電子が置かれる場所）の間に出現し、電子は、トンネル効果のせいでＱＴＢを通りＣＯ領域の方へ移動する。低濃度にドープされたｃ−Ｓｉのドーピング型に応じて、界面のところに電子蓄積（ｃ−Ｓｉがn型ドープされる場合）またはキャリア反転（ｃ−Ｓｉがp型ドープされる場合）があり得、最高の電子濃度は、ＣＯ材料中のドーピング濃度に近いものとしてよい（たとえば、約１×１０２０／ｃｍ３）。図６Ａに示されているように、ＱＴＢ／Ｓｉ界面にはバンドの湾曲があり、フェルミ準位を押してｃ−Ｓｉの伝導帯端（Ec）に近づける。ＳｉとＴＣＯとの間のバンドオフセットは、かなり小さい可能性があるので、熱的広がりを考慮すると、トンネル効果は強いものとしてよい。
【００５９】
[0071]  図６Ｂは、本発明の一実施形態による、ｃ−Ｓｉと仕事関数がｃ−Ｓｉ伝導帯端よりも相当小さいＣＯ材料との間の界面におけるバンド図を示している。図６Ｂでは、ＣＯ材料の仕事関数は、ｃ−Ｓｉ伝導帯端よりも相当小さい。ＱＴＢ／Ｓｉ界面において、バンドの湾曲に対する勾配は、電子に対する量子井戸が出現する十分に大きいものとしてよいが、三角形の形状の量子障壁は、わずか数ナノメートルの厚さであり得る。結果として、Ｓｉ側の重く縮退した電子に対する最低エネルギー準位は、伝導帯端にはないが、第１の閉じ込めエネルギー準位であり、これは、伝導帯端から０．１ｅＶの範囲内のものとしてよい（図６Ｂにおいて点で示されているように）。したがって、電子のバンド内トンネリングに対する明白なエネルギー準位のオフセットはあり得ない。その一方で、正孔は、ポテンシャル障壁による反発を受け得る。
【００６０】
[0072]  図６Ｃは、本発明の一実施形態による、ｃ−Ｓｉと仕事関数がｃ−Ｓｉ伝導帯端よりもわずかに大きいＣＯ材料との間の界面におけるバンド図を示している。図６Ｃでは、ＣＯ材料の仕事関数は、約０．０５〜０．１５ｅＶだけｃ−ＳｉのＥｃよりも大きい。エネルギー準位が伝導帯端Ｅｃから始まる電子は、ｃ−Ｓｉ側からＣＯの未充填伝導帯に入る。電位差のせいでＣＯ側からｃ−Ｓｉ側に移動する電子は比較的少ない。結果として、ＱＴＢ／Ｓｉ界面の電子濃度は、たとえば、１×１０１８／ｃｍ３よりも小さくなる。したがって、界面のところで湾曲する十分なバンドはあり得ず、不動態化が損なわれる。不動態化を改善するために、ｃ−Ｓｉ基板の表面に浅いｎ型ドーピングを施すことができる。短波長光の望ましくない吸収を最小限度に抑えるために、浅いドーピングは、理想的には、少なくとも１×１０１９／ｃｍ３のピーク濃度、および１００ｎｍ以下の深さを有することに留意されたい。
【００６１】
[0073]  一実施形態において、仕事関数の低いＣＯ材料は、４．２ｅＶ以下となる仕事関数を有する。仕事関数の低いＣＯ材料の例は、限定はしないが、アルミニウムドープされた酸化亜鉛（AZO）、タングステンドープされた酸化インジウム（IWO）、Ｓｎドープされた酸化インジウム（ITO）、フッ素ドープされた酸化スズ（F:ＳｎＯ２）、亜鉛ドープされた酸化インジウム（IZO）、亜鉛およびタングステンドープされた酸化インジウム（IZWO）、ならびにこれらの組合せを含む。大半のＣＯ材料の仕事関数は、キャリア濃度およびドーピングを調整することによってチューニングされ得ることに留意されたい。それに加えて、結晶配向および表面条件を制御することによってＣＯ仕事関数を制御することができる。仕事関数の高いＣＯ材料の堆積と同様に、仕事関数の低いＣＯ材料は、低損傷堆積法を使用して堆積され得る。低損傷堆積法の例は、限定はしないが、高周波（RF）スパッタリング、熱蒸着、分子線エピタキシー（MBE）および有機金属化学気相成長法（MOCVD）などのエピタキシャル成長、原子層成長法（ALD）、リモートプラズマ成長法、ならびにイオンプレーティング蒸着法（IPD）を含む。一実施形態において、界面におけるＤｉｔは、１×１０１１／ｃｍ２未満であってよく、これにより、十分な表面不動態化を確実にすることができる。
【００６２】
[0074]  いくつかの実施形態において、ｐ型ドープされたａ−Ｓｉおよびｎ型ドープされたａ−Ｓｉの両方をそれぞれ仕事関数の低いＣＯ材料および仕事関数の高いＣＯ材料で置き換える代わりに、ｐ型ドープされたａ−Ｓｉのみを仕事関数の低いＣＯ材料で置き換えるか、またはｎ型ドープされたａ−Ｓｉのみを仕事関数の高いＣＯ材料で置き換えることも可能である。さらに、ａ−ＳｉエミッタまたはＣＯエミッタを裏面ＱＴＢ層上に直接堆積することによってＴＩＢＣ太陽電池内に真性ａ−Ｓｉ層（層３１０または４１０）を含めないことも可能である。
【００６３】
[0075]  図７は、本発明の一実施形態による、例示的なＩＢＣ太陽電池のレイアウトを示している。この例では、太陽電池７００は、低濃度にｎ型ドープされたｃ−Ｓｉベース層を有し、裏面には、２つの領域、すなわち、正孔コレクタとしての仕事関数の高いＴＣＯ領域７０２（点のパターンで示されている）および電子コレクタとしての仕事関数の低いＴＣＯ領域７０４（斜交平行パターンで示されている）がある。両方の領域はフィンガーラインパターンで構成され、フィンガーは交互配置され、交差指型パターンを形成する。電極７０８および７１２などの金属電極が、それぞれ、各領域上に形成され得る。一実施形態において、各電極の幅は、影を少なくするために対応するＴＣＯフィンガーの幅よりも小さくすることができる。各領域（すなわち、電子コレクタ領域または正孔コレクタ領域）内で、金属フィンガーラインは、太陽電池の端の近くに配置されている、パスバーと接続される。ＴＣＯが透明性を有しているので、また金属電極は、裏面の一部のみを覆うので、光は、裏面を通過してベース層に到達し、それによって、太陽電池が両面モードで動作することを可能にし得る。
【００６４】
[0076]  さらなる実施形態において、電子コレクタおよび正孔コレクタは、異なる仕事関数を有する不透明のＣＯ材料を使用して形成され得る。代替的に、電子コレクタおよび正孔コレクタは、それぞれ、ｐ型ドープされたａ−Ｓｉおよびｎ型ドープされたａ−Ｓｉを使用して形成され得る。次いで、これら２つの領域は、同じ透明または不透明のＣＯ材料によって覆われるようにできる。
【００６５】
[0077]  図８Ａは、本発明の一実施形態による、別のＩＢＣ太陽電池のレイアウトを示している。この例では、従来の正方形または疑似正方形の形状を有するセル８００は、３つのストリップ８０２、８０４、および８０６に分割され得る。各ストリップは、図７に示されている太陽電池７００の構成に似たＩＢＣ構成を有する。一実施形態において、複数のそのようなストリップはストリングにカスケードすることができ、これは単一のストリングにおいて直列に接続されている正方形または疑似正方形の形状の太陽電池を有する従来のソーラーパネルと同じ出力電圧を有することができる。次いで、これらのストリップで形成された複数のカスケードストリングは、単一のパネル内に並列接続され得る。その結果、ソーラーパネル全体の総内部抵抗は、著しく低減されるようにでき、パネルの出力電力は、それに対応して増加し得る。そのようなカスケード（「シングル」とも称される）構成のさらなる詳細は、その開示が参照により全体において本明細書に組み込まれている、発明者Ｂｏｂｂｙ  Ｙａｎｇ、Ｐｅｔｅｒ  Ｐ．  Ｎｇｕｙｅｎ、Ｊｉｕｎｎ  Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｈｅｎｇ、Ａｎａｎｄ  Ｊ．  Ｒｅｄｄｙ、およびＺｈｅｎｇ  Ｘｕによる米国特許出願第１４／５６３，８６７号、整理番号Ｐ６７−３ＵＳ、名称「ＨＩＧＨ  ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ  ＳＯＬＡＲ  ＰＡＮＥＬ」に記載されている。
【００６６】
[0078]  図８Ｂは、本発明の一実施形態による、ＩＢＣを有する太陽電池ストリップの例示的なカスケード構成を示している。この例では、３つのストリップ８０２、８０４、および８０６は、その長い端に沿って直列にカスケードされている。各ストリップのバスバーは、両方とも裏面にあり、反対極性のバスバーは、対抗する端に位置しているので、ストリップは、隣り合って配置され、２つの隣接するストリップからの隣接するバスバーは、反対極性を有することができる。たとえば、ストリップ８０２の正のバスバー８０８は、ストリップ８０４の負のバスバー８１０の隣りに配置されるようにできる。一実施形態において、バスバー８０８と８１０とを接続するために金属タブ８１２が使用され、それによって、ストリップ８２０と８０４との間に直列接続を形成することができる。一実施形態において、ストリップは、それらの間のギャップを小さくするために互いに近づけて配置され得る。２つの隣接するバスバーを接続するために、他の方法も使用できる。たとえば、導電性接着剤ペーストをバスバー８０８と８１０とに塗布してそれらを接続することができる。
【００６７】
加工方法
[0079]  ｎ型ドープまたはｐ型ドープのいずれかがなされた高品質ソーラーグレードシリコン（ＳＧ−Ｓｉ）ウェハが、ＴＩＢＣ太陽電池を加工するために使用され得る。図９は、本発明の一実施形態による、ＴＩＢＣ太陽電池を加工する例示的なプロセスを示している。
【００６８】
[0080]  動作９Ａにおいて、ベース層９００を形成するためにＳＧ−Ｓｉ基板を用意することができる。ＳＧ−Ｓｉ基板の抵抗は、限定はしないが、１オーム・ｃｍ〜１０オーム・ｃｍの範囲とすることができる。一実施形態において、ＳＧ−Ｓｉ基板の抵抗は、１オーム・ｃｍ〜６オーム・ｃｍの範囲とすることができる。ベース層９００は、ＣＺ／ＦＺプロセスを使用して得られたインゴットから切断されたｃ−Ｓｉウェハを含み得る。いくつかの実施形態において、ベース層９００は、８０μｍ〜２００μｍの範囲の厚さを有することができる。準備動作は、シリコンを１０〜３０μｍほど取り除く鋸損傷エッチングを含むことができる。一実施形態において、ランダムピラミッドテクスチャ構造表面を生成するために表面テクスチャリングも実行され得る。その後、ＳＧ−Ｓｉ基板は、表面清浄を受けることができる。それに加えて、ベース層９００は、また、エピタキシャルプロセス（MOCVDなど）を使用して形成されるものとしてよく、成長基板上でｃ−Ｓｉエピタキシャル膜が成長し、次いで成長基板から取り除かれ得る。一実施形態において、ベース層９００は、５×１０１４／ｃｍ３〜１×１０１６／ｃｍ３の範囲のドーピング濃度で低濃度にドープされ得る。
【００６９】
[0081]  動作９Ｂにおいて、高品質（Ditは１×１０１１／ｃｍ２未満を有する）誘電体材料の薄層が、ベース層９００の前面および裏面に形成され、それにより、前面ＱＴＢ層９０２および裏面ＱＴＢ層９０４を形成することができる。ＱＴＢ層を形成するために、限定はしないが、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ、二酸化ケイ素および一酸化ケイ素を含む）、水素化されたＳｉＯｘ、窒化ケイ素（ＳｉＮＸ）、水素化されたＳｉＮｘ、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、水素化されたＳｉＯＮ、酸化アルミニウム（ＡｌＯＸ）、および窒化アルミニウム（ＡｌＮＸ）を含む、様々な種類の誘電体材料が使用され得る。一実施形態において、裏面ＱＴＢ層９０４は、ＳｉＯｘおよび／または水素化されたＳｉＯｘを含み得る。そのような酸化物層を形成するために、限定はしないが、基板を高温脱イオン水（DIW）に浸けること、低圧ラジカル酸化、オゾン酸素酸化、原子状酸素酸化、熱酸化、化学酸化、蒸気または湿式酸化、原子層堆積、ＤＩＷ中のオゾン泡立て、および／またはプラズマ化学気相成長法（PECVD）を含む、様々な技術が使用され得る。ＱＴＢ層の厚さは、１〜２０Åの範囲とすることができる。いくつかの実施形態において、前面ＱＴＢ層９０２を形成するために、誘電体材料に加えて、ａ−Ｓｉ、水素化されたａ−Ｓｉ、炭素ドープされたａ−Ｓｉ、およびＳｉＣなどの、様々なワイドバンドギャップ半導体材料も使用され得る。いくつかの実施形態において、ＱＴＢ層９０２および９０４のＤｉｔは、５×１０１１／ｃｍ２未満とすることができる。
【００７０】
[0082]  動作９Ｃにおいて、反射防止コーティング（ARC）層９０６が、ＱＴＢ層９０２上に形成され得る。いくつかの実施形態において、ＡＲＣ層９０６は、ＴＣＯ材料、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ、およびＡｌｘＯ３のうちの１つまたは複数を含み得る。ＡＲＣ層９０６の厚さは、約１００ｎｍであるものとしてよい。
【００７１】
[0083]  任意選択であってよい、動作９Ｄにおいて、真性ａ−Ｓｉ層９０８は、裏面ＱＴＢ層９０４上に形成され得る。そのような真性ａ−Ｓｉ層９０８は、不動態化を改善し、ｎエミッタとｐエミッタとの間の絶縁を高めることができる。いくつかの実施形態において、真性ａ−Ｓｉ層９０８の厚さは、５Å〜１００Åの範囲内とすることができる。さらなる実施形態において、真性ａ−Ｓｉ層９０８の厚さは、約３０Åである。真性ａ−Ｓｉ層９０８は、プラズマ化学気相成長法（PECVD）技術を使用して形成され得る。
【００７２】
[0084]  動作９Ｅにおいて、エミッタ９１０などの、第１のエミッタ層（nまたはp）は、真性ａ−Ｓｉ層９０８上に堆積され得る。このエミッタ層は、その後に形成される、反対極性の第２のエミッタ層と一緒に、交差指型パターンを形成することができる。いくつかの実施形態において、エミッタは、段階的ドーピングを有するａ−Ｓｉ層を含み得る。エミッタの導電型は、ベース層９００の導電型とは反対であり得る。さらなる実施形態において、段階的にドープされたａ−Ｓｉエミッタは、１〜２０ｎｍの範囲の厚さを有することができ、段階的にドープされたａ−Ｓｉのドーピング濃度は、１×１０１５／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の範囲とすることができる。いくつかの実施形態において、エミッタは、適切な仕事関数を有する導電性酸化物（CO）材料を含み得る。たとえば、高い仕事関数を有するＣＯ材料は、限定はしないが、タングステンドープされた酸化インジウム（IWO）、Ｓｎドープされた酸化インジウム（ITO）、ＧａＩｎＯ（GIO）、ＧａＩｎＳｎＯ（GITO）、ＺｎＩｎＯ（ZIO）、ＺｎＩｎＳｎＯ（ZITO）、ＷＯｘ、ＩＴｉＯｘ、ＭｎＯｘ、ＩｎＯ、ＣｅＯｘ、およびこれらの組合せを含み得る。好ましくは、ＣＯの仕事関数は、少なくとも５．０ｅＶであるものとしてよい。さらなる実施形態において、ＣＯ材料は、ｃ−Ｓｉ価電子帯端のエネルギー準位よりも大きい仕事関数を有することができる。交差指型パターンを使いやすくするため、マスキング、材料堆積（PECVDまたはPVDを伴い得る）、およびマスク除去を伴うプロセスが使用され得る。これらのエミッタは太陽電池９００の裏面に配置されているので、透明である必要はないことに留意されたい。
【００７３】
[0085]  動作９Ｆにおいて、エミッタ９１２などの、反対極性の第２のエミッタ層は、真性ａ−Ｓｉ層９０８上に形成され得る。第２のエミッタ層は、動作９Ｆで形成される第１のエミッタ層と交互配置され、それによって交差指型パターンを形成する。いくつかの実施形態において、第２のエミッタ層は、段階的ドーピングを有するａ−Ｓｉ層を含み得る。さらなる実施形態において、第２のエミッタ層は、１〜３０ｎｍの範囲の厚さを有することができ、段階的にドープされたａ−Ｓｉがこの第２のエミッタ層として使用される場合、段階的にドープされたａ−Ｓｉのドーピング濃度は、１×１０１５／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の範囲とすることができる。いくつかの実施形態において、第２のエミッタ層は、適切な仕事関数を有するＣＯ材料であってよい。たとえば、第２のエミッタ層は、限定はしないが、アルミニウムドープされた酸化亜鉛（AZO）、タングステンドープされた酸化インジウム（IWO）、Ｓｎドープされた酸化インジウム（ITO）、フッ素ドープされた酸化スズ（F:ＳｎＯ２）、亜鉛ドープされた酸化インジウム（IZO）、亜鉛およびタングステンドープされた酸化インジウム（IZWO）、ならびにこれらの組合せを含む、仕事関数の低いＴＣＯ材料を含み得る。さらなる実施形態において、仕事関数の低いＴＣＯは、４．２ｅＶ未満である仕事関数を有することができる。交差指型パターンを形成するため、マスキング、材料堆積、およびマスク除去を伴うプロセスが使用され得る。２つのエミッタ層を堆積するために使用されるマスクは、反対極性の隣接するエミッタ領域がギャップによって分離されるように設計され得る。たとえば、エミッタ９１０およびエミッタ９１２は、ギャップ９３０によって分離される。
【００７４】
[0086]  別の例では、エミッタ９１０は、ブランケット層として堆積されるものとしてよく、エミッタ９１２は、エミッタ９１２の下のエミッタ９１０の一部が、特にドーパントの拡散を結果として生じ得る熱プロセスの後に、エミッタ９１２と事実上同じドーピング型を有するようにドープされたカウンタとなり得るように選択された領域内に堆積され得る。
【００７５】
[0087]  一方の種類のエミッタがドープされたａ−Ｓｉで形成され、他の種類のエミッタが適切な仕事関数を有するＣＯ材料で形成されるようにすること、およびその逆も可能である。一例において、ベース層９００はｐ型ドープされるものとしてよく、ｐエミッタはｎ型ドープされたａ−Ｓｉであってよく、ｎエミッタは仕事関数の高いＣＯ材料を含み得る。別の例において、ベース層９００はｐ型ドープされるものとしてよく、ｐエミッタは仕事関数の低いＣＯ材料であってよく、ｎエミッタはｐ型ドープされたａ−Ｓｉであってよい。さらなる例において、ベース層９００はｎ型ドープされるものとしてよく、ｎエミッタはｐ型ドープされたａ−Ｓｉであってよく、ｐエミッタは仕事関数の低いＣＯ材料を含み得る。さらに別の例において、ベース層９００はｎ型ドープされるものとしてよく、ｎエミッタは仕事関数の高いＣＯ材料であってよく、ｐエミッタはｎ型ドープされたａ−Ｓｉであってよい。
【００７６】
[0088]  動作９Ｇにおいて、電極９１４および９１６などの、裏面電極は、ｎおよびｐエミッタ領域上に形成される。電極は、１つまたは複数の金属層と、ＣＯ層とを備え得る。２種類のエミッタがドープされたａ−Ｓｉから作られている場合、電極は、オーミック接触を円滑にするためＣＯの層を含み得る。他方で、エミッタがＣＯ材料を使用して形成される場合、追加のＣＯ層は不要になる。いくつかの実施形態において、金属層は、限定はしないが、スクリーン印刷、蒸着、インクジェット印刷、エアロゾル印刷、および電気または無電解メッキを含む、様々な技術を使用して形成され得る。いくつかの実施形態において、金属層は、限定はしないが、無電解メッキ、電気メッキ、スパッタリング、および蒸着を含む、様々な技術を使用して形成されたＣｕグリッドを含み得る。
【００７７】
[0089]  様々な実施形態の前述の説明は、例示および説明を目的としてのみ提示されている。これらは、網羅的であることも、本発明を開示されている形態に制限することも意図されていない。したがって、多くの修正形態および変更形態は、当業者にとって明白であろう。それに加えて、上記の開示は、本発明を制限することを意図されていない。
【図１】
2017520920.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017520920.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
2017520920.tif 000007
【図５Ｂ】
2017520920.tif 000008
【図６Ａ】
2017520920.tif 000009
【図６Ｂ】
2017520920.tif 000010
【図６Ｃ】
2017520920.tif 000011
【図７】
2017520920.tif 000012
【図８Ａ】
2017520920.tif 000013
【図８Ｂ】
2017520920.tif 000014
【図９Ａ】
2017520920.tif 000015
【図９Ｂ】
2017520920.tif 000016
【図９Ｃ】
2017520920.tif 000017
【図９Ｄ】
2017520920.tif 000018
【図９Ｅ】
2017520920.tif 000019
【図９Ｆ】
2017520920.tif 000020
【図９Ｇ】
2017520920.tif 000021
【国際調査報告】
2017520920.tif 000022
2017520920.tif 000023
2017520920.tif 000024