JP6162116B2 - 太陽電池およびそれを作製する方法 - Google Patents
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Description
3 半導体ウエハ
5 誘電体層
7 金属層
9a 第一構造体
9b 第二構造体
11 コネクタ
12 相互接続リボン
13 誘電体層に対して不活性な金属ペースト
15 誘電体層に対して反応性のある金属ペースト
31 太陽電池
33 半導体ウエハ
35 誘電体層
37 金属層
39a 第一構造体
39b 第二構造体
100 誘電体層を備えたウエハを用意する
101 誘電体層に対して不活性な少なくとも一つの金属ペーストおよび誘電体層に対し反応性のある少なくとも一つの金属ペーストを誘電体層に塗布する
102 焼成する
103 コンタクト結合する
111 誘電体層中に、少なくとも一つの第一穴および/または少なくとも一つの第二穴を形成する
112 レーザ照射コンタクトを形成する
121 金属ペーストで、少なくとも一つの第一穴および/または少なくとも一つの第二穴を充填し、誘電体層をコーティングする
122 第一構造体中のアルミニウム−ケイ素共晶混合物を露出する
311 コネクタ
312 相互接続リボン
Lmin 最小長さ
Lmax 最大長さ
Claims (10)
- 半導体ウエハ(3、33)と、前記半導体ウエハ(3、33)面上に配置された少なくとも一つの誘電体層(5、35)と、前記誘電体層面上に配置された金属層(7、37)と、前記誘電体層(5、35)中に配置されたコンタクト構造体とを含み、前記コンタクト構造体が前記金属層(7、37)と前記半導体ウエハ(3、33)との間の電気接続を提供するようにされた太陽電池(1、31)であって、前記コンタクト構造体は、最小寸法を持つ少なくとも一つの第一構造体(9a、39a)と、最大寸法を持つ少なくとも一つの第二構造体(9b、39b)とを有し、前記最小寸法および前記最大寸法は、前記半導体ウエハ(3、33)の表面沿いに定義され、前記第一構造体(9a、39a)の前記最小寸法が前記第二構造体(9b、39b)の前記最大寸法より大きく、
前記第一構造体(9a、39a)の前記最小寸法はミリメートル域であり、前記第二構造体(9b、39b)の前記最大寸法はマイクロメートル域であること、並びに、
前記ミリメートル域は0.1〜10mmの範囲であり、前記マイクロメートル域は10〜70μmの範囲であり、
前記金属層が少なくとも一つの第一領域を含み、
前記第一領域が、前記誘電体層に対して反応性があり、かつ、前記第1構造体(9a)を生成する金属ペースト(15)からなり、
前記少なくとも一つの第一領域が、前記誘電体層に対して不活性な金属ペースト(13)からなり、かつ、前記誘電体層(5)における少なくとも一つの穴を貫通して前記第二構造体(9b)を形成する金属で、囲まれていることを特徴とする、太陽電池(1、31)。 - 前記第一構造体(9a、39a)がアルミニウム−ケイ素共晶混合物を含み、および/または前記第二構造体(9b、39b)がシリコン金属コンタクトまたはレーザ照射コンタクト(LFC)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の太陽電池(1、31)。
- 前記第一構造体(9a、39a)が帯状形状を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の太陽電池(1、31)。
- 前記第二構造体(9b、39b)が点状形状を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池(1、31)。
- 前記半導体ウエハと反対面の前記金属層(7)の表面の、平面図で前記第一構造体(9a)にオーバーラップする領域中にコネクタ(11)が配置されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池(1)。
- 前記第一構造体(39a)は、コネクタ(311)に直接にコンタクト結合しているアルミニウム−ケイ素共晶混合物を含むことを特徴とする、請求項2に記載の太陽電池。
- 太陽電池の作製方法であって、
− 少なくとも一つの誘電体層(5、35)を備えた半導体ウエハ(3、31)を用意するステップと、
− 前記誘電体層(5、35)面上に金属層(7、37)を、および前記誘電体層(5、35)中に配置されたコンタクト構造体を形成し、前記コンタクト構造体が、前記金属層(7、37)と前記半導体ウエハ(3、33)との間に電気的接続を提供するようにするステップと、を含み、
最小寸法を有する少なくとも一つの第一構造体(9a、39a)および最大寸法を有する少なくとも一つの第二構造体(9b、39b)がコンタクト構造体として形成され、前記第一構造体(9a、39a)の前記最小寸法が前記第二構造体(9b、39b)の前記最大寸法より大きくなるようにされること、
前記第一構造体(9a、39a)の前記最小寸法はミリメートル域であり、前記第二構造体(9b、39b)の前記最大寸法はマイクロメートル域であること、並びに、
前記ミリメートル域は0.1〜10mmの範囲であり、前記マイクロメートル域は10〜70μmの範囲であり、
前記金属層(7)および前記コンタクト構造体を形成するステップが、
− 前記誘電体層において、前記第二構造体を生成するのに適した少なくとも一つの穴を形成するステップと、
− 前記誘電体層(5)に対して不活性な少なくとも一つの金属ペースト(13)および前記誘電体層(5)に対して反応性のある少なくとも一つの金属ペースト(15)を、前記誘電体層(5)に対して反応性のある前記金属ペースト(15)が前記誘電体層(5)に対して不活性な前記金属ペースト(13)の中に少なくとも一つの第一領域を形成するように、かつ、前記誘電体層(5)に対して不活性な前記金属ペースト(13)が前記誘電体層における前記少なくとも一つの穴を充填するようにして、前記誘電体層(5)に塗布するステップと、
− 前記誘電体層(5)に対して反応性があり、前記第一領域を形成する前記金属ペースト(15)が、前記誘電体層(5)を貫通し、前記第一構造体(9a)を形成し、前記不活性な金属ペースト(13)が前記第二構造体(9b)を形成する前記少なくとも一つの穴を充填するように、焼成するステップと、
を含むことを特徴とする、作製方法。 - 前記少なくとも一つの穴を、レーザ・アブレーションを用いて形成することを特徴とする、請求項7に記載の作製方法。
- 前記半導体ウエハと反対面の前記金属層(7)の表面の、平面図で前記第一構造体(9a)にオーバーラップする少なくとも一つの領域中に少なくとも一つのコネクタ(11)を取り付けることを特徴とする、請求項7または8に記載の作製方法。
- 少なくとも一つの第一構造体(39a)中のアルミニウム−ケイ素共晶混合物を露出し、前記第一構造体(39a)の前記アルミニウム−ケイ素共晶混合物を、各コネクタ(311)に超音波冷間圧接することを特徴とする、請求項7〜9のいずれかに記載の作製方法。
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