特許 6205660 太陽電池の構造的一体性を向上させるための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6205660

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】太陽電池の構造的一体性を向上させるための方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0216 20140101AFI20170925BHJP

   H01L 31/068 20120101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/04 240

   H01L31/06 300

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-520523(P2015-520523)

(86)(22)【出願日】2013年6月27日

(65)【公表番号】特表2015-525970(P2015-525970A)

(43)【公表日】2015年9月7日

(86)【国際出願番号】US2013048282

(87)【国際公開番号】WO2014004890

(87)【国際公開日】20140103

【審査請求日】2016年6月20日

(31)【優先権主張番号】61/849,818

(32)【優先日】2012年6月29日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/803,041

(32)【優先日】2013年3月18日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/905,504

(32)【優先日】2013年5月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505379467

【氏名又は名称】サンパワー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ストーン、チャールズ ノーマン

【審査官】 河村 麻梨子

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４１６９４６３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平１１−３０７７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８１８１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／０２−３１／０７８、３１／１８−３１／２０、

５１／４２−５１／４８

Ｈ０２Ｓ １０／００−１０／４０、３０／００−５０／１５、９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池を製造するための方法であって、前記太陽電池が、通常動作中に太陽を向く前面と、前記前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有し、前記方法が、
前記太陽電池の前記裏面上に、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程と、
前記太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、印刷可能な懸濁液の形態の第１の絶縁材料を形成する工程であって、前記第１の絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ＧＰａの第１の保護膜を形成する、工程と、
前記第１のドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程と、
前記第２のドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程と、を含む、方法。

【請求項2】

前記第１のドープ領域を形成する工程が、連続する拡散領域を形成する工程を含み、
前記第２のドープ領域を形成する工程が、それぞれが前記連続する拡散領域によって包囲される、点在する拡散領域を形成する工程を含み、前記方法が：
前記第１のドープ領域と前記第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーとの間に、印刷可能な懸濁液の形態の第２の絶縁材料を形成する工程であって、前記第２の絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ＧＰａの第２の保護膜を形成する、工程を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

印刷可能な懸濁液の形態の前記第１の絶縁材料及び前記第２の絶縁材料が、同一の材料である、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１のドープ領域及び前記第２のドープ領域を形成する工程が、相互嵌合したパターンの第１の拡散領域及び第２の拡散領域を形成する工程を含み、前記方法が：
前記第１の拡散領域を前記第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーに電気的に連結することを可能にするために、前記第１のドープ領域及び前記第２のドープ領域の上に形成された第１の誘電体層を通る第１の複数のコンタクトホールをアブレーション加工する工程と、
前記第２の拡散領域を前記第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーに電気的に連結することを可能にするために、前記第１の誘電体層を通る第２の複数のコンタクトホールをアブレーション加工する工程と、を更に含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記第１のドープ領域及び前記第２のドープ領域を形成する工程が、相互嵌合したパターンの第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程を含み、前記方法が、
シリコン基板と前記第１のドープ領域及び前記第２のドープ領域との間に第１の誘電体層を形成する工程と、
前記第１のドープ領域と前記第２のドープ領域との間にトレンチ領域をエッチングする工程と、
前記トレンチ領域内に第２の誘電体層を形成する工程と、を更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記第１の保護膜の弾性係数が、３ＧＰａである、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記第１の保護膜のガラス転移温度が、少なくとも摂氏２５０度である、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記第１の保護膜の伸長破断点が、１３パーセントである、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程が、電気めっきプロセスを実施する工程を含み、前記側縁部に沿った前記第１の保護膜が、前記電気めっきプロセス中に、前記太陽電池の少なくとも１つの縁部を、金属でめっきされることから保護するように適合される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、両方とも参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる、出願日が２０１２年６月２９日の米国仮出願第６１／８４９，８１８号、及び出願日が２０１３年３月１８日の米国仮出願第６１／８０３，０４１号の利益を主張する。
（発明の分野）

【0002】

本明細書に記載する対象の実施形態は、広くは太陽電池に関する。より具体的には、対象の実施形態は、太陽電池の構造及び製作プロセスに関する。

【背景技術】

【0003】

太陽電池は、太陽放射光を電気エネルギーに変換するための周知の装置である。太陽電池は、半導体加工技術を使用して半導体ウェハ上に製作することができる。太陽電池は、Ｐ型及びＮ型の拡散領域を含む。太陽電池に衝突する太陽放射光によって電子及び正孔が生成され、これらの電子及び正孔が拡散領域に移動することにより、拡散領域間に電位差が生じる。バックコンタクト方式の太陽電池においては、拡散領域、及び拡散領域と結合した金属製のコンタクトフィンガーは両方とも太陽電池の裏面に設けられる。コンタクトフィンガーは、外部電気回路を太陽電池に結合し、太陽電池により電力供給することを可能にする。 様々な物理的力に耐える太陽電池の頑強性及び構造的一体性は、輸送、取り扱い、及び環境による誘発応力に耐える太陽電池の能力に直接関係するため、太陽電池の重要な特徴である。

【0004】

これら又はその他の同様の実施形態が、背景を形成する。

【0005】

より完全な本主題の理解は、発明を実施するための形態、及び特許請求の範囲を、以下の図面と併せて考察し、参照することによって導き出すことができる。同様の参照番号は、図面全体を通して同様の要素を指す。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の断面図である。

【図2】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の断面図である。

【図3】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の断面図である。

【図4】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の断面図である。

【図5】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の断面図である。

【図6】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の断面図である。

【図7】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の断面図である。

【図8】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の断面図である。

【0007】

【図9】太陽電池を製造するための方法の一実施形態による、図１〜図８の太陽電池の斜視図である。

【0008】

【図10】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の別の断面図である。

【0009】

【図11】太陽電池を製造するための方法の一実施形態による、図１０の太陽電池の斜視図である。

【0010】

【図12】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の別の断面図である。

【0011】

【図13】太陽電池を製造するための方法の一実施形態による、図１２の太陽電池の斜視図である。

【0012】

【図14】太陽電池を製造するための方法の一実施形態に従って製作された太陽電池の別の断面図である。

【0013】

【図15】太陽電池を製造するための方法の一実施形態による、図１４の太陽電池の斜視図である。

【0014】

【図16】太陽電池を製造するための方法の更に別の実施形態に従って製造された太陽電池の断面図である。

【0015】

【図17】太陽電池を製造するための方法の一実施形態による、太陽電池の縁部の断面図である。

【図18】太陽電池を製造するための方法の一実施形態による、太陽電池縁部の断面図である。

【図19】太陽電池を製造するための方法の一実施形態による、太陽電池縁部の断面図である。

【図20】太陽電池を製造するための方法の一実施形態による、太陽電池縁部の断面図である。

【0016】

【図21】太陽電池を製造するための方法のフロー図を示す。

【図22】太陽電池を製造するための方法のフロー図を示す。

【図23】太陽電池を製造するための方法のフロー図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下の発明を実施するための形態は、本質的には、単なる実例に過ぎず、本主題の実施形態、又はそのような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。本明細書に用いられている「例示の」という語は、「実施例、実例、又は例証として供する」ことを意味する。本明細書において典型例として記載されているあらゆる実装が必ずしも他の実装よりも好ましい又は有利な実装として解釈されるとは限らない。更に、前述の技術分野、背景、又は以下の発明を実施するための形態に提示されるいかなる明示又は示唆される理論によっても束縛されることは意図されない。

【0018】

加えて、本方法及びその実施形態の完全な理解を提供するために、具体的なプロセスフロー作業等の数多くの具体的な詳細が説明される。本方法及びその実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実践され得ることが、当業者には明らかであろう。他の事例では、本方法及びその実施形態を不必要に不明瞭にしないように、リソグラフィ技法及びエッチング技法等の周知の製作技法は、詳細に記載されない。更には、図に示される様々な実施形態は、例示的な表示であって、必ずしも一定の縮尺で描写されるものではないことを理解するべきである。

【0019】

太陽電池を製造するための方法が開示される。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面と、前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、太陽電池の裏面上に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程を含む。本方法は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を形成する工程であって、第１の絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ギガパスカル（ＧＰａ）の保護膜を形成する、工程を含む。また、本方法は、第１のドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程も含む。また、本方法は、第２のドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程も含む。

【0020】

太陽電池を製造するための別の方法が開示される。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面と、前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、連続する拡散領域を含む太陽電池の裏面上に、第１のドープ領域を形成する工程を含む。本方法は、点在する拡散領域を含む第２のドープ領域を形成する工程であって、第１のドープ領域が、点在する拡散領域のそれぞれを包囲する、工程を含む。本方法は、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料及び第２の絶縁材料を形成する工程であって、第１の絶縁材料及び第２の絶縁材料の両方が、弾性係数が少なくとも３ギガパスカル（ＧＰａ）の第１の保護膜及び第２の保護膜を形成する、工程を含む。本方法は、第１のドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程を含む。本方法は、第２のドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程であって、太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、第１の保護膜が形成される、工程を含む。一実施形態では、第１の保護膜は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部付近の亀裂を低減するように更に適合される。別の実施形態では、第２の保護膜は、第１のドープ領域と第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーとの間に位置する。更に別の実施形態では、第１の保護膜及び第２の保護膜の両方が、機械的応力に対する太陽電池の構造的一体性を向上させる。

【0021】

太陽電池を製造するための更に別の方法が開示される。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面と、前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、シリコン基板上に、相互嵌合したパターンの第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程を含む。本方法は、第１及び第２の複数のコンタクトホールをアブレーション加工する工程を含む。本方法は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を形成する工程であって、第１の絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ギガパスカル（ＧＰａ）の第１の保護膜を形成する、工程を含む。一実施形態では、第１の保護膜は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部付近の亀裂を低減し、機械的応力に対する構造的一体性を向上させるように適合される。本方法は、第１のドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程を含む。本方法は、第２のドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程であって、第１及び第２の複数のコンタクトホールが、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーにそれぞれ電気的に連結することを可能にする、工程を含む。

【0022】

太陽電池を製造するための更に別の方法が開示される。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面と、前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、太陽電池の裏面上に、相互嵌合したパターンの第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程を含む。本方法は、シリコン基板と第１のドープ領域及び第２のドープ領域との間に、第１の誘電体層を形成する工程を含む。本方法は、第１のドープ領域と第２のドープ領域との間にトレンチ領域を形成する工程を含む。一実施形態では、本方法は、トレンチ領域内に第２の誘電体層を形成する工程を含む。本方法は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を形成する工程であって、第１の絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ギガパスカル（ＧＰａ）の第１の保護膜を形成する、工程を含む。一実施形態では、第１の保護膜は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部付近の亀裂を低減し、機械的応力に対する構造的一体性を向上させるように更に適合される。本方法は、第１のドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程と、第２のドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程とを含む。

【0023】

太陽電池を製造するための別の方法が開示される。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面と、前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、太陽電池の裏面上に、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程であって、第１のドープ領域及び第２のドープ領域が、厚さが５０〜１４０μｍの範囲の薄いシリコン基板上に設けられる、工程を含む。本方法は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を堆積させる工程であって、第１の絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ギガパスカル（ＧＰａ）であり、ガラス転移温度が少なくとも摂氏２５０度の第１の保護膜を形成する、工程を含む。一実施形態では、第１の保護膜は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部付近の亀裂を低減し、機械的応力に対する構造的一体性を向上させるように更に適合される。本方法は、電気めっきプロセスによって、第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程であって、第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーが、第１のドープ領域及び第２のドープ領域に電気的に連結される、工程を含む。一実施形態では、第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーは、複数のコンタクトホールを通して第１のドープ領域及び第２のドープ領域に連結される。

【0024】

太陽電池を製造する更に別の方法が開示される。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面と、前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、太陽電池の裏面上の薄いシリコン基板上に、Ｐ型及びＮ型ドープ領域を形成する工程を含む。本方法は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、ポリイミド又はポリイミドペーストを形成する工程であって、ポリイミドペーストが、弾性係数が少なくとも３ギガパスカル（ＧＰａ）のポリイミド膜を形成する、工程を含む。一実施形態では、ポリイミド膜は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部付近の亀裂を低減し、機械的応力に対する構造的一体性を向上させるように更に適合される。また、本方法は、Ｐ型ドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程、及びＮ型ドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程も含む。

【0025】

製造プロセスに関連して実行される様々なタスクが、図１〜図２０に示される。また、様々なタスクのいくつかは、例示された順序で実行されなくてもよく、本明細書に詳細に記載されない追加機能を有するより包括的な手順、プロセス又は製作に組み込まれてもよい。

【0026】

図１は、本発明の一実施形態と共に使用される太陽電池を図示する。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面１１２と、前面１１２と反対の裏面１１０と、４つの側縁部とを有する太陽電池１００を提供する工程を含む。また、太陽電池は、シリコン基板１０２と、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２とを含む。いくつかの実施形態では、シリコン基板１０２は、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２の形成の前に、洗浄、研磨、平坦化、及び／又は薄化、ないしは別の方法で処理される。更に別の実施形態では、シリコン基板の厚さ１０５は、厚い、すなわち１４０μｍを超える厚さである。更に別の実施形態では、シリコン基板１０２は、ポリシリコン又は多結晶質である。別の実施形態では、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２は、熱プロセスによって形成される。更に別の実施形態では、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２の上に、両方の領域の保護障壁としての機能を果たす酸化物層が堆積される。第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２はそれぞれ、ドーピング材料を含むが、ドーピング材料は、ホウ素等のｐ型ドーパント又はリン等のｎ型ドーパントに限定されない。第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２の両方は、それぞれ熱プロセスによって成長する、又は従来のドーピングプロセスと併せて形成されると記載されるが、ここに記載若しくは列挙されるいずれかのその他の形成、堆積、又は成長プロセス工程のように、各層又は物質は、任意の適切なプロセスを使用して形成される。例えば、形成が説明されるところでは、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセス、減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、常圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）、プラズマ助長ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、熱成長、スパッタリング、並びに任意のその他の所望の技法が使用される。したがって、及び同様に、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２は、堆積技法、スパッタ、又はスクリーン印刷等の印刷プロセスによって、シリコン基板１０２上に形成される。また、本方法は、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２の上に第１の誘電体層１２６を形成する工程も含む。一実施形態では、第１の誘電体層は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。別の実施形態では、太陽放射光の収集を増加させるために、太陽電池１００の前面１１２上に、非平坦化領域を形成することができる。非平坦化領域とは、入射光を散乱させて、太陽電池１００の表面で反射して戻る光の量を減少させるための規則的又は不規則な形状の表面を有する領域である。更に別の実施形態では、太陽電池１００の前面１１２上の非平坦化領域上に、第２の誘電体層を形成することができる。更に別の実施形態では、第２の誘電体層は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。更に別の実施形態では、第１の誘電体層及び第２の誘電体層は、反射防止層である。

【0027】

図２及び図３を参照すると、図１の太陽電池の少なくとも１つの側縁部上に絶縁材料を形成する方法が示されている。本方法は、太陽電池１００の側縁部に沿って、絶縁材料１３０、１３２を形成する工程を更に含む。一実施形態では、絶縁材料１３０、１３２は、印刷可能な懸濁液の形態であり、以下の手段、すなわちスクリーン印刷、又は絶縁材料１３０、１３２を適用するのに非接触機構を使用する縁部コートインク適用ツールを使用することのうちのいずれか１つで適用されることを可能にする。一実施形態では、絶縁材料は、図３に見られる中間状態１４２、１４４を形成するように硬化される（１４０）。また、硬化プロセス１４０は、制限なく、例えば、熱硬化、光硬化、又は化学硬化によっても実施される。一実施形態では、絶縁材料１３０、１３２を堆積させる工程は、ポリマー材料を堆積させることを含む。別の実施形態では、絶縁材料を堆積させる工程は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を堆積させることを含む。

【0028】

図４及び図５は、図１の太陽電池の少なくとも１つの側縁部上に絶縁材料を形成する別の方法を図示する。本方法は、ニス１３４、１３６と、充填材料１３７、１３９とを有する第１の絶縁材料１３０、１３２を形成する工程を含む。続いて、上記に明記されるものと同一の手段によって、第１の絶縁材料１３０、１３２が適用される。図５に示されるように、第１の絶縁材料１３０、１３２は、上記と同様の熱硬化又は光硬化等の標準的な硬化プロセスによって硬化される（１４０）。硬化プロセス１４０中、充填剤は、中間状態１４６、１４８でニスに溶解し、更なる硬化は、図６に見られる保護膜１５０、１５２を形成する。硬化プロセス１４０は、第１の硬化期間にわたり、第１の硬化温度から第２の硬化温度に温度を上昇させる工程を含む。温度は、上述のように充填剤がニスに溶解することができるように、第２の硬化温度で維持される。温度は、第３の硬化期間にわたり、第１の硬化温度に低下される。一実施形態では、硬化プロセスは、熱曝露及び製造生産効率を最大にするように、水平型熱オーブン内で実行される長時間硬化プロセスを含む。一実施形態では、第１の絶縁材料１３０、１３２は、ポリイミドである。

【0029】

図６を参照すると、図１の太陽電池を製造する方法の続きが示されている。本方法は、図３及び図５の実施形態に示されるように、絶縁材料１３０、１３２を硬化した（１４０）後、保護膜１５０、１５２を形成する工程を更に含む。本方法は、特にシリコン基板の厚さ１０５を減少させるために、微小亀裂をもたらす可能性がある機械的応力から側縁部を保護することによって、構造的一体性を向上させるために、太陽電池１００の側縁部に沿って保護膜１５０、１５２を位置付ける工程を含む。一実施形態では、保護膜１５０、１５２の弾性係数は、少なくとも３ＧＰａである。保護膜１５０、１５２は、製造中の及び環境からの熱曝露に耐える必要があるため、保護膜１５０、１５２のガラス転移温度は、大きい影響を及ぼし得る。一実施形態では、保護膜１５０、１５２のガラス転移温度は、環境及び製造プロセスからの熱に確実に耐えることができるように、少なくとも摂氏２５０度である。別の実施形態では、保護膜１５０、１５２は、充填剤の均一な溶解を含んで、太陽電池１００の側縁部に沿って構造的支持を提供する。更に別の実施形態では、保護膜１５０、１５２は、優れた絶縁体であり、太陽モジュール内に設置された際に、少なくとも２つの太陽電池が縁部で接触する場合等、いかなる電気的損傷からも保護する。更に別の実施形態では、保護膜１５０、１５２は、機械的応力又は亀裂から保護し、保護膜の伸長破断点は、少なくとも１３パーセントである。別の実施形態では、保護膜１５０、１５２は、側縁部に沿って追加の構造的支持を提供して、太陽電池１００の全体のたわみ強度を高める。更に別の実施形態では、保護膜１５０、１５２は、電気めっきプロセス中、側縁部に沿った保護層としての機能を果たし、保護膜１５０、１５２は、金属が太陽電池の縁部に沿ってめっきするのを防止する。

【0030】

図７は、図１の太陽電池を製造する方法の続きを図示する。本方法は、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２を露出させるために、第１の誘電体層１２６を通るコンタクトホール１７０を形成する工程を更に含む。一実施形態では、コンタクトホール１７０は、化学エッチング、アブレーション加工、又は任意の産業標準のリソグラフィプロセスを使用して形成される。本方法は、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２の上に、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー１６０及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー１６２を形成するように、電気めっきプロセスを実施する工程を含む。一実施形態では、第１の相互嵌合したコンタクトフィンガー１６０及び第２の相互嵌合したコンタクトフィンガー１６２は、コンタクトホール１７０を通して、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２に連結される。別の実施形態では、第１及び第２の相互嵌合したコンタクトフィンガーは、銅、スズ、アルミニウム、銀、金、クロム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、及び白金等の金属で構成される。その実施形態に望ましい場合、同様に他の金属を使用することもできる。図１〜図７は、厚さ１０５が１４０μｍを超える太陽電池１００の断面図を示す。図１〜図７とは対照的に、以下の図８は、１４０μｍ未満のより薄い厚さの太陽電池１００を図示する。

【0031】

図８を参照すると、太陽電池を製造する継続方法が示されている。本方法は、厚さ１０７が５０〜１４０μｍの範囲の「薄い」太陽電池１００を提供する工程を更に含む。上述のように、側縁部に沿って保護膜１５０、１５２を形成することは、太陽電池１００を機械的応力から保護することによって、構造的一体性を向上させる。シリコン基板の厚さ１０７が減少した太陽電池は、縁部に亀裂又は更には微小亀裂が入る傾向がより高いため、これは、図８の薄い太陽電池１００に特に当てはまる。

【0032】

図９は、図１〜図８の太陽電池の斜視図を図示する。上述のように、太陽電池は、シリコン基板１０２を含む。一実施形態では、シリコン基板１０２の厚さ１０５は、厚い、すなわち１４０μｍを超える。別の実施形態では、シリコン基板１０２の厚さ１０７は、薄い、すなわち５０〜１４０μｍの範囲である。シリコン基板１０２は、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２を含む。第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２の上に、第１の誘電体層１２６が形成される。一実施形態では、第１の相互嵌合したコンタクトフィンガー１６０及び第２の相互嵌合したコンタクトフィンガー１６２は、コンタクトホール１７０を通して、第１のドープ領域１２０及び第２のドープ領域１２２に連結される。図９は、太陽電池１００の側縁部に沿って形成された保護膜１５０、１５２を示す。

【0033】

図１０を参照すると、太陽電池を製作するための方法の別の実施形態が示されている。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面２１２と、前面２１２と反対の裏面２１０と、４つの側縁部とを有する太陽電池２００を提供する工程を含む。本方法は、シリコン基板２０２を含む太陽電池２００の裏面２１０上に、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２を形成する工程を含む。一実施形態では、シリコン基板２０２は、ポリシリコン又は多結晶質である。別の実施形態では、シリコン基板２０２の厚さ２０５は、５０〜１４０μｍの範囲である。別の実施形態では、シリコン基板２０２の厚さ２０５は、１４０μｍを超える。更に別の実施形態では、第１のドープ領域２２０は、連続する拡散領域を含み、第２のドープ領域２２２は、点在する拡散領域を含み、連続する拡散領域２２０は、点在する拡散領域２２２のそれぞれを包囲する。更に別の実施形態では、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２は、熱プロセスによって形成される。一実施形態では、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２の上に、両方の領域の保護障壁としての機能を果たす酸化物層が堆積される。別の実施形態では、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２はそれぞれ、ドーピング材料を含むが、ドーピング材料は、ホウ素等のｐ型ドーパント又はリン等のｎ型ドーパントに限定されない。第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２の形成に続き、太陽電池の縁部に沿って、第１の保護膜２５０、２５２が形成される。本方法は、第１の誘電体層２２６を形成する前に、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２の上に、第１の誘電体層２２６を形成する工程を含む。一実施形態では、第１の誘電体層２２６は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）で構成される。本方法は、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２、並びに第１の誘電体層２２６の上に、第２の保護膜２５４を形成する工程を含む。別の実施形態では、上述のように、第１の保護膜２５０、２５２及び第２の保護膜２５４の両方の弾性係数は、少なくとも３ＧＰａである。本方法は、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２を露出させ、第１の誘電体層２２６及び第２の保護膜２５４を通る、コンタクトホール２７０を形成する工程を更に含む。更に別の実施形態では、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー２６０及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー２６２を形成するために、電気めっきプロセスが使用される。更に別の実施形態では、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー２６０及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー２６２は、コンタクトホール２７０を通して、それぞれ第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２に電気的に連結される。更に別の実施形態では、第１の保護膜２５０、２５２は、第２の保護膜２５４の適用とは別の第１の印刷プロセスで適用される。一実施形態では、第１の保護膜２５０、２５２の第１の印刷プロセスは、第２の保護膜２５４の適用の前に実施される。別の実施形態では、第２の保護膜２５４は、電気めっきプロセスの前に適用される。更に別の実施形態では、第１の膜２５０、２５２及び第２の膜２５４の両方は、太陽電池２００の全体にわたり、亀裂を低減するように適合され、両方の保護膜２５０、２５２、２５４は、機械的応力に対する構造的一体性を向上させる。別の実施形態では、太陽放射光の収集を増加させるために、太陽電池２００の前面２１２上に、非平坦化領域を形成することができる。非平坦化領域２２０とは、入射光を散乱させて、太陽電池２００の表面で反射して戻る光の量を減少させるための規則的又は不規則な形状の表面を有する領域である。更に別の実施形態では、太陽電池２００の前面２１２上の非平坦化領域上に、第２の誘電体層を形成することができる。更に別の実施形態では、第２の誘電体層は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）で構成される。更に別の実施形態では、第１の誘電体層及び第２の誘電体層は、反射防止層である。

【0034】

図１１は、図１０の太陽電池の斜視図を図示する。上述のように、太陽電池２００は、シリコン基板２０２を含む。一実施形態では、シリコン基板２０２の厚さ２０５は、厚い、すなわち１４０μｍを超える。別の実施形態では、シリコン基板２０２の厚さ２０５は、薄い、又は５０〜１４０μｍの範囲である。シリコン基板２０２は、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２を含む。第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２の上に、第１の誘電体層２２６が形成される。一実施形態では、第１の相互嵌合したコンタクトフィンガー２６０及び第２の相互嵌合したコンタクトフィンガー２６２は、コンタクトホール２７０を通して、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２に連結される。図１１は、太陽電池２００の側縁部に沿って形成された第１の保護膜２５０、２５２を示す。図１１はまた、第１のドープ領域２２０及び第２のドープ領域２２２の上の第２の保護膜２５４、並びに第２の相互嵌合したコンタクトフィンガー２６２を第１のドープ領域２２０に接触しないように分離させる第１の誘電体層２２６も示す。

【0035】

図１２は、太陽電池を製作するための更に別の方法を図示する。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面３１２と、前面３１２と反対の裏面３１０と、４つの側縁部とを有する太陽電池３００を提供する工程を含む。本方法は、シリコン基板３０２を含む太陽電池３００の裏面上に、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２を形成する工程を含む。一実施形態では、シリコン基板３０２は、ポリシリコン又は多結晶質である。一実施形態では、シリコン基板３０２の厚さ３０５は、５０〜１４０μｍの範囲である。別の実施形態では、シリコン基板３０２の厚さ３０５は、１４０μｍを超える。第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２の両方は、相互嵌合したパターンの拡散領域を含む。一実施形態では、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２は、熱プロセスによって形成される。別の実施形態では、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２の上に、両方の領域の保護障壁としての機能を果たす酸化物層が堆積される。更に別の実施形態では、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２はそれぞれ、ドーピング材料を含むが、ドーピング材料は、ホウ素等のｐ型ドーパント又はリン等のｎ型ドーパントに限定されない。前述されるように、本発明の一実施形態は、任意の適切なプロセスを使用して形成される、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２の両方を含む。本方法は、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２の上に第１の誘電体層３２６を形成する工程を更に含む。一実施形態では、第１の誘電体層３２６は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）で構成される。本方法は、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２を露出させるために、第１の誘電体層３２６を通る第１及び第２の複数のコンタクトホール３７０を形成する工程を含む。一実施形態では、第１の保護膜３５０、３５２の弾性係数は、少なくとも３ＧＰａである。別の実施形態では、太陽電池３００の側縁部に沿って第１の保護膜３５０、３５２を適用することは、亀裂を防止し、機械的応力に対する構造的一体性を向上させる。更に別の実施形態では、コンタクトホール３７０は、レーザーアブレーション加工を含むがこれに限定されない、アブレーション加工プロセスによって形成される。本方法は、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー３６０及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー３６２を形成するために、電気めっきプロセスを実施する工程を含み、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー３６０及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー３６２は、コンタクトホール３７０を通して、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２にそれぞれ電気的に連結される。一実施形態では、太陽放射光の収集を増加させるために、太陽電池３００の前面３１２上に、非平坦化領域を形成することができる。非平坦化領域３２０とは、入射光を散乱させて、太陽電池３００の表面で反射して戻る光の量を減少させるための規則的又は不規則な形状の表面を有する領域である。更に別の実施形態では、太陽電池３００の前面３１２上の非平坦化領域上に、第２の誘電体層を形成することができる。更に別の実施形態では、第２の誘電体層は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）で構成される。更に別の実施形態では、第１の誘電体層及び第２の誘電体層は、反射防止層である。

【0036】

図１３を参照すると、図１２の太陽電池の斜視図が示されている。上述のように、太陽電池３００は、シリコン基板３０２を含む。シリコン基板３０２の厚さ３０５は、厚い、すなわち１４０μｍを超える厚さであり得る。シリコン基板３０２の厚さ３０５は、薄い、すなわち５０〜１４０μｍの範囲の厚さであってもよい。シリコン基板３０２は、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２を含む。第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２の上に、第１の誘電体層３２６が形成される。一実施形態では、第１の相互嵌合したコンタクトフィンガー３６０及び第２の相互嵌合したコンタクトフィンガー３６２は、コンタクトホール３７０を通して、第１のドープ領域３２０及び第２のドープ領域３２２に連結される。一実施形態では、コンタクトホール３７０は、レーザーアブレーション加工を含むがこれに限定されない、アブレーション加工プロセスによって形成される。図１３は、太陽電池３００の側縁部に沿って形成された第１の保護膜３５０、３５２を示す。

【0037】

図１４は、太陽電池を製作する更に別の方法を図示する。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面４１２と、前面４１２と反対の裏面４１０と、４つの側縁部とを有する太陽電池４００を提供する工程を含む。本方法は、シリコン基板４０２を含む太陽電池４００の裏面上に、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２を形成する工程を含む。一実施形態では、シリコン基板４０２は、ポリシリコン又は多結晶質である。別の実施形態では、シリコン基板４０２の厚さ４０５は、５０〜１４０μｍの範囲である。更に別の実施形態では、シリコン基板４０２の厚さ４０５は、１４０μｍを超える。更に別の実施形態では、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２は、熱プロセスによって形成される。一実施形態では、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２の上に、両方の領域の保護障壁としての機能を果たす酸化物層が堆積される。別の実施形態では、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２はそれぞれ、ドーピング材料を含むが、ドーピング材料は、ホウ素等のｐ型ドーパント又はリン等のｎ型ドーパントに限定されない。本方法は、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２上に第１の誘電体層４２６を形成する工程を含む。一実施形態では、第１の誘電体層４２６は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）で構成される。本方法は、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２を形成する前に、シリコン基板４０２の上に第２の誘電体層４２４を形成する工程を含む。一実施形態では、第２の誘電体層４２４は、トンネル酸化物で構成される。別の実施形態では、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２の両方は、相互嵌合したパターンの拡散領域を含む。一実施形態では、第１のドープ領域及び第２のドープ領域は、むしろ第１のドープポリシリコン領域及び第２のドープポリシリコン領域である。本方法は、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２の両方を分離し、それによって接合面での再結合を低減するためのトレンチ領域４７２を形成する工程を含む。一実施形態では、トレンチ領域４７２は、太陽電池４００の裏面４１０からの光の更なる収集のための非平滑化表面を含む。本方法は、第１の誘電体層４２６を通って、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２上に、第１及び第２の複数のコンタクトホール４７０を形成する工程を含む。本方法は、太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、第１の保護膜４５０、４５２を形成する工程を含む。一実施形態では、第１の保護膜４５０、４５２の弾性係数は、少なくとも３ＧＰａである。別の実施形態では、第１の保護膜４５０、４５２を適用することは、太陽電池の少なくとも１つの側縁部４００付近の亀裂を防止し、機械的応力に対する構造的一体性を向上させる。本方法は、化学エッチング、アブレーション加工、又は任意の産業標準のリソグラフィプロセスによって、コンタクトホール４７０を形成する工程を含む。本方法は、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー４６０及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー４６２を形成するために、電気めっきプロセスを実施する工程を含み、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー４６０及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー４６２は、それぞれ第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２上の第１の誘電体層４２６を通して、コンタクトホール４７０に電気的に連結される。一実施形態では、太陽放射光の収集を増加させるために、太陽電池４００の前面４１２上に、非平坦化領域を形成することができる。非平坦化領域４２０とは、入射光を散乱させて、太陽電池４００の表面で反射して戻る光の量を減少させるための規則的又は不規則な形状の表面を有する領域である。更に別の実施形態では、太陽電池４００の前面４１２上の非平坦化領域上に、第３の誘電体層を形成することができる。更に別の実施形態では、第３の誘電体層は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）で構成される。更に別の実施形態では、第１の誘電体層４２６及び第３の誘電体層は、反射防止層である。

【0038】

図１５を参照すると、図１４の太陽電池の斜視図が示されている。上述のように、太陽電池４００は、シリコン基板４０２を含む。一実施形態では、シリコン基板４０２の厚さ４０５は、厚い、すなわち１４０μｍを超える。別の実施形態では、シリコン基板４０２の厚さ４０５は、薄い、すなわち５０〜１４０μｍの範囲である。シリコン基板４０２は、第１のドープ領域４２０と、第２のドープ領域４２２とを含む。第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２の上に、第１の誘電体層４２６が形成される。トレンチ領域４７２が示されており、トレンチ領域４７２は、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２の両方を分離し、それによって接合面での再結合を低減する。一実施形態では、トレンチ領域４７２は、太陽電池４００の裏面４１０からの光の更なる収集のための非平滑化表面を含む。一実施形態では、第１の相互嵌合したコンタクトフィンガー４６０及び第２の相互嵌合したコンタクトフィンガー４６２は、コンタクトホール４７０を通して、第１のドープ領域４２０及び第２のドープ領域４２２に連結される。一実施形態では、コンタクトホール４７０は、レーザーアブレーション加工を含むがこれに限定されない、アブレーション加工プロセスによって形成される。図１５は、太陽電池４００の側縁部に沿って形成された第１の保護膜４５０、４５２を示す。

【0039】

図１６は、太陽電池に金属をめっきする方法を図示する。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面５１２と、前面５１２と反対の裏面５１０と、４つの側縁部とを有する太陽電池５００を提供する工程を含む。太陽電池は、太陽電池５００の裏面上に、第１のドープ領域５２０及び第２のドープ領域５２２を含み、太陽電池５００は、シリコン基板５０２を含む。一実施形態では、シリコン基板５０２は、ポリシリコン又は多結晶質である。別の実施形態では、第１のドープ領域５２０及び第２のドープ領域５２２は、熱プロセスによって形成される。更に別の実施形態では、第１のドープ領域５２０及び第２のドープ領域５２２の上に、両方の領域の保護障壁としての機能を果たす酸化物層が堆積される。更に別の実施形態では、第１のドープ領域５２０及び第２のドープ領域５２２はそれぞれ、ドーピング材料を含むが、ドーピング材料は、ホウ素等のｐ型ドーパント又はリン等のｎ型ドーパントに限定されない。一実施形態では、第１のドープ領域５２０及び第２のドープ領域５２２は、むしろ第１のドープポリシリコン領域及び第２のドープポリシリコン領域である。別の実施形態では、太陽電池５００は、太陽電池５００の前面５１２上に、非平坦化領域を含む。更に別の実施形態では、第１のドープ領域５２０及び第２のドープ領域５２２の上に、第１の誘電体層５２６が堆積される。更に別の実施形態では、非平坦化領域の上に、第２の誘電体層が堆積される。本方法は、太陽電池５００の少なくとも１つの側縁部に沿って、第１の保護膜５５０、５５２を形成する工程を含む。本方法は、化学エッチング、アブレーション加工、又は任意の産業標準のリソグラフィプロセスによって、コンタクトホール５７０を形成する工程を含む。本方法は、図６で記載されるものと同様の電気めっきプロセスによって、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー５６０及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガー５６２を形成する工程を含む。一実施形態では、本方法は、電気めっき浴５８２と、めっき浴筐体５８４とを含む電気めっき機構５８０を提供する工程を含む。継続実施形態では、本方法はまた、ホルダー及び複数の固定具によって、太陽電池５００を懸垂する工程も含む。別の実施形態では、本方法は、導線又は相互接続５８８によって外部電源に接続されたアノード５８６を提供する工程を更に含む。継続実施形態では、本方法はまた、電気めっき浴５８２内で、外部電源と連結されたアノード５８６によって提供される電流を誘導する工程も含み、これは、浴内の電子が流動することを可能にし得、更に、銅、スズ、アルミニウム、銀、金、クロム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、又は白金等であるがこれらに限定されない、金属の電気めっきを可能にし得る。更に別の実施形態では、本方法は、アノード５８６から電気めっき浴５８２内に分散した第１の金属イオン５６６及び第２の金属イオン５６８を、第１のドープ領域５２０及び第２のドープ領域５２２にめっきすることによって、第１のドープ領域５２０及び第２のドープ領域５２２上のコンタクトホール５７０を通る第１の相互嵌合したコンタクトフィンガー５６０並びに第２の相互嵌合したコンタクトフィンガー５６２を形成するために、電気めっきプロセスを実施する工程を含む。

【0040】

図１７を参照すると、力例に曝されている太陽電池の縁部の断面図が示されている。太陽電池６００は、上記の太陽電池と同様に、通常動作中に太陽を向く前面６１２と、前面６１２と反対の裏面６１０と、少なくとも１つの側縁部とを有する。また、図１７の太陽電池６００は、シリコン基板６０２及びドープ領域６２４も含み、このシリコン基板６０２の厚さ６０４は、１４０μｍを超える。図１７は、厚さ６０４のシリコン基板６０２の縁部に作用する力例６０６を示し、この力６０６は、シリコン基板６０２の側縁部に亀裂を入れる（６０７）のにのみ十分である。

【0041】

図１８及び図１９は、図１７と同一の力例を経験している別の太陽電池の縁部の断面図を図示する。図１７と同様に、図１８の太陽電池６００は、シリコン基板６０２を有し、シリコン基板の厚さ６０５は、５０〜１４０μｍの範囲内である。図１８は、図１７と同一の力例６０６に曝されている太陽電池６００を示す。ウェハの厚さ６０５及び力の大きさの結果として、亀裂６０８は、側縁部から太陽電池６００の前面６１２及び裏面６１０に拡大する機会を有する。図１９は、結果が、ドープ領域６２４を含むシリコン基板６０２の破損６０９にも繋がり得ることを図示する。別の実施例では、力例６０６は、太陽電池の製作、輸送、又は太陽モジュールの製造中の太陽電池の取り扱いによる機械的応力によるものである可能性がある。

【0042】

機械的応力が誘発する欠陥による販売可能製品の損失は、機械的歩留りの観点で測定される。機械的歩留りは、太陽電池の製造プロセスの非常に重要な部分である。より高い機械的歩留り損失は、より少ない太陽電池製品が生産されることを意味する。したがって、本発明者らは、保護膜６５０を使用して、太陽電池の縁部を機械的力６０８から保護することを提案し、直接的結果は、所与の太陽電池の製造プロセスにおいて、販売可能製品の歩留りを上げるであろう。

【0043】

図２０を参照すると、本発明の一実施形態の太陽電池が示されている。図１７〜図１９で述べられたように、太陽電池６００は、上記の太陽電池と同様に、通常動作中に太陽を向く前面６１２と、前面６１２と反対の裏面６１０と、少なくとも１つの側縁部とを有する。また、太陽電池６００は、シリコン基板６０２及びドープ領域６２４も含み、シリコン基板６０２の厚さは、厚さ６１１である。また、太陽電池は、少なくとも１つの側縁部に沿って堆積された保護膜６５０も含む。前述されるように、硬化する工程を含む、絶縁材料を適用することによって保護膜６５０を形成する工程は、適用プロセスによって様々であり得る。一実施形態では、太陽電池の前面６１２及び裏面６１０に沿った、一般的に望ましい適用厚さ６３４、６３６は、最大で１ミリメートルである。別の実施形態では、太陽電池の縁部から外向きに延在する保護膜６５０の厚さ６５４、６５３は、保護膜６５０の凝集特性に依存し、一方、太陽電池の前面６１２及び裏面６１０上の保護膜の高さ６４６、６４８は、５０〜１００μｍの範囲であるが、これに限定されない。いくつかの実施形態では、太陽電池６００の前面６１２の厚さ６３６、高さ６４８、及び厚さ６５３の領域は、厚さ６３４、高さ６４６、及び厚さ６５４の側縁部に沿った保護膜６５０のみが太陽電池の裏面に残るように除去される。別の実施形態では、太陽電池６００の裏面６１０の厚さ６３４、高さ６４６、及び厚さ６５４の領域は、太陽電池の前面６１２の厚さ６３６、高さ６４８、及び厚さ６５３の側縁部に沿った保護膜６５０のみが存在するように除去される。図２０は、シリコン基板６０２の縁部に作用する力例６１３を示し、保護膜６５０は、太陽電池６００のシリコン基板６０２の少なくとも１つの側縁部に沿った亀裂、欠け、及び破損を防止する。

【0044】

図２１〜図２３は、本発明の実施形態による、太陽電池を製造するための方法のフロー図を示す。図２１〜図２３の方法の工程は、示されている順序で実施されてもよく、又は本発明の利点が損なわれることなく、いくつかの他の順序で実施され得る。

【0045】

図２１の方法は、太陽電池のシリコン基板上に、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程（工程７０１）を含み得る。太陽電池の少なくとも１つの側縁部上に、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料が形成され、第１の絶縁材料は、弾性係数が少なくとも３ＧＰａの第１の保護膜を形成する。（工程７０２）。第１のドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーが形成される（工程７０３）。第２のドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーが形成される（工程７０４）。

【0046】

図２２の方法は、厚さが５０〜１４０μｍの範囲の薄いシリコン基板上に、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程（工程７１１）を含み得る。太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料が堆積され、絶縁材料は、弾性係数が少なくとも３ＧＰａであり、ガラス転移温度が少なくとも摂氏２５０度の第１の保護膜を形成する（工程７１２）。電気めっきプロセスによって、第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーが形成され、第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーは、第１のドープ領域及び第２のドープ領域に電気的に連結される（工程７１３）。

【0047】

図２３の方法は、太陽電池の裏面上の薄いシリコン基板上に、Ｐ型及びＮ型ドープ領域を形成する工程（工程７２１）を含み得る。太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、ポリイミドペーストが堆積される（工程７２２）。太陽電池の少なくとも１つの側縁部上に、ポリイミド膜が形成される（工程７２３）。Ｐ型ドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーが形成される（工程７２４）。Ｎ型ドープ領域（単数又は複数）に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーが形成される（工程７２５）。

【0048】

少なくとも１つの例示的実施形態が、上述の発明を実施するための形態で提示されてきたが、数多くの変型が存在することを認識するべきである。本明細書に記載する例示的実施形態は、特許請求される主題の範囲、適用性、又は構成を限定する意図が全くないこともまた、認識するべきである。むしろ、上述の発明を実施するための形態は、当業者に、説明される実施形態を実践するための簡便な指針を提供するものである。本特許出願が出願される時点で既知の等価物、及び予見可能な等価物を含む、特許請求の範囲によって規定される範囲から逸脱することなく、諸要素の機能及び配置に、様々な変更が実施可能であることを理解するべきである。
［項目１］
太陽電池を製造するための方法であって、上記太陽電池が、通常動作中に太陽を向く前面と、上記前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有し、上記方法が、
上記太陽電池の上記裏面上に、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程と、
上記太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を形成する工程であって、上記第１の絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ＧＰａの第１の保護膜を形成する、工程と、
上記第１のドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程と、
上記第２のドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程と、を含む、方法。
［項目２］
上記第１のドープ領域を形成する工程が、連続する拡散領域を形成する工程を含み、
上記第２のドープ領域を形成する工程が、それぞれが上記連続する拡散領域によって包囲される、点在する拡散領域を形成する工程を含み、上記方法が、
上記第１のドープ領域と上記第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーとの間に、印刷可能な懸濁液中の第２の絶縁材料を形成する工程であって、上記第２の絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ＧＰａの第２の保護膜を形成する、工程を更に含む、項目１に記載の方法。
［項目３］
印刷可能な懸濁液中の上記第１の絶縁材料及び上記第２の絶縁材料が、同一の材料である、項目２に記載の太陽電池。
［項目４］
上記第１のドープ領域及び上記第２のドープ領域を形成する工程が、相互嵌合したパターンの第１の拡散領域及び第２の拡散領域を形成する工程を含み、上記方法が、
上記第１の拡散領域を上記第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーに電気的に連結することを可能にするために、第１の誘電体層を通る第１の複数のコンタクトホールをアブレーション加工する工程と、
上記第２の拡散領域を上記第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーに電気的に連結することを可能にするために、上記第１の誘電体層を通る第２の複数のコンタクトホールをアブレーション加工する工程と、を更に含む、項目１に記載の方法。
［項目５］
上記第１のドープ領域及び上記第２のドープ領域を形成する工程が、相互嵌合したパターンの第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程を含み、上記方法が、
上記シリコン基板と上記第１のドープ領域及び上記第２のドープ領域との間に第１の誘電体層を形成する工程と、
上記第１のドープ領域と上記第２のドープ領域との間にトレンチ領域をエッチングする工程と、
上記トレンチ領域内に第２の誘電体層を形成する工程と、を更に含む、項目１に記載の方法。
［項目６］
上記第１の保護膜の弾性係数が、３ＧＰａである、項目１に記載の方法。
［項目７］
上記第１の保護膜のガラス転移温度が、少なくとも摂氏２５０度である、項目１に記載の方法。
［項目８］
上記第１の保護膜の伸長破断点が、１３パーセントである、項目１に記載の方法。
［項目９］
第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程が、電気めっきプロセスを実施する工程を含み、上記側縁部に沿った上記第１の保護膜が、上記電気めっきプロセス中に、上記太陽電池の少なくとも１つの縁部を、金属でめっきされることから保護するように適合される、項目１に記載の方法。
［項目１０］
第１の保護膜を形成する工程が、上記太陽電池の上記少なくとも１つの側縁部に沿って上記第１の保護膜を形成するように、上記第１の絶縁材料を熱硬化する工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目１１］
印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を形成する工程が、ポリマー材料を堆積させる工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目１２］
印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を形成する工程が、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を堆積させる工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目１３］
印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を形成する工程が、ポリイミドを堆積させる工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目１４］
上記第１のドープ領域及び上記第２のドープ領域を形成する工程が、ホウ素及びリンからなる群から選択されるドーパントを上記シリコン基板にドーピングする工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目１５］
上記少なくとも１つの側縁部上に印刷可能な懸濁液中の上記第１の絶縁材料を形成する工程が、印刷可能な懸濁液中の上記第１の絶縁材料を少なくとも１つの側縁部上にスクリーン印刷する工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目１６］
少なくとも１つの側縁部上に印刷可能な懸濁液中の上記第１の絶縁材料を形成する工程が、縁部コーティングプロセスを使用して、印刷可能な懸濁液中の上記第１の絶縁材料を上記太陽電池の上記少なくとも１つの側縁部上に堆積させる工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目１７］
太陽電池を製造するための方法であって、上記太陽電池が、通常動作中に太陽を向く前面と、上記前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有し、上記方法が、
厚さが５０〜１４０μｍの範囲の薄いシリコン基板上に、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する工程と、
上記太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、印刷可能な懸濁液中の第１の絶縁材料を堆積させる工程であって、上記絶縁材料が、弾性係数が少なくとも３ＧＰａであり、ガラス転移温度が少なくとも摂氏２５０度の第１の保護膜を形成する、工程と、
電気めっきプロセスによって、第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程であって、上記第１及び第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーが、上記第１のドープ領域及び上記第２のドープ領域に電気的に連結される、工程と、を含む、方法。
［項目１８］
印刷可能な懸濁液中の上記第１の絶縁材料を堆積させる工程が、上記第１の絶縁材料を、少なくとも１つの側縁部上に、最大で１ミリメートルの厚さで上記太陽電池の上記前面及び裏面の内側部分に向かって堆積させる工程を含む、項目１７に記載の方法。
［項目１９］
第１の保護膜を形成する工程が、熱硬化プロセスを含み、上記熱硬化プロセスが、
第１の硬化期間にわたり、温度を第１の硬化温度から第２の硬化温度に上昇させる工程と、
第２の硬化期間、上記硬化温度を維持する工程と、
第３の硬化期間にわたり、上記温度を上記第２の硬化温度から上記第１の硬化温度に降下させて戻す工程と、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目２０］
太陽電池を製造するための方法であって、上記太陽電池が、通常動作中に太陽を向く前面と、上記前面と反対の裏面と、４つの側縁部とを有し、上記方法が、
上記太陽電池の上記裏面上の薄いシリコン基板上に、Ｐ型及びＮ型ドープ領域を形成する工程と、
上記太陽電池の少なくとも１つの側縁部に沿って、ポリイミドペーストを堆積させる工程と、
上記太陽電池の上記少なくとも１つの側縁部上に、ポリイミド膜を形成する工程と、
上記Ｐ型ドープ領域に電気的に連結される、第１の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程と、
上記Ｎ型ドープ領域に電気的に連結される、第２の複数の相互嵌合した金属製のコンタクトフィンガーを形成する工程と、を含む、方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】