(57)【要約】二つの相互に対向するフェースを含む半導体本体と、入射光を受光するためのアクティブフェースであるフェースのうちの少なくとも一つのフェースと、さらに二つの相互に対向するエッジであり前記フェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジであって、前記光から太陽電池によって発生された電流を導くためにエッジ上に電気的な接触部を備えるエッジとを備え、前記エッジのうちの少なくとも一つへの前記電気的な接触部は、太陽電池の性能を向上するために、前記半導体本体の少なくとも一つのエッジの切片部にのみ接触する電気的な伝導材料を備える、細長太陽電池。
2012524386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの相互に対向するフェースを含む半導体本体と、入射光を受光するためのアクティブフェースであるフェースのうちの少なくとも一つのフェースと、さらに二つの相互に対向するエッジであり前記フェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジであって、前記光から太陽電池によって発生された電流を導くためにエッジ上に電気的な接触部を備えるエッジとを備え、
前記エッジのうちの少なくとも一つへの前記電気的な接触部は、太陽電池の性能を向上するために、前記半導体本体の少なくとも一つのエッジの切片部にのみ接触する電気的な伝導材料を備える、細長太陽電池。
【請求項２】
前記電気的伝導材料は、前記エッジの表面領域の約0.01％と約99％の間の少なくとも一つのエッジの切片部に接触する請求項１記載の細長太陽電池。
【請求項３】
前記電気的伝導材料は、前記エッジの表面領域の約0.01％と約50％の間の少なくとも一つのエッジの小さな部分に接触する請求項２記載の細長太陽電池。
【請求項４】
前記電気的伝導材料は、細長形状であり、前記半導体本体の少なくとも一つのエッジの縦軸に沿って実質的に中央に配置される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の細長太陽電池。
【請求項５】
前記電気的伝導材料は前記エッジの相互に離隔された領域にて前記半導体本体に接触し、前記エッジの前記電気的伝導材料に接触しない領域は誘電体材料に接触する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の細長太陽電池。
【請求項６】
前記領域は、細長形状である請求項５に記載の細長太陽電池。
【請求項７】
前記領域は、相互に平行で、さらに少なくとも一つのエッジの縦軸に傾斜された細長形状である請求項５記載の細長太陽電池。
【請求項８】
前記領域は、非細長形状であり、少なくとも一つのエッジにわたって分散される請求項５記載の細長太陽電池。
【請求項９】
前記電気的伝導性材料は、前記半導体本体の前記エッジの表面領域の約半分より少ない部分に接触する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の細長太陽電池。
【請求項１０】
前記電気的伝導材材料は、前記半導体本体の前記エッジの前記表面領域の半分より狭い部分に接触する請求項９記載の細長太陽電池。
【請求項１１】
前記電気的伝導材料は、前記半導体本体の前記エッジの前記表面領域の半分より実質的に狭い部分に接触する請求項１０記載の細長太陽電池。
【請求項１２】
前記電気的伝導材料は、前記半導体本体の前記エッジの前記表面領域の約10％より実質的に狭い部分に接触する請求項１１記載の細長太陽電池。
【請求項１３】
前記電気的伝導材料は、前記半導体本体の前記エッジの前記表面領域の約1％より実質的に狭い部分に接触する請求項１２記載の細長太陽電池。
【請求項１４】
二つの相互に対向するフェースを備える半導体本体と、前記二つの相互に対向するフェースの少なくとも一つは、入射光を受光するアクティブフェースであり、さらに前記二つの相互に対向するフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジであって、この二つの相互に対向するエッジは、前記入射光から太陽電池によって生成される電流を導くための電気的接触部をその上に設け、
前記細長太陽電池の少なくとも一つのエッジは、前記太陽電池の性能を向上するために前記少なくとも一つのエッジが不連続的にドープ処理されるように、複数の相互に離隔されたドープ処理された領域を備える、細長太陽電池。
【請求項１５】
少なくとも一つのアクティブフェースは、第１極（ｐ型又はｎ型のいずれか）のドープ処理された領域を備え、さらに少なくとも一つのエッジは前記第１の極と反対の第２の極のドープ処理された領域（ｎ型又はｐ型のいずれか）を形成するためにドープ処理され、少なくとも一つのフェースの前記ドープ処理された領域は、前記少なくとも一つのドープ処理された領域の少なくとも一つと交差又は隣接する請求項１３に記載の細長太陽電池。
【請求項１６】
前記少なくとも一つのエッジにおける前記ドープ処理された領域は、前記少なくとも一つのエッジの切片部を占める請求項１５記載の細長太陽電池。
【請求項１７】
前記切片部は、前記少なくとも一つのエッジの表面領域の約0.01％と約99％の間の領域を含む請求項１６記載の細長太陽電池。
【請求項１８】
前記切片部は、前記少なくとも一つのエッジの表面領域の約0.01％と約50％の間の領域を含む請求項１７記載の細長太陽電池。
【請求項１９】
前記切片部は、前記少なくとも一つのエッジの表面領域の約50％と約99％の間の領域を含む請求項１７記載の細長太陽電池。
【請求項２０】
前記少なくとも一つのエッジの前記ドープ処理された領域は、少なくとも一つのフェースに対応する前記ドープ処理された領域とそれぞれｐ−ｎ接合を形成する請求項１３乃至１９のいずれか一項に記載の細長太陽電池。
【請求項２１】
細長太陽電池を製造するための製法であって、
前記細長太陽電池は、二つの相互に対向するフェースを備える半導体本体と、前記二つの相互に対向するフェースの少なくとも一つは、入射光を受光するアクティブフェースであり、さらに前記二つの相互に対向するフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジであって、この二つの相互に対向するエッジは、前記入射光から太陽電池によって生成される電流を導くための電気的接触部をその上に設けてなり、
前記製法は、
前記エッジのうちの少なくとも一つに接触する電気的接触部を形成すること、この電気的接触部は、太陽電池の性能を向上するために半導体本体の少なくとも一つのエッジの切片部分にのみ接触する電気的伝導材料を含む、細長太陽電池を製造するための製法。
【請求項２２】
前記電気的伝導材料は、前記エッジの表面領域の約0.01％と約99％の間の少なくとも一つのエッジの切片部と接触する請求項２１記載の細長太陽電池。
【請求項２３】
前記電気的伝導材料は、前記エッジの表面領域の約0.01％と約50％の間の少なくとも一つのエッジの小さな部分と接触する請求項２１記載の細長太陽電池。
【請求項２４】
細長形状であり、前期半導体本体の少なくとも一つのエッジの縦軸に沿って中央に配置される電気的伝導材料を形成することを備える請求項２１記載の製法。
【請求項２５】
前記接触領域は、細長形状である請求項２１に記載の製法。
【請求項２６】
前記接触領域は、非細長形状であり、さらに少なくとも一つのエッジにわたって分散される請求項２１記載の製法。
【請求項２７】
前記電気的伝導材料は、前記エッジの相互に離隔された接触領域にて前記半導体本体と接触する請求項２１乃至２６のいずれか一項に記載の製法。
【請求項２８】
前記エッジの領域は、誘電体材料によって接触される電気的伝導材料によって接触されない請求項２７記載の製法。
【請求項２９】
前記半導体本体の少なくとも一つのエッジ上の誘電体又は電気的に絶縁されるコーティングを形成することをさらに備え、前記コーティングは前記半導体本体の少なくとも一つのエッジの切片部を露出するために、一つ以上の開口部を含む請求項２１乃至２８のいずれか一項に記載の製法。
【請求項３０】
前記開口部によって露出される前記少なくとも一つのエッジのそれぞれの接触領域に接触するための一つ以上の開口部に電気的伝導材料を形成することをさらに含む請求項２９記載の製法。
【請求項３１】
前記開口部にヘテロ接合電気的接触を形成することをさらに含む請求項２９又は３０に記載の製法。
【請求項３２】
前記開口部は、前記コーティングにわたって前記電気的伝導材料を堆積することによって形成され、さらに前記電気的伝導材料を、前記開口部を形成するために相互に離隔された位置にて前記コーディングを介して駆動する、請求項２９乃至３１のいずれか一項に記載の製法。
【請求項３３】
前記電気的伝導材料は、前記電気的伝導材料の相互に離隔された領域に対応して選択的に加熱することを含む処理によって局所的に加熱することによる前記コーティングの相互に離隔された領域にてのみ前記コーティングを介して駆動される請求項３２記載の製法。
【請求項３４】
前記電気的伝導材料は、前記コーティング上にて相互に離隔された領域でのみ堆積され、さらに均一に加熱する処理を用いてのコーティングを通して局所的に駆動される請求項３２記載の製法。
【請求項３５】
前記開口部によって露出された半導体本体の少なくとも一つの表面のそれらの領域のみ選択的にドーピングすること、及びその結果得られたドーピング領域に接触するための電気的伝導材料を形成することを含む請求項３２記載の製法。
【請求項３６】
前記電気的伝導材料は、ドーパント核種を備える請求項２１乃至３５のいずれか一項に記載の製法。
【請求項３７】
前記接触領域は、前記電気的伝導材料の加熱領域を選択的に駆動するために、前記半導体本体の前記エッジに接触するために前記誘電体コーディングを介して、さらに前記半導体本体に前記ドーパント核種を駆動するため、前記誘電体コーディングにわたって形成された電気的伝導材料の対応する領域を選択的に加熱することによってドープ処理される、請求項３６記載の製法。
【請求項３８】
前記接触領域は、前記誘電体コーディング上の相互に離隔された場所にて前記電気的伝導材料を選択的に堆積することによって、さらに続いて前記半導体本体の前記エッジに接触するため、さらに前記半導体本体にドーパント核種を駆動するために、前記誘電体コーティングを介して前記電気的伝導材料を駆動することで、前記電気的伝導材料を加熱することによってドープ処理される、請求項３６記載の製法。
【請求項３９】
前記各細長太陽電池の相互に対向する二つのフェースは、第１極（ｐ型又はｎ型のいずれか）にてドープ処理された領域を備え、さらに前記太陽電池の別の一つのエッジは前記第１の極と反対の第２の極にて（ｎ型又はｐ型のいずれか）ドープ処理され、前記フェースの前記ドーパント処理された領域及び前記エッジのドーパント処理された領域は、前記エッジの各交差及び対応するフェースの長さの比較的小さな部分にのみ交差又は隣接する請求項２１乃至３８のいずれか一項に記載の製法。
【請求項４０】
細長太陽電池を製造するための製法であって、
前記細長太陽電池は、二つの相互に対向するフェースを備える半導体本体と、前記二つの相互に対向するフェースの少なくとも一つは、入射光を受光するアクティブフェースであり、さらに前記二つの相互に対向するフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジであって、この二つの相互に対向するエッジは、前記入射光から太陽電池によって生成される電流を導くための電気的接触部をその上に設けてなり、
前記処理は、前記エッジの少なくとも一つに複数の相互に離隔されたドーパント処理される領域を、前記少なくとも一つのエッジが前記細長太陽電池の性能を向上するために不連続にドープ処理されるように形成されることを含む、
前記製法。
【請求項４１】
前記少なくとも一つの前記ドーパント処理される領域は、前記エッジの約0.01％と約100％の間の部分を示す請求項４０記載の製法。
【請求項４２】
前記少なくとも一つの前記ドーパント処理される領域は、前記エッジの約半分（≒≦50％）以下を占める請求項４０記載の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細長太陽電池の改良された形態及び細長太陽電池製造のための改良された方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
明細書全体を通じて背景技術の考察は、そのような背景技術が従来技術であり、そのような背景が広く周知でもなく、この分野の普通の一般的な知識の一部を形成するのでもないという事実として考慮されるべきではない。
【０００３】
従来の公開（或いは、その公開から分かれた情報）又は周知のいかなる発明の主題に対する本明細書での参照は、認定又は事実、又は以前の公開（又はそこから分離した情報）又は周知の主題が本明細書の関係する事業分野における共通の一般的知識の一部を形成する示唆のいかなる態様ではないし、さらにそのように捉えられるべきではない。
【０００４】
本明細書における、用語「細長の太陽電池」は、図１に概略的に示される太陽電池１００に言及しており、相互に対向するエッジ１０１及び１０１ａ、相互に対向するフェース１０３及び１０３ａ及び相互に対向する終端１０５及び１０５ａを有する全体的に平行６面体である。太陽電池１００は、その長さｌが実質的にその幅ｗ及びその厚さｔよりも大きい（典型的には数１０倍から数百倍大きい）という高アスペクト比を有する。さらに、縦長の太陽電池１００の幅ｗは、実質的にその厚さｔよりも大きい（典型的には、４から１００倍大きい）。細長太陽電池１００の前記長さｌ及び幅ｗは、光電力発電用の最大有効アクティブの又は使用可能な表面面積を定義し（太陽電池のアクティブ「フェース」又は「複数フェース」１０３及び１０３ａ）、他方で、一つの細長太陽電池１００の前記長さｌ及び厚さｔは、太陽電池への電気的接続を作るのに用いられる太陽電池１００の光学的に非アクティブな長手方向表面を定義する。本発明は全ての縦長太陽電池への適用が可能であり、いかなる特定の寸法を有する細長太陽電池に制限されることを意図してはいないが、典型的な細長太陽電池は、ｌ≒10-120ｍｍ長さ、ｗ≒0.3-3ｍｍ幅、及びｔ≒10-200ミクロンの厚さである。
【０００５】
細長太陽電池は、国際特許出願公開番号ＷＯ02/45143（「スライバ特許出願」）にて説明されたような方法の処理によって製造されることができる。その公報は、それによって結果的に得られる薄型細長基板の数及び寸法が総使用可能表面領域がオリジナルのシリコンウェハの前記領域よりも大きくなるように、薄型（一般的には150μｍより小さい）細長シリコン基板を、単一標準シリコンウェハから同時に作り出すための処理を説明している。用語「スライバ、SLIVER」は、オリジンエナジーソーラPty Ltd(Origin Energy Solar Pty Ltd)の、オーストラリア登録番号（Australian Registration No）933476という、登録商標である。スライバ特許出願は、各スライバ基板から個別の太陽電池を形成するための処理を説明しており、結果として生じる細長太陽電池は「スライバ太陽電池」として言及される。しかし、用語「スライバ」は、一つ以上の太陽電池に組み込まれるかあるいは組み込まれないスライバ基板を言及する。
【０００６】
一般に、細長太陽電池は、本質的にいかなる太陽電池製造処理を用いた細長基板に形成される単一水晶太陽電池又は複数水晶太陽電池であることができる。図２に示されるように、細長基板は、選択された幅（ｗｓ）の一連の並行細長矩形スロット又は開口部２０２を完全に厚さｗのシリコンウェハを介して、新しく形成された開口部２０２の間に残す厚さｔのエッチングされないシリコン２０６ストリップが対応する並列な平行６面体基板又は水晶の「スライバ」２０６を定義するように、機械加工すること（例えば、異方的なウェットケミカルエッチング）によるバッチ処理によって好ましくは形成される。前記スロット２０２の長さｌは、細長基板又はスライバ２０６がウェハのウェハフレーム２０８と言及される周辺部２０８を残すことによって一緒に結合されたままであるように、ウェハ２０４の直径より全般的に同じか小さい。各細長基板２０６は、二つのウェハ面と同一平面である厚さｔの二つの長手方向のエッジ２１０及び２１０ａ、幅ｗ（つまりウェハの厚さと同じ）のウェハ面に対して直行する二つの（新しく形成された）フェース２１２及び２１２ａ、そして前記ウェハフレーム２０８にはじめのうちは取り付けられたままの、二つの終端２１４及び２１４ａを有するように考慮される。特別なアレンジメントにあって、前記製造処理によって形成される全ての細長基板のフェース２１２及び２１２ａの合計の表面領域が半導体ウェハの上部及び下部フェースの表面領域よりも大きいように、ウェハの厚さ（細長基板の幅ｗに対応する）が前記ストリップの厚さ及び幅（ｗ＞ｔ＋ｗｓ）の合計より大きいように、細長基板の厚さ（前記スロットの機械加工後に残るシリコンのストリップ）及びスロット幅がウェハを分割するために選択される。
【０００７】
さらに図２に示すように、ウェハフレーム２０８によって保持されたままで、太陽電池は部分的に細長基板２０６から形成され、その結果として細長基板２０６は、相互にさらにはウェハフレーム２０８から分離され、必要であればさらに処理が施されて、個々の太陽電池セルのセットが提供される。これらのスライバ太陽電池の非常に多くが、太陽電池モジュール、集線受信機、又は他の光電力デバイスを形成するために電気的に相互に連結され、さらに共に組み立てられる。
【０００８】
細長基板がこの方法にて形成されるとき、細長スロットの横方向の幅（ｗｓ）及び細長シリコン基板（スライバ）の厚さ（ｔ）は、ウェハ表面の平面にあり、各スライバ／スロット対は、実質的に、ウェハ表面のｌ×ｗｓ×ｔの表面領域を要求する（ｌは細長基板の長さである）。例えば、前記スロットの幅及び基板厚さが共に約0.05ｍｍであると、その後、各スライバ／スロット対は実質的にウェハ表面のｌ×0.1ｍｍの表面領域を必要とする。しかし、シリコンウェハｗの厚さの（典型的には≒0.3から3ｍｍの間）せいで、二つの新しく形成されるスライバのそれぞれの表面領域（ウェハ表面に直交する）は、ｌ×ｗ（ここでｗ〜0.3から3ｍｍ）であり、これによってオリジナルウェハ表面（ウェハフレームの使用可能表面面積は無視する）に対する5から30のファクタによってウェハの使用可能な表面領域の増大がもたらされる。スロットの厚さｗｓは、約0.005乃至0.1ｍｍの間で変えることができ、例えば、約0.005，0.006，0.007，0.008，0.009，0.01，0.015，0.02，0.025，0.03，0.035，0.04，0.045，0.05，0.055，0.06，0.065，0.07，0.075，0.08，0.085，0.09，0.095又は約0.1ｍｍである。さらに、ウェハ表面の平面における細長基板（ストリップ）の厚さｔは、約0.001乃至約0.2ｍｍの間にて変られてもよく、例えば、0.001，0.002，0.003，0.004，0.005，0.006，0.007，0.008，0.009，0.01，0.02，0.03，0.04，0.05，0.06，0.07，0.08，0.09，0.1，0.15，又は約0.2ｍｍである。さらに、ウェハの厚さもまた約0.1乃至約5ｍｍの間にて変化され、必要条件及び製造許容誤差に応じて例えば、約0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，又は約5ｍｍである。すなわち、ウェハの使用可能表面領域での増大は、さらに増加する。細長基板の長さは、スロットの編成方向（例えば複数のスロットグループが、対応する基板の複数のグループを形成するためウェハにおける異なる方向及び／又は長さにて形成される）に対応してウェハの直径の長さに等しく、或いは短くされる。より長い直径のウェハが用いられるとき、例えば最大約150又は200ｍｍ又はそれ以上の、長い電池が形成されるが、基板の長さは、典型的には約20ｍｍから約100ｍｍの範囲にある。
【０００９】
細長またはスライバ太陽電池の製造は、デバイスにて発生される光電流の収集のための一つ以上のp-n注入形成ステップ、誘電又は絶縁層を伴うシリコンストリップの大部分又は全ての不活性化或いは不動態化（passivation）ステップ、さらにデバイスのｐ型及びｎ型領域への電気的接触の形成ステップを含むいくつかのステップを備える。付加的な任意のしかし好ましいステップは、シリコンストリップからの光の反射を低減するために一フェース又は両フェースへの反射防止コーティングの塗布ステップ、さらには光の反射を低減するため、さらにはシリコンストリップ内に光を閉じ込めるために各ストリップの一つ以上のフェースのテクスチャリング（目を荒らす）ステップである。
【００１０】
誘電材料から通常に製造される絶縁被膜物は、表面における電子及び正孔の再結合を減少すること、反射損失を低減すること（反射防止被膜物の作用により）、及び所望されるところを除いたシリコンと金属の接触を妨げることの目的で有効な太陽電池の大部分の表面に塗られる。
【００１１】
実際には、一つ以上の前記ステップが単一の処理ステップによって達成される。例えば、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）による窒化シリコンの層の塗布は、シリコン表面を不動態化するしさらに反射防止被膜を設けるという両方の役割を果たす。
【００１２】
一般的には、高変換効率の太陽電池を製造することが望まれている。このため、太陽電池は十分に不動態化された表面を有し、さらに優れた光学特性を有する高位の少数キャリア拡散長さの材料から形成されるのが望まれる。
【００１３】
太陽電池への金属接触は一般的に、十分に低い接触抵抗を得るのに応じて狭い領域を占有する。この理由は、これらの接触領域が、高位の少数キャリア再結合比を有するためである。特定の金属−半導体接触領域のため、再結合量は、金属接触部の下の表面への適切なｎ型又はｐ型不純物を多量に加えることにより最小化される。しかし、多量に不純物が加えられた領域自体は、高めの再結合比の領域であるので、それら領域は最小化されるべきである。一般的なスライバ電池の場合、エッジは電池の総表面領域の約５％を占める。このため、多量の不純物を加えることと、全体のエッジを金属化することは、そのような領域が前記電池の表面領域の小さな部分を占有するという基準に適合する。
【００１４】
太陽電池を製造するコストは、太陽電池製造処理シーケンスが短く、電池の高い生産効率をもたらし、消耗品及び高価な処理器具の使用を最小化すれば、全体的に低減できるであろう。適切なウェハの処理量のための、より複雑な処理は、大きな製造設備、多くの処理器具、及び保守点検、消耗品、及び廃棄物処分のための高いコストを引き起こす。長い製造プロセスは、一般的に同様の製造プロセスの短い処理よりも低い生産高をもたらすであろう。
【００１５】
半導体処理の他のアプリケーションにあって、半導体ウェハからの太陽電池の製造に含まれる処理ステップは、実際には理想的ではないことが良く見出され、その結果、太陽電池生成物の能力を落としてしまう、一般的にこの明細書では、「加工処理欠陥」として言及され、不完全な及び／又は意図しない構造又は製品の増加をもたらす。例えば、いくつかの処理欠陥は、細長太陽電池のｎ型の不純物印加領域とｐ型の不純物印加領域の間、及び／又はこれら印加領域への金属接触部との間を形成するため電気的な遮断（回路短絡）を引き起こす。いくらかの処理欠陥は、前記太陽電池内の光により生成されたキャリアの過度の再結合を引き起こし、このため前記太陽電池の効率の低下が起こる。いくらかの処理欠陥は、ｎ型及び／又はｐ型不純物に意図されない領域への出現をさせてしまう。また、処理欠陥は、経路遮断（回路短絡）の原因となる意図されない領域における半導体との接触を行わせてしまう。
【００１６】
従来の技術の一つ以上の課題を減らすための、細長太陽電池及び細長太陽電池を製造する方法、或いは少なくとも利用可能な代案の提供が望まれている。
【発明の概要】
【００１７】
本明細書にて説明される態様又はアレンジメントのいずれについても、前記装置、システム又は方法は、以下にて説明される単独或いは適切な組み合わせのいずれかを備える。
【００１８】
第１の態様に応じて、細長太陽電池が提供される。細長太陽電池は、二つの層に対向するフェースを含む半導体本体を備えてもよい。前記相互に対向するフェースの少なくとも一つは、入射光を受光するためのアクティブフェースである。半導体本体は、さらに実質的に相互の対向するフェースに直交する二つの相互に対向するエッジを備える。前記エッジは、前記入射光から太陽電池によって生成される電流を導くため、エッジ上に電気的接触部を備える。前記エッジの少なくとも一つへの電気的接触部は、前記太陽電池の能力を向上するために、前記半導体本体の少なくとも一エッジの一部にのみ接触する電気的に導電する材料を含む。
【００１９】
前記第１の態様のアレンジメントにあって、細長の太陽電池が提供される。二つの相互に対向するフェースを含む半導体本体と、入射光を受光するためのアクティブフェースであるフェースのうちの少なくとも一つと、さらに二つの相互に対向するエッジであり前記フェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジであって前記光から太陽電池によって発生された電流を導くためにエッジ上に電気的な接触部を備えるエッジとを備え、前記エッジのうちの少なくとも一つへの前記電気的な接触部は、太陽電池の能力を向上するために、前記半導体本体の少なくとも一つのエッジの一部にのみ接触する電気的な伝導材料を備える。
【００２０】
電気的伝導材料によって接触される前記エッジの切片的な部分は、前記エッジの表面領域の100％より少ない部分を含み、さらに前記エッジの表面領域より狭いか、或いは前記エッジの表面領域の実質的に99％より狭い。特別のアレンジメントにあって、電気的伝導材料は、前記エッジの表面領域の100％より狭い部分を含み、約1％乃至約99％の間であり、或いは代替的に約、1％乃至95％、1％乃至90％、1％乃至80％、1％乃至70％、1％乃至60％、1％乃至50％、1％乃至40％、1％乃至30％、1％乃至20％、1％乃至10％、及び1％乃至5％の間であるか、或いは10％乃至90％、10％乃至75％、10％乃至50％、10％乃至25％、25％乃至90％、25％乃至75％、25％乃至50％、50％乃至98％、50％乃至90％の間であるか、或いは50％乃至75％の間である。例えば、前記電気的伝導材料は、前記エッジの表面領域の約1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％又は約99％に接触する。
【００２１】
半導体本体のエッジの比較的小さな部分にのみ接触するための電気的伝導材料用の配置によって、加工処理の欠陥又は太陽電池の性能を落とす他の要因の影響は、その分だけ低減される。このため、本発明に係る太陽電池は、別の同一の太陽電池に対して電気的伝導材料が太陽電池の少なくとも一つのエッジの全てに実質的に接触するところの性能を向上した。
【００２２】
半導体本体のエッジに接触する電気的伝導材料は細長い形状でもよく、さらに実質的に半導体本体の少なくとも一つのエッジの縦軸に沿って中央に配置されてもよい。電気的伝導材料は、半導体本体に、エッジの相互に離間した接触領域にて、接触する。電気的伝導材料によって接触されていないエッジの領域は、誘電材料によって接触される。前記接触領域は、細長い形状である。接触領域は細長い形状、及び相対的に並列であり、さらに少なくとも一つのエッジにて縦軸に対して傾斜していてもよい。接触領域は、非−細長い形状でもよく、さらに少なくとも一つのエッジを全体に割り当てられてもよい。
【００２３】
一つの特別なアレンジメントにあって、電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の約100％より狭い領域に接触してもよいし、約0.01％及び約100％の間、或いは約0.01％及び99％の間の領域に接触してもよいし、或いは約0.01％，0.05％，1％，5％，10％，25％，50％，75％，90％，95％，あるいは約99％の領域に接触してもよい（エッジ表面面積は、細長本体の長さｌにその厚さｔを乗算している）。
【００２４】
他のアレンジメントにあって、電気的伝導材料は、半導体本体の表面面積にだいたい等しいか或いその約半分より狭い領域（≒≦50％）に接触する。あるいは、電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の半分よりも実質的に狭い領域（≪50％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の10％より狭いかあるいは約10％より実質的に狭い領域（≒≦10％又は≪10％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の1％より狭いかあるいは約1％より実質的に狭い領域（≒≦1％又は≪1％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の約0.01％及び約10％の間の領域、或いはさもなれければ、約0.01％及び約5％の間、或いは0.01％乃至10％、0.01％乃至25％、0.01乃至50%、1％乃至5%、1%乃至10％、1％乃至25％、1％乃至50％、5％乃至10％、5％乃至25％、5％乃至50％、10％乃至25％、10％乃至50％の間、或いは約25％乃至約50％の間、例えば、約0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％，30％、35％、40％、45％又は約50％の領域に接触してもよい。
【００２５】
さらに他のアレンジメントにあって、電気的伝導材料は、半導体本体の表面面積にだいたい等しいか或いその約半分より広い領域（≒≧50％）に接触する。あるいは、電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の半分よりも実質的に広い領域（≪50％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の約75％より広いかあるいは約75％より実質的に広い領域（≒＞75％又は≫75％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の約90％より広いかあるいは約90％より実質的に広い領域（≒＞90％又は≫90％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の約50％及び約99％の間の領域、或いはその代わりに、約50％及び約95％の間、或いは50％乃至90％、50％乃至75％、75乃至99%、75％乃至90%、75%乃至80％、80％乃至99％、80％乃至95％、80％乃至90％、90％乃至99％、90％乃至95％の間、或いは約95％乃至約99％の間、例えば、約50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％又は99％の領域に接触してもよい。
【００２６】
第２の態様にあっては、細長太陽電池の製造方法が提供される。細長太陽電池は、二つの相互に対向するフェースを備える半導体本体を備える。前記二つの相互に対向するフェースの少なくとも一つは、入射光を受光するアクティブフェースである。細長太陽電池は、さらに前記二つの相互に対向するフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジを備える。この二つの相互に対向するエッジは、前記入射光から太陽電池によって生成される電流を導くための電気的接触部をその上に設ける。細長太陽電池の製造処理は、前記エッジのうちの少なくとも一つに接触する電気的接触部を形成することも備える。この電気的接触部は、電気的伝導材料を含む。電気的伝導材料は、太陽電池の性能を向上するために半導体本体の少なくとも一つのエッジの切片部分にのみ接触する。前記切片部分は、少なくとも一つのエッジの比較的に小さな部分である。
【００２７】
前記第２の態様にあって、細長太陽電池を製造する製造方法が提供されるが、この細長太陽電池は二つの相互に対向するフェースであり、そのうちの少なくとも一つのフェースが入射光を受光するアクティブフェースである二つの相互に対向するフェースと、前記二つの相互に対向するフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジであり、前記入射光から太陽電池が発生する電流を導くためにその上に電気的接触部を備えるエッジとを備え、前記処理は前記二つの相互に対向するエッジの少なくとも一つへの電気的接触部を形成することを備え、前記電気的接触部は半導体本体の少なくとも一つのエッジの比較的に狭い部分にのみ接触する電気的伝導材料を、前記太陽電池の性能を向上するために備える。
【００２８】
前記製造方法は、さらに細長い形状の電気的伝導材料を形成することを含む。電気的伝導材料の細長構成は、半導体本体の少なくとも一つのエッジの縦軸に沿って中央に配置される。
【００２９】
特別なアレンジメントにあって、電気的伝導材料は、エッジの相互に離隔された接触領域にて、半導体本体に接触する。電気的伝導材料によって接触されない領域は、誘電材料によって接触される。前記接触領域は、細長形状である。前記接触領域は、細長形状であり、相互に平行である。前記接触領域は、少なくとも一つのエッジの縦軸に対して傾斜している。或いは、前記接触領域は、非細長形状であってもよいし、或いは少なくとも一つのエッジ全体にわたって割り当てられてもよい。
【００３０】
前記製造方法は、半導体本体の少なくとも一端上に、誘電性の又は電気的に絶縁された被覆膜（コーティング：coating）を形成することも含む。前記コーティングは、半導体の少なくとも一つのエッジの切片部分を露出するための一つ以上の開口部を備える。前記処理は、前記開口部によって露出される少なくとも一つのエッジのそれぞれの接触領域に接触するための一つ以上の開口部にあって電気的伝導材料を形成することも含む。前記コーティングを形成することは、既存の誘電性或いは電気的に絶縁された皮膜にあって、一つ以上の開口部を形成することを含む。前記コーティングは、少なくとも一つのエッジのそれぞれの領域を露出するために複数の開口部を備える。前記開口部は、レーザ、機械的なスクライビング処理、エッチペースト、又は乾燥エッチ技術のような、例えば、当業者によって適切に理解される反応性イオンエッチング、或いはプラズマエッチング、或いは他のエッチング技術のようなエッチング技術のいずれかを用いて形成される。開口部は、例えばレーザによって生成される紫外線の短いパルス、或いは下にある半導体本体に重大な損傷を引き起こすことなく、前記コーティングの部分を選択的に除去するためのエッチングペーストの適用によって、コーティングの部分を除去するいかなる他の手段によって形成されてもよい。
【００３１】
電気的伝導材料は、真空蒸着、スクリーン印刷、電気めっき、無電解メッキ、インクジェット印刷、噴射印刷、或いは他の堆積処理のいずれかによって堆積される。いくつかのアレンジメントにあって、堆積方法は、方向性処理であるかもしれない。方向性処理にあって、電気的伝導材料は、電気的伝導材料が堆積される（典型的には太陽電池のエッジ）平面に実質的に垂直に方向付けられる。他のアレンジメントにあって、電気的伝導材料は、電気的伝導材料が堆積される（典型的には太陽電池のエッジ）平面にある傾斜角にて方向付けられる。傾斜方向処理にあって、電気的伝導材料は、太陽電池のエッジ上、前記エッジへの全面的に接触している一部か或いは、前記太陽電池の少なくとも一つのフェースのような隣接しているフェースの両方に蓄積される。
【００３２】
前記堆積処理は、さらに前記開口部内にヘテロ接合電気接触部を形成することも含む。
【００３３】
半導体本体は、第１の極性タイプ（ｐ型又はｎ型のいずれか）のバックグラウンドドーピングを含み、半導体本体の前記相互に対向する二つのエッジの一つのみが前記第１の極性タイプに対向する第２の極性タイプ（ｎ型又はｐ型のいずれか）の表面ドーピング層を含み、前記開口部が前記第２の極性タイプの表面ドーピング層を有する前記エッジ上にのみ形成される。
【００３４】
代替的に、半導体本体は、第１の極性タイプ（ｐ型又はｎ型のいずれか）のバックグラウンドドーピングを含み、さらに半導体本体の前記相互に対向する二つのエッジの一つのみが前記第１の極性タイプ（ｐ型又はｎ型のいずれか）の表面ドーピング層を含み、前記開口部が前記第１の極性タイプの表面ドーピング層を有する前記エッジ上にのみ形成される。
【００３５】
前記開口部は、複数の実質的に非細長開口部として形成されてもよい。或いは、前記開口部は、前記少なくとも一つのエッジの縦軸に対して傾斜される縦軸を有する複数の細長開口部として形成されてもよい。
【００３６】
電気的伝導材料は、１）前記一つ以上の開口部によって露出される半導体本体の少なくとも一つのエッジの一つ以上への良好な電気的接触部であり、前記一つ以上の露出される領域が第１の極性タイプ（ｐ型又はｎ型のいずれか）の表面ドーピング層と第１のドーパント濃度を含んでなる電気的接触部；２）前記コーティングにおけるいくつかの意図しない開口部によって露出されるいくつかの領域への貧弱な電気的接触部であり、前記第１のドーピング濃度とは実質的に異なる第２のドーピング濃度を備え、及び／又は前記第１の極性タイプとは反対の第２の極性タイプ（ｎ型又はｐ型のいずれか）の表面ドーピング層を備える貧弱な電気的接触部を形成するために選択される金属である。この明細書にて開示される本発明の態様のいずれか一つの電気的伝導材料は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、チタニウム（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）又は当業者が適切に理解できる他の適切な代替物を含むグループから選択される一つの金属であってよい。或いは、前記金属は、限定されるものではないが、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｇ，Ａｌ又は他の適切な金属のグループから選択される一つ以上の合成物又は混合物であってもよい。
【００３７】
前記開口部は、前記コーティング部を覆って電気的伝導材料を堆積することによって、さらに前記電気的伝導材料を前記開口部を形成するために相互に離隔された配置にて前記コーティング部を介して駆動することで形成される。電気的伝導材料は、電気的伝導材料の相互に離隔された領域に対応する選択的加熱工程を含む処理による局所加熱工程によって前記コーティング部の相互に離隔された領域にて、前記コーティング部のみを介して駆動される。前記局所加熱工程は、有方向レーザビームを用いて達成される。
【００３８】
さらに、前記電気的伝導材料は、前記コーティング部の相互に離隔された領域のみに堆積されてもよい。これは、前記電気的伝導材料に、例えば炉加熱工程のような一体的な加熱処理を用いて前記コーティング部を介して局所的に駆動させる。
【００３９】
前記製造方法は、前記開口部によって露出される半導体本体の少なくとも一つのフェースのそれらの領域にのみ選択的にドーピングする工程、及び前記結果として得られるドーピング領域に接触するための電気的伝導材料を形成する工程をさらに備えてもよい。前記ドーピングされた領域は、少なくとも一つの対応するエッジのドーピングされた領域に電気的に短絡することを形成してしますドーピング領域の可能性を低減するために、半導体本体の少なくとも対応するエッジとの少なくとも一つのフェースの交差部の一切片部にのみ沿った前記半導体本体の少なくとも一つのフェースにて横切るか或いは隣接する。前記切片部分は、半導体本体の少なくとも一つの対応するエッジとの少なくとも一つのフェースの交差部の比較的に狭い部分である。
【００４０】
有利なことには、電気的伝導材料は、ドーパント核種（species）を含み、接触領域は、半導体本体のエッジと接触し、さらには半導体本体に前記ドーパント核種を打ち込むため、前記電気的伝導材料の加熱された領域を選択的に駆動するために、誘電材コーティング部を覆って形成される電気的伝導材料の対応領域を選択的に加熱することによってドーピングされてもよい。
【００４１】
さらに、電気的伝導材料はドーパント核種（species）を含み、接触領域は、誘電材料のコーティング部上に相互に離隔された位置にて電気的伝導材料を選択的に堆積すること、それに続いて、半導体本体のエッジを接触するため、さらにはドーパント核種を半導体本体の中に打ち込む(ドライブ；drive)ために誘電材コーティングを介してドーパント核種をドライブするために電気的伝導材料を加熱すること、によってドーピングされてもよい。
【００４２】
さらに、前記接触領域は、所望のドーパント原子を含むジェット液体に関連する液体ジェットガイドされたレーザビームを用いるレーザ化学処理によってドーピングされてもよい。液体ジェットガイドされたレーザビームは、誘電材コーディング部に開口部を局所的に形成し、同時に、半導体本体の露出された領域をドープ処理する。
【００４３】
さらに、前記接触領域は、ドーパント核種を半導体本体に打ち込むための液体ガイドなしに、レーザを用いて、ドーパント核種を含む材料を局所的に加熱することによってドープ処理されてもよい。誘電層が前記ドーピング材料と半導体本体の間に堆積されると、ドーパント核種に半導体本体の対応する領域をドープ処理させるために、レーザは誘電体層を分裂させる。
【００４４】
各細長太陽電池の前記二つの相互に対向するフェースは、第１の極タイプ（ｐ型又はｎ型）のドーパントによってドープ処理され、さらに細長太陽電池のエッジも前記第１の極とは反対の第２の極（ｎ型又はｐ型）のドーパントを不連続に相互に離隔されたドープ領域にドープ処理され、前記フェースのドープ処理された領域及び前記エッジのドープ処理された領域は、前記エッジと対応するフェースの各交差部の長さの比較的短い部分のみ交差又は隣接する。
【００４５】
第３の態様によれば、細長太陽電池を製造する製造方法が提供される。細長太陽電池は、二つの相互に対向するフェースを有する半導体本体を含む。前記二つの相互に対向するフェースの少なくとも一つは、入射光を受光するためのアクティブフェースである。細長太陽電池は、さらに前記二つのフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジを備える。二つの相互に対向するエッジは、前記入射光から前記太陽電池が生成する電流を導くための電気的な接触部を備える。前記製造処理は、前記二つの相互に対向するエッジのうちの少なくとも一つが、太陽電池の性能を向上するために不連続にドープ処理されるように、前記二つの相互に対向するエッジのうちの少なくとも一つに相互の互いに離隔されたドープ処理される領域を形成する。
【００４６】
第３の態様のアレンジメントは、細長太陽電池を製造するための製造方法を提供する。細長太陽電池は、二つの相互に対向するフェースであって、入射光を受光するために少なくとも一つのフェースがアクティブフェースである二つの相互に対向するフェースと、前記二つのフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジであり、前記入射光から太陽電池によって生成される電流を伝導するための電気的接触部を含む二つの相互に対向するエッジとを備えており、その細長太陽電池を製造するための処理は、前記二つの相互に対向するエッジのうちの少なくとも一つのエッジにあって複数の相互に離隔されたドープ処理される領域を、前記太陽電池の性能を向上するために、前記少なくとも一つのエッジが不連続にドープ処理されるように、形成する工程を備える。
【００４７】
前記少なくとも一つのアクティブフェースは、第１の極（ｐ型又はｎ型のいずれか）のドープ処理される領域を備え、前記少なくとも一つのエッジは前記第１の極とは反対の第２の極（ｎ型又はｐ型のいずれか）のドープ処理される領域を形成するためにドープ処理され、前記少なくとも一つのフェースにあって前記ドープ処理される領域は前記少なくとも一つのエッジの反対にドープ処理される領域の少なくとも一つと交差するか或いは隣接する。前記少なくとも一つｎエッジにてドープ処理される領域は、前記少なくとも一つのエッジの切片部のみを占有する。
【００４８】
一つの特別なアレンジメントにあって、前記少なくとも一つのエッジにおける前記ドープ処理される領域は、前記少なくとも一つのエッジの約100％よりも狭い領域を占有し、さらに約0.01％及び約100％の間、或いは約0.01％及び99％の間を占有してもよく、さらに前記少なくとも一つのエッジの約0.01％、0.05％、1％、5％、10％、25％、50％、75%、90％、95％、又は約99％に接触してもよい。
【００４９】
他のアレンジメントにあって、前記少なくとも一つのエッジにおけるドープ処理される領域は、前記少なくとも一つのエッジの比較的狭い部分を占有し、前記少なくとも一つのエッジの約半分に大体等しいかそれより狭い部分（≒≦50％）を占有する。
【００５０】
さらに、前記電気的伝導材料は、半導体本体の少なくとも一つのエッジの表面積の半分より実質的に狭い領域（≪50％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の10％より狭いかあるいは約10％より実質的に狭い領域（≒≦10％又は≪10％）に接触する。電気的伝導材料は、前記少なくとも一つｎエッジの1％より狭いかあるいは約1％より実質的に狭い領域（≒＜1％又は≪1％）に接触する。
【００５１】
さらに他のアレンジメントにあって、前記少なくとも一つのエッジにおけるドープ処理された領域は、半導体本体の表面面積にだいたい等しいか或いその約半分より広い領域（≒≧50％）に接触する。
【００５２】
さらに、電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の半分よりも実質的に広い領域（≫50％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の約75％より広いかあるいは約75％より実質的に広い領域（≒＞75％又は≫75％）に接触する。電気的伝導材料は、半導体本体のエッジの表面面積の約90％より広いかあるいは約90％より実質的に広い領域（≒＞90％又は≫90％）に接触する。
【００５３】
前記少なくとも一つのエッジにおけるドープ処理された領域は、それぞれ少なくとも一つのフェースに対応するドープ処理された領域をｐ−ｎ接合に形成する。
【００５４】
前記製造方法は、さらに前記フェースのドープ処理された領域、及び前記少なくとも一つのエッジのドープ処理された領域の少なくとも一つの表面濃度を下げるために、前記細長太陽電池を加熱する工程を含む。前記加熱工程は、ｐ−ｎ接合の逆絶縁破壊電圧を低減する。
【００５５】
第４の態様によれば、前述の態様の一つによって生成される細長太陽電池を提供する。
【００５６】
第５の態様によれば、細長太陽電池が提供される。細長太陽電池は、二つの相互に対向するフェースを有する半導体本体を備えてもよい。前記二つの対向するフェースの少なくと一つは、入射光を受光するためのアクティブフェースであってもよい。細長太陽電池は、さらに前記二つの相互に対向するフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジを備える。この二つの相互に対向するエッジは、前記入射光から太陽電池によって生成される電流を導くための電気的接触部をその上に設ける。前記細長太陽電池の少なくとも一つのエッジは、前記少なくとも一つのエッジが太陽電池の性能を向上するために不連続にドープ処理されるように、複数の相互に離隔されたドープ処理された領域を備えてもよい。
【００５７】
第６の態様のアレンジメントにあって、細長太陽電池が提供され、細長太陽電池は、少なくとも一つのフェースが入射光を受光するためのアクティブフェースである二つの相互に対向するフェースと、前記入射光から太陽電池によって生成された電流を導くための電気的接触部を含む、前記二つの相互に対向するフェースに実質的に直交する二つの相互に対向するエッジとを備え、前記細長太陽電池の前記二つの相互に対向するエッジの少なくとも一つは、前記少なくとも一つのエッジが太陽電池の性能を向上するために不連続にドープ処理されるように相互に離隔されたドープ処理された領域を備える。
【００５８】
前記少なくとも一つのアクティブフェースは、第１の極性タイプ（ｐ型又はｎ型のいずれか）のドープ処理された領域を含み、前記二つの相互に対向するエッジは前記第１の極性タイプに対向する第２の極性タイプ（ｎ型又はｐ型のいずれか）のドープ処理された領域を形成するためにドープ処理され、前記少なくとも一つのフェースのドープ処理された領域は、少なくとも一つのエッジの前記ドープ処理された領域の少なくとも一つと交差するか或いは隣接する。前記少なくとも一つのエッジにおけるドープ処理された領域は、前記少なくとも一つのエッジの切片部分を占有する。前記切片部分は、前記少なくとも一つのエッジの表面積の100％より狭い面積を含む。前記切片部分は、前記少なくとも一つのエッジの表面積の約0.01％から約50％の間を含んでもよい。前記切片部分は、前記少なくとも一つのエッジの表面積の約50％から約99％の間を含んでもよい。前記少なくとも一つのエッジにおけるドープ処理された領域は、それぞれのｐ−ｎ接合に前記少なくとも一つのフェースにて対応するドープ処理された領域を形成してもよい。
【００５９】
本発明の目的は、従来の技術の一つ以上の課題を実質的に解決するか或いは低減することであり、或いは細長太陽電池用の既存の電気的接触部の代用となるものを少なくても提供することである。
【００６０】
前記細長太陽電池のアレンジメントは、添付の図面を参照することによって、具体例として以下に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】断面線Ａ−Ａ’を伴う、一つの分離された太陽電池の概略的な斜視図である。
【図２】従来技術の細長半導体本体或いは細長基板の半分を見せるために１／４が除去された、半導体ウェハフレーム内の基板の概略的な斜視図である。
【図３】製造の間（太陽電池のエッジ上に電気接触部を構成する前）の一つの太陽電池の概略的な断面図（図１に示されたＡ−Ａ’断面線からの）であり、誘電体で被膜されたそれぞれにドープ処理された表面層（典型的には、半導体がＳｉである、ＳｉＯ２）を示す図である。
【図４】図４Ａから図４Ｃは、太陽電池の製造の異なるステージでの理想的な太陽電池の左上の角部の概略的な断面図である。
【図５】図５Ａから図５Ｃは、典型的な実際の（つまり、非理想的な）太陽電池の、図４Ａから図４Ｃに対応する概略的な断面図である。
【図６Ａ】接触による短絡の可能性を最小化するために、全エッジ幅金属化された接触部を備える３つの（理想化された）具体的な電池構成のオプションの概略的な描写図である。
【図６Ｂ】接触による短絡の可能性を最小化するために、切片エッジ幅が金属化された接触部を備える２つの（理想化された）具体的な電池構成のオプションの概略的な描写図である。
【図７】細長基板上の金属の角度の付けられた堆積物の概略図である。
【図８】各スライバの縦軸に直交するこのケースにおける、表面絶縁誘電層の断続的な開口部の概観図である。
【図９】金属化処理の後にｎ及びｐ型領域の間に回路短絡が生じる、前記回路短絡を避けるための熱処理の効果により、ドーピングがエッジ表面上に広がるｎ型面を示す、太陽電池の前（ＬＨＳ）及び後（ＲＨＳ）熱処理のフェース及びエッジの概観図である。
【図１０】エッジの縦軸に沿って中央に配置される細長領域に沿って選択的にドープ処理され、さらにエッジに交差する半導体本体の二つのフェースから離隔された細長半導体本体の斜視及び平面を示す図である。
【図１１】金属接触部の角度のある蒸着に続く、反対にドープ処理されたエッジ及びフェースの間に電気的短絡回路を引き起こす誘電コーティングにおけるピンホールの形状の欠陥を示す図である。金属が縦軸に沿って不連続であると、その後、金属化された領域の一つにおけるピンホールを含む可能性が対応的に低減される。
【図１２】図１２Ａから図１２Ｃは、切片的なエッジ接触部を形成する太陽電池の製造の異なるステージにおける細長太陽電池のエッジの概略的な断面図である。
【図１３】図１３Ａから図１３Ｅは、他の切片的なエッジ接触部を示す細長太陽電池のエッジの概略的な断面図である。
【図１４】図１４Ａから図１４Ｆは、切片エッジ接触部を有する細長太陽電池を形成するための方法の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
定義
以下の定義は、一般的な定義として提供されるものであり、さらに本発明の範囲をそれらの用語のみで制限するものではなく、以下の説明のより良い理解のために記述するものである。
【００６３】
他に定義しない限り、この明細書において用いられる全ての技術及び科学用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同様の意味を有する。本発明の目的のため、以下の用語が下記のように定義される。
【００６４】
冠詞「a」及び「an」は、冠詞の文法の対象の一つ以上（すなわち、少なくとも一つ）に言及するようにこの明細書にて用いられる。具体的には、「部品」は一つ以上の部品に言及する。
【００６５】
用語「約」は、この明細書にあっては、参照される量の３０％、好ましくは２０％、さらに好ましくは１０％にて変動する量に言及するように用いられる。
【００６６】
本明細書全体にわたって、文脈が要求しない限りは、語句「含む」、「含む（三人称単数）」及び「含んでいること」は、定められたステップ又は部品又はステップのグループ又は複数の部品の包含を含意するものであり、他のいかなるステップ又は部品又はステップの又は部品のグループの排除を含意するものではない。
【００６７】
本明細書において記述されるのと同様又は等価な方法及び材料が本発明の実行又は試験にて用いられるが、好ましい方法及び材料が説明される。本明細書にあって説明される前記方法、装置及びシステムは、様々な方法及び目的のために実行される。この明細書における説明は、具体例のみとしてのものである。
【００６８】
詳細な説明
前述のように、半導体ウェハを介して平行なスロットをエッチングすることによってウェハから細長或いはスライバ太陽電池を作り出すとき、異方性エッチング処理は、金属のｎ型及びｐ型領域の両方への同時の接触の可能性を増加する望まれない構造を引き起こし、これにより太陽電池の回路を短絡する電気的遮断を引き起こし、太陽電池の効率を下げ、或いは太陽電池を正常に動かなくさえも変えてしまう。
【００６９】
例えば、図３は、電気的な接触部を太陽電池のエッジ１０１及び１０１ａ上に形成する構造よりも前の太陽電池の製造中の典型的な細長太陽電池３００の概略的な断面図（図１に示した断面線Ａ−Ａ’を介した断面図）であり、太陽電池の両方のフェース１０３及び１０３ａ及び両方のエッジ１０１及び１０１ａは電気的な絶縁体又は誘電体３０１の層にてコーティングされている。太陽電池の適切な断面エッジ接触部は、図６Ｂ、８、９、１０、１２Ｃ、１３Ａ乃至１３Ｅ及び１４Ｅ及び１４Ｆに記述されている。
【００７０】
太陽電池が半導体シリコンから形成される通常の場合、誘電体３０１はたいてい酸化シリコンＳｉＯ２である。前記誘電体コーティングの下では、太陽電池３００の二つの対向するフェース１０３及び１０３ａは、太陽電池が形成されるシリコンウェハのバックグラウンドドーピングの極性に対して反対の極性のドーパント核種３０３によって軽くドープ処理される。典型的に、初期のウェハは、ｐ型ドーパント（例えば、ホウ素）にて軽くドープ処理されており、フェース３０３はｎ型ドーパント（例えば、リン）にて軽くドープ処理される。太陽電池の二つの対向するエッジ３０５のうちの一つ（図３の下側エッジ）も、前記太陽電池の二つのフェースをドープ処理するために用いられたのと同じ核種（例えば、リン）にてドープ処理されるが、前記太陽電池への良好なオーミック（Ohmic）電気接触を容易にするために非常に高い濃度である。前記太陽電池の他のエッジ３０７は、そのエッジ３０７の良好なオーミック（Ohmic）電気接触を容易にするのにかなりｐ型ドープ処理された表面層を提供するために反対の極性のｐ型ドーパント核種（例えば、ホウ素）にてかなりしっかりとドープ処理される。あるいは、初期のウェハは、ｎ型ドーパント（例えば、リン）にて軽くドープ処理されてもよく、前記フェース３０３はｐ型ドーパント（例えば、ホウ素）により軽くｐ型ドーパント処理される。前記太陽電池の前記二つの対向するエッジ３０５（図３の下側エッジ）も、前記太陽電池の前記二つのフェースをドープ処理するために用いられたのと同じｐ型ドーパント核種（例えば、ホウ素）によりドープ処理されるが、前記太陽電池への良好なオーミック（Ohmic）電気接触を容易にするために非常に高い濃度である。前記太陽電池の他のエッジ３０７は、そのエッジ３０７の良好なオーミック（Ohmic）電気接触を容易にするのにかなりｐ型ドープ処理された表面層を提供するために反対の極性のｎ型ドーパント核種（例えば、リン）にてかなりしっかりとドープ処理される。あるいは、例えば、ヒ素であるようなｎ型ドーパントが、リンの代わりに用いられてよいし、さらに、例えば、ガリウムのようなｐ型ドーパントが、ホウ素の代わりに用いられてもよい。
【００７１】
この構成の初期にて、連続する処理ステップが前記エッジから誘電体コーディング３０１を除去し、さらに太陽電池との良好な、低抵抗の電気的接触を作り出すために、高度にドープ処理された露出エッジ表面上に電気的伝導材料（通常は金属）を堆積する。図４Ａ乃至４Ｃは、これらのステップを示す異なる製造ステップにおける理想的な細長太陽電池の概略的な断面図であり、すなわち、図４Ａは誘電体コーティング組成の直後であり、図４Ｂは誘電体コーティングの上部フェーシング部の除去直後であり、図４Ｃは、前記太陽電池の露出フェース上への電気的伝導材料（典型的には、金属堆積）の組成の後であり、図４Ａ乃至４Ｃは、図３にて取り出された円３１０によって示される、図３の太陽電池の上部左角のみを示す。
【００７２】
典型的な製造方法にあって、図３の構成ではじめると、エッジ１０１及びフェース１０３は誘電体３０１にて覆われる。太陽電池断面の角の詳細３１０が表示の目的のために図４Ａに示される。減法処理（例えば、反応型イオンエッチング又はプラズマエッチングのような方向性処理であるところの）は、上部フェーシング表面（すなわちエッジ）のみから誘電体３０１を除去するために図４Ａの上部４０１から適用され、フェース４０３上にはコーティング３０１を残しながら図４Ｂに示される構成となる。次に、堆積処理（例えば真空蒸着のような方向性処理であるような）は、図４Ｃに示すように高ドープ処理にさらされたｐ型エッジ上に接触金属４０７を堆積するために用いられ、これによってエッジとの良好なオーミック（Ohmic）接触が形成される。
【００７３】
しかし、図４Ａから４Ｃに示される理想的な構成では、エッジ４０１及びフェース４０３は相互に完全に直交して隣接する。実際には、スライバ特許出願に説明されているように、異方性エッチングによって形成される、太陽電池が形成される細長基板の詳細にあっては、適用されるウェハにおける多くの細長太陽電池の図５Ａに示すようにエッジ５０１及びフェース５０３は、エッジ及びフェースの全交差部に沿って若干の角度にて適合しておらず、その代わりに一部領域は、太陽電池の細長半導体を形成するのに用いられる（不完全に選択性の）エッチング処理の人工物である中間表面５０５によって結合される。そのような欠陥は、エッジ５０１から誘電体層を除去するために同一ステップが繰り返されると、その後、中間エッジ５０５ａはフェース５０３上にｎ型ドーピングをさらすと、一般的な実際の製造プロセスの間に、見られる。図５Ｃから明らかなように、エッジに金属接触部５０７を堆積すると、初めの中間表面５０５はｐ型エッジ５０１及びｎ型フェース５０３に金属接触層５０７を覆うことによる回路短絡を引き起こす（短絡が生じない図４Ｃの理想的な構成と比較）。さらに、様々に異なる幾何学形状がそのような欠陥の処理にて発生する。図５Ａ乃至５Ｃに示される欠陥処理はこれらの一具体例である。
【００７４】
中間表面５０５の方向は、（垂直な）フェース５０３の直交方向と（水平な）エッジ５０１の間の中間であり、水平表面（例えば、図４Ａ乃至４Ｃにて示されるエッジ５０１）のみでの作用を意図された高指向性添加材及び反応性イオンエッチング、真空金属蒸着、又はレーザ処理のような減処理も、中間表面５０５上にても作用する。
【００７５】
この結果は、前記誘電体が上方に向いているｐ型エッジ面５０１から除去されたとき、図５Ｂに示されるように、下にあるｎ型材料（表面５０５ａ）をさらすために、前記誘電体はｎ型中間面５０５からも除去される。同様に、接触金属５０７が堆積されると、接触金属は、エッジのｐ型表面上だけでなく、図５Ｃに示すように、さらされているｎ型中間面５０５ａ上にも堆積される。これがｐ型エッジ及びｎ型エッジ面にあって、金属層５０７を覆うことによって回路短絡になることが明らかである（短絡が起きない図４Ｃの理想的な構造と比較する）。
【００７６】
さらに、誘電体材料におけるピンホールは、太陽電池の製造方法のどの段階にあっても形成され、さらに意図されない領域のドーピング処理又はピンホールを介した形成される回路短絡を含む、様々な課題を引き起こす。この状態は、誘電体層１１０３におけるピンホール１１０１（ａ）が、金属接触層１００５が付加されたときに、ｐ型エッジとｎ型フェースの間に回路短絡を引き起こす（ｂ）として概略的に図１１に（理想的として）描かれている。断続的な使用、本明細書に記述されているような相互に離隔されたドーピング処理された領域、金属化、開口部、及び誘電体領域は、ドープ処理され、或いは電気的に接触された領域におけるピンホールを含む確率を低減する。
【００７７】
それゆえ、電池構成及び金属化接触端子設計は、金属接触部をドープ処理された半導体接触／接合層から分離する目的において考慮されている。処理の間に誘発される前述の短絡の問題を抑制するための太陽電池オプション（理想化）の選択は、図６Ａに描かれている。電池構成６１０、６２０、及び６３０は、ドープ処理されるエミッタ領域（６１１、６２１＆６３１それぞれ）への金属接触端子（６１５、６２５、＆６３５それぞれ）によって、短絡が生じないように、ドープ処理されたベース領域（６１３、６２３、＆６３３それぞれ）から十分に分離されるオプションを描く。電気構成オプション６１０、６２０、及び６３０のそれぞれにあって、金属接触部（６１５、６２５、＆６３５それぞれは）細長太陽電池の全体のエッジを覆う。上記にて考察された典型的な製造方法の間に発生する短絡構造及び／又は短絡を引き起こす実装における共通の他の不完全さのせいでこれらの電池を使用するという不安が依然としてある。例えば、電池構造６３０における金属６３５は、電池フェースにそってさらに延びるし、前述したピンホール可能性は短絡の構造を引き起こす。一般的に、金属を覆っている領域の低減によって（つまり、切片的な接触部を用いることによって）これらの不完全が短絡を引き起こす可能性を低減するチャンスがある。
【００７８】
細長太陽電池の態様及びアレンジメントさらには本明細書に記述されるようにこれら態様及びアレンジメントを得るための製造処理の方法は、これらの態様及びアレンジメント及び他の所望されない人工物処理又は細長太陽電池の性能に悪影響を与える加工処理欠陥の形成を和らげる。これは、前記少なくとも一つのエッジが細長基板／太陽電池のいくつかのケースにあっては相対的に小さな部分である、切片部分のみに接触するように、各電池の少なくとも一つのエッジへの電気的な接触を形成することによって達成され、これによりそのような欠陥の影響が低減され、さらに細長太陽電池の性能を向上する。
【００７９】
対照的に、上述の太陽電池構造にあって、電池構造オプション６４０（アクティブフェース６４４及び６４４ａを伴う）及び６５０（アクティブフェース６５４及び６５４ａを伴う）は、前記電池のエッジ（６４２＆６５２それぞれ）上のベース領域（６４１＆６５１それぞれ）の切片（６４７＆６５７それぞれ）のみに接触する金属ベース接触端（６４５＆６５５それぞれ）を示す。前記金属接触部によって接触される前記ベース領域の切片は、前記電池のエッジの前記表面面積の0.01％から前記表面面積の100％よりやや少ない（例えば、約98-90％）の間にて変動する。このアレンジメント及び同様のアレンジメントにあって、金属によって接触されるエッジの切片部は前記エッジの合計表面面積の約1％と約99％の間であってもよい。例えば、前記金属接触部は、前記エッジの合計接触面積の約1％、5％、10％、20％、25％、35％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％又は約99％に接触する。電池構成６５０は、ベース及びエミッタ拡散領域（６５１及び６５３それぞれ）が電池用の反転分解保護を提供する接合接触であるというさらに別の利点を有する。
【００８０】
約0.1から約5ｍｍの範囲における厚さのウェハも用いられるけれども、細長太陽電池の太陽及びアレンジメントは、厚さ0.3乃至2ｍｍを有するｐ型シリコンウェハの異方性化学エッチングによって形成される細長太陽電池の背景にあって本明細書にて記述されている。しかし、本発明は他の手段、他の半導体から、及び／又は他のドーパント核種を用いたドープ処理、及び／又は本明細書にて記述されたものとは異なるドープ処理構造を用いることによって形成される細長太陽電池にも適用されることを理解すべきである。なお、本明細書にて記述されたドープ処理構造は、今日用いられている最も典型的なアレンジメントを代表するものであるので選択された。例えば、ｎ型及びｐ型ウェハ及び前記構成及び本明細書にあって開示された具体例のドープ処理された拡散領域は、「ｐ型」を「ｎ型」に単純に置きかえることによって、さらには異なる極のエミッタ領域を有する太陽電池を得ることの逆もまた同様に入れ替えることができる。
【００８１】
図８に示されるような特定のアレンジメントにあって、エッジ１０１への切片の金属接触端は、スライバの誘電体コーティング８０３（前記エッジ上の全コーティングを除去するよりも）に一つ以上の開口部８０１（「ウィンドウ」としても参照される）を形成し、その後、金属のみがエッジ１０１及び露出された領域８０１における中間表面にのみ接触するように、結果的に得られた構造上に接触端金属（図示せず）を堆積することによって達成される。
【００８２】
さらに、フォトリソグラフィのようなアラインメント技術は、前記接触部がまったく前記フェース、前記コーティングされた誘電体を残している領域の周辺のエッジの補助領域と交差しないように、前記電池のエッジ１０１への電気的な接触部を各エッジの完全に中心に限定するために用いられる。このアレンジメント及び同様のアレンジメントにあって、金属によってコーティングされたエッジの切片部分は、前記エッジの表面面積の100％よりも少なく、例えば前記エッジの合計表面面積の約0.01％から約99％の間である。例えば、前記金属接触部は、前記エッジの表面面積の約0.01％，0.05％，1％，5％，10％，20％，25％，35％，50％，60％，70％，80％，90％，95％，98％あるいは約99％に接触する。前記細長太陽電池の前記エッジ表面積は、長さｌとその厚さｔとの積である。
【００８３】
加えて、図６Ｂの電池構造６４０に描かれているように、エッジ６４２上のベースドーピング領域は、エッジドーピングが電池フェース６４３上のドープ処理されたエミッタ領域にいささかも交差しないように、エッジ６４２の全く中心に限定される。
【００８４】
他のアレンジメントにあって、図６Ｂの電池構造６５０を形成するための製造処理は、図１２Ａ乃至１２Ｃに描かれている。エッジ１２０１とフェース１２０３（さらにはフェース１２０４）の間の不完全な角を持つ典型的な実際の構造は、図５Ａ乃至５Ｃと同様である。前述のように、電子は、エッジ及びフェースの両方が誘電体コーティング３０１により被膜される（図１２Ａ）。図１２Ｂにあって、指向性減法処理は、エッジ１２０１上のドープ処理されたベース領域１２０５の表面面積の切片部分を露出する開口部１２１０を形成するためにエッジ１２０１から誘電体被膜の一部を除去するために用いられる。次に、指向性減法処理は、前記電池のエッジ１２０１上に金属接触材料を堆積するために用いられ、それにより金属が前記開口部１２１０を埋め、さらにそれによってエッジ１２０１の表面面積の切片部分のみにあってベース領域１２０５に接触する。図１３Ａ乃至１３Ｃに描かれるように、ベース領域１３０５の切片部分は、例えば、電池の上部表面の表面積の100％よりやや少ない（図１３Ａ）、前記上部表面上の表面積の約50％（図１３Ｂ）、又は前記上部表面の表面積の比較的に狭い部分（図１３Ｃ）、或いは代替的にそれらの間のいかなる切片部分というような、条件に対応して金属接触領域を形成するために用いられる。さらに、複数の接触領域は、金属が電池のベース領域１３０５に接触するところの、二つ及び三つの領域それぞれが図１３Ｄ及び１３Ｅに示されるように形成される。全ての場合、金属によって接触される前記エッジの切片部分は、前記エッジの表面積の100％より少なく、例えば、前記エッジの合計表面積の約0.01％と約99％の間である。例えば、前記金属接触部は、前記エッジの表面面積の約0.01％，0.05％，1％，5％，10％，20％，25％，35％，50％，60％，70％，80％，90％，95％，98％あるいは約99％に接触する。
【００８５】
しかし、これらのアレンジメントも、いくつかの課題を有している。特に、アラインメントステップは、電気的接触のための絶縁された誘電体における開口部が各電池のエッジの間で、平行に、中間であることを保証するのを要求している。これらの開口部を整列しさらに形成するための選択はこのステップが電池の間のスロットのエッチングの跡に実行されると低減される、というのはフォトリソグラフィのような伝統的な技術がもはや容易に用いられないからである。さらに、いくつかの処理欠陥は、きわめて大きく、さらにエッジ領域の中に延び、そして欠陥問題が残る。
【００８６】
これらの欠陥を減らすため、他の具体例は、電池フェースに、或いはその近くに配置されるエッジのそれらの処理欠陥領域を避けることによるというよりも、接触が形成されるエッジ表面の合計の比率を低減することにより、それによって電気接触端子にさらされる欠陥の数をそれに応じて減らして、処理欠陥の効果を減らす。接触されないエッジ表面の領域は、誘電効果の可能性を低減するために誘電体によって被膜されたままである。
【００８７】
さらに、単一の（しかし長い）接触領域での各エッジと接触するよりも、いくつかの具体例にあって、各エッジは、接触領域の所望されるパターンを正確に整列する必要性を和らげるか避けるために（短い／小さい）複数の接触領域にて細長基板のエッジに接触される。
【００８８】
例えば、一具現化例にあって、これらの開口部の結合領域がエッジの合計表面積の切片部のみを含むように、多数の小開口部が各細長電池の少なくとも一つのエッジ上の誘電体に形成される。この場合、前記処理は、切片部が例えば、エッジの合計面積の約30％から約50％よりも狭いような、前記合計表面積の小部分のみであるところに適合される。前記切片部の比率は、例えば欠陥が低くなることなしに、電池の収率のトレードを伴い、つまり50％から約90％より広いように、より高くてもよい。例えば、切片部がエッジの表面積の約10％であるところでは、特定の欠陥による電池の不良率の予測される低減は、10倍である。同様に、切片部がエッジの合計表面積の約90％であるところでは、特定の欠陥による電池の不良率の予測される低減は約10％のみであり、すなわち、欠陥への全体としての露出の低減は、接触されるエッジの切片部が増加すると低下する。続いて、金属は、前記金属が前記開口部によって露出される領域のみにおけるドープ処理されたシリコンと接触するように誘電体および開口部にわたって堆積される、それによって、開口部によりさらされる表面面積の切片に依存するファクタ周りの処理欠陥への電気的接触の全体的な露出を減らす（例えば、合計露出表面積は、約10％のみであり、開口部が均一に分散されるのを想定しながら、この処理は10のファクタによって電気的接触の全体的な露出を低減する）。
【００８９】
各エッジの比較的小さな部分（例えば、約10％より小さい）への接触は、接触される半導体領域のドーピング濃度が接触抵抗損失を十分に低減するのに十分であることをもたらす、信頼できる低抵抗電気接触を提供するためにそれでもまだ十分である。これは、十分な表面ドーピング濃度を実現するために質量の重いエッジの等価な領域をドーピングすることによって容易に達成される。ｎ及びｐ型領域への接触が異なる周知の標準的な半導体処理プロトコルに言及することによって、接触される半導体領域のドーピング濃度が接触抵抗損失を十分に低減するのに十分であることをもたらす。典型的なホウ素（ｐ型）及びリン（ｎ型）表面ドーピング密度は、範囲１０１８乃至１０２１ｃｍ−３である。さらに、ヘテロ接合接触が形成される。ヘテロ接合は、半導体接触のための周知の方法であり、半導体基板よりも異なる半導体材料を備え、それによって二つの半導体は異なった仕事機能を有する。典型的には、ヘテロ接合接触は、広いバンドギャップ半導体から形成される。シリコン太陽電池用に用いられる具体例は、水晶及びアモルファスシリコン材料を備える。
【００９０】
誘電体コーティングにおける開口部は、本質的にいかなる形状でもよいが、好ましくは小さなドット或いはラインの形状である。後者の場合、前記ラインが各エッジの長手方向の軸に相対的に傾斜すると、それらは前記ラインの幅及びピッチにのみ依存する電池エッジの周知部分を占有する。前記ドット又はラインの空間は、電気的接触への電子及びホールの伝達に関係する一連の抵抗の超過を避けるために、標準電気抵抗計算を実行することによって選択される。
【００９１】
パターニング
様々な方法が絶縁又は誘電体層又は被膜部における開口部（窓部）の拡散され、金属化されるパターンを作り出すために用いられる。ウェハを介してのスロットのエッチングより前にフォトリソグラフィを用いるのはわかりやすい。しかし、一たんスロットが形成されると、結果として得られる表面的特徴は、従来のフォトリソグラフィの使用を抑制する。
【００９２】
レーザ又は機械的なスクライビングプロセスは、パターンを形成するためにも用いられる。原則的に、これらの方法は、これらの方法がごつごつした表面的特徴を扱うことができるので、処理シーケンスにおけるいかなるステージにあってもうまく使用される。
【００９３】
フォトリソグラフィのような、いくつかのパターン形成方法にあって、反応性イオンエッチング、エッチングペースト又は超高速ＵＶレーザは、下にあるシリコンへの損失を最小にして誘電体層を除去することができる。これは、誘電体層の除去が下にあるシリコンへの損失、或いはシリコンの表面近くの拡散領域の除去なしに達成されることができるという長所を有する。前述した方法に加えて他のパターニング方法が可能であるし、有効でもある。
【００９４】
しかし、例えば、可能であれば、フォトリソグラフィの使用を低減するか或いは削減することによって、処理の複雑性及び費用を低減することは長所である。特に、既存のパターンへのパターンのフォトリソグラフィックアライメントは、比較的に高度で高価な技術を要求する。フォトリソグラフィ又は他のいくつかのパターニング技術のどちらが用いられるのかに無関係に、正確なアライメントのコストは重大である。
【００９５】
低減された領域／切片接触
開口部を介して電気的接触を形成するために金属堆積以前に誘電体層に開口部を形成することは不要である。特定のアレンジメントにあって、接触金属は、誘電体コーディングが形成されるどんな開口部をも用いずに誘電体層にわたって堆積される。その後、レーザビームは、そのような領域にあって誘電体を介して金属を打ち込むために選択された領域（例えば、複数の相互に離隔された位置）にあって接触金属を局所的に加熱するために用いられ、それによってそのような領域でのみ下にあるシリコンへの電気的な接触が形成される。
【００９６】
他のアレンジメントにあって、接触金属は、誘電体層上の相互に離隔された場所にのみ堆積され（例えば、ドット又はストライプの形状にて）、ウェハ全体を加熱することによって誘電体層を介して打ち込まれ、それによって堆積金属の領域を下にするシリコンとの伝記的な接触を形成する。これらの金属のドット又はストライプは、その後、前に堆積される金属領域に一緒に電気的に結合する金属の他の層を堆積することにより電気的に相互に連結される。
【００９７】
低減された領域拡散
前述されたアレンジメントにあって、各エッジの全表面は、電気的接触が、前記エッジ表面の切片部分にのみ直接に形成されるとはいえ、電池へのオーミック（Ohmic)電気接触が形成されることを可能とする比較的に高いドープ処理である。他のアレンジメントにあって、エッジ表面は、接触金属が半導体に直接に接触する領域に対応する局所的な領域のみ高くドープ処理される。これは、いくつかの有利な効果をもたらす。
【００９８】
第１に、高くドープ処理された領域に関係する少数キャリアの再結合損失が低減される。接触される半導体表面層の高濃度ドーピングが電気的接触抵抗損失を低減し、金属−半導体インターフェースにて最小キャリアの再結合を抑制するが、前記表面の下のドープ処理されたバルク領域におけるドーパント原子の高い同度は、少数キャリア再結合を増加する。結果的に、高くにドープ処理された半導体のボリュームを低減することによって、少数キャリアの存続期間及びそれにより太陽電池の効率は同様に増加する。
【００９９】
第２に、ドープ処理されたｐ型及びドープ処理されたｎ型領域が隣接する周囲長さは、同様に低減される。隣接する反対側の極のドープ処理されたエミッタ及びベース領域は、前記電池用の逆ブレークダウン（breakdown）保護を提供する交差部にて形成する補償領域における増加される再結合レートに対応する。加えて、キャリアのトンネル効果によって電気的な短絡回路が発生する可能性がある。これらの課題は、隣接する両方の領域のドープ処理濃度が共に高いと、悪化する。この課題は、ドープ処理濃度の慎重な調整によって管理されるが（例えば、ピークドーパント濃度を低減するための高温度にてドライビングインドーパントによって）、そのような管理は困難であり、さらに／又は不便である。結果的に、対向する極の拡散領域間の周囲長さにおける低減がこれらの困難さを和らげる。
【０１００】
さらに、高くドープ処理された領域の削減は、偶然の電気的な経路遮断の形成の可能性を低減する。例えば、高くドープ処理された領域における削減は、マスキング誘電体層におけるピンホールのような処理における欠陥を介してドープ原子の偶然の拡散の可能性を低減する。そのような偶然によってドープ処理された領域（例えば、反対にドープされた領域の境界内にて）は、電気的な回路短絡を導いてしまう。
【０１０１】
他のアレンジメントにあって、局所的なドープ処理と金属接触は、ドーパント原子を接触金属内に組み込み、その後、前述したように、前記誘電体を介してドーパント原子を打ち込むために前記金属を局所的に加熱するか、あるいは前述したように、金属を局所的に堆積して加熱するかによって単一の処理ステップにて実現される。
【０１０２】
エッチングの間、スロットエッジ付き拡散領域の交差部を低減又は削減すること
最後に、前記エッジにて、或いはその近くにて、高くドープ処理された半導体のボリュームの低減は、異方性エッチングによって形成される細長基板の品質を向上する仕様にてドープ処理された領域をパターニングすることによっても実現される。
【０１０３】
多数の細長基板が単一のウェハから異方性エッチングによって形成されると、前記ウェハと同一基板上の前記基板エッジは、前記異方性エッチングステップより以前に両方のウェハ表面の全体をドーピング処理すること（反対に）によって高濃度にドープ処理される。しかし、表面ドーピングの結果は、一つ又は両方の表面のエッチング比を変更することによる異方性エッチングと干渉する。例えば、シリコンの場合、リン及びホウ素ドーピングは、様々なエッチング溶液にて変化する。高濃度のホウ素ドーピングは、全般的に異方性エッチ溶液のエッチング比率を低減するが、だが一方、高濃度リンドーピングは、エッチスロットの拡張を導いてしまう、ｎ型ウェハ表面にて所望されない横方向のエッチングを潜在的に引き起こす、エッチング比率を高める。確かに、前記ウェハ表面への両極のドーパントの高濃度の拡散は、加速された横へのエッチングを結果として導くシリコン内の欠陥を形成する。さらに、シリコンエッチング溶液によってたてまえ上エッチングに抵抗するマスキング層の付着は、高濃度ホウ素及びリンの拡散によって解決される。
【０１０４】
結果的に、高濃度拡散、特にエッチングされたスロットのエッジと交差するそれらの拡散は、エッチングによってスロット構成を複雑にすることができる。非常に狭いスロットが形成されると、そのとき、これは特に問題となる。
【０１０５】
特別のアレンジメントにあって、片方又は両方の極の高濃度ドープ処理された表面領域は、その後にエッチングによって形成されるスロットに対応する前記ウェハ表面領域からも離隔され、相互に離隔されドープ処理された表面領域を形成するためにパターンパスクを介したドーパント拡散によってエッチングされるより前に形成される。図１０にあって、描かれているのは、細長太陽電池の一つのエッジの斜視及び平面図を示す概略的図である。エッジ１００１に沿った選択的にドープ処理された表面領域は、ドープ処理された領域を、前記細長基板の中心線になるであろう一つ（例えば、平面１０１０）以上（例えば平面における二つのストライプ１０２０）の狭いストライプダウンに限定することによって達成される。エッジ１００１は、前記エッジの長手方向軸に沿って中央に配置され、さらに前記エッジと交差する半導体本体の二つのフェースから離隔された、細長領域に沿って選択的にドープ処理される。この選択的ドーピングは、前記二つのフェースのドープ処理された表面領域に隣接又は交差する前記ドープ処理された領域の確率を低減する。拡散された領域が細長基板のエッジよりも狭いので、その後、拡散領域はエッチングによって形成されたスロットにより、或いはそのスロットと重なって交差しない。しかし、この具体例は、前記拡散された領域及び前記スロットがいかなる方法によっても重ならず、交差せず或いは隣接しないことを保証するための整列されたパターニングステップを要求する。
【０１０６】
他のアレンジメントにあって、この課題は、細長基板の長手方向軸に十分な角度にて傾けられている平行なストライプの形状にてドープ処理された表面領域を形成するためにマスクされるドーピングのために誘電体をパターニングすることによって克服される。前記ストライプがそれらの間隔（ピッチ）と比較して比較的に狭いと、そのときは拡散領域とスロット間の交差の長さは、制御可能であり、比較的小さい。拡散領域とスロットとの交差によって引き起こされるスロットエッチングの間に生じる課題の程度は、長さの低減に比例して低減される。これらの具現化例の特別の長所は、前記課題が前記スロットに対して誘電体におけるパターン化されたウィンドウを整列することを必要とせずに、低減されることである。
【０１０７】
スロットフォーメーションの後までの、高濃度のリン及び／又はホウ素拡散の遅延
前記考察されたアレンジメントの代替として、各細長基板のそれぞれのエッジ内への一つ又は両方のドーパント極の拡散は、スロットエッチングの後に実行される。これは、前述された課題及びエッチングによって引き続いて形成されたスロットとの拡散領域のオーバーラップ、交差又は隣接から生じる課題を低減又は削減する。
【０１０８】
一般的に、細長基板が形成された後の細長基板エッジの選択的なドーピング処理は、前記基板エッジから誘電体層のみを選択的に除去こと（前記ウェハの表面に実質的に平行であるエッチ領域が優先的に用いられる反応性イオンエッチングのような方向性エッチング技術を用いること）さらにその後、シリコンの露出されたエッジをドーピングすること（典型的には炉拡散）によって達成される。シリコンが多層コーティングされると、その後、方法の組み合わせが用いられる。例えば、シリコンが二酸化シリコン層及び窒化シリコン層にコーティングされるところでは、反応性イオンエッチングが余分な窒化シリコン層を除去するために用いられ、さらにその後、（等方性の）ウェットエッチングが余分な二酸化シリコン層を除去するために用いられる。
【０１０９】
いくつかのアレンジメントにあって、各基板の前記エッジの少なくとも一つの相互に離隔された領域は、前記細長基板が形成された後に、選択的にドープ処理される。いくつかの具体例にあって、これは、ドーパント拡散ステップによってフォーローされる、レーザ、機械的スクライバ又はエッチペーストの選択的適用を用いるマスキング誘電体層の対応することろの相互に離隔された領域の選択的な除去によって達成される。
【０１１０】
いくつかのアレンジメントにあって、各エッジの一つ以上の選択部分は、誘電体マスキング層に対応する、前記開口部が各エッジの中心線に沿って延びる細長ストライプの形状であるところの、開口部を形成することによってドープされる。各エッジは、単一の開口部、又は複数の開口部を有することができる。一つの具現化例にあって、指向性レーザが前記誘電体層に各開口部を形成するために用いられる。しかし、これらの具現化例は、前記基板エッジへの前記開口部のアラインメントを要求するという課題を有する。前記細長基板が形成された後、前記開口部が形成されるところ、そのようなアラインメントは、前記基板、特に非常に薄い基板であると、平行なままであるのを維持できず、むしろ曲がることがあるので非常に難しく、このためアライメントをするのが困難であり、いくつかの場合、実用的でない。
【０１１１】
一つの特別なアレンジメントにあって、前記開口部を正確に整列させる要求は、誘電体コーティン部に、細長基板の長手方向軸に十分な角度にて傾斜される平行ストライプのアレイとして、前記開口部を形成することによって和らげたり、避けられる。他にあって、前記開口部は、標準的な又はランダムなスポットのアレイ又は他の非細長形状という態様でもよく、これにより、細長基板への前記開口部の正確なアラインメントの必要性を避ける。各基板が完全に真っ直ぐに配置されていない実際によくある場合にあって、これは主要な長所である。
【０１１２】
他のアレンジメントにあって、スロットエッチングの後の基板エッジへのドーパント原子の導入は、所望のドーパント原子を含むジェット液体を伴う液体ジェットガイド式レーザビームを用いること、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｙｎｏｖａ．ｃｈ．に記述されているSynova SAによって製造されるLaser MicroJetTMシステムに基づく液体ガイドされるレーザシステムを用いること、によって実現される。例えば、ｎ型シリコンのドーピングが所望されるところでは、リン酸がレーザをガイドする液体として用いられる。これは、ドーピングが比較的に低い温度で実行され、さらに意図されない領域への偶然の拡散を避けるために前記電池の他の領域をマスキングするのを要求しない方法にあって、特に有効である。本明細書に記述するような、このドーピング技術の細長太陽電池への適用は、相互に離隔されたドープ処理される領域の不連続のエッジドーピングを直接的及び容易に形成させる。
【０１１３】
一つの特別なアレンジメントにあって、液体ジェットガイドされるレーザビームは、誘電体コーティングに一つ以上の開口部を局所的に形成するため、さらに半導体本体の一つ以上の対応する領域を任意にさらに同時にドープ処理するために用いられる。例えば、液体ジェットガイドされるレーザは、浅い（例えば、約10-15μｍ）溝を半導体に形成するが、同時に余分な誘電体コーティング（典型的には窒化シリコン層）を崩壊させる。前記液体ジェットがドーパント核種を含むと、前記溝の壁は同時に同じ処理ステップにてドープされる。前記半導体本体への一つ以上の電気的接触は、各開口部にて局所的に、或いは前記開口部だけでなく、残っている誘電体コーティングをも覆うためにより広くに、電気的伝導材料の堆積によって形成される。両方の場合にあって、電気的伝導材料は、液体ジェットガイドされるレーザビームによって形成される前記開口部によって露出される半導体本体のそれら領域にのみ接触する。
【０１１４】
他のアレンジメントにあって、半導体本体の一つ以上の局所領域は、液体ジェットガイドされるレーザビームを要求することなく、レーザドーピングによって選択的にドープされる。この具体例にあって、ドーパント核種を含むドーピング材料の層は、半導体本体に渡って堆積され、さらに次に半導体本体の対応する領域にドーパント核種を打ち込むためにレーザビームによって局所的に加熱される。前記ドーパント核種を含む材料の層は、直接的に半導体本体に接触するか、代替的に、誘電体材料の層によって半導体本体から分離される。後者の場合、前記レーザビームは、余分な半導体に強く吸収され、さらに結果的に加熱は誘電体コーティングを崩壊させ、半導体本体の露出される表面にドーパント核種を打ち込ませる。前述のアレンジメントにより、半導体本体への一つ以上の電気的接触は、電気的伝導材料を局部的にか或いはより広くに、堆積することによって形成される。両方の場合にあって、電気的伝導材料は、レーザビームによって形成される開口部によって露出される半導体本体のそれら領域にのみ接触する。
【０１１５】
熱処理
前述の処理は、特に異方向性エッチングによって形成される細長太陽電池のような、細長太陽電池の性能上の処理欠陥の影響を低減するが、太陽電池の性能のさらなる向上のために、熱処理がそれらの処理と共に用いられる。
【０１１６】
逆極性ドーピングによって高濃度ドーピングされた交差領域は、電子トンネル効果のせいで二つの領域の間に現れる電気的短絡回路を有する。トンネルダイオードのようなデバイスは、この現象の長所を持つ。太陽電池にあって、そのような短絡回路は、一般的に性能を落とし、通常は避けるのがよい。シリコン表面への反対極性の隣接した高濃度拡散は、例えば太陽電池のエッジとフェースの間の境界でそれらが交差すると、そのような困難性を高める。熱処理は、一般的に表面で、或いは表面の近くで、最も高い一つ又は両方のドーパント領域のドーパントの濃度を下げるために用いられることができる。しかし、そのような熱処理は、高濃度ドーパント領域を交差する間の短絡回路を避ける必要性、及び一つのドーピングタイプが前記エッジの全体表面にわたって支配していることを保証する必要性という二つの課題に同時に取り組まなければならないので、この具体例では問題である。ドーピング分量／流量及びそれに続く熱ヒストリの両方の注意深い調整が、これらの二つの課題を避けることができる。例えば、リン拡散フェース及び一つのホウ素拡散エッジを伴う細長太陽電池の場合にあって、そこへの拡散の打ち込みの後の二つの拡散のシート抵抗が100Ω／平方及び40Ω／平方の近辺に、それぞれあり、100℃での60分ののドライブイン加熱ステップは、短絡回路を削減するが、他方で太陽電池のエッジ全体にわたって支配的な不純物としてのホウ素を維持する。
【０１１７】
図９の左手側は、太陽電池の製造の間の一段階における細長太陽電池のフェース９０１及びエッジ９０３の概略的な図であり、ｎ型（或いは、代替的に、ｐ型）フェースドーピング９０２がどのようにｐ型（或いは、代替的に、ｎ型）エッジ９０１の表面に一つの領域９０４にて延びるのかを示し、金属化接触層９０６の形成の後に、ｎ及びｐタイプ領域９０２及び９０８の間に短絡回路を出現させている。図９の右手側は、高濃度ｐ型ドーピング９０８にエッジ９０１にて短絡回路領域９０４に拡散を行なわせる、前述の熱処理の効果を示し、それによって、エッジ９０１の全体表面にわたった支配すること及び、エッジ９０１の全表面がｐタイプになるように、エッジ近くの始めはｎ型領域９０２を反対にドーピングする、これにより短絡回路を避ける。
【０１１８】
従来の細長太陽電池の設計では、加工処理欠陥は、細長太陽電池の半導体本体のバックグラウンドドーピングの反対のドーピング極性のエッジであるときに、深刻ではない効果を有する。この理由は、前記フェースが太陽電池の基板と逆にドープ処理されるためであり、エッジへのフェースを短くすることが、前記フェース及びエッジが同じドーピング極性を有するために太陽電池における短絡回路を起こさない。
【実施例１】
【０１１９】
実施例１にあって、半導体ウェハのフレームに保持された複数の、切片エッジ接触部を有してなる細長太陽電池は、以下の処理を用いることによって形成された。
【０１２０】
クロスドーピングを避けるための対策をとるために、ｎ型ドーパント（例えば、リン又はヒ素）は、1ｍｍの厚さのシリコンウェハ（１１０）に適応されたｐ型の一つの表面（例えば、細長太陽電池の形成の後に電池の一端に対応する、上部表面）に、約20乃至350Ω／□（Ohms-per-square）の範囲のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために、初めのうち拡散されるし、さらに反対の表面にｐ型ドーパント（例えば、ホウ素又はガリウム）が約20乃至80Ω／□（つまり、高濃度ドーパントされる）の範囲のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために拡散される。他の処理の後（ウェハにスロットを形成すること、さらに図２の細長基板を形成すること）、これらの表面は、細長太陽電池のエッジになるであろう。約0.2ｍｍから約5ｍｍの間に選択されるような他のウェハ厚さが用いられてもよい。当業者によって明らかなように、ドーパントタイプは、「ｎ型」と「ｐ型」を逆に置き換えてもよい。
【０１２１】
保護用の誘電体コーティングは、ウェハの上部及び下部表面に適用されたし、さらにこのコーティングにおける細長ウィンドウはリソグラフィ（例えば、フォトリソグラフィ）及び反応性イオンエッチング動作を用いることによって開放された。複数の深く狭い溝は、図２に描かれたようなフレーム内に保持される複数の細長基板を形成するために、前記細長ウィンドウ領域に、全ウェハを介してエッチングされる。これらの溝の側壁は、細長太陽電池のフェースになる。あるいは、前記溝は、前記ウェハの近くにわたって、例えば前記ウァハの厚さの95％より大きく、或いは約50μｍ以内、或いは前記ウェハの後ろの表面より狭く、形成されてもよい。前記溝の底にて残ったウェハの小部分は、後に続く処理ステップの間に細長基板の分離を維持するのを助ける。
【０１２２】
前記ウェハは次に、気相堆積処理を用いてｎ型ドーパント（例えば、リン又はヒ素）を拡散された。リン拡散のための適切なドーパント表面は、ＰＯＣｌ３である。全ての誘電体層は、酸性溶液（例えば、ＨＦ）にて除去された、そしてその後、前記処理されたウェハは二酸化シリコンを形成するために1000℃の酸素雰囲気にて酸化させられる。
【０１２３】
細長接触開口部の規則正しく離隔されたアレイは、細長太陽電池の両方のエッジ上の二酸化シリコンコーティングに形成された。細長接触開口部は、前記開口部が前記細長基板の上部及び下部エッジの表面領域の切片を露出するように、選択されたピッチ（例えば、約0.5乃至約10ｍｍ）で各細長基板（電池）の長手方向軸に直交して形成される。露出される各基板の表面領域の切片は、前記エッジの表面領域の約0.01及び約99％の間、例えば、約1％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、98％或いは約99％にて選択される。前記誘電体材料に直交する開口部の斜視及び平面が図８に描かれている。
【０１２４】
金属がその後、前記細長太陽電池に切片接触部を形成するために各エッジに蒸着される。この金属は、スロットエッジ上にて前記誘電体層における開口部に断続的な接触を作り出すであろう。この具体例さらには次の具体例にて、各エッジ上への蒸着のために用いられる金属の例としては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｇ，Ａｌなどがある。金属構造は、これらの組み合わせをも含む。これらの開口部（ｎ及びｐ領域の間に短絡回路を引き起こすかもしれない）内に存在する欠陥の確率は、前記金属によって接触される前記エッジの表面領域に比例するファクタによって低減される。金属は、例えば図７に描かれているように約45°の、前記フェースに対する傾斜角度７１０にて蒸着される。
【０１２５】
前記半導体ウェハの前記フレームに保持される複数の細長太陽電池は、その後、他の処理にて、複数に個別分離されて、それぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池を形成するために前記ウェハフレームから分離される。
【実施例２】
【０１２６】
実施例２にあって、半導体ウェハのフレームに保持されたそれぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池が、以下の処理を用いて形成される。
【０１２７】
ｎ型ドーパント（例えば、リン又はヒ素）は、1ｍｍの厚さのシリコンウェハ（１１０）に適応されたｐ型の一つの表面（例えば、細長太陽電池の形成の後に電池の一端に対応する、上部表面）に、約20乃至350Ω／□（Ohms-per-square）にほぼ等しいシート抵抗（ＲＳ）を実現するために拡散される。約0.2ｍｍから約5ｍｍの間に選択されるような他のウェハ厚さが用いられてもよい。当業者によって明らかなように、ドーパントタイプは、「ｎ型」と「ｐ型」を逆に置き換えてもよい。
【０１２８】
保護用の誘電体コーティングは、ウェハの表面に堆積されるし、さらにこのコーティングにおける細長ウィンドウはリソグラフィ（例えば、フォトリソグラフィ）及び反応性イオンエッチング動作を用いることによって開放された。複数の深く狭い溝は、図２に描かれたようなフレーム内に保持される複数の細長基板を形成するために、前記細長ウィンドウ領域に、全ウェハを介してエッチングされる。これらの溝の側壁は、細長太陽電池のフェースになる。あるいは、前記溝は、前記ウェハの近くにわたって、例えば前記ウァハの厚さの95％より大きく、或いは約50μｍ以内、或いは前記ウェハの後ろの表面よりせまくに、形成されてもよい。前記溝の底にて残ったウェハの小部分は、後に続く処理ステップの間に細長基板の分離を維持するのを助ける。
【０１２９】
ｎ型ドーパント（例えば、リン又はヒ素）は、約40Ω／□と200Ω／□間の範囲のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために、前記溝の両方の側壁に拡散され、それによって細長基板のフェースにドーピング処理が提供される。不動態化酸素は、フェース上で成長され、その後、ｎ型ドーパントが高温にて、前記ウェハの上部表面及び前記細長基板のフェース上に拡散された領域のドーピング特性を調整するために、打ち込まれる。次に、窒化シリコンのような、拡散バリア材料が細長基板のフェース上に形成される。
【０１３０】
次に、前記細長太陽電池のドープ処理されないエッジ上の誘電体コーティングに規則的に間隔があけられた開口部のアレイが（ドープ処理されないウェハの平面におけるエッジ、つまり下部ウェハ表面）、前記開口部が前記細長基板の上部及び下部エッジの表面エリアの切片を露出するように、選択されたピッチ（例えば、約0.5乃至約10ｍｍ）にて、各細長太陽電池の縦軸に直交して（図８に描かれているのと同様に）、形成される。露出される各基板の表面領域の切片は、前記エッジの表面領域の約0.01及び約99％の間、例えば、約1％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、98％或いは約99％にて選択される。
【０１３１】
ｐ型ドーパント（例えば、ホウ素又はガリウム）が次に気相堆積処理を用いて開口部のアレイに拡散される。ホウ素ドーピングのための適切なドーパント源は、ＢＢｒ３である。前期拡散処理の間に形成されたホウ素シリケートガラスが、その後、酸性溶液（例えば、ＨＦ）にて除去される。
【０１３２】
次に、規則正しく離隔された前記開口部のアレイが、前記細長太陽電池のｎ型（リン）ドープ処理されたエッジ（前記ウェハの上部表面の平面に）上の誘電体コーティングに選択されたピッチ（例えば、約0.5乃至約10ｍｍ）で、前記開口部が、前記細長基板の上部及び下部エッジの表面領域の切片を露出するように、形成される。露出される各基板の表面積の切片は、約0.01及び約99％の間、例えば、約1％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、98％或いは約99％にて選択される。
【０１３３】
金属がその後、前記細長太陽電池に切片接触部を形成するために各エッジに蒸着される。この金属は、スロットエッジ上にて前記誘電体層における開口部に断続的な接触を作り出すであろう。金属は、例えば図７に描かれているように約45°の、前記フェースに対する傾斜角度７１０にて蒸着される。
【０１３４】
前記半導体ウェハの前記フレームに保持される複数の細長太陽電池は、その後、他の処理にて、複数に個別分離されて、それぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池を形成するために前記ウェハフレームから分離される。
【実施例３】
【０１３５】
実施例３にあって、半導体ウェハのフレームに保持されたそれぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池が、以下の処理を用いて形成される。
【０１３６】
ｐ型ドーパント（例えば、ホウ素又はガリウム）は、1ｍｍの厚さのシリコンウェハ（１１０）に適応されたｐ型の一つの表面（例えば、上部表面）に、約20乃至80Ω／□（つまり、濃厚にドープ処理された）のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために拡散される。約0.2ｍｍから約5ｍｍの間に選択されるような他のウェハ厚さが用いられてもよい。当業者によって明らかなように、ドーパントタイプは、「ｎ型」と「ｐ型」を逆に置き換えてもよい。
【０１３７】
保護用の誘電体コーティングは、ウェハの表面に堆積されるし、さらにこのコーティングにおける細長ウィンドウはリソグラフィ（例えば、フォトリソグラフィ）及び反応性イオンエッチング動作を用いることによって開放された。複数の深く狭い溝は、図２に描かれたようなフレーム内に保持される複数の細長基板を形成するために、前記細長ウィンドウ領域に、全ウェハを介してエッチングされる。これらの溝の側壁は、細長太陽電池のフェースになる。あるいは、前記溝は、前記ウェハの近くにわたって、例えば前記ウァハの厚さの95％より大きく、或いは約50μｍ以内、或いは前記ウェハの後ろの表面よりせまくに、形成されてもよい。前記溝の底にて残ったウェハの小部分は、後に続く処理ステップの間に細長基板の分離を維持するのを助ける。
【０１３８】
ｎ型ドーパント（例えば、リン又はヒ素）は、約40Ω／□と200Ω／□間の範囲のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために、前記溝の両方の側壁に拡散され、それによって細長基板のフェースにドーピング処理が提供される。不動態化酸素は、フェース上で成長され、その後、ｎ型ドーパント（リン）が高温にて、前記ウェハの上部表面及び前記細長基板のフェース上に拡散された領域のドーピング特性を調整するために、打ち込まれる。
【０１３９】
次に、二酸化シリコンのような、電子非活性化材料が細長基板のフェース上に形成される。
【０１４０】
液体ジェットガイドされたレーザをリン酸と組み合わせて用いることにより、規則正しく離隔された開口部のアレイが誘電体コーティング及び前記細長太陽電池の今のところドープ処理されないエッジ（つまり、前記ウェハの下部表面の同一面にて）上のシリコンの表面領域に、前記開口部が前記細長基板の上部及び下部エッジの表面領域の切片を露出するように、選択されたピッチ（例えば、約0.5乃至約10ｍｍ）で各細長電池の長手方向軸に直交して形成される（図８にて描かれているのと同様に）。露出される各基板の表面領域の切片は、前記エッジの表面領域の約0.01及び約99％の間、例えば、約1％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、98％或いは約99％にて選択される。前記拡散ガラスは、その後、前記開口部から除去される。
【０１４１】
次に、規則正しく離隔された開口部のアレイが、前記細長太陽電池のｐ型（ホウ素）処理されたエッジ（前記ウェハの上部表面と同じ平面に）上の誘電体コーディングに、前記開口部が前記細長基板の上部及び下部エッジの表面領域の切片を露出するように、選択されたピッチのうちの一つのピッチ（例えば、約0.5乃至約10ｍｍ）で各細長電池の長手方向軸に直交して形成される。露出される各基板の表面領域の切片は、前記エッジの表面領域の約0.01及び約99％の間、例えば、約1％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、98％或いは約99％にて選択される。
【０１４２】
金属がその後、前記細長太陽電池に切片接触部を形成するために各エッジに蒸着される。この金属は、スロットエッジ上にて前記誘電体層における開口部に断続的な接触を作り出すであろう。金属は、例えば図７に描かれているように約45°の、前記フェースに対する傾斜角度７１０にて蒸着される。
【０１４３】
前記半導体ウェハの前記フレームに保持される複数の細長太陽電池は、その後、他の処理にて、複数に個別分離されて、それぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池を形成するために前記ウェハフレームから分離される。
【実施例４】
【０１４４】
実施例４にあって、半導体ウェハのフレームに保持されたそれぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池が、以下の処理を用いて形成される。
【０１４５】
ｐ型ドーパントは、1ｍｍの厚さのシリコンウェハ（１１０）に適応されたｎ型の一つの表面（例えば、上部表面）に、拡散される。あるいは、約0.2ｍｍから約5ｍｍの間に選択されるような他のウェハ厚さが用いられてもよい。当業者によって明らかなように、ドーパントタイプは、「ｎ型」と「ｐ型」を逆に置き換えてもよい。
【０１４６】
保護用の誘電体コーティングは、ウェハの表面に堆積されるし、さらにこのコーティングにおける細長ウィンドウはリソグラフィ及び反応性イオンエッチング動作を用いることによって開放され、さらに複数の深く狭い溝は、図２に描かれたようなフレーム内に保持される複数の細長基板を形成するために、前記細長ウィンドウ領域に、全ウェハを介してエッチングされる。これらの溝の側壁は、細長太陽電池のフェースになる。あるいは、前記溝は、前記ウェハの近くにわたって、例えば前記ウァハの厚さの95％より大きく、或いは約50μｍ以内、或いは前記ウェハの後ろの表面より狭く、形成されてもよい。前記溝の底にて残ったウェハの小部分は、後に続く処理ステップの間に細長基板の分離を維持するのを補助する。
【０１４７】
ｐ型ドーパントは、約40Ω／□と200Ω／□間の範囲のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために、前記溝の両方の側壁に拡散され、それによって細長基板のフェースにドーピング処理が提供される。不動態化酸素は、フェース上で成長され、その後、ｎ型ドーパントが高温にて、前記ウェハの上部表面及び前記細長基板のフェース上に拡散された領域のドーピング特性を調整するために、打ち込まれる。
【０１４８】
次に、二酸化シリコンのような、電子非活性化材料が細長基板のフェース上に形成される。
【０１４９】
液体ジェットガイドされたレーザをリン酸と組み合わせて用いることにより、一つ以上の開口部が前記ウェハ表面と同じ平面の前記細長基板のエッジ上の誘電体コーティングに、前記開口部が前記細長基板の上部及び下部エッジの表面領域の切片を露出するように、各細長電池の長手方向軸に直交して形成される（図８にて描かれているのと同様に）。露出される各基板の表面領域の切片は、前記エッジの表面領域の約0.01及び約99％の間、例えば、約1％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、98％或いは約99％にて選択される。前記拡散ガラスは、その後、前記開口部から除去される。
【０１５０】
金属がその後、前記細長太陽電池に切片接触部を形成するために各エッジに蒸着される。この金属は、例えば図７に描かれているように約45°の、前記フェースに対する傾斜角度７１０にて蒸着される。
【０１５１】
前記半導体ウェハの前記フレームに保持される複数の細長太陽電池は、その後、他の処理にて、複数に個別分離されて、それぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池を形成するために前記ウェハフレームから分離される。
【実施例５】
【０１５２】
実施例５にあって、半導体ウェハのフレームに保持されたそれぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池が、図１４Ａ乃至１４Ｆに示される以下の処理を用いて形成される。
【０１５３】
クロスドーピングを避けるための対策をとるために、ｎ型ドーパント（例えば、リン）は、1ｍｍの厚さのシリコンウェハに適応されたｐ型の一つの表面（１１０）に、約20乃至350Ω／□（Ohms-per-square）の範囲のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために、初めのうち拡散されるし、さらに反対の表面にｐ型ドーパント（例えば、ホウ素）が約20乃至80Ω／□（つまり、高濃度なようにドーパントされる）の範囲のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために拡散される。約0.2ｍｍから約5ｍｍの間に選択されるような他のウェハ厚さが用いられてもよい。当業者によって明らかなように、ドーパントタイプは、「ｎ型」と「ｐ型」を逆に置き換えてもよい。
【０１５４】
保護誘電体コーティングは、図１４に描かれるように二酸化シリコン（１４０３）及び窒化シリコン（１４０５）からなる前記ウェハの表面上及びこのコーティングにフォトリソグラフィ及び反応性イオンエッチング作用を用いて開けられた細長ウィンドウに堆積される。図２に描かれているようなフレーム内に保持される複数の細長基板を形成するために、複数の深く、狭い溝がその後前記細長ウィンドウ領域に全ウェハを通してエッチングされる。これらの溝の側壁は、細長太陽電池のフェースになる。あるいは、前記溝は、前記ウェハの近くにわたって、例えば前記ウァハの厚さの95％より大きく、或いは約50μｍ以内、或いは前記ウェハの後ろの表面より狭く、形成されてもよい。前記溝の底にて残ったウェハの小部分は、後に続く処理ステップの間に細長基板の分離を維持するのを助ける。
【０１５５】
ｎ型（或いはｐ型）ドーパントは、約40Ω／□と200Ω／□間の範囲のシート抵抗（ＲＳ）を実現するために、前記溝の両方の側壁に拡散され、それによって細長基板のフェースにドーピング処理が提供される。不活性化窒化シリコンは、フェース上に堆積され、さらに、ｎ型（或いはｐ型）ドーパントが高温にて、前記ウェハの両側及び前記細長基板のフェース上の拡散領域のドーピング特性を調整するために、打ち込まれる。
【０１５６】
次に、図１４Ｂに描くように、酸化シリコン及び窒化シリコン層は、窪み１４０７を形成するために酸化シリコンを窒化シリコンより速くエッチングする腐食液によってエッチングされる。
【０１５７】
シリコンの選択酸化（LOCOS)法が実行され、酸化シリコンの突起１４０９を伴う図１４Ｃに描かれるような構成を形成するため、窒化シリコンがシリコン上にないところで酸素が成長する。
【０１５８】
次に、細長基板１４００のドープ処理されたエッジ１４０１を露出するために、窒化シリコン及び酸化シリコンが次にエッチングされ、それによって図１４Ｄに描かれるように前記エッジの表面領域の切片部を露出する。露出される各基板の表面領域の切片は、前記エッジの合計表面領域の約0.01及び約99％の間、例えば、約1％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、98％或いは約99％にて選択される。
【０１５９】
金属層がその後、図１４Ｅに示すように、前記細長太陽電池１４００に切片接触部１４１１を形成するためにエッジ１４０１に蒸着される。金属は、例えば図７に描かれているように約45°の、前記フェースに対する傾斜角度７１０にて蒸着される。金属層を堆積する方法に依存して、金属は、例えば図１４Ｆに示されるように、細長太陽電池のフェースの小部分上に形成される。
【０１６０】
前記半導体ウェハの前記フレームに保持される複数の細長太陽電池は、その後、他の処理にて、複数に個別分離されて、それぞれが切片エッジ接触部を有する細長太陽電池を形成するために前記ウェハフレームから分離される。
【０１６１】
本具体例の他のアレンジメントにあって、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン及び窒化シリコンの堆積物は、前記エッジ上に形成される。このアレンジメントにあって、前記堆積物は、第１に、酸化物を窒化物よりも早く腐食する腐食液によってエッチングされ（例えば、緩衝酸化物エッチ）、その後、窒化物を酸化物よりも早く腐食する化学薬品によってエッチングされる（例えば、リン酸）。これは、図１４Ｂに示されるような張り出し部がないすっきりした構成を提供する。LOCOS酸化がその後、行われ、さらに前述の処理が継続される。
【０１６２】
この具体例の処理は、この処理が要求するより小さなくぼみの構成より約50％大きいともいえるほどの、大きな接触切片に特に適する。
【０１６３】
本発明の具体例は、熱拡散を用いてシリコンをドーピングするという点にて前述されてきたが、当業者によれば、本発明は他の半導体に適用され、ドーピングは、例えば、イオン注入を含む、様々な異なる方法によっても達成できることが明らかである。
【０１６４】
多くの変形が、添付された図面を参照して本明細書にて説明された本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によれば明らかである。
【０１６５】
これまでに説明され／描かれてきた方法及び太陽電池は切片エッジ接触部を含む改良された太陽電池を少なくとも実質的に提供することが正しく理解できるであろう。
【０１６６】
本明細書にあって説明されてきた、及び／又は図示されてきた、処理、方法及び太陽電池デバイスは、具体例の方法によってのみ説明されたものであり、それによって発明の範囲が制限されるものではない。特に説明しない限り、前記処理、方法及び太陽電池デバイスの個々の態様及び要素は、変形されるし、周知の等価物、或いは将来に開発されるかもしれないし、さらには将来、適用できる代替物として発見されるような未知の代用品によって置きかえられるかもしれない。前記処理、方法及び太陽電池デバイスは、本願の潜在的な応用範囲は広いため、また本願発明の処理、方法及び太陽電池デバイスが非常に多くのバリエーションに適用可能であるため、本願発明にて請求される範囲及び思想の範囲内にある様々な応用のために変形されるかもしれない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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