(57)【要約】  太陽電池の箔ベースのメタライゼーション手法、及びそれにより得られる太陽電池について説明する。方法は、金属箔の第１表面をパターニングして、金属箔に複数の交互に設けられた溝及び隆起を提供することを含む。非導電性材料領域が、金属箔の溝に形成される。金属箔を、基板の中又は上方に配設された複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域の上方に配置して、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせをした非導電性材料領域を提供し、かつ交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域と位置合わせをした隆起を提供する。金属箔の隆起を、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域に接着させる。非導電性材料領域と位置合わせをした領域で、金属箔の第２表面から金属箔を通して、金属箔をパターニングする。
2017538289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池を製造する方法であって、前記方法が、
金属箔の第１表面をパターニングして、前記金属箔に複数の交互に設けられた溝及び隆起を提供することと、
前記金属箔の前記溝に非導電性材料領域を形成することと、
基板の中又は上方に配設された複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域の上方に、前記金属箔を配置して、交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせをした非導電性材料領域を提供し、かつ交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域と位置合わせをした前記隆起を提供することと、
前記金属箔の前記隆起を、交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域に接着させることと、
前記非導電性材料領域と位置合わせをした領域で、前記金属箔の第２表面から前記金属箔を通して前記金属箔をパターニングすることと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記金属箔の前記第１表面にパターニングすることが、前記金属箔の全体の厚さの約９０〜９５％の範囲で、前記金属箔の厚みをレーザーアブレーションすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属箔の前記溝に前記非導電性材料領域を形成することが、前記金属箔の前記溝内にペーストを塗布して、次に前記ペーストを硬化させることを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属箔の前記第１表面にパターニングすること及び前記非導電性材料領域を形成することが、ロールベースのプロセスとして実行される、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記非導電性材料領域を形成することの後に、かつ複数の交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域の上方に前記金属箔を配置することの前に、前記基板の外周と実質的に同じサイズの外周を有するように前記金属箔を切断することを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記金属箔の前記隆起を交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域に接着させることが、レーザー溶接プロセス、熱圧縮プロセス及び超音波接合プロセスからなる群から選択される技術を使用することを含む、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記金属箔の前記第２表面から前記金属箔を通して前記金属箔をパターニングすることが、前記非導電性材料領域を露出させる、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記非導電性材料領域の少なくとも一部分を除去することを更に含み、前記除去することが前記金属箔の前記第２表面から実行される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記金属箔のレーザーアブレーションによるパターニング中、前記非導電性材料領域が、交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域、前記基板、又はその両方を保護する、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属箔を配置することの前に、複数の金属シード材料領域を形成して、交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域のそれぞれの上に金属シード材料領域を提供することを更に含み、前記金属箔を交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域に接着させることが、前記金属箔を前記複数の金属シード材料領域に接着させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の金属シード材料領域を形成することが、それぞれが約０．３〜２０マイクロメートルの範囲の厚みを有し、約９７％より大きい量のアルミニウム及び約０〜２％の範囲の量のシリコンを含む、アルミニウム領域を形成することを含み、前記金属箔を接着することが、約５０〜１００マイクロメートルの範囲の厚みを有する隆起を備えたアルミニウムを接着させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板の上方に形成した多結晶シリコン層に交互に設けられたＮ型及びＰ型領域を形成することによって、複数の交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域を形成することと、前記多結晶シリコン層の交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型領域のそれぞれの間にトレンチを形成することと、を更に含み、前記トレンチが前記基板内に部分的に延在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法により製造される、太陽電池。
【請求項１４】
太陽電池の製造のための、パターン形成した金属箔を製造する方法であって、前記方法が、
金属箔の表面をレーザーアブレーションして、前記金属箔の前記表面に複数の交互に設けられた溝及び隆起を提供することと、
前記金属箔の前記表面にペーストを塗布することであって、前記ペーストが前記金属箔の前記表面の前記溝を充填する、ことと、
前記ペーストを処理して、前記金属箔の前記表面の前記溝に非導電性材料領域を形成することと、を含む、方法。
【請求項１５】
前記ペーストを塗布することが、前記ペーストを前記金属箔の前記表面にスクリーン印刷することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ペーストを処理することが、前記ペーストをオゾン洗浄プロセス又はプラズマ洗浄プロセスにさらすことを含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ペーストを処理することが、前記ペーストを硬化させて前記非導電性材料領域を形成することを含み、前記硬化させることが、前記ペーストを約４５０℃の温度に若しくはそれ未満の温度にまで加熱すること、若しくは紫外（ＵＶ）線にさらすこと、又はその両方を含む、請求項１４から１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記金属箔の前記表面をレーザーアブレーションすることが、前記金属箔の全体の厚さの約９０〜９５％の範囲で、前記金属箔の厚みをレーザーアブレーションすることを含む、請求項１４から１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記金属箔の前記表面をレーザーアブレーションすることと、前記ペーストを塗布することと、前記ペーストを処理して前記非導電性材料領域を形成することとが、ロールベースのプロセスとして実行される、請求項１４から１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記ペーストを処理して非導電性材料領域を形成することの後に、太陽電池基板の外周と実質的に同じサイズの外周を有するように前記金属箔を切断することを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
太陽電池であって、
基板と、
前記基板の中又は上方に配設された、複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域と、
交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせをしており、バインダ及び不透明顔料を含む、複数の非導電性材料領域と、
複数の交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域に電気的に接続されている、複数の導電性コンタクト構造と、を含み、各導電性コンタクト構造は、交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域のうちの対応する１つの上方に及びそれに位置合わせをして配設された、金属箔部分を含み、前記金属箔部分は隆起及び張り出し部分を含み、前記隆起は前記複数の非導電性材料領域のうちの１つに横方向に隣接し、前記張り出し部分は前記複数の非導電性材料領域のうちの１つの上にある、太陽電池。
【請求項２２】
前記バインダがセルロース又はシルセスキオキサンであり、前記不透明顔料が酸化チタン（ＴｉＯ２）又は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）である、請求項２１に記載の太陽電池。
【請求項２３】
前記金属箔部分がアルミニウムを含む、請求項２１又は２２に記載の太陽電池。
【請求項２４】
前記各導電性コンタクト構造が、複数の交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域のうちの対応する１つと前記金属箔部分の前記隆起の間に直接配設された金属シード層を更に含む、請求項２１から２３の何れか一項に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は再生可能エネルギーの分野におけるものであり、特に、太陽電池の箔ベースのメタライゼーション手法及び結果として得られる太陽電池を含む。
【背景技術】
【０００２】
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結合された外部回路へと方向付ける。
【０００３】
効率は、太陽電池の発電能力に直接関連するため、太陽電池の重要な特性である。同様に、太陽電池を生産する上での効率は、そのような太陽電池の費用対効果に直接関連する。したがって、太陽電池の効率を向上させるための技術、又は、太陽電池の製造における効率を向上させるための技術が、一般的に望ましい。本開示のいくつかの実施形態は、太陽電池構造体を製造するための新規なプロセスを提供することによって、太陽電池の製造効率の向上を可能にする。本開示のいくつかの実施形態は、新規の太陽電池構造体を提供することによって、太陽電池の効率の向上を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１Ａ〜図１Ｇは、本開示の実施形態による、箔ベースのメタライゼーションを使用する、太陽電池の製造における様々な段階の断面図を示す。
【０００５】
【図１Ａ】金属箔のパターニングを含む、太陽電池の製造の段階を示す。
【図１Ｂ】金属箔のパターニングを含む、太陽電池の製造の段階を示す。
【０００６】
【図１Ｃ】図１Ｂのパターン形成した箔の溝に分離領域を形成した後の、太陽電池の製造の段階を示す。
【０００７】
【図１Ｄ】図１Ｃの金属箔を太陽電池と結合させることを含む、太陽電池の製造の段階を示す。
【０００８】
【図１Ｅ】図１Ｃの金属箔を図１Ｄの太陽電池と溶接した後の、太陽電池の製造の段階を示す。
【０００９】
【図１Ｆ】図１Ｅの金属箔の一部の電気的絶縁後の、太陽電池の製造の段階を示す。
【００１０】
【図１Ｇ】図１Ｆの露出した非導電性材料領域の除去後の、太陽電池の製造の任意の段階を示す。
【００１１】
【図２】本開示の実施形態による、図１Ａ〜図１Ｇに対応する太陽電池の製造方法における工程を示したフローチャートである。
【００１２】
【図３】本開示の実施形態による、パターン形成した金属箔の製造における様々な段階の断面図を示す。
【００１３】
【図４】本開示の実施形態による、図３に対応する太陽電池を製造する方法における工程を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳細な説明は、本質的には、単なる実例に過ぎず、本主題の実施形態、あるいは、かかる実施形態の応用及び用途を限定することを意図するものではない。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説明される実装形態はいずれも、必ずしも他の実装形態よりも好ましいか又は有利なものとして解釈されるべきではない。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。
【００１５】
本明細書は、「一実施形態（one embodiment）」又は「一実施形態（an embodiment）」への言及を含む。「一実施形態では（in one embodiment）」又は「一実施形態では（in an embodiment）」という語句の出現は、必ずしも、同じ実施形態を指すものではない。特定の特徴、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。
【００１６】
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。
【００１７】
「備える」。この用語は、オープンエンド型である。添付の「特許請求の範囲」で使用されるとき、この用語は、付加的な構造又は段階を排除するものではない。
【００１８】
「〜ように構成された」。様々なユニット又は構成要素が、タスクを実行する「ように構成された」として記述又は請求されることがある。そのようなコンテキストでは、「〜ように構成された」は、それらのユニット／構成要素が、動作中にそれらのタスクを実行する構造を含むことを示すことによって、その構造を含意するために使用される。それゆえ、ユニット／構成要素は、指定のユニット／構成要素が現時点で動作可能ではない（例えば、オン／アクティブではない）場合であっても、そのタスクを実行するように構成されていると言うことができる。ユニット／回路／構成要素が、１又は複数のタスクを実行する「ように構成された」と記載することは、そのユニット／構成要素に関して、米国特許法第１１２条第６項が適用されないことを、明示的に意図するものである。
【００１９】
「第１の」、「第２の」など。本明細書で使用するとき、これらの用語は、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、いずれのタイプの（例えば、空間的、時間的、論理的などの）順序付けも暗示するものではない。例えば、「第１の」太陽電池への言及は、この太陽電池がシーケンス内の最初の太陽電池であることを必ずしも意味するものではなく、その代わりに、用語「第１の」は、この太陽電池を別の太陽電池（例えば、「第２の」太陽電池）から区別するために使用される。
【００２０】
「結合された」−以下の説明は、要素又はノード又は特徴が一体に「結合された」ことについて言及する。本明細書で使用するとき、明示的に別段の定めがある場合を除き、「結合された」とは、１つの要素／ノード／特徴が、別の要素／ノード／特徴に、直接的又は間接的に連結される（又は、それと直接的若しくは間接的に通信する）ことを意味するものであり、これは、必ずしも機械的なものではない。
【００２１】
更には、特定の用語はまた、以下の説明において参照目的のためにのみ使用される場合があり、それゆえ、限定的であることは意図されていない。例えば、「上部」、「下部」、「上方」、及び「下方」などの用語は、参照された図面内での方向を指す。「前部」、「後方」、「後部」、「側部」、「外側」、及び「内側」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み得る。
【００２２】
「抑制する」−本明細書で使用するとき、抑制する、とは、効果を低減又は最小化することを説明するために使用される。構成要素又は特徴が、作用、動作、若しくは条件を抑制するとして説明される場合、それは、完全に、その結果若しくは成果、又は将来の状態を完全に阻止し得るものである。更に、「抑制する」はまた、さもなければ生じ得るであろう成果、性能、及び／又は効果を、低減又は減少させることにも言及することができる。したがって、構成要素、要素、又は特徴が、結果又は状態を抑制するとして言及される場合、これらの構成要素、要素、又は特徴は、その結果若しくは状態を完全に阻止又は排除する必要はない。
【００２３】
太陽電池の箔ベースのメタライゼーション手法、及びそれにより得られる太陽電池について、本明細書で説明する。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、特定のペースト組成物及び特定のプロセスフローの工程などの、多数の特定の詳細について述べる。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、リソグラフィ及びパターニング技術などの、周知の製造技術は詳細に説明されない。更には、図に示される様々な実施形態は、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ているものではないことを理解されたい。
【００２４】
本明細書においては、太陽電池を製造する方法が開示されている。一実施形態において、太陽電池を製造する方法は、金属箔の第１表面をパターニングして、金属箔に複数の交互に設けられた溝及び隆起を提供することを含む。該方法はまた、金属箔の溝に非導電性材料領域を形成することを含む。該方法はまた、基板の中又は上方に配設された複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域の上方に、金属箔を配置して、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせをした非導電性材料領域を提供し、かつ交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域と位置合わせをした隆起を提供することを含む。該方法はまた、金属箔の隆起を、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域に接着させることを含む。該方法はまた、非導電性材料領域と位置合わせをした領域で、金属箔の第２表面から金属箔を通して金属箔をパターニングすることを含む。
【００２５】
別の実施形態では、太陽電池製造のための、パターン形成した金属箔を製造する方法は、金属箔の表面をレーザーアブレーションして、金属箔の表面に複数の交互に設けられた溝及び隆起を提供することを含む。該方法はまた、金属箔の表面にペーストを塗布することを含んでおり、ペーストは金属箔の表面の溝を充填する。該方法はまた、ペーストを処理して、金属箔の表面の溝に非導電性材料領域を形成することを含む。
【００２６】
太陽電池も、本明細書に開示されている。一実施形態では、太陽電池は基板を含む。複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域は、基板の中又は上方に配設されている。複数の非導電性材料領域は、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせされている。複数の非導電性材料領域は、バインダ及び不透明顔料を含む。複数の導電性コンタクト構造は、複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域に電気的に接続されている。各導電性コンタクト構造は、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域のうちの対応する１つの上方に及びそれに位置合わせをして配設された、金属箔部分を含む。金属箔部分は、隆起及び張り出し部分を含む。隆起は複数の非導電性材料領域のうちの１つに横方向に隣接しており、張り出し部分は複数の非導電性材料領域のうちの１つの上にある。
【００２７】
本明細書に記載の１又は複数の実施形態は、太陽電池のための金属（例えばアルミニウム）ベースのメタライゼーションを目的とする。一般論としては、バックコンタクト型太陽電池は通常、太陽電池の裏側に２種類の極性のパターン形成した金属を必要とする。予めパターン形成した金属が、コスト、複雑さ、又は効率という理由で利用できない場合、ブランケット金属の低コストで少量の材料の処理は多くの場合、レーザーベースのパターニング手法に好都合である。一実施形態において、交差指型バックコンタクト（ＩＢＣ）太陽電池のためのアルミニウムメタライゼーションプロセスが開示される。一実施形態において、Ｍ２−Ｍ１プロセスを参照する。Ｍ２層は金属箔から製造することが可能であり、一方でＭ１層は太陽電池の一部上に形成される金属層（シード層と呼ばれることもある）である。
【００２８】
高効率電池のためには、電池の裏の金属パターニングプロセスは通常、２つの要件、即ち、（１）金属の完全な分離、及び（２）損傷のない処理、を満たさなければならない。大量製造のためには、上記プロセスは、１時間当たり５００ウェハ超の処理量などハイスループットプロセスであることも必要であり得る。複雑なパターンに関して、シリコン上の厚い（例えば、１マイクロメートル超）又は高反射性の金属（例えば、アルミニウム）にパターニングするためにレーザーを使用することは、製造における処理量に関する大きな問題をもたらす可能性がある。高速で、厚い及び／又は高反射性の金属をアブレートするのに必要なエネルギーは、下にあるエミッタの損傷閾値（例えば、１Ｊ／ｃｍ２超）を超えるレーザーエネルギーを必要とするので、処理量の問題が生じ得る。金属を完全に分離させる必要性、ならびに金属の厚さ及びレーザーエネルギーの変化に起因して、金属パターニングではオーバーエッチングが実施される場合が多い。特に、金属を完全に除去し、かつ損傷を与えるレーザービームにエミッタをさらさないために利用可能な、ハイスループット／低コストのレーザーエネルギーウインドウは１つもないように思われる。
【００２９】
更なる背景として、次世代の太陽電池が直面する主要な問題は、電池上の金属構造をパターニングするためにレーザーを使用するときに発生する場合がある、光起電力電池の性能に対するレーザー損傷である。金属構造を完全に電気的に絶縁するためにレーザーを使用するとき、金属は完全に切断されなければならず、レーザーエネルギーの一部が下にある構造に達して損傷を引き起こす場合がある。本明細書に記載の１又は複数の実施形態は、損傷バッファ材料として機能する材料を提供するように設計されており、該材料はレーザーエネルギーが重要な電池要素に損害を与えるのを防止すると共に、完全な金属分離も可能にする。更に具体的には、いくつかの実施形態において、無機（又は他の）バインダを有する誘電体レーザー停止材料層が記載されている。例えば、スクリーン印刷可能なペーストは、誘電体レーザー停止層（又は損傷バッファ層）としての使用に適する可能性がある。一実施形態において、ペーストは、不透明顔料、有機ビヒクル、ならびに無機バインダ材を組み込んで、レーザーアブレーション耐性及び材料の接着性を改善する。
【００３０】
本開示の１又は複数の実施形態によれば、電池の金属のレーザーパターニングにおいて、厚みのある損傷バッファ材料を使用する手法が開示される。例えば、電池の上の金属箔のレーザーパターニング中に電池を保護するために損傷バッファを使用する改善された方法が、以下に更に詳細に記載されている。このような手法は、より厚みのある損傷バッファの使用により下にある電池を完全に保護することを可能にすることができると共に、Ｍ２とＭｌとの間の良好な接触を可能にし、これは良好な溶接のために必要である。このような損傷バッファ材料を使用しない場合には、金属箔を通して直接実行されるレーザーパターニングは、通常、下にある電池へのいくらかの損傷につながる。
【００３１】
これらに限定されるものではないが、本明細書に記載の手法の利点は、（１）隆起したバッファ材料又はペーストによって妨げられることなく、取り付け中、箔と電池との良好な接触を維持する能力、例えば、効果的にプレーナプロセスを提供すること、（２）相当量のポリマーバッファ材料を使用して、下にある電池に損傷を与えることなく、その後の溝加工を改善する能力、（３）溝加工の際に下にある電池を熱損傷から保護するのを助けるための内蔵空隙が含まれる可能性（それにより、切断においてより速く、かつより強力なレーザーの使用を可能にすることができる）、（４）Ｍ２及びＭ１の密接な接触を維持しながらの、より厚みのある損傷バッファを使用、のうちの１又は複数を含むことができる。そのような利点から恩恵を受ける例示的実施形態を、以下に更に詳細に記載する。
【００３２】
内部に非導電性材料領域を含む上述のパターン形成した金属箔から恩恵を受けることができる処理の例示の実施例において、レーザー溝加工手法は、交差指型バックコンタクト太陽電池のための新しい電極のパターニング方法を提供する。複雑な位置合わせ及び／又はマスキングプロセスを回避しながら、Ａｌ箔をウェハにパターニングする、損傷のない方法を提供するために、このような手法の実施形態を実施できる。一例として、図１Ａ〜図１Ｇは、本開示の実施形態による、箔ベースのメタライゼーションを使用した太陽電池の製造における様々な段階の断面図を示す。図２は、本開示の実施形態による、図１Ａ〜図１Ｇに対応する太陽電池の製造方法における工程を示したフローチャートである。
【００３３】
図１Ａ及び図１Ｂは、金属箔のパターニングを含む太陽電池の製造の段階を示す。図１Ａならびに図１Ｂ及びフローチャート２００の対応する工程２０２を参照すると、太陽電池を製造する方法は、金属箔１８０の第１表面をパターニングして、複数の交互に設けられた溝１８６及び隆起１８７を有するパターン形成した金属箔１８４を提供することを含む。
【００３４】
一実施形態において、金属箔の第１表面は、金属箔１８０の厚みを、金属箔１８０の全体の厚さの約９０〜９５％の範囲でレーザーアブレーション１８２することによりパターニングされる。一例示的実施形態では、金属箔１８０は、約５〜１００マイクロメートルの範囲の厚み、好ましくは約５０〜１００マイクロメートルの範囲の厚みを有するアルミニウム（Ａｌ）箔である。一実施形態において、Ａｌ箔は、アルミニウム、及び、これらに限定されないが、銅、マンガン、シリコン、マグネシウム、亜鉛、スズ、リチウム、又はこれらの組み合わせなどの第２の要素を含む、アルミニウム合金箔である。一実施形態において、Ａｌ箔は、Ｆグレード（製造された状態）、Ｏグレード（十分柔らかい状態）、Ｈグレード（歪み硬化された状態）又はＴグレード（熱処理された状態）などであるが、これらに限定されない、焼き戻しグレード箔である。別の実施形態では、基材に支持される銅箔又は銅層が、「金属箔」として使用される。いくつかの実施形態では、ジンケート層などの保護層は、金属箔の片面又は両面上に含まれる。
【００３５】
図１Ｃは、図１Ｂのパターン形成した箔の溝に分離領域を形成した後の、太陽電池の製造の段階を示す。図１Ｃ及びフローチャート２００の対応する工程２０４を参照すると、方法は、パターン形成した金属箔１８４の溝１８６に非導電性材料領域１８８を形成することも含む。
【００３６】
一実施形態において、非導電性材料領域１８８は、溝１８６内にペーストを塗布した後、該ペーストを硬化させることによって、パターン形成した金属箔１８４の溝１８６内に形成される。１つのこのような実施形態において、非導電性材料領域１８８は粗面１９０を有して最終的に形成されており、粗面の少なくとも一部はパターン形成した金属箔１８４の隆起１８７の下方にある。一実施形態において、金属箔１８０の第１表面箔をパターニングすること及び非導電性材料領域１８８を形成することは共に、例えば、太陽電池の一般的サイズより大きい規模の、ロールベースのプロセスとして実行される。
【００３７】
最初にペーストを形成して次にペーストを硬化させることにより非導電性材料領域１８８が形成される場合には、一実施形態において、ペーストは、バインダ、不透明顔料、ならびにバインダ及び不透明顔料と混合される有機媒体を含む。硬化は、ペーストから有機媒体の実質的にすべてを除去することを含むことができる。１つのこのような実施形態において、不透明顔料は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、カーボンブラック、又はカーボンナノチューブなどのものであるが、これらに限定されない。一実施形態において、バインダは、シロキサン、シルセスキオキサン、又は非シリコンアルコキシドなどであるが、これらに限定されない、無機バインダである。別の実施形態では、バインダは、ポリイミド又はセルロース誘導体などであるが、これらに限定されない、有機バインダである。一実施形態において、有機媒体は、エチルセルロース、テルピネオール、グリコールエーテル、又は２−ブトキシエチルアセテートなどのものであるが、これらに限定されない、有機媒体である。不透明顔料、バインダ、及び有機媒体に加えて、ペーストは、例えば、分散剤、粘度調整剤、希釈剤、接着促進剤、湿潤剤、消泡剤など１又は複数の添加剤をまた含んでよいことを理解されたい。
【００３８】
図１Ｄは、図１Ｃの金属箔を太陽電池と結合させることを含む、太陽電池の製造の段階を示す。図１Ｄ及びフローチャート２００の対応する工程２０６を参照すると、方法は、基板１００の中又は上方に配設された複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域１０４／１０６の上方に、パターン形成した金属箔１８４を配置することを含む。真空の適用を含む場合がある、この配置又は取り付けは、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域１０４／１０６の間の位置と位置合わせされた非導電性材料領域１８８を提供し、かつ、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域１０４／１０６と位置合わせされたパターン形成した金属箔１８４の隆起を提供する。
【００３９】
一実施形態において、キャリア基板は任意で、パターン形成した金属箔１８４を基板１００に供給するために使用することができる。キャリアは、最終構造に含まれることができる若しくは最終構造に含まれることができないという点で、永続的又は一時的であり得る。このようなキャリアが一時的な場合、該キャリアは再利用可能又は使い捨てであり得る。いずれの場合においても、キャリアが無い場合には箔を変形させる又は微細な位置合わせ能力を制限する可能性がある取扱作業中に、箔を支持するために、箔のためにこのようなキャリアを実装することができる。
【００４０】
図１Ｄの具体例を再度参照すると、複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域１０４／１０６は、基板１００の上方（その内部ではない）に形成される。特定の実施形態では、基板１００は、Ｎ型半導体領域１０４又はＰ型半導体領域１０６それぞれと基板１００の間の介在材料としての薄い誘電体材料１０２上に配置されている、Ｎ型半導体領域１０４及びＰ型半導体領域１０６の上方に配設されている。その上方にＮ型半導体領域１０４及びＰ型半導体領域１０６が形成される、裏面の反対側に、基板１００は受光面１０１を有する。
【００４１】
一実施形態において、基板１００は単結晶シリコン基板、例えばバルク単結晶のＮ型ドープシリコン基板である。しかしながら、基板１００は、グローバル太陽電池基板上に設けられた、多結晶シリコン層などの層であり得ることを理解すべきである。一実施形態において、薄い誘電体層１０２は、約２ナノメートル以下の厚さを有するトンネルシリコン酸化物層である。１つのこのような実施形態において、「トンネル誘電体層」という用語は、それを通して電気伝導を達成することができる、非常に薄い誘電体層を指す。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し得る。一実施形態において、トンネル誘電体層は、薄いシリコン酸化物層である、又は薄いシリコン酸化物層を含む。他の実施形態において、Ｎ型及びＰ型エミッタ領域は基板自体に形成されており、その場合には、別個の半導体領域（例えば領域１０４ならびに１０６）及び誘電体層１０２は含まれないであろう。
【００４２】
一実施形態において、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４及び１０６はそれぞれ、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、形成された多結晶シリコンである。１つのこのような実施形態において、Ｎ型多結晶シリコンエミッタ領域１０４は、リンなどのＮ型不純物によってドープされる。Ｐ型多結晶シリコンエミッタ領域１０６は、ホウ素などのＰ型不純物によってドープされる。図１Ｄに示されてはいないが、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４及び１０６はその間に形成されたトレンチを有してもよく、トレンチは部分的に基板１００内に延在する。更に、図示されてはいないが、一実施形態において、底面反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）材料又は他の保護層（アモルファスシリコン層など）が、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４及び１０６上に形成されてもよい。
【００４３】
一実施形態において、図１Ｄに示されるように、受光面１０１はテクスチャード加工された受光面である。一実施形態において、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。一実施形態では、テクスチャード加工された表面は、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ための、規則的又は不規則的な形状の表面を有するものであってよい。図１Ｄを再度参照すると、更なる実施形態は、受光面１０１上のパッシベーション層及び／又は反射防止コーティング（ＡＲＣ）層（層１１２として集合的に示される）の形成を含むことができる。
【００４４】
上述のように、一実施形態において、金属箔１８０の第１表面箔をパターニングすること及び非導電性材料領域１８８を形成することは共に、ロールベースのプロセスとして実行される。１つのこのような実施形態において、非導電性材料領域１８８の形成後で、かつ複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６の上方にパターン形成した金属箔１８４を配置する前に、パターン形成した金属箔１８４は、基板１００の外周と実質的に同じサイズの外周を有するように切断される。
【００４５】
図１Ｅは、図１Ｃの金属箔を図１Ｄの太陽電池と溶接した後の、太陽電池の製造の段階を示す。図１Ｅ及びフローチャート２００の対応する工程２０８を参照すると、方法は、パターン形成した金属箔１８４の隆起を、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域１０４／１０６に接着することも含む。接着する際に、金属箔は、次の処理工程において最終的にパターン形成される金属２（Ｍ２）層１２６と呼ばれることもある。また、非導電性材料領域１８８は、ここで、太陽電池の非導電性材料領域１２２部分となり、最終的にＭ２層１２６をパターニングするのに役立つ。一実施形態において、非導電性材料領域１８８の粗面１９０は、図１Ｅで示すように、非導電性材料領域１８８と下にある交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６の間に空隙１２１を提供することを理解されたい。
【００４６】
一実施形態において、パターン形成した金属箔１８４の隆起は、これらに限定されないが、レーザー溶接プロセス、熱圧縮プロセス又は超音波接合プロセスなどの技術を使用して、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６に接着される。１つのこのような実施形態では、レーザー溶接プロセスが用いられ、図１Ｅで示すように、溶接部１２８は、パターン形成した金属箔１８４と交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６との間に形成される。
【００４７】
図１Ｄ及び図１Ｅに示されてはいないが、パターン形成した金属箔１８４を配置する前に、複数の金属シード材料領域（１つの連続層の形態であり得る）を形成して、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６のそれぞれの上に金属シード材料領域を提供する。１つのこのような実施形態において、金属箔１８４を交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６に接着させることは、金属箔１８４を複数の金属シード材料領域に接着させることを含む。特定のこのような実施形態において、金属シード材料領域は、それぞれが約０．３〜２０マイクロメートルの範囲の厚みを有し、かつ約９７％超の量のアルミニウム及び約０〜２％の範囲の量のシリコンから構成された、アルミニウム領域である。
【００４８】
図１Ｆは、図１Ｅの金属箔の一部の電気的絶縁後の、太陽電池の製造の段階を示す。図１Ｆ及びフローチャート２００の対応する工程２１０を参照すると、方法はまた、非導電性材料領域１２２と位置合わせした領域で、金属箔１２６の裏面（第２表面）から金属箔１２６を通して金属箔１２６をパターニングすることを含む。金属箔の第２のパターニング（又は溝加工）は、電気的に絶縁されている領域１２７又はパターン形成した金属箔１２６のフラグメントを提供し、これにより、太陽電池の下にあるエミッタ領域のためのコンタクト構造が形成される。
【００４９】
一実施形態において、金属箔１２６をパターニングすることは、金属箔１２６の裏面から金属箔１２６を通してレーザーアブレーション１３０することにより実行される。金属箔１２６をパターニングするためにレーザーアブレーション１３０を少なくともある程度使用する場合、非導電性材料領域１２２がレーザー照射の波長及び／又は周波数を吸収するように、レーザーパラメータを調整できることを理解されたい。
【００５０】
他の実施形態では、レーザーアブレーションの代わりに又はそれと組み合わせて、「キスカッティング」又はミリング又はスクライビングなどの機械的切断を用いて、金属箔１２６を通して金属箔１２６をパターニングする。このような実施形態では、非導電性材料領域１２２は、パターニングプロセスにおいてコンプライアントタイプの層として使用され、例えば、ゴム又はＰＥＴ型材料であり得る。
【００５１】
更に他の実施形態において、レーザーアブレーションの代わりに又はそれと組み合わせて、ブランケット又は印刷した化学エッチング液を、金属箔１２６を通して金属箔１２６をパターニングするために用いることができる。このような実施形態において、非導電性材料領域１２２は、エッチング停止を提供することができ、例えば、アクリル材料、ポリオレフィン、又はメタクリレートから構成されてもよい。
【００５２】
一実施形態において、図１Ｆに示すように、金属箔１２６の第２表面（裏側）から金属箔１２６を通してレーザーアブレーション１３０することにより金属箔１２６をパターニングすることは、非導電性材料領域１２２を露出させる。一実施形態において、レーザーアブレーション１３０により金属箔１２６をパターニングする間、非導電性材料領域１２２は、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６、基板１００、又はその両方を保護する。一実施形態において、空隙１２１は、例えば、金属箔１２６のパターニング中、太陽電池の下にあるエミッタ領域を熱損傷から保護する。それにもかかわらず、非導電性材料領域１２２は、このようなレーザー溝加工の間、電池保護のために十分に厚みがあり（例えば、１０マイクロメートルをはるかに超える）、損傷バッファ領域と呼ばれることもある。
【００５３】
図１Ｇは、図１Ｆの露出した非導電性材料領域の除去後の、太陽電池の製造の任意の段階を示す。図１Ｇを参照すると、一実施形態において、方法は、非導電性材料領域１２２の少なくとも一部分を除去すること１９４を更に含む。１つのこのような実施形態において、除去は、金属箔の残留部分１２７の第２表面（裏側）から実行される。１つのこのような実施形態において、非導電性材料領域１２２の残留部分は、溶媒又はオゾンによって除去される。このような実施形態では、パターニング工程で残留した金属又は金属残渣種も除去することができる。このような任意の工程を実行しなくてもよいこと、及び非導電性材料領域１２２（又はその一部）が最終構造で保持され得ることを理解されたい。
【００５４】
本明細書に記載の実施形態は、１又は複数の上述の手法による太陽電池の製造を含む。図１Ｆ及び図１Ｇを再度参照すると、一実施形態において、太陽電池は基板１００を含む。複数の交互に設けられたＮ型１０４及びＰ型１０６半導体領域は、基板１００の中又は上方に配設されている。
【００５５】
特に図１Ｆを参照すると、複数の非導電性材料領域１２２は、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域１０４／１０６の間の位置と位置合わせされている。一実施形態において、複数の非導電性材料領域１２２は、バインダ及び不透明顔料を含む。特に図１Ｇに示すとおり、複数の非導電性材料領域１２２が除去されてよい。保持するか又は除去するかにかかわらずいずれの場合でも、一実施形態において、非導電性材料領域１２２のバインダはセルロース又はシルセスキオキサンであり、不透明顔料は酸化チタン（ＴｉＯ２）又は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）である。
【００５６】
図１Ｆ及び図１Ｇの両方を参照すると、一実施形態において、複数の導電性コンタクト構造は、複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６に（例えば、溶接部１２８を介して）電気的に接続されている。各導電性コンタクト構造は、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域１０４／１０６のうちの対応する１つの上方に及びそれに位置合わせをして配設された、金属箔部分１２７を含む。一実施形態では、金属箔部分はアルミニウムを含む。一実施形態において、金属箔部分１２７は、（溶接部１２８で結合された）隆起及び張り出し部分１２９を含む。一実施形態において、各導電性コンタクト構造は、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域と、金属箔部分１２７の対応する隆起との間に直接配設された、金属シード層を更に含む。図１Ｆの場合は、隆起は複数の非導電性材料領域１２２のうちの１つに横方向に隣接しており、張り出し部分１２７は複数の非導電性材料領域１２２のうちの１つの上にある。
【００５７】
図１Ａ〜図１Ｃを再度参照すると、概して、金属箔（アルミニウム箔など）は、ラインパターニングを受ける。金属箔に形成された溝は、金属箔の厚みの約５０％〜９５％、好ましくは９０％〜９５％の深さまで形成されてよい。より具体的な詳細を提供すると、図３は、本開示の実施形態による、パターン形成した金属箔の製造における様々な段階の断面図を示す。図４は、本開示の実施形態による、図３に対応する太陽電池の製造方法における工程を示したフローチャートである。
【００５８】
フローチャート４００の工程４０２及び図３の最上部の構造を参照すると、図１Ａ及び図１Ｂに関連して記載したように、太陽電池製造のためにパターン形成した金属箔１８４を製造する方法は、金属箔の表面をレーザーアブレーションして、金属箔の表面に複数の交互に設けられた溝１８６及び隆起１８７を提供することを含む。一実施形態において、金属箔の表面をレーザーアブレーションすることは、金属箔の全体の厚さの約９０〜９５％の範囲で、金属箔の厚みをレーザーアブレーションすることを含む。別の実施形態では、マスク及びエッチングプロセスは、レーザーアブレーションの代わりに又はそれと組み合わせて、箔をパターニングするために実行される。
【００５９】
フローチャート４００の工程４０４、及び図３の中央の構造を参照すると、方法はまた、金属箔１８４の表面にペースト３００を塗布することを含んでおり、ペーストは金属箔１８４の表面の溝を充填する。一実施形態において、ペースト３００を金属箔１８４の表面にスクリーン印刷することによって、ペースト３００は塗布される。
【００６０】
フローチャート４００の工程４０６、ならびに図３の中央及び最下部の構造を参照すると、方法はまた、ペースト３００を処理して、金属箔１８４の表面の溝に非導電性材料領域１８８を形成することを含む。図３の経路（ａ）を参照すると、一実施形態において、ペースト３００を処理することは、オゾン洗浄プロセス若しくはプラズマ洗浄プロセス、又はその両方を含むプロセス３０２にペースト３００をさらすことを含む。図３の経路（ｂ）を参照すると、一実施形態において、ペースト３００を処理することは、ペースト３００を硬化させて非導電性材料領域１８８を形成することを含む。１つのこのような実施形態において、硬化させること３０４は、ペースト３００を約４５０℃の温度に若しくはそれ未満の温度にまで加熱すること、若しくは紫外（ＵＶ）線にさらすこと、又はその両方を含む。特定の実施形態では、硬化の際、ペーストの実質的にすべての有機媒体は除去され、その一方でペーストのバインダ及び不透明顔料の実質的にすべては保持される。
【００６１】
一実施形態において、工程４０２、４０４及び４０６（金属箔の表面をレーザーアブレーションすること、ペーストを塗布すること、及びペーストを処理して非導電性材料領域を形成すること）は、ロールベースのプロセスとして実行される。１つのこのような実施形態において、ペースト３００を処理して非導電性材料領域１８８を形成することの後に、最終的に金属箔がそこに位置合わせされる、太陽電池の外周と実質的に同じ外周を有するように、金属箔１８４は切断される。
【００６２】
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、他の実施形態が本開示の実施形態の趣旨及び範囲内に留まる限り、他のそのような実施形態の他のもので容易に置き換えられることができる。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。加えて、バックコンタクト型太陽電池構造についてかなり言及しているが、本明細書中に記載される手法はフロントコンタクト型太陽電池にも適用してもよいことは理解すべきである。他の実施形態において、上述の手法は、太陽電池以外の製造に適用可能であり得る。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。
【００６３】
このように、太陽電池の箔ベースのメタライゼーション手法、及びそれにより得られる太陽電池について、本明細書に開示されている。
【００６４】
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、特定の特徴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、別段の定めがある場合を除き、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、本開示の利益を有する当業者には明らかとなるような、変更、修正、及び等価物を包含することを意図するものである。
【００６５】
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すべ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、あらゆる特徴若しくは特徴の組み合わせ、又はそれらのあらゆる一般化を含む。したがって、本出願（又は、本出願に対する優先権を主張する出願）の審査の間に、任意のそのような特徴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。
【００６６】
一実施形態において、太陽電池を製造する方法は、金属箔の第１表面をパターニングして、金属箔に複数の交互に設けられた溝及び隆起を提供することと、金属箔の溝に非導電性材料領域を形成することと、基板の中又は上方に配設された複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域の上方に、金属箔を配置して、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせをした非導電性材料領域を提供し、かつ交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域と位置合わせをした隆起を提供することと、金属箔の隆起を、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域に接着させることと、非導電性材料領域と位置合わせをした領域で、金属箔の第２表面から金属箔を通して金属箔をパターニングすることと、を含む。
【００６７】
一実施形態において、金属箔の第１表面にパターニングすることは、金属箔の全体の厚さの約９０〜９５％の範囲で、金属箔の厚みをレーザーアブレーションすることを含む。
【００６８】
一実施形態において、金属箔の溝に非導電性材料領域を形成することは、金属箔の溝内にペーストを塗布して、次にペーストを硬化させることを含む。
【００６９】
一実施形態において、金属箔の第１表面にパターニングすること及び非導電性材料領域を形成することは、ロールベースのプロセスとして実行される。
【００７０】
一実施形態において、方法は、非導電性材料領域を形成することの後に、かつ複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域の上方に金属箔を配置することの前に、基板の外周と実質的に同じサイズの外周を有するように金属箔を切断することを更に含む。
【００７１】
一実施形態において、金属箔の隆起を交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域に接着させることは、レーザー溶接プロセス、熱圧縮プロセス及び超音波接合プロセスからなる群から選択される技術を使用することを含む。
【００７２】
一実施形態において、金属箔の第２表面から金属箔を通して金属箔をパターニングすることは、非導電性材料領域を露出させる。
【００７３】
一実施形態において、方法は、非導電性材料領域の少なくとも一部分を除去することを更に含み、除去することは金属箔の第２表面から実行される。
【００７４】
一実施形態において、金属箔のレーザーアブレーションによるパターニング中、非導電性材料領域は、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域、基板、又はその両方を保護する。
【００７５】
一実施形態において、方法は、金属箔を配置することの前に、複数の金属シード材料領域を形成して、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域のそれぞれの上に金属シード材料領域を提供することを更に含み、金属箔を交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域に接着させることは、金属箔を複数の金属シード材料領域に接着させることを含む。
【００７６】
一実施形態において、複数の金属シード材料領域を形成することは、それぞれが約０．３〜２０マイクロメートルの範囲の厚みを有し、約９７％より大きい量のアルミニウム及び約０〜２％の範囲の量のシリコンを含む、アルミニウム領域を形成することを含み、金属箔を接着することは、約５０〜１００マイクロメートルの範囲の厚みを有する隆起を備えたアルミニウムを接着させることを含む。
【００７７】
一実施形態において、方法は、基板の上方に形成した多結晶シリコン層に交互に設けられたＮ型及びＰ型領域を形成することによって、複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域を形成することと、多結晶シリコン層の交互に設けられたＮ型及びＰ型領域のそれぞれの間にトレンチを形成することと、を更に含み、トレンチは基板内に部分的に延在する。
【００７８】
一実施形態では、太陽電池製造のための、パターン形成した金属箔を製造する方法は、金属箔の表面をレーザーアブレーションして、金属箔の表面に複数の交互に設けられた溝及び隆起を提供することと、金属箔の表面にペーストを塗布することであって、ペーストは金属箔の表面の溝を充填する、ことと、ペーストを処理して、金属箔の表面の溝に非導電性材料領域を形成することと、を含む。
【００７９】
一実施形態において、ペーストを塗布することは、ペーストを金属箔の表面にスクリーン印刷することを含む。
【００８０】
一実施形態において、ペーストを処理することは、ペーストをオゾン洗浄プロセス又はプラズマ洗浄プロセスにさらすことを含む。
【００８１】
一実施形態において、ペーストを処理することは、ペーストを硬化させて非導電性材料領域を形成することを含み、硬化させることは、ペーストを約４５０℃の温度に若しくはそれ未満の温度にまで加熱すること、若しくは紫外（ＵＶ）線にさらすこと、又はその両方を含む。
【００８２】
一実施形態において、金属箔の表面をレーザーアブレーションすることは、金属箔の全体の厚さの約９０〜９５％の範囲で、金属箔の厚みをレーザーアブレーションすることを含む。
【００８３】
一実施形態において、金属箔の表面をレーザーアブレーションすることと、ペーストを塗布することと、ペーストを処理して非導電性材料領域を形成することとは、ロールベースのプロセスとして実行される。
【００８４】
一実施形態において、方法は、ペーストを処理して非導電性材料領域を形成することの後に、太陽電池基板の外周と実質的に同じサイズの外周を有するように金属箔を切断することを更に含む。
【００８５】
一実施形態において、太陽電池は、基板と、基板の中又は上方に配設された、複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域と、交互に設けられたＮ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせをしており、バインダ及び不透明顔料を含む、複数の非導電性材料領域と、複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域に電気的に接続されている、複数の導電性コンタクト構造と、を含み、各導電性コンタクト構造は、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域のうちの対応する１つの上方に及びそれに位置合わせをして配設された、金属箔部分を含み、金属箔部分は隆起及び張り出し部分を含み、隆起は複数の非導電性材料領域のうちの１つに横方向に隣接しており、張り出し部分は複数の非導電性材料領域のうちの１つの上にある。
【００８６】
一実施形態において、バインダはセルロース又はシルセスキオキサンであり、不透明顔料は酸化チタン（ＴｉＯ２）又は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）である。
【００８７】
一実施形態において、金属箔部分はアルミニウムを含む。
【００８８】
一実施形態において、各導電性コンタクト構造は、交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域のうちの対応する１つと金属箔部分の隆起の間に直接配設された金属シード層を更に含む。
【図１Ａ】
2017538289.tif 000003
【図１Ｂ】
2017538289.tif 000004
【図１Ｃ】
2017538289.tif 000005
【図１Ｄ】
2017538289.tif 000006
【図１Ｅ】
2017538289.tif 000007
【図１Ｆ】
2017538289.tif 000008
【図１Ｇ】
2017538289.tif 000009
【図２】
2017538289.tif 000010
【図３】
2017538289.tif 000011
【図４】
2017538289.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月21日(2017.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池であって、
基板と、
前記基板の中又は上方に配設された、複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域と、
交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせをしており、バインダ及び不透明顔料を含む、複数の非導電性材料領域と、
複数の交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域に電気的に接続されている、複数の導電性コンタクト構造と、を含み、各導電性コンタクト構造は、交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域のうちの対応する１つの上方に及びそれに位置合わせをして配設された、金属箔部分を含み、前記金属箔部分は隆起及び張り出し部分を含み、前記隆起は前記複数の非導電性材料領域のうちの１つに横方向に隣接し、前記張り出し部分は前記複数の非導電性材料領域のうちの１つの上にある、太陽電池。
【請求項２】
前記バインダがセルロース又はシルセスキオキサンであり、前記不透明顔料が酸化チタン（ＴｉＯ２）又は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記金属箔部分がアルミニウムを含む、請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記各導電性コンタクト構造が、複数の交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域のうちの対応する１つと前記金属箔部分の前記隆起の間に直接配設された金属シード層を更に含む、請求項１から３の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項５】
太陽電池を製造する方法であって、前記方法が、
金属箔の第１表面をパターニングして、前記金属箔に複数の交互に設けられた溝及び隆起を提供することと、
前記金属箔の前記溝に非導電性材料領域を形成することと、
基板の中又は上方に配設された複数の交互に設けられたＮ型及びＰ型半導体領域の上方に、前記金属箔を配置して、交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型の半導体領域の間の位置と位置合わせをした非導電性材料領域を提供し、かつ交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域と位置合わせをした前記隆起を提供することと、
前記金属箔の前記隆起を、交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域に接着させることと、
前記非導電性材料領域と位置合わせをした領域で、前記金属箔の第２表面から前記金属箔を通して前記金属箔をパターニングすることと、
を含む、方法。
【請求項６】
前記金属箔の前記第１表面にパターニングすることが、前記金属箔の全体の厚さの約９０〜９５％の範囲で、前記金属箔の厚みをレーザーアブレーションすることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記金属箔の前記溝に前記非導電性材料領域を形成することが、前記金属箔の前記溝内にペーストを塗布して、次に前記ペーストを硬化させることを含む、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記金属箔の前記第１表面にパターニングすること及び前記非導電性材料領域を形成することが、ロールベースのプロセスとして実行される、請求項５から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記非導電性材料領域を形成することの後に、かつ複数の交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域の上方に前記金属箔を配置することの前に、前記基板の外周と実質的に同じサイズの外周を有するように前記金属箔を切断することを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属箔の前記隆起を交互に設けられた前記Ｎ型及びＰ型半導体領域に接着させることが、レーザー溶接プロセス、熱圧縮プロセス及び超音波接合プロセスからなる群から選択される技術を使用することを含む、請求項５から９の何れか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2017538289.tif 000013
2017538289.tif 000014