(57)【要約】  反対の型の導電性に従ってドーピングされた少なくとも２つの半導体層の積層体を含む太陽電池の製造方法であって、（ａ）前記積層体の表面の少なくとも１つに第１の導電材料で作られる第１のパターン（５）を印刷によって形成する段階と、（ｂ）前記積層体の表面の少なくとも１つに絶縁材料で作られる第２のパターン（７）を印刷によって形成する段階であって、前記絶縁材料が、前記第１のパターンの側方表面の少なくとも一部に接触し、前記第２のパターンの厚さが、前記第１のパターンの厚さ未満であるような段階と、（ｃ）前記第１のパターンの少なくとも１つに少なくとも１つの第２の導電材料（１３）を電解析出によって形成する段階と、を含む、太陽電池の製造方法。
2016530727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反対の型の導電性に従ってドーピングされた少なくとも２つの半導体層の積層体を含む太陽電池の製造方法であって、
（ａ）前記積層体の表面の少なくとも１つに第１の導電材料で作られる第１のパターン（５）を印刷によって形成する段階と、
（ｂ）前記積層体の表面の少なくとも１つに絶縁材料で作られる第２のパターン（７）を印刷によって形成する段階であって、前記絶縁材料が、前記第１のパターンの側方表面の少なくとも一部に接触し、前記第２のパターンの厚さが、前記第１のパターンの厚さ未満であるような段階と、
（ｃ）少なくとも前記第１のパターンに少なくとも１つの第２の導電材料（１３）を電解析出によって形成する段階と、
を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
電解析出の段階（ｃ）の後に、前記第２のパターン（７）の除去の段階（ｄ）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
段階（ａ）中に、前記第１のパターン（５）が、スクリーン印刷によって又は非接触式の直接印刷によって形成される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
段階（ｂ）中に、前記第２のパターン（７）が、スクリーン印刷又はインクジェット印刷によって形成される、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のパターン（７）の厚さに対する前記第１のパターン（５）の厚さの比が、１．２から２．５である、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
段階（ａ）中において、前記第１のパターン（５）のアスペクト比が０．５を超える、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の導電材料が、銀、銅及びアルミニウムを含む群から選択され、又は、銀、銅及びアルミニウムを含む群から選択される金属元素を含む材料である、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記絶縁材料が、絶縁有機樹脂である、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の導電材料（１３）が、銀及び銅を含む群から選択される、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
導電材料のいくつかの層の積層体を形成するために、有利にはニッケルで作られる障壁層が、前記第２の導電材料（１３）の前に電解析出によって形成され、有利には銀及び錫を含む群から選択される導電材料で作られる表面層が、前記第２の導電材料（１３）の後に電解析出によって形成される、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のパターン（５）の形成の段階前に、前記積層体の表面の少なくとも１つが、透明導電層（３）で被覆される、請求項１から１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
段階（ａ）中に、印刷によって形成される前記第１のパターン（５）が、規則的な間隔で離隔される可能性があると共に有利には不連続である、互いに平行な導電ラインを含む、請求項１から１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のパターン（７）の形成の段階（ｂ）中に、バス領域（１１）が画定され、前記第１のパターン（５）に垂直に配向される可能性があり、前記第２のパターンによって覆われない前記積層体の表面の少なくとも１つの部分に対応する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
段階（ａ）中に、導電パッド（１７）が、前記積層体の表面の少なくとも１つに印刷によってさらに形成され、前記導電パッドが、前記バス領域（１１）に配置される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記バス領域（１１）が不連続であり、段階（ａ）中に、少なくとも１つの導電パッド（１７）が、前記バス領域（１１）の各部分（１２）に形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のパターン（５）に前記バス領域（１１）を接続する領域（１９）が、前記第１のパターンの残部より幅が広い、請求項１３から１５の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造方法に関し、特に太陽電池の金属配線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の金属配線は、一般的にスクリーン印刷によって形成される。そして、金属配線を形成するために通常使用される金属は、銀である。
【０００３】
スクリーン印刷による印刷の方法の欠点は、形成される金属配線の高い抵抗率にある。
【０００４】
スクリーン印刷による印刷の方法は、銀ベースのペーストを使用する。
【０００５】
印刷後、銀ベースのペーストの堆積物は、堆積物をより高密度にし、銀の堆積物を得ることを可能にする熱処理に晒される。例えば８００℃程度の高温で熱処理が行われるホモ接合の太陽電池の場合、熱処理後の銀の堆積物の抵抗率は、固体の銀の抵抗率より２倍程度大きい。熱処理が２００℃程度の温度で行われるヘテロ接合の太陽電池の場合、熱処理後の銀の堆積物の抵抗率は、固体の銀の抵抗率より４から５倍程度大きい。
【０００６】
太陽電池にスクリーン印刷によって形成された金属配線の電気抵抗を低下させるために、電池に堆積される銀の量を増加させることが望ましい。金属配線がスクリーン印刷によって形成される太陽電池の高い製造コストという結果になる。
【０００７】
スクリーン印刷方法は、特に非常に薄い厚さの金属フォイル（“ステンシル”とも称される）及び高い粘性のペーストを含むスクリーン印刷のスクリーンの使用によって、狭い金属配線が形成されることを可能にする。５０μｍ未満の寸法のパターンが得られ得る。しかしながら、金属配線の高い抵抗性は、高性能の太陽電池が形成されることを可能にしない。
【０００８】
さらに、スクリーン印刷によって形成される代わりに、太陽電池の金属配線は、電解析出（又は電着）によって形成され得る。
【０００９】
電解析出方法の利点は、それらが、固体の銀の抵抗率に近い抵抗率の銀の堆積物を得ることを可能にするという事実にある。電解析出によって堆積する銀の量が、金属配線の同一の電気抵抗を得るためにスクリーン印刷によって堆積されるものより驚くほど低い。電解析出方法は、スクリーン印刷方法と比較して、ホモ接合の電池に対する金属より２倍程度小さく、ヘテロ接合の電池に対する金属より４から５倍程度小さく堆積することができる。
【００１０】
電解析出方法の他の利点は、金属配線が銀以外の金属、例えば銅で作ら得るという事実にある。高価ではない一方で銅が銀の抵抗率に近い抵抗率を有するので、太陽電池の製造コストの低下になる。
【００１１】
図５Ａは、太陽電池の金属配線の形成の実施例を概略的に示す上面図である。
【００１２】
“フィンガー”と称される導電パターン１０５は、互いに平行であると共に規則的な間隔で離隔される細いラインを形成する。“バスバー”と称される導電パターン１１１は、フィンガー１０５より幅が広く、フィンガー１０５に垂直に配向するラインを形成する。バスバー１１１は、互いに平行であると共に規則的な間隔で離隔されるラインを形成する。太陽電池を光に晒すと、太陽電池の晒された領域の全てにおいて電荷の形成が生じる。フィンガー１０５は、電荷が生成されている場所からバスバーまでこれらの電荷を移動するためのものである。バスバー１１１は、銅のストリップ（又はワイヤ）を受容するためのものであり、それらは、バスバーに半田付けされ又は結合され、一方の電池から他方の電池に電流を輸送し、電池を共に接続することを可能にする。それによって相互接続される電池は、太陽電池モジュールを形成するために封止される。
【００１３】
ヘテロ接合の太陽電池の場合、光学的に透明な導電層が、金属配線の形成の前に電池の前面に予め形成される。このような電池の金属配線を電解析出によって形成するために、次いで、金属を形成することが望まれない透明導電層の領域を保護することが望ましい。このために、絶縁材料で作られるパターンは、透明導電層に予め形成される。
【００１４】
絶縁材料のパターンは、フォトリソグラフィによって形成され得る。しかしながら、このような方法は、太陽電池を製造する方法の実施中に使用することが困難である。
【００１５】
解決方法は、絶縁材料のパターンを形成するためにレーザーを用いることからなる。このために、絶縁層が太陽電池の前面を完全に覆って形成され、次いで、レーザーは、所望のパターンを形成するために絶縁層の部分を除去するために使用される。しかしながら、光学的に透過的な絶縁層が、太陽電池の製造の方法の最後にそれを維持されることができるように選択される場合、下層の透明導電層が停止層のように光学的に透過性であるので、下層の透明導電層に損傷を与えることなくパターンを形成することは困難である。透明的ではない絶縁層の場合、レーザー光線が絶縁層によって一部吸収されるけれども、下層の透明導電層に損傷を与えることなく所望の領域において絶縁材料を完全に除去することも困難である。
【００１６】
さらに、電解析出方法の欠点は、形成される金属配線の低い付着性にある。
【００１７】
ホモ接合の電池の場合、太陽電池を構成する半導体層の積層体の面における金属配線の付着性を改善する方法は、金属配線を形成する前に、例えばニッケルシリサイドで作られる付着副層を形成することからなる。
【００１８】
しかしながら、短絡回路を避けながら高い付着性を有する金属シリサイドの形成の条件を見出すために満足のいくことは、困難な妥協である。
【００１９】
ヘテロ接合の電池の場合、透明導電層において電解析出によって形成された金属配線の付着性は、それらが半導体層に形成される場合におけるものよりも低い。さらに、金属シリサイドが、ヘテロ接合の電池によって耐えられる温度より驚くほど高い温度で形成されるので、金属シリサイドで作られる付着副層を形成することが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
低い抵抗率及び高い付着性を有する太陽電池の金属配線を形成するという課題が提供される。
【００２１】
低減した費用を有する方法によって太陽電池の金属配線を形成するという課題が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、特にこれらの課題を解決することを目的とする。
【００２３】
ヘテロ接合の電池の場合に透明導電層に絶縁材料のパターンを形成するための上記の課題を考慮して、本発明者は、フォトリソグラフィ及びレーザー以外の方法によって絶縁材料のパターンを形成することを試みた。本発明者は、絶縁材料のパターンを形成するためにスクリーン印刷等の印刷技術を使用することを試み、ある課題を認識した。
【００２４】
実際に、大表面の堆積に要求される低粘度が、絶縁材料で印刷されるパターンの精細度の損失をもたらす。
【００２５】
図６は、例えば透明導電層上に絶縁材料のパターンを形成するために使用されることができるスクリーン印刷のスクリーンのパターン１０９を概略的に示す上面図である。
【００２６】
図７は、図６のスクリーン印刷のスクリーンを用いたスクリーン印刷によって印刷される絶縁パターン１０７を概略的に示す上面図である。
【００２７】
図７において示され得るように、不規則な範囲の拡散が、開口部の寸法における相当の変動をもたらすパターン１０７の端部に生成される。印刷が進めば進む程、開口部における寸法の変動は増加する。スクリーン印刷のスクリーンの表面の規則的な洗浄を行うことによって印刷が進むに連れて開口部の寸法が減少することを避けることが可能であるが、これは、パターンの端部の凹凸を除去しない。そのため、スクリーン印刷のスクリーンの規則的な洗浄を用いてさえも、５０μｍ程度の寸法の開口部を再生可能な方式で形成することが困難である。
【００２８】
本発明の対象はさらに、これらの課題を解決することを目的とする。
【００２９】
本発明は、反対の型の導電性に従ってドーピングされた少なくとも２つの半導体層の積層体を含む太陽電池の製造方法であって、
（ａ）前記積層体の表面の少なくとも１つに第１の導電材料で作られる第１のパターンを印刷によって形成する段階と、
（ｂ）前記積層体の表面の少なくとも１つに絶縁材料で作られる第２のパターンを印刷によって形成する段階であって、前記絶縁材料が、前記第１のパターンの側方表面の少なくとも一部に接触し、前記第２のパターンの厚さが、前記第１のパターンの厚さ未満であるような段階と、
（ｃ）少なくとも前記第１のパターンに少なくとも１つの第２の導電材料を電解析出によって形成する段階と、
を含む、太陽電池の製造方法に関する。
【００３０】
以上に記載されたもののタイプの太陽電池の金属配線を形成する方法の利点は、それが、段階（ａ）中における印刷によって予め形成された第１の導電パターンの高い付着性、及び、段階（ｃ）中における電解析出によって形成された金属配線の主要部の低い抵抗率を使用するという事実に関連付けられる。
【００３１】
形成される金属配線の低い抵抗率という結果になる。
【００３２】
さらに、金属配線の一部のみが印刷によって形成されるので、太陽電池の製造コストの低下という結果になる。
【００３３】
以上に記載されたもののタイプの方法の他の利点は、第２の絶縁パターンの厚さが第１の導電パターンの厚さ未満になるように選択されるという事実に関連付けられる。これは、電解析出によって第１の導電パターンの上部表面だけではなく、第２の絶縁パターンに接触しない第１の導電パターンの側方表面の部分にも第２の導電材料を形成することを可能にする。第２の導電材料が第１の導電パターンの上部表面にのみ形成する場合と比較して、第１の導電パターンにおける第２の導電材料の付着性の増加となる。
【００３４】
以上に記載されたもののタイプの方法の他の利点は、電解析出の段階（ｃ）の前に、段階（ｂ）中に形成される第２の絶縁パターンが、この段階の後に、太陽電池の製造方法の最後まで、太陽電池がモジュールに形成された後であっても維持され得るという事実にある。
【００３５】
本発明の実施形態によれば、本発明は、電解析出の段階（ｃ）の後に、前記第２のパターンの除去の段階（ｄ）を含む。
【００３６】
本発明の実施形態によれば、段階（ａ）中に、前記第１の導電パターンは、スクリーン印刷によって、又は非接触式の直接印刷、例えば“ディスペンシング”として知られる分配技術によって形成される。
【００３７】
本発明の実施形態によれば、段階（ｂ）中に、前記第２の絶縁パターンは、スクリーン印刷によって形成される。
【００３８】
変形例によれば、段階（ｂ）中に、前記第２の絶縁パターンは、インクジェット印刷によって形成され得る。
【００３９】
本発明の実施形態によれば、前記第２の絶縁パターンの厚さに対する前記第１の導電パターンの厚さの比は、１．２から２．５である。
【００４０】
本発明の実施形態によれば、段階（ａ）中において、前記パターンの幅に対する高さの比に相当する、前記第１の導電パターンのアスペクト比は、０．５を超える。
【００４１】
前記第１の導電材料は、銀、銅及びアルミニウムを含む群から選択され得、又は、銀、銅及びアルミニウムを含む群から選択される金属元素を含む材料であり得る。
【００４２】
前記絶縁材料は、絶縁有機樹脂であり得る。
【００４３】
前記第２の導電材料は、銀及び銅であり得る。
【００４４】
上記のもののタイプの方法の利点は、金属配線が、銀以外の金属、例えば銅で作られ得るという事実による。太陽電池の製造コストの低減という結果になる。
【００４５】
本発明の実施形態によれば、段階（ｃ）中に、導電材料のいくつかの層の積層体は、電解析出によって形成される。
【００４６】
導電材料のいくつかの層の積層体は、第２の導電材料の層で覆われる障壁層を含み得、第２の導電材料の層は、それ自体表面層で覆われる。
【００４７】
障壁層は、ニッケルで作られ得る。第２の導電材料は、銀又は銅であり得る。表面層は、銀又は錫で作られ得る。
【００４８】
本発明の実施形態によれば、第１の導電パターンの形成の段階（ａ）前に、前記積層体の表面の少なくとも１つは、透明導電層で被覆される。
【００４９】
透明導電層は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物、インジウム及び錫の酸化物）又はＩＯ（インジウム酸化物）、又はＩＷＯ（インジウム及びタングステンの酸化物）又はＺｎＯ（亜鉛酸化物）等の透明導電酸化物に基づくものであり得る。
【００５０】
上記のもののタイプの太陽電池の金属配線を形成する方法の利点は、特に太陽電池の表面が透明導電層で覆われる場合に、形成される金属配線が、太陽電池の表面における高い付着性を有するという事実にある。これらの金属配線及び導電ストリップの間に後に形成される相互接続配線が良質であるという結果になる。これは、向上した性能を有する太陽電池を製造することを可能にする。さらに、金属配線を形成する前に太陽電池の面に付着副層を形成する必要はない。
【００５１】
本発明の実施形態によれば、段階（ａ）の前に、透明導電層は、導電付着層で被覆される。
【００５２】
本発明の実施形態によれば、段階（ａ）中に、印刷によって形成される前記第１のパターンは、規則的な間隔で離隔される可能性があり、及び／又は有利には不連続である、互いに平行な導電ラインを含む。
【００５３】
本発明の実施形態によれば、前記第２のパターンの形成の段階（ｂ）中に、バス領域は画定され、前記第１のパターンに垂直に配向される可能性があり、前記第２のパターンによって覆われない前記積層体の表面の少なくとも１つの部分に対応する。
【００５４】
本発明の実施形態によれば、段階（ａ）中に、導電パッドは、前記積層体の表面の少なくとも１つに印刷によってさらに形成され、前記導電パッドは、前記バス領域に配置される。
【００５５】
前記バス領域は不連続である。この場合、段階（ａ）中に、少なくとも１つの導電パッドが、前記バス領域の各部分に形成される。
【００５６】
本発明の実施形態によれば、前記第１のパターンに前記バス領域を接続する領域は、前記第１のパターンの残部より幅が広い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
本発明の他の特徴及び利点は、独自に例示として与えられ、限定的ではない添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって明確になるだろう。
【００５８】
【図１Ａ】本発明による太陽電池の金属配線を形成する方法の連続的な段階を概略的に示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明による太陽電池の金属配線を形成する方法の連続的な段階を概略的に示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明による太陽電池の金属配線を形成する方法の連続的な段階を概略的に示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明による太陽電池の金属配線を形成する方法の連続的な段階を概略的に示す断面図である。
【図２】図１Ｂに対応する上面図である。
【図３Ａ】それぞれ連続的なバス領域の場合及び不連続的なバス領域の場合における、本発明による太陽電池の金属配線を形成する方法の変形例を示す上面図である。
【図３Ｂ】それぞれ連続的なバス領域の場合及び不連続的なバス領域の場合における、本発明による太陽電池の金属配線を形成する方法の変形例を示す上面図である。
【図４】本発明による太陽電池の金属配線を形成する方法の他の変形例を示す上面図である。
【図５Ａ】太陽電池の金属配線の形成の実施例を概略的に示す上面図である。
【図５Ｂ】太陽電池の金属配線の形成の実施例を概略的に示す上面図である。
【図６】スクリーン印刷のスクリーンのパターンを概略的に示す上面図である。
【図７】図６のスクリーン印刷のスクリーンを用いたスクリーン印刷によって印刷された絶縁パターンを概略的に示す上面図である。
【００５９】
種々の図面における同一、類似又は等価な部分は、一の図面から他の図面に移ることを容易にするために同一の符号が付される。
【００６０】
図面において表される異なる部分は、図面をより読みやすくするために必ずしも均一のスケールによるものではない。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
本発明者は、太陽電池の金属配線を形成するために、印刷、例えばスクリーン印刷によって予め導電パターンを形成し、次いで電解析出によって金属配線の主要部を形成することを提案する。
【００６２】
図１Ａから図１Ｄは、太陽電池の金属配線を形成する方法の一連の段階を概略的に示す断面図である。単純化のために、これらの図において太陽電池の２つの面のうち１つのみが示される。明らかに、以下に記載される方法は、太陽電池の面の一方及び／又は他方における金属配線の形成に適用される。
【００６３】
図１Ａは、太陽電池の半導体層の積層体の上部１を示す。積層体は、ＰＮ接合を形成する反対の型の導電性に従ってドーピングされた少なくとも２つの半導体層を含む。積層体は、２つの主要面を含み、２つの面のうちの一方のみ、すなわち面２のみが図１Ａにおいて示される。この面２は、例えば、太陽電池の前面であり、すなわち、この面は、光放射に晒される面である。
【００６４】
面２は、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物、インジウム及び錫の酸化物）又はＩＯ（インジウム酸化物）、又はＩＷＯ（インジウム及びタングステンの酸化物）又はＺｎＯ（亜鉛酸化物）等の透明導電酸化物に基づく透明導電層３で被覆される。可能性として、透明導電層３は、例えば気相における物理堆積（ＰＶＤ、物理気相堆積）によって形成されるチタン又は銀又は銅の層である導電付着層（示されない）で覆われる。しかしながら、金属配線を形成する前に太陽電池の面に付着副層を形成することは必要ではない。
【００６５】
導電材料で作られるパターン５は、印刷方法、例えばスクリーン印刷によって透明導電層３に形成される。パターン５は、例えば、銀若しくは銅若しくはアルミニウムで作られ、又は、銀、銅若しくはアルミニウム等の金属要素を含む材料で作られる。金属配線が銀以外の金属、例えば銅で作られるとき、太陽電池の製造コストが低減することになる。
【００６６】
導電パターン５は、例えば、規則的な間隔で離隔されると共に有利には不連続である、互いに平行なラインを形成する。この場合、パターン５は、“フィンガー”と称される。図１Ａにおいて示されるように、ラインの方向に垂直な平面におけるパターン５の横断面は、例えば、台形状である。パターン５の断面は、あらゆる形状であり得る。
【００６７】
有利には、パターンの幅Ｗに対する高さｈの比に相当する、パターン５のアスペクト比は大きい。パターン５のアスペクト比は、好ましくは０．５を超える。台形状の断面のパターンの場合、パターンの幅Ｗは、例えば、ベースの幅Ｗｂによって定義される。高いアスペクト比を有する台形状の断面のパターンは、高いスロープの側部又は側方表面６を有する。
【００６８】
寸法の一例として、台形状の断面のパターン５において、ベースの幅Ｗｂは、３２μｍ程度であり得、中央部の幅は、２０μｍ程度であり得、高さｈは、１７μｍ程度であり得、これは、０．５３程度のアスペクト比に相当する。
【００６９】
寸法の他の例によれば、台形状のパターン５において、ベースの幅Ｗｂは、４０μｍ程度であり得、中央部の幅は、２５μｍ程度であり得、高さｈは、２５μｍ程度であり得、これは、０．６２程度のアスペクト比に相当する。
【００７０】
パターン５がスクリーン印刷によって形成される場合、非常に薄い厚さの金属フォイル（ステンシルと称される）を含むスクリーン印刷のスクリーンが使用され、それにより高い形状因子のパターンを形成することが可能になる。好ましくは、台形状の断面のパターン５を得ることを可能にするステンシルが使用される。
【００７１】
一例として、太陽電池に接触する下部面の側部に約２７μｍの幅及び上部面の側部に約１７μｍの幅の開口を含む３０μｍ程度の厚さのステンシルを使用することによって、約２０μｍの中央部における台形状の幅の５つのパターンを得ることが可能になる。例えば２０μｍ程度の厚さの、より薄いステンシルさえも、ペーストの消費を低減するために使用され得る。
【００７２】
パターン５が印刷されると、導電パターン５に対して望まれる付着性及び抵抗率を得ることを可能にする条件で熱処理が行われる。
【００７３】
有利には、“低温”として知られるペーストが使用され、それは、低温熱処理に相応しい。金属粉末を含む、例えばエポキシタイプの樹脂である有機マトリクスで構成されるペーストが使用される。これらの“低温”ペーストは、高い付着性を有する導電パターン５を透明導電層３に形成することを可能にする。さらに、透明導電層３におけるパターン５の付着性は、図１Ｃに示される電解析出の後の段階中に維持されている。
【００７４】
一例として、２００℃程度の温度における熱処理に相応しい“低温”ペーストが使用される。例えば銅で作られる、酸化可能な付着層でそれ自体が被覆される透明導電層３で面２が被覆される場合、１５０℃程度の温度における熱処理に相応しいペーストが好ましくは選択される。
【００７５】
スクリーン印刷によって導電パターン５を形成する代わりに、他の印刷方法が使用され得る。高い形状因子を有し、高い付着性を有する導電パターンを形成することを可能にするあらゆる他の印刷方法が導電パターンを形成するために使用され得る。例えば“ディスペンシング”として示される非接触な直接印刷方法が使用され得る。
【００７６】
図１Ｂは、印刷方法による、例えばスクリーン印刷による、透明導電層３における絶縁材料で作られたパターン７の形成を示す。図２は、図１Ｂに対応する上面図である。
【００７７】
パターン７は、透明絶縁材料で作られ得る。
【００７８】
この場合、絶縁パターン７は、金属配線を形成するための方法の最後に太陽電池に残ったままであり得る。透明絶縁材料は、無機材料、例えば、ＳｉＯ２若しくはＳｉＮ、又は有機材料で作られ得る。例えば透過性ポリマーである有機材料が好ましくは選択され、それは、安定であり、モジュールに対する太陽電池の形成に使用される封止の方法に適合可能である。絶縁材料７は、例えば、シリコーン、又はスクリーン印刷による印刷に相応しい粘度及び紫外線に対して良好な安定性を有するあらゆる他のポリマーである。
【００７９】
代替案によれば、パターン７は、透過的ではない絶縁材料で形成され得る。この場合、絶縁パターン７は、図１Ｃに関連して以下に記載される電解析出の段階の後に除去される。透過的ではない絶縁材料は、無機材料又は有機材料であり得る。例えば樹脂である有機材料が好ましくは選択される。
【００８０】
絶縁パターン７がスクリーン印刷によって形成される場合、導電パターン５のベースの幅Ｗｂより大きな幅Ｗ１の開口を有するスクリーン印刷のスクリーンが使用される。拡散することなしに得られる絶縁材料のパターンは、それらがスクリーン印刷のスクリーンに画定されるパターンに対応する場合、図１Ｂ及び図２の点線によって画定される領域９によって表される。
【００８１】
当業者は、図１Ｂ及び図２に示されるように、絶縁材料を拡散した後に絶縁パターン７が導電パターン５の側方表面６に接触するような適切な粘度の絶縁材料を選択する方法を認識しているだろう。
【００８２】
先行する段階中に形成される導電パターン５は、好ましくは高いアスペクト比を有し、それは、高いスロープの側方表面６を有する導電パターンを得ることを可能にする。その結果、絶縁材料７の拡散中に（図２において矢印で示される）、前記材料は、導電パターン５の側方表面において明確に停止する。
【００８３】
正確な位置に適合する観察システムを備える印刷装置が使用され、それは、多かれ少なかれ１５μｍ、又はそれより良好な位置合わせを可能にする現在の装置の場合である。
【００８４】
一例として、パターン端部に対して約７０μｍの自然拡散をもたらす粘度の樹脂の場合、１２０μｍ程度の幅Ｗ１の開口部を有するスクリーン印刷のスクリーンを使用することが可能である。これは、位置合わせ欠陥及び拡散不整を考慮することが可能である。
【００８５】
図２に見られ得るように、導電パターン５と接触しない絶縁パターン７の端部１０は、凹凸を有する。
【００８６】
それにもかかわらず、バス領域と称される画定された領域１１の幅Ｗ２を考えると、これらの凹凸は重要ではない。バス領域１１は、バスバーが形成される位置に対応する。バス領域１１の外形部１０は、図１Ａに示される段階中に、絶縁パターン７の端部１０が止まるようになる導電材料のパターンを形成することによって、より正確に画定され得る可能性がある。図２に示される実施例において、導電パターン５は、不連続であり、導電パターン５の不連続部分は、バス領域１１に位置する。
【００８７】
絶縁パターン７の厚さｅは、導電パターン５の厚さ又は高さｈより小さくなるように選択される。導電パターン５の厚さ及び絶縁パターン７の厚さの間の比ｈ／ｅは、好ましくは１．２から２．５である。
【００８８】
一例として、導電パターン５の厚さは、１７μｍ程度であり得、絶縁パターン７の厚さは、８μｍ程度であり得、これは、２．１程度の比ｈ／ｅに相当する。
【００８９】
他の実施例において、導電パターン５の厚さは、２５μｍ程度であり得、絶縁パターン７の厚さは、１５μｍ程度であり得、これは、１．７程度の比ｈ／ｅに相当する。
【００９０】
絶縁パターン７が印刷された後、熱処理が行われる。熱処理条件は、太陽電池における絶縁パターン７の良好な付着性を得るように選択される。実際に、図１Ｃに示される段階中に、太陽電池は、１つ又はそれ以上の電解析出浴に浸漬される。絶縁パターン７が、導電材料を形成することが望まれない領域を保護するためのものであるので、それらは、電池が電解析出浴に浸漬されるときに適切にその位置に残っていなければならい。可能性として、熱処理条件はまた、電解析出後に絶縁パターン７が除去され得るように選択される。
【００９１】
例えば、熱処理は、約８０℃から約１２０℃の温度で行われ得る。電解析出後に絶縁材料が維持される場合、熱処理は、より高温で行われ得る。
【００９２】
スクリーン印刷によって絶縁パターン７を形成する代わりに、他の印刷方法、例えばインクジェット印刷方法が使用され得る。
【００９３】
それにもかかわらず、インクジェット印刷方法は、スクリーン印刷と比較して処理量が低いという欠点がある。
【００９４】
図１Ｃは、電解析出による少なくとも１つの導電材料１３の形成を示す。導電材料１３は、例えば銀又は銅である。
【００９５】
太陽電池は、１つ又はそれ以上の電解析出浴に含浸される。
【００９６】
導電材料１３は、絶縁パターン７に接触しない導電パターン５の部分に形成する。導電材料１３はまた、絶縁パターン７によって覆われていない透明導電層３の部分に形成し、特に、フィンガーと同時にバスバーを形成するためにバス領域１１に形成する可能性がある。より具体的には、導電材料１３が、マスクによって自由にされ、前記マスクの開口部に対応する透明導電層３の部分に堆積されるように、絶縁パターン７は、電解堆積段階中にマスクとして作用する。
【００９７】
印刷によって形成される導電パターン５における電解析出によって形成される導電材料１３の付着性は、金属−金属結合のために高い。さらに、金属配線が電解析出によって形成されるので、それらは、低い抵抗率を有する。
【００９８】
図１Ｂに示される段階中に形成される絶縁パターン７の厚さｅは、導電パターン５の厚さｈ未満であるように選択されている。導電材料１３は、次いで、導電パターン５の上部表面に形成するだけではなく、絶縁パターン７に接触しない導電パターン５の側方表面の部分にも形成する。導電材料１３が導電パターン５の上部表面のみに形成する場合と比較して、このマスクは、導電パターン５における導電材料１３の付着性を増加することを可能にする。
【００９９】
導電材料の幾つかの層の積層体は、電解析出によって形成され得る。導電層の積層体は、例えばニッケルで作られる障壁層を含み得、それ自体が銀又は銅で作られる導電層１３で覆われ、それ自体が銀又は錫で作られる薄い表面導電層で覆われる。薄い表面導電層は、モジュールへの太陽電池の形成のために後に形成される導電ストリップを用いて良好な品質の相互接続を得るように選択される。
【０１００】
導電層１３の厚さは、障壁層及び表面層の厚さより大きい。
【０１０１】
図１Ｄは、絶縁材料の可能性のある除去を示す。この任意の段階は、例えば、絶縁材料７が透明ではない場合、又は、それが、モジュールへの太陽電池の形成の後の段階に適合しない場合に行われる。
【０１０２】
変形例によれば、絶縁パターン７は、図１Ｃに示される電解析出段階の後に維持される。絶縁パターン７は、太陽電池の製造方法の最後まで、モジュールへの太陽電池の形成の後にさえも維持され得る。
【０１０３】
図１Ａから図１Ｄに示される太陽電池の金属配線を形成する方法が、透明導電層３が電池の表面２を覆う場合において記載されているけれども、この方法は、電池の表面２（導電付着層で被覆される可能性がある）の直上における金属配線の形成に適用される。
【０１０４】
図１Ａから図１Ｄに関連して記載されるもののタイプの太陽電池の金属配線を形成する方法の利点は、それが、印刷によって予め形成される導電パターン５の高い付着性、及び、電解析出によって形成される金属配線の主要部の低い抵抗性を使用するという事実に結び付けられる。
【０１０５】
図１Ａから図１Ｄに関連して記載されるもののタイプの太陽電池の金属配線を形成する方法の他の利点は、特に太陽電池の表面が透明導電層で覆われる場合に、形成される金属配線が、太陽電池の表面における高い付着性を有するという事実にある。これらの金属配線及び導電ストリップの間に後に形成される相互接続配線が良好な品質であるという結果となる。
【０１０６】
これは、向上した性能を有する太陽電池を製造することを可能にする。
【０１０７】
図１Ａから図１Ｄに関連して記載されるもののタイプの方法の他の利点は、金属配線の一部のみがスクリーン印刷によって形成されるという事実に関係付けられる。フィンガーの一部に加えてバスバーは、電解析出によって形成される。太陽電池の製造コストの低下という結果になる。
【０１０８】
モジュールへの太陽電池の形成を可能にするストライプの相互接続配線中に、及びその使用中における太陽電池モジュールによって受ける応力中に、例えば温度変化による異なる膨張中に、最も歪まされている銅のストリップを有する相互接続配線が形成されるのはバスバーである。
【０１０９】
バス領域における金属配線の付着を強化するために、印刷による導電パターン５の形成の段階中に、これらのバス領域に導電パターンを形成することも可能である。
【０１１０】
図３Ａは、図１Ａから図１Ｄ及び図２に関連して記載される太陽電池の金属配線を形成する方法のこのような変形例を示す上面図である。図２に対応する図３Ａは、図１Ｂに示される絶縁パターン７の形成の段階後に得られる構造を表す。
【０１１１】
図１Ａに示される導電パターン５の印刷による形成の段階中に、導電パッド１７はまた、バス領域１１に形成される。
【０１１２】
導電パッド１７の寸法及び数は、使用される導電材料の量を最小化しながら、図１Ｃに示される段階中に電解析出によって形成される導電材料の十分な付着性を得るように選択される。導電パッド１７の寸法及び数は、印刷に使用されるペーストの性質の関数及び相互接続に対するストリップの寸法の関数として選択される。
【０１１３】
一例として、バス領域１１において、導電パッド１７は、互いに平行であると共に規則的な間隔で離隔されるラインの形態で形成され得る。このラインは、例えば２００μｍ程度の幅Ｗｐを有し、例えば１ｍｍ程度の距離ｄによって離隔される。
【０１１４】
導電パッド１７は、あらゆる形状であり得る。それらは、例えば“Ｓ”形状で形成され得、パターンのこの形状は、ステンシルによるスクリーン印刷の方法によって良好に制御される。
【０１１５】
導電パターン５及び導電パッド１７が印刷されると、パターン５及びパッド１７において望まされる抵抗率及び付着性を得ることを可能にする条件で熱処理が行われる。
【０１１６】
銀で作られる導電ペーストの場合、熱処理は、例えば、約１０分間、２００℃程度の温度で行われる。
【０１１７】
導電パッド１７が、印刷、例えばスクリーン印刷によって形成されるので、それらは、透明導電層３における高い付着性を有する。それらは、従って、電解析出によって後に形成される導電材料１３の付着性を改善することを可能にする。相互接続配線の信頼性の改善という結果になる。
【０１１８】
図４は、図１Ａから図１Ｄに関連して記載される方法の他の変形例を示す上面図である。図２に対応する図４は、図１Ｂに示される絶縁パターン７の形成の段階の後に得られる構造体を表す。
【０１１９】
印刷による導電パターン５、及び場合によってはバス領域の導電パッド１７の形成の図１Ａに示される段階中に、一定の幅Ｗｂのパターン５を形成する代わりに、パターン５は、フィンガー５及びバス領域１１の間の接続用の領域に特定の形状で形成され得る。例えば、領域１９における幅Ｗｂ，１９がパターン５の残部の幅Ｗｂより大きい導電パターン５が形成され得る。これは、電荷の伝導を改善しながら、ストリップを有する相互接続領域の付近にあるフィンガーを機械的に強化することを可能にする。
【０１２０】
より具体的には、バス領域における印刷による導電パターンの形成による、バス領域における金属配線の付着のこの強化は、電池の金属配線のあらゆる形状に適用し得、例えば図５Ａに関連して記載され、２つから５つの銅のストリップから電池の通常の相互接続配線に専用である通常の“Ｈ”形状のパターン（フィンガー１０５のネットワークに垂直な連続的なバスバー１１１）に独特のものではない。金属配線は、例えば、不規則な幅のバスバー又は不連続なバスバーを有し得る。導電パッド１７は、如何なる形状であってもよく、将来のバスバーに対応する連続的又は不連続的なバス領域に形成される。
【０１２１】
図５Ｂは、図５Ａのもの以外の太陽電池の金属配線の形成の他の例を示す概略上面図である。フィンガー１０５に垂直なバスバー１１１は、不連続である。各バスバー１１１は、幾つかの部分１１２で構成され、各々の部分１１２は、１つ又はそれ以上のフィンガー１０５に接続される。図５Ｂに示される実施例において、各部分１１２は、２つのフィンガー１０５に接続される。各バスバー１１１の部分１１２は、金属配線の形成中に共に必ずしも電気的に接続されない。それらは、銅のストライプを有する相互接続配線の形成の後に存在する。
【０１２２】
図３Ｂは、バス領域１１が不連続である場合における図３Ａに対応する上面図である。印刷による導電パターン５の形成の段階中に、少なくとも１つの導電パッド１７は、不連続なバス領域１１の各部分１２に形成される。
【符号の説明】
【０１２３】
１  半導体層の積層体の上部
２  主要面
３  透明導電層
５  導電パターン
６  側方表面
７  絶縁パターン
１０  端部
１１  バス領域
１３  導電層
１７  導電パッド
１９  接続領域
１０５  フィンガー
１１１  バスバー
【図１Ａ】
2016530727.tif 000003
【図１Ｂ】
2016530727.tif 000004
【図１Ｃ】
2016530727.tif 000005
【図１Ｄ】
2016530727.tif 000006
【図２】
2016530727.tif 000007
【図３Ａ】
2016530727.tif 000008
【図３Ｂ】
2016530727.tif 000009
【図４】
2016530727.tif 000010
【図５Ａ】
2016530727.tif 000011
【図５Ｂ】
2016530727.tif 000012
【図６】
2016530727.tif 000013
【図７】
2016530727.tif 000014
【国際調査報告】
2016530727.tif 000015
2016530727.tif 000016
2016530727.tif 000017
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2016530727.tif 000019
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