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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024018841
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法
(51)【国際特許分類】
H01L 31/18 20060101AFI20240201BHJP
H01L 31/0224 20060101ALI20240201BHJP
H01L 31/068 20120101ALI20240201BHJP
【ＦＩ】
H01L31/04 440
H01L31/04 262
H01L31/06 300
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022167418
(22)【出願日】2022-10-19
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-12-06
(31)【優先権主張番号】202210892920.3
(32)【優先日】2022-07-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】519095522
【氏名又は名称】ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド
(71)【出願人】
【識別番号】512083920
【氏名又は名称】晶科能源股分有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】▲費▼ 志良
(72)【発明者】
【氏名】▲張▼ ▲寧▼
(72)【発明者】
【氏名】邱 彦▲凱▼
(72)【発明者】
【氏名】▲羅▼ 芳燕
【テーマコード（参考）】
5F151
5F251
【Ｆターム（参考）】
5F151AA02
5F151CB18
5F151DA03
5F151FA14
5F151GA04
5F151GA14
5F251AA02
5F251CB18
5F251DA03
5F251FA14
5F251GA04
5F251GA14
(57)【要約】
【課題】本発明は、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法を開示する。
【解決手段】前記方法は、レーザスポットがシリコンウェハの表面に照射し、選択的エミッタを形成するために用いられ、第１のエッジと中心線との間に、複数のレーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、Ｍ個のスポット行が第２の方向に沿って配列されることと、Ｍ個のスポット行が第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、サブスポット領域が少なくとも１つのスポット行を含み、各サブスポット領域内のレーザスポットの面積が同じであることと、中心線が第１のエッジに向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域内のレーザスポットの面積が徐々に増大することとを含む。
【選択図】図１
【解決手段】前記方法は、レーザスポットがシリコンウェハの表面に照射し、選択的エミッタを形成するために用いられ、第１のエッジと中心線との間に、複数のレーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、Ｍ個のスポット行が第２の方向に沿って配列されることと、Ｍ個のスポット行が第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、サブスポット領域が少なくとも１つのスポット行を含み、各サブスポット領域内のレーザスポットの面積が同じであることと、中心線が第１のエッジに向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域内のレーザスポットの面積が徐々に増大することとを含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のエッジと、前記第１のエッジと平行である中心線とを含むシリコンウェハを提供することと、
前記シリコンウェハの表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザスポットが前記シリコンウェハの表面に照射し、選択的エミッタを形成するために用いられ、前記第１のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記スポット行の延在方向が前記第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個の前記スポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、前記第２の方向が前記第１の方向と交差することと、
Ｍ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、前記サブスポット領域が少なくとも１つの前記スポット行を含み、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであることと、
前記中心線が前記第１のエッジに向かう方向に沿って、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大することとを含む、ことを特徴とする、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
前記シリコンウェハの表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザスポットが前記シリコンウェハの表面に照射し、選択的エミッタを形成するために用いられ、前記第１のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記スポット行の延在方向が前記第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個の前記スポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、前記第２の方向が前記第１の方向と交差することと、
Ｍ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、前記サブスポット領域が少なくとも１つの前記スポット行を含み、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであることと、
前記中心線が前記第１のエッジに向かう方向に沿って、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大することとを含む、ことを特徴とする、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項2】
各前記サブスポット領域が一つの前記スポット行のみを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項3】
各前記サブスポット領域が少なくとも２つの前記スポット行を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項4】
前記シリコンウェハが第２のエッジをさらに含み、前記第２のエッジと前記第１のエッジとが前記第２の方向に沿って対向して設けられ、
前記第２のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが前記第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列され、Ｐが正の整数であり且つＰ＞１であり、
Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＱ個のサブスポット領域を含み、Ｑが正の整数であり且つ１＜Ｑ≦Ｐであり、前記サブスポット領域が少なくとも１つの前記スポット行を含み、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであり、
前記中心線が前記第２のエッジに向かう方向に、前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大する、ことを特徴とする請求項１に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
前記第２のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが前記第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列され、Ｐが正の整数であり且つＰ＞１であり、
Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＱ個のサブスポット領域を含み、Ｑが正の整数であり且つ１＜Ｑ≦Ｐであり、前記サブスポット領域が少なくとも１つの前記スポット行を含み、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであり、
前記中心線が前記第２のエッジに向かう方向に、前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大する、ことを特徴とする請求項１に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項5】
前記中心線と前記第１のエッジとの間の前記レーザスポットが第１のスポット領域を形成し、前記中心線と前記第２のエッジとの間の前記レーザスポットが第２のスポット領域を形成し、前記第１のスポット領域と前記第２のスポット領域とが前記中心線に対して対称である、ことを特徴とする請求項４に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項6】
前記レーザスポットが円形である、ことを特徴とする請求項１に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項7】
レーザの前記シリコンウェハでの彫刻速度、レーザパワー、レーザ周波数および前記レーザ出射時に経過したレンズの焦点距離を調整して、前記レーザスポットの直径を調整する、ことを特徴とする請求項６に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項8】
前記中心線から離れた前記レーザスポットの前記雕刻速度の範囲が２００００～２４０００ｍｍ／ｓであり、前記レーザパワーの範囲が２９～３１Ｗであり、前記レーザ周波数が２３０～２７０ＫＨＺであり、前記焦点距離の範囲が３００００～３８０００ｍｍである、ことを特徴とする請求項７に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項9】
前記中心線に近い前記レーザスポットの前記雕刻速度の範囲が２００００～２４０００ｍｍ／ｓであり、前記レーザパワーの範囲が２８～３０Ｗであり、前記レーザ周波数が２７０～３３０ＫＨＺであり、前記焦点距離の範囲が２８０００～３５０００ｍｍである、ことを特徴とする請求項７に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【請求項10】
前記レーザスポットの直径の範囲が３５～１３０μｍである、ことを特徴とする請求項６に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は太陽電池の技術分野に関し、より具体的には、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、化石燃料の連続減少および環境への悪影響に伴い、太陽エネルギは無汚染かつ再生可能なエネルギとして、その研究および利用が急速に発展している。
【0003】
光起電力産業が継続的に発展し、光起電力モジュールの高効率電池に対するニーズが大きくなり、高効率電池の工業化生産において、選択的エミッタ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｅｍｉｔｔｅｒ ＳＥ）電池技術が広く適用され、選択的エミッタ電池の構造特徴は、レーザを利用してスクリーン金属グリッド線接触領域で重ドーピングを実現し、スクリーン金属グリッド線非接触領域で軽ドーピングを行うことであり、このような構造は、拡散層の複合を低下させ、光ファイバの短波効果を向上させ、短絡電流、開放電圧等を改善することができる。
【0004】
選択的エミッタ電池の製造プロセスにおいて、レーザスポットとスクリーン金属グリッド線の位置合わせ状況を平衡化する必要が不可避的であり、例えば、レーザスポットが大きいほど、重ドーピングの領域が大きくなり、金属グリッド線とスポットの位置合わせが容易になるが、レーザスポットが大きすぎると、選択的エミッタ電池の開放電圧に影響を与え、選択的エミッタ電池の発電効率を低下させる。レーザスポットが小さいほど、金属グリッド線とレーザスポットの対応精度の要求が高くなる。
【0005】
したがって、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法を続けて提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
これに鑑みて、本発明は、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法を提供し、前記方法は、
第１のエッジと、前記第１のエッジと平行である中心線とを含むシリコンウェハを提供することと、
前記シリコンウェハの表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザスポットが前記シリコンウェハの表面に照射し、選択的エミッタを形成するために用いられ、前記第１のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記スポット行の延在方向が前記第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個の前記スポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、前記第２の方向が前記第１の方向と交差することと、
Ｍ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、前記サブスポット領域が少なくとも１つの前記スポット行を含み、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであることと、
前記中心線が前記第１のエッジに向かう方向に沿って、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大することとを含む。
第１のエッジと、前記第１のエッジと平行である中心線とを含むシリコンウェハを提供することと、
前記シリコンウェハの表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザスポットが前記シリコンウェハの表面に照射し、選択的エミッタを形成するために用いられ、前記第１のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記スポット行の延在方向が前記第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個の前記スポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、前記第２の方向が前記第１の方向と交差することと、
Ｍ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、前記サブスポット領域が少なくとも１つの前記スポット行を含み、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであることと、
前記中心線が前記第１のエッジに向かう方向に沿って、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大することとを含む。
【0007】
従来技術と比べて、本発明による選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法は、少なくとも以下の有益な効果を実現する。
【0008】
本発明による選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法において、第１のエッジと中心線との間に、複数のレーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、スポット行の延在方向が第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個のスポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、第２の方向が第１の方向と交差し、Ｍ個のスポット行が第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、サブスポット領域が少なくとも１つのスポット行を含み、各サブスポット領域内のレーザスポットの面積が同じであり、中心線が第１のエッジに向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域内のレーザスポットの面積が徐々に増大する。金属グリッド線は一般的にスクリーン印刷を使用し、スクリーンのエッジのホットメルト接着剤の接着および耐用年数の増加により、エッジ位置の金属グリッド線の位置ずれを引き起こし、すなわち、エッジに位置する金属グリッド線の位置変化が大きく、中間位置の金属グリッド線の位置変化が小さいため、中間位置のレーザスポットの面積が小さく、エッジ位置のレーザスポットの面積が大きいように設計することにより、シリコンウェハと中間位置の選択的エミッとが接触する接触抵抗を低減させ、フィルファクタを向上させ、電池セルの効率を向上させることができるだけでなく、スクリーンの耐用年数が増加する時、エッジ位置の金属グリッド線とエッジ位置の選択的エミッタとの位置合わせが正確であることを満たすこともできる。
【0009】
当然のことながら、本発明を実施するいずれかの製品は必ずしも以上の全ての技術効果を同時に達成する必要があるとは限らない。
【0010】
以下、本発明の例示的な実施例を詳細に説明することにより、本発明の他の特徴およびその利点は明らかになる。
【0011】
明細書に組み合わせて明細書の一部を構成する図面は本発明の実施例を示し、かつその説明と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明による選択的エミッタのレーザスポットパターンである。
【図2】本発明による別の選択的エミッタのレーザスポットパターンである。
【図3】本発明による更なる別の選択的エミッタのレーザスポットパターンである。
【図4】本発明による更なる別の選択的エミッタのレーザスポットパターンである。
【図5】本発明による更なる別の選択的エミッタのレーザスポットパターンである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明の様々な例示的な実施例を詳細に説明する。注意すべきこととしては、特に具体的に説明しない限り、これら実施例において説明される部品およびステップの相対的な配置、数字表現式および数値は本発明の範囲を限定しない。
【0014】
以下、少なくとも１つの例示的な実施例に対する説明は実際に単に例示的なものであり、決して本発明およびその適用または使用に対する限定とされていない。
【0015】
関連分野の当業者に知られている技術、方法および機器について詳細に検討しない可能性があるが、適切な場合に、前記技術、方法および機器は明細書の一部と見なされるべきである。
【0016】
ここで示されて検討される全ての例において、任意の具体的な値は単に例示的なものであり、限定するものではないと解釈されるべきである。したがって、例示的な実施例の他の例は異なる値を有することができる。
【0017】
注意すべきこととしては、類似する符号およびアルファベットは以下の図面において類似する項目を示すため、ある項目が一つの図面において定義される場合、その後の図面においてそれをさらに検討する必要がない。
【0018】
図１および図２を参照すると、図１は本発明による選択的エミッタのレーザスポットパターンであり、図２は本発明による別の選択的エミッタのレーザスポットパターンであり、本発明による選択的エミッタと金属印刷との位置合わせを改善する方法の具体的な実施例を説明するために使用され、前記選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法は、
第１のエッジ２と、第１のエッジ２と平行である中心線３とを含むシリコンウェハ１を設けることと、
シリコンウェハ１の表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザスポット４がシリコンウェハ１の表面に照射し、選択的エミッタを形成するために用いられ、第１のエッジ２と中心線３との間に、複数のレーザスポット４が第１の方向Ｘに沿って配列されてスポット行５を形成し、スポット行５の延在方向が第１のエッジ２の延在方向と平行であり、Ｍ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、第２の方向Ｙが第１の方向Ｘと交差することと、
Ｍ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列されるＮ個のサブスポット領域６を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、サブスポット領域６が少なくとも１つのスポット行５を含み、各サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が同じであることと、
中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大することとを含む。
第１のエッジ２と、第１のエッジ２と平行である中心線３とを含むシリコンウェハ１を設けることと、
シリコンウェハ１の表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザスポット４がシリコンウェハ１の表面に照射し、選択的エミッタを形成するために用いられ、第１のエッジ２と中心線３との間に、複数のレーザスポット４が第１の方向Ｘに沿って配列されてスポット行５を形成し、スポット行５の延在方向が第１のエッジ２の延在方向と平行であり、Ｍ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、第２の方向Ｙが第１の方向Ｘと交差することと、
Ｍ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列されるＮ個のサブスポット領域６を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、サブスポット領域６が少なくとも１つのスポット行５を含み、各サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が同じであることと、
中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大することとを含む。
【0019】
説明すべきこととしては、ここの中心線３はシリコンウェハ１に実際に存在する線ではなく、中心線３は一本の仮想線である。シリコンウェハ１を提供し、シリコンウェハ１は単結晶シリコン、多結晶シリコンまたはアモルファスシリコンであってもよく、好ましくは単結晶シリコンを用いる。シリコンウェハ１の表面にテクスチャリングと拡散処理を行い、テクスチャリング前にシリコンウェハ１の表面を洗浄し、シリコンウェハ１の表面の不純物を除去することができ、テクスチャリングの過程においてシリコンウェハ１の表面にピラミッド構造を形成することにより、シリコンウェハ１の表面の反射率を低下させる。テクスチャリング後のシリコンウェハ１に拡散処理を行い、ＰＮ接合を形成する。レーザスポット４を用いて拡散後のシリコンウェハ１に重ドーピングを行い、レーザスポット４の面積の大きさは選択的エミッタのサイズを決定する。
【0020】
理解できることとしては、図１および図２を参照すると、図１および図２において第１のエッジ２と中心線３との間のレーザスポット４のパターンのみを示し、図１において各サブスポット領域６が少なくとも２つのスポット行５を含み、図２において各サブスポット領域６が一つのスポット行５のみを含むことのみを示し、当然のことながら、これに限定されず、図１および図２においてサブスポット領域６の数、サブスポット領域６に含まれるスポット行５の数、スポット行５に含まれるレーザスポット４の数、隣接する２つのレーザスポット４の間の間隔、隣接する２つのスポット行５の間のピッチおよび隣接する２つのサブスポット領域６の間のピッチは何れも単に模式的であり、これに限定されず、一部のサブスポット領域６が一つのスポット行５のみを含み、他の一部のサブスポット領域６が少なくとも２つのスポット行５を含んでもよく、本実施例はこれに限定されず、中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大することを満たすことができればよい。シリコンウェハ１のエッジ位置に近いほど、レーザスポット４の面積が大きくなり、これは、金属グリッド線のずれが大きい場合に、金属グリッド線と選択的エミッタとの位置合わせが正確であることを実現することに役立つ。
【0021】
従来技術と比較して、本発明による選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法は、少なくとも以下の利点を有する。
本発明による選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法において、第１のエッジ２と中心線３との間に、複数のレーザスポット４が第１の方向Ｘに沿って配列されてスポット行５を形成し、スポット行５の延在方向が第１のエッジ２の延在方向と平行であり、Ｍ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、第２の方向Ｙが第１の方向Ｘと交差する。Ｍ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列されるＮ個のサブスポット領域６を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、サブスポット領域６が少なくとも１つのスポット行５を含み、各サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が同じである。中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大する。金属グリッド線は一般的にスクリーン印刷を使用し、スクリーンのエッジのホットメルト接着剤の接着および耐用年数の増加により、エッジ位置の金属グリッド線の位置ずれを引き起こし、すなわち、エッジに位置する金属グリッド線の位置変化が大きく、中間位置の金属グリッド線の位置変化が小さいため、中間位置のレーザスポット４の面積が小さく、エッジ位置のレーザスポット４の面積が大きいように設計することにより、シリコンウェハ１と中間位置の選択的エミッタとが接触する接触抵抗を低減させ、フィルファクタを向上させ、電池セルの効率を向上させることができるだけでなく、スクリーンの耐用年数が増加する時、エッジ位置の金属グリッド線とエッジ位置の選択的エミッタとの位置合わせが正確であることを満たすこともできる。
本発明による選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法において、第１のエッジ２と中心線３との間に、複数のレーザスポット４が第１の方向Ｘに沿って配列されてスポット行５を形成し、スポット行５の延在方向が第１のエッジ２の延在方向と平行であり、Ｍ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、第２の方向Ｙが第１の方向Ｘと交差する。Ｍ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列されるＮ個のサブスポット領域６を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、サブスポット領域６が少なくとも１つのスポット行５を含み、各サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が同じである。中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大する。金属グリッド線は一般的にスクリーン印刷を使用し、スクリーンのエッジのホットメルト接着剤の接着および耐用年数の増加により、エッジ位置の金属グリッド線の位置ずれを引き起こし、すなわち、エッジに位置する金属グリッド線の位置変化が大きく、中間位置の金属グリッド線の位置変化が小さいため、中間位置のレーザスポット４の面積が小さく、エッジ位置のレーザスポット４の面積が大きいように設計することにより、シリコンウェハ１と中間位置の選択的エミッタとが接触する接触抵抗を低減させ、フィルファクタを向上させ、電池セルの効率を向上させることができるだけでなく、スクリーンの耐用年数が増加する時、エッジ位置の金属グリッド線とエッジ位置の選択的エミッタとの位置合わせが正確であることを満たすこともできる。
【0022】
いくつかの好ましい実施例において、引き続き図２を参照すると、各サブスポット領域６が一つのスポット行５のみを含む。
【0023】
理解できることとしては、各サブスポット領域６が一つのスポット行５のみを含み、各サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が同じであり、中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大し、すなわち、中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、各スポット行５のレーザスポット４の面積が徐々に増大する。レーザスポット４の面積徐変はさらに金属グリッド線が徐々にずれる状況に適応することができ、金属グリッド線と選択的エミッタとの位置合わせの正確性を保証し、シリコンウェハ１と中間位置の選択的エミッタとが接触する接触抵抗を低減させ、フィルファクタを向上させ、電池セルの効率を向上させることを保証することもできる。
【0024】
いくつかの好ましい実施例において、引き続き図１を参照すると、各サブスポット領域６が少なくとも２つのスポット行５を含む。
【0025】
理解できることとしては、各サブスポット領域６が少なくとも２つのスポット行５を含み、各サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が同じであり、中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大し、すなわち、中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、領域に分けでレーザスポット４のサイズ設計を行うことにより、エッジ位置の金属グリッド線のみがずれる状況により適応し、シリコンウェハ１と中間位置の選択的エミッタとが接触する接触抵抗が最小であることを保証することができ、これにより電池セルの効率を向上させる。
【0026】
いくつかの好ましい実施例において、図３、図４および図５を参照すると、図３は本発明による更なる別の選択的エミッタのレーザスポットパターンであり、図４は本発明による更なる別の選択的エミッタのレーザスポットパターンであり、図５は本発明による更なる別の選択的エミッタのレーザスポットパターンであり、シリコンウェハ１は第２のエッジ７をさらに含み、第２のエッジ７と第１のエッジ２とが第２の方向Ｙに沿って対向して設けられる。
【0027】
第２のエッジ７と中心線３との間に、複数のレーザスポット４が第１の方向Ｘに沿って配列されてスポット行５を形成し、Ｐ個のスポット行５が第２の方向Ｙに沿って配列され、Ｐが正の整数であり且つＰ＞１である。
【0028】
Ｐ個のスポット行５がＱ個の第２の方向Ｙに沿って配列されるサブスポット領域６を含み、Ｑが正の整数であり且つ１＜Ｑ≦Ｐであり、サブスポット領域６が少なくとも１つのスポット行５を含み、各サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が同じである。
【0029】
中心線３が第２のエッジ７に向かう方向に沿って、サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大する。
【0030】
理解できることとしては、図３は、第２のエッジ７と中心線３との間に各サブスポット領域６が少なくとも２つのスポット行５を含むことのみを示し、図４および図５は、第２のエッジ７と中心線３との間に各サブスポットが一つのスポット行５のみを含むことのみを示し、すなわち、第１のエッジ２と中心線３との間のレーザスポット４のパターンが第２のエッジ７と中心線３との間のレーザスポット４のパターンと異なる。当然なことながら、これに限定されず、第２のエッジ７と中心線３との間に一部のサブスポット領域６が１つのスポット行５のみを含み、他の一部のサブスポット領域６が少なくとも２つのスポット行５を含んでもよいが、本実施例では具体的な限定をしない。中心線３が第１のエッジ２に向かう方向に沿って、サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大し、且つ中心線３が第２のエッジ７に向かう方向に沿って、サブスポット領域６内のレーザスポット４の面積が徐々に増大する。第１のエッジ２と第２のエッジ７との金属グリッド線がい何れもずれる場合、第１のエッジ２と第２のエッジ７との金属グリッド線は何れも選択的エミッタと正確に接触することができ、シリコンウェハ１の中心と選択的エミッタは小さい接触抵抗を保持する。
【0031】
いくつかの好ましい実施例において、図３および図４を引き続き参照すると、中心線３と第１のエッジ２との間のレーザスポット４が第１のスポット領域８を形成し、中心線３と第２のエッジ７との間のレーザスポット４が第２のスポット領域９を形成し、第１のスポット領域８と第２のスポット領域９とが中心線３に対して対称である。
【0032】
理解できることとしては、シリコンウェハ１自体が中心線３に対して対称であるため、第１のスポット領域８と第２のスポット領域９とが中心線３に対して対称に設けられることは、より合理的であり、位置合わせ効果がより良く、電池セルの効率がより高い。
【0033】
【0034】
理解できることとしては、レーザスポット４のシリコンウェハ１での正投影が円形であり、レーザスポット４の直径を変更することによりレーザスポット４の面積を変更することを実現することができる。
【0035】
好ましくは、レーザスポット４は矩形、正多角形等であってもよく、レーザスポット４が長方形である場合、レーザスポット４の長さおよび幅を同時に増大させてレーザスポット４の面積を増大させることができ、レーザスポット４の長さおよび幅は線形関係を有する。
【0036】
いくつかの好ましい実施例において、レーザのシリコンウェハ１での彫刻速度、レーザパワー、レーザ周波数およびレーザ出射時に経過したレンズの焦点距離を調整することにより、レーザスポット４の直径を調整する。
【0037】
理解できることとしては、レーザスポット４のサイズを変更することは、レーザを出射する機器におけるレンズ間の相対位置を変更することにより実現することができ、雕刻速度、レーザパワー、レーザ周波数およびレーザ出射時に経過したレンズの焦点距離により協調して調整することもでき、ここで、調整レーザ出射時に経過したレンズの焦点距離を調整することは、レーザ出射時に経過したレンズの位置を移動して焦点の位置を変更することにより実現することができる。
【0038】
いくつかの好ましい実施例において、中心線３から離れたレーザスポット４の彫刻速度の範囲が２００００～２４０００ｍｍ／ｓであり、レーザパワーの範囲が２９～３１Ｗであり、レーザ周波数が２３０～２７０ＫＨＺであり、焦点距離の範囲が３００００～３８０００ｍｍである。
【0039】
理解できることとしては、上記パラメータを設定することにより、レーザスポット４の直径を大きくすることができ、すなわち、上記パラメータを採用して第１のエッジ２、および／または第２のエッジ７に近い位置にレーザスポット４を形成することができる。
【0040】
いくつかの好ましい実施例において、中心線３に近いレーザスポット４の彫刻速度の範囲が２００００～２４０００ｍｍ／ｓであり、レーザパワーの範囲が２８～３０Ｗであり、レーザ周波数が２７０～３３０ＫＨＺであり、焦点距離の範囲が２８０００～３５０００ｍｍである。
【0041】
理解できることとしては、上記パラメータを設定することにより、形成されるレーザスポット４の直径が小さく、すなわち、上記パラメータを採用して中心線３に近い位置にレーザスポット４を形成することができる。
【0042】
いくつかの好ましい実施例において、レーザスポット４の直径の範囲が３５～１３０μｍである。
【0043】
理解できることとしては、レーザスポット４の直径は中心線３が第１のエッジ２、および／または、第２のエッジ７に向かう方向に沿って次第に大きくなり、すなわち、中心線３に近い位置のレーザスポット４の直径が３５μｍであり、第１のエッジ２、および／または第２のエッジ７に近い位置のレーザスポット４の直径が１３０μｍである。
【0044】
好ましくは、中心線３に近い位置のレーザスポット４の直径の範囲が５０～６０μｍであり、第１のエッジ２、および／または、第２のエッジ７に近い位置のレーザスポット４の直径の範囲が８５～１００μｍである。
【0045】
上記実施例から分かるように、本発明による選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法は、少なくとも以下の格別な効果を有する。
【0046】
本発明による選択的エミッタと金属印刷との位置合わせの改善方法において、第１のエッジと中心線との間に、複数のレーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、スポット行の延在方向が第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個のスポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、第２の方向が第１の方向と交差し、Ｍ個のスポット行が第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、サブスポット領域が少なくとも１つのスポット行を含み、各サブスポット領域内のレーザスポットの面積が同じである。中心線が第１のエッジに向かう方向に沿って、異なるサブスポット領域内のレーザスポットの面積が徐々に増大する。金属グリッド線は一般的にスクリーン印刷を使用し、スクリーンのエッジのホットメルト接着剤の接着および耐用年数の増加により、エッジ位置の金属グリッド線の位置ずれを引き起こし、すなわち、エッジに位置する金属グリッド線の位置変化が大きく、中間位置の金属グリッド線の位置変化が小さいため、中間位置のレーザスポット面積が小さく、エッジ位置のレーザスポットの面積が大きいように設計することにより、シリコンウェハと中間位置の選択的エミッタとが接触する接触抵抗を低減させ、フィルファクタを向上させ、電池セルの効率を向上させることができるだけでなく、スクリーンの耐用年数が増加する時、エッジ位置の金属グリッド線とエッジ位置の選択的エミッタとの位置合わせが正確であることを満たすこともできる。
【0047】
例により本発明のいくつかの特定の実施例を詳細に説明したが、当業者であれば、以上の例は単に説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するためのものではないことを理解すべきである。当業者であれば理解されるように、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、以上の実施例を修正することができる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって限定される。
【符号の説明】
【0048】
１ シリコンウェハ
２ 第１のエッジ
３ 中心線
４ レーザスポット
５ スポット行
６ サブスポット領域
７ 第２のエッジ
８ 第１のスポット領域
９ 第２のスポット領域
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第２の方向
２ 第１のエッジ
３ 中心線
４ レーザスポット
５ スポット行
６ サブスポット領域
７ 第２のエッジ
８ 第１のスポット領域
９ 第２のスポット領域
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第２の方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-09
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のエッジと、前記第１のエッジと平行である中心線とを含むシリコンウェハを提供することと、
前記シリコンウェハの表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザが前記シリコンウェハの表面に照射して前記シリコンウェハの表面にレーザスポットを形成し、選択的エミッタを形成するために用いられ、前記第１のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記スポット行の延在方向が前記第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個の前記スポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、前記第２の方向が前記第１の方向と交差することと、
Ｍ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであることと、
前記中心線が前記第１のエッジに向かう方向に沿って、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大することとを含み、
前記シリコンウェハが第２のエッジをさらに含み、前記第２のエッジと前記第１のエッジとが前記第２の方向に沿って対向して設けられ、
前記第２のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが前記第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列され、Ｐが正の整数であり且つＰ＞１であり、
Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＱ個のサブスポット領域を含み、Ｑが正の整数であり且つ１＜Ｑ≦Ｐであり、前記サブスポット領域が少なくとも１つの前記スポット行を含み、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであり、
前記中心線が前記第２のエッジに向かう方向に、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大し、
前記第１のエッジと前記中心線との間の各前記サブスポット領域及び前記第２のエッジと前記中心線との間の各前記サブスポット領域が、少なくとも２つの前記スポット行を含み、
前記第１のエッジと前記中心線との間の前記レーザスポットからなるパターンが、前記第２のエッジと前記中心線との間の前記レーザスポットからなるパターンと異なる、ことを特徴とする、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
前記シリコンウェハの表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザが前記シリコンウェハの表面に照射して前記シリコンウェハの表面にレーザスポットを形成し、選択的エミッタを形成するために用いられ、前記第１のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記スポット行の延在方向が前記第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個の前記スポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、前記第２の方向が前記第１の方向と交差することと、
Ｍ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであることと、
前記中心線が前記第１のエッジに向かう方向に沿って、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大することとを含み、
前記シリコンウェハが第２のエッジをさらに含み、前記第２のエッジと前記第１のエッジとが前記第２の方向に沿って対向して設けられ、
前記第２のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが前記第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列され、Ｐが正の整数であり且つＰ＞１であり、
Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＱ個のサブスポット領域を含み、Ｑが正の整数であり且つ１＜Ｑ≦Ｐであり、前記サブスポット領域が少なくとも１つの前記スポット行を含み、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであり、
前記中心線が前記第２のエッジに向かう方向に、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大し、
前記第１のエッジと前記中心線との間の各前記サブスポット領域及び前記第２のエッジと前記中心線との間の各前記サブスポット領域が、少なくとも２つの前記スポット行を含み、
前記第１のエッジと前記中心線との間の前記レーザスポットからなるパターンが、前記第２のエッジと前記中心線との間の前記レーザスポットからなるパターンと異なる、ことを特徴とする、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項2】
前記レーザスポットが円形である、ことを特徴とする請求項１に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項3】
レーザの前記シリコンウェハでの彫刻速度、レーザパワー、レーザ周波数および前記レーザ出射時に経過したレンズの焦点距離を調整して、前記レーザスポットの直径を調整する、ことを特徴とする請求項２に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項4】
前記中心線から離れた前記レーザスポットの前記雕刻速度の範囲が２００００～２４０００ｍｍ／ｓであり、前記レーザパワーの範囲が２９～３１Ｗであり、前記レーザ周波数が２３０～２７０ＫＨＺであり、前記焦点距離の範囲が３００００～３８０００ｍｍである、ことを特徴とする請求項３に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項5】
前記中心線に近い前記レーザスポットの前記雕刻速度の範囲が２００００～２４０００ｍｍ／ｓであり、前記レーザパワーの範囲が２８～３０Ｗであり、前記レーザ周波数が２７０～３３０ＫＨＺであり、前記焦点距離の範囲が２８０００～３５０００ｍｍである、ことを特徴とする請求項３に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項6】
前記レーザスポットの直径の範囲が３５～１３０μｍである、ことを特徴とする請求項２に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【手続補正書】
【提出日】2023-09-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のエッジと、前記第１のエッジと平行である中心線とを含むシリコンウェハを提供することと、
前記シリコンウェハの表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザが前記シリコンウェハの表面に照射して前記シリコンウェハの表面にレーザスポットを形成し、選択的エミッタを形成するために用いられ、前記第１のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記スポット行の延在方向が前記第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個の前記スポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、前記第２の方向が前記第１の方向と交差することと、
Ｍ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであることと、
前記中心線が前記第１のエッジに向かう方向に沿って、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大することとを含み、
前記シリコンウェハが第２のエッジをさらに含み、前記第２のエッジと前記第１のエッジとが前記第２の方向に沿って対向して設けられ、
前記第２のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが前記第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記第２のエッジと前記中心線との間に形成されたＰ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列され、Ｐが正の整数であり且つＰ＞１であり、
Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＱ個のサブスポット領域を含み、Ｑが正の整数であり且つ１＜Ｑ≦Ｐであり、Ｑ個の前記サブスポット領域における各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであり、
前記中心線が前記第２のエッジに向かう方向に、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大し、
前記第１のエッジと前記中心線との間の各前記サブスポット領域及び前記第２のエッジと前記中心線との間の各前記サブスポット領域が、少なくとも２つの前記スポット行を含み、
前記第１のエッジと前記中心線との間の前記レーザスポットからなるパターンが、前記第２のエッジと前記中心線との間の前記レーザスポットからなるパターンと異なる、ことを特徴とする、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
前記シリコンウェハの表面にテクスチャリングと拡散処理を行うことと、
レーザが前記シリコンウェハの表面に照射して前記シリコンウェハの表面にレーザスポットを形成し、選択的エミッタを形成するために用いられ、前記第１のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記スポット行の延在方向が前記第１のエッジの延在方向と平行であり、Ｍ個の前記スポット行が第２の方向に沿って配列され、Ｍが正の整数でありかつＭ＞１であり、前記第２の方向が前記第１の方向と交差することと、
Ｍ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＮ個のサブスポット領域を含み、Ｎが正の整数でありかつ１＜Ｎ≦Ｍであり、各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであることと、
前記中心線が前記第１のエッジに向かう方向に沿って、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大することとを含み、
前記シリコンウェハが第２のエッジをさらに含み、前記第２のエッジと前記第１のエッジとが前記第２の方向に沿って対向して設けられ、
前記第２のエッジと前記中心線との間に、複数の前記レーザスポットが前記第１の方向に沿って配列されてスポット行を形成し、前記第２のエッジと前記中心線との間に形成されたＰ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列され、Ｐが正の整数であり且つＰ＞１であり、
Ｐ個の前記スポット行が前記第２の方向に沿って配列されるＱ個のサブスポット領域を含み、Ｑが正の整数であり且つ１＜Ｑ≦Ｐであり、Ｑ個の前記サブスポット領域における各前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が同じであり、
前記中心線が前記第２のエッジに向かう方向に、異なる前記サブスポット領域内の前記レーザスポットの面積が徐々に増大し、
前記第１のエッジと前記中心線との間の各前記サブスポット領域及び前記第２のエッジと前記中心線との間の各前記サブスポット領域が、少なくとも２つの前記スポット行を含み、
前記第１のエッジと前記中心線との間の前記レーザスポットからなるパターンが、前記第２のエッジと前記中心線との間の前記レーザスポットからなるパターンと異なる、ことを特徴とする、選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項2】
前記レーザスポットが円形である、ことを特徴とする請求項１に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項3】
前記レーザの前記シリコンウェハでの彫刻速度、レーザパワー、レーザ周波数および前記レーザの出射時に経過したレンズの焦点距離を調整して、前記レーザスポットの直径を調整する、ことを特徴とする請求項２に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項4】
前記中心線から離れた前記レーザスポットの前記彫刻速度の範囲が２００００～２４０００ｍｍ／ｓであり、前記レーザパワーの範囲が２９～３１Ｗであり、前記レーザ周波数が２３０～２７０ＫＨＺであり、前記焦点距離の範囲が３００００～３８０００ｍｍである、ことを特徴とする請求項３に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項5】
前記中心線に近い前記レーザスポットの前記彫刻速度の範囲が２００００～２４０００ｍｍ／ｓであり、前記レーザパワーの範囲が２８～３０Ｗであり、前記レーザ周波数が２７０～３３０ＫＨＺであり、前記焦点距離の範囲が２８０００～３５０００ｍｍである、ことを特徴とする請求項３に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。
【請求項6】
前記レーザスポットの直径の範囲が３５～１３０μｍである、ことを特徴とする請求項２に記載の選択的エミッタと金属印刷との位置合わせ方法。