JP6398144B2 - 太陽電池金属被覆の無電解導電率向上の方法 - Google Patents

太陽電池金属被覆の無電解導電率向上の方法 Download PDF

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Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１２年１２月１０日出願の米国特許仮出願第６１／９５６，１７５号及び２０１３年３月１５日出願の同第６１／７９４，４９９号の利益を主張するものであり、これらの開示内容全体は、参照により本明細書に組み入れられる。
（発明の分野）
本明細書に記載される対象の実施形態は、概ね太陽電池に関する。より具体的には、主題の実施形態は、太陽電池の構造及び製造方法に関する。
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造することができる。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って、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。
製造中におけるコンタクト形成及び太陽電池に対する金属めっきは、標準的な太陽電池製造方法の本質的な部分であるため、それらを改善する技術は非常に有益である。かかる改善された技術によって、作製作業を低減し、全体的な出力収率を改善して、太陽電池の合計製造時間を減少させると共に、ハンドリングがより少ないことで、利用可能な製品収量を増加させることができる。
対象のより完全な理解は、以下の図面と併せて考察する際に、発明を実施するための形態及び特許請求の範囲を参照することによって導き出すことができ、図面において同様の参照番号は、図面全体を通して類似の要素を指す。
標準的な太陽電池作製プロセスによる太陽電池の断面図である。 標準的な太陽電池作製プロセスによる太陽電池の断面図である。 標準的な太陽電池作製プロセスによる太陽電池の断面図である。 標準的な太陽電池作製プロセスによる太陽電池の断面図である。 標準的な太陽電池作製プロセスによる太陽電池の断面図である。 標準的な太陽電池作製プロセスによる太陽電池の断面図である。
単一及び複数の金属コンタクトフィンガーに沿った導電率のモデルのグラフ図である。 単一及び複数の金属コンタクトフィンガーに沿った導電率のモデルのグラフ図である。 単一及び複数の金属コンタクトフィンガーに沿った導電率のモデルのグラフ図である。 単一及び複数の金属コンタクトフィンガーに沿った導電率のモデルのグラフ図である。
太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。
太陽電池のコンタクト領域を形成する別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。
太陽電池のコンタクト領域を形成する更に別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する更に別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。
太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。
太陽電池のコンタクト領域を形成する別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。 太陽電池のコンタクト領域を形成する別の方法にしたがって製造された太陽電池の断面図である。
太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって複数の太陽電池の複数のコンタクト領域を形成する方法のフローチャートである。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって複数の太陽電池の複数のコンタクト領域を形成する方法のフローチャートである。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって複数の太陽電池の複数のコンタクト領域を形成する方法のフローチャートである。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって複数の太陽電池の複数のコンタクト領域を形成する方法のフローチャートである。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって複数の太陽電池の複数のコンタクト領域を形成する方法のフローチャートである。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって複数の太陽電池の複数のコンタクト領域を形成する方法のフローチャートである。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって複数の太陽電池の複数のコンタクト領域を形成する方法のフローチャートである。 太陽電池のコンタクト領域を形成する方法にしたがって複数の太陽電池の複数のコンタクト領域を形成する方法のフローチャートである。
以下の発明を実施するための形態は、本質的には、単なる例示に過ぎず、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。本明細書で使用される「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。本明細書に例示として記載されるどの実施も、必ずしも他の実施より好適又は有利なものと解釈されない。更に、上記の技術分野、背景技術、概要、又は以下の発明を実施するための形態で提示される、明示又は暗示の何らかの理論に拘束されることを意図するものではない。
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、エッチング技法及びめっき技法等の周知の製造技法は、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。
太陽電池のコンタクト領域を形成する方法を開示する。本方法は、通常動作中は太陽に向かうように構成された前面と、前面の反対側の裏面とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、また、第１の金属で構成されたペーストを太陽電池の基板より上方に堆積させる工程と、ペーストを硬化させて第１の金属層を形成する工程と、第２の金属層を第１の金属層上に無電解めっきする工程と、第３の金属層を第２の金属層上に電解めっきする工程と、を含み、第２の金属層は、第１の金属層を第３の金属層に電気的に結合する。実施形態では、ペーストを基板より上方に堆積させる工程は、ペーストを基板より上方のポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む。別の実施形態では、ペーストを堆積させる工程は、アルミニウムペーストを堆積させる工程を含む。更に別の実施形態では、アルミニウムペーストを堆積させる工程は、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペーストを堆積させる工程を含む。更に別の実施形態では、第２の金属層は、第３の金属層から基板への金属の拡散を防止するように適合されたバリア金属を含む。別の実施形態では、第２の金属層を無電解めっきする工程は、ニッケル、金、銀、ロジウム、クロミウム、亜鉛、錫、又は、カドミウムなどであるがこれらに限定されない金属を無電解めっきする工程を含む。更に別の実施形態では、第２の金属層を無電解めっきする工程は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する金属層を無電解めっきする工程を含む。更に別の実施形態では、第３の金属層を電解めっきする工程は、銅、錫、アルミニウム、銀、金、クロミウム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、又は、白金などであるが、これらに限定されない金属を電解めっきする工程を含む。
太陽電池のコンタクト領域を形成する別の方法を開示する。本方法は、通常動作中は太陽に向かうように構成された前面と、前面の反対側の裏面とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、また、第１の金属で構成されたペーストを太陽電池の基板より上方に堆積させる工程と、ペーストを硬化させて第１の金属層を形成する工程と、第２の金属層を第１の金属層上に無電解めっきする工程と、第３の金属層を第２の金属層上に電解めっきする工程と、を含み、第２の金属層は、第１の金属層を第３の金属層に電気的に結合する。実施形態では、本方法は、第４の金属層を第３の金属層上に電解めっきする工程を更に含む。別の実施形態では、第４の金属層を電解めっきする工程は、銅、錫、アルミニウム、銀、金、クロミウム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、又は、白金などであるが、これらに限定されない金属を電解めっきする工程を含む。
太陽電池のコンタクト領域を形成する更に別の方法を開示する。本方法は、通常動作中は太陽に向かうように構成された前面と、前面の反対側の裏面とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、また、櫛型パターンで、アルミニウムペーストを太陽電池の基板より上方に堆積させる工程と、アルミニウムペーストを硬化させてアルミニウムの層を形成する工程と、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する第２の金属層をアルミニウムの層上に無電解めっきする工程と、第３の金属層を第２の金属層上に電解めっきする工程であって、第２の金属層は、アルミニウムの層を第３の金属層に電気的に結合する、工程と、第４の金属層を第３の金属層上に電解めっきする工程と、を含む。実施形態では、アルミニウムペーストを堆積させる工程は、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペーストを堆積させる工程を含む。別の実施形態では、第２の金属層は、第３の金属層から基板への金属の拡散を防止するように適合されたバリア金属を含む。更に別の実施形態では、アルミニウムペーストを基板より上方に堆積させる工程は、アルミニウムペーストを基板より上方のポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む。更に別の実施形態では、アルミニウムペーストを堆積させる工程は、スクリーン印刷、スピンコーティング、又は、インクジェット印刷などであるが、これらに限定されない方法を使用して堆積させる工程を含む。実施形態では、第３の金属層及び第４の金属層を電解めっきする工程は、銅、錫、アルミニウム、銀、金、クロミウム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、又は、白金などであるが、これらに限定されない金属を電解めっきする工程を含む。
太陽電池のコンタクト領域を形成する方法を開示する。本方法は、通常動作中は太陽に向かうように構成された前面と、前面の反対側の裏面とを有する太陽電池を提供する工程を含む。本方法は、また、櫛型パターンで、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペーストを太陽電池の基板より上方に堆積させる工程と、アルミニウムペーストを熱硬化させてアルミニウムの層を形成する工程と、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有するバリア金属を含む第２の金属層を第１の金属層上に無電解めっきする工程とを含み、バリア金属は、基板への金属の拡散を防止するように適合される。本方法は、また、第３の金属層を第２の金属層上に電解めっきする工程であって、第２の金属層は、アルミニウムの層を第３の金属層に電気的に結合する、工程と、第４の金属層を第３の金属層上に電解めっきする工程と、を含む。実施形態では、アルミニウムペーストを基板より上方に堆積させる工程は、アルミニウムペーストを基板より上方のポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む。別の実施形態では、アルミニウムペーストを太陽電池上で堆積させる工程は、スクリーン印刷、スピンコーティング、又は、インクジェット印刷などであるが、これらに限定されない方法を用いてアルミニウムペーストを太陽電池上に堆積させる工程を含む。更に別の実施形態では、太陽電池を提供する工程は、バックコンタクト型太陽電池、フロントコンタクト型太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、銅インジウム・ガリウム・セレン（ＣＩＧＳ）太陽電池、及びテルル化カドミウム太陽電池などであるが、これらに限定されない太陽電池を提供する工程を含む。
図１〜図６は、太陽電池１００のコンタクト領域を形成する標準的なプロセスにおける複数の操作を例示する。図１を参照すると、標準的なプロセスは、通常動作中は太陽に向かうように構成された前面１０４と、前面１０４の反対側の裏面１０２とを有する太陽電池１００を提供する工程を含むことができる。太陽電池は、また、基板又はシリコン基板１１０と、第１及び第２のドープ領域１１２、１１４と、両方のドープ領域１１２、１１４上のコンタクト領域１２６とを含むことができ、コンタクト領域１２６は、標準的なエッチング技法を用いて形成することができる。提供された太陽電池１００は、また、前面１０４のテクスチャード加工領域１２４上に堆積された反射防止層（ＡＲＣ）１２０を有することができる。提供された太陽電池１００は、また、裏面１０２上に堆積された裏反射防止層（ＢＡＲＣ）１２２を有することができる。図２では、標準的なプロセスは、また、スパッタリング及びアニールを含む、物理蒸着（ＰＶＤ）技術を用いて第１の金属層１３０を太陽電池１００の裏面１０２上に堆積させる工程を含むことができる。図３に示すように、標準的なプロセスは、第１の金属層１３０を硬化させる工程１４０を含み、第１の金属層１３０を硬化させる工程１４０によって、第１の金属層１３０と第１及び第２のドープ領域１１２、１１４との間の改善された接着が可能である。標準的なプロセスは、また、図４に示すように、エッチングレジストインク１４２、１４４を太陽電池の裏面１０２上で櫛型パターンで、かつ、太陽電池１００の側縁部に沿って堆積させる工程を含むことができる。図５では、標準的なプロセスは、また、第２の金属層１６０を第１の金属層１３０の露出した領域上に電解めっきする工程を含むことができ、エッチングレジストインク１４２、１４４は、太陽電池１００の裏面及び側縁部に沿った余分な金属のめっきを防止する。標準的なプロセスは、また、エッチングレジスト１４２、１４４、及び、エッチングレジスト１４２、１４４下の余分な金属を除去する工程を含むことができ、第１の金属層１３０は、第２の金属層１６０を第１及び第２のドープ領域１１２、１１４に電気的に結合する。図６は、上述の標準的なプロセスで製造された従来の太陽電池の横断面図を示す。
太陽電池１００を生成する経費を軽減させる際には、ＰＶＤによって形成された第１の金属層１３０を印刷蒸着方法を用いて形成された第１の金属層と置き換えることが有利である。しかしながら、この印刷された第１の金属層は、以下で論じるように、ＰＶＤによって形成された第１の金属層１３０よりも低い導電率を有する場合がある。
図７〜図１０を参照すると、印刷された金属フィンガ−に沿った導電率喪失のモデルのグラフ図が示されている。このモデル化プロセスでは、印刷されたアルミニウムペーストを基準としての異なる抵抗力値にて太陽電池上で使用している。図７を参照すると、プロセスをモデル化することによって、導電率がバスバーでの０位置から単一の印刷された金属コンタクトフィンガーに沿って減少することが確認され、全ての金属フィンガ−は、約１００〜１５０ｃｍにてフィンガ−の端部まで延在する。図７から観察することができるように、電解めっきは、印刷されたフィンガ−の端部では行うことができず、フィンガ−の端部は、非めっき（deplating）状態にあり、めっきを行うことができない。図８〜図１０は、類似の結果が観察されるより複雑な櫛型金属フィンガ−の場合の結果を例示する。印刷されたアルミニウムペーストの別の代案は、アルミニウムをより高い導電率を有する金属と置き換えることである。この場合、銀、又は、金など、貴金属が使用され得るが、これらの材料については経費が非常に急激に大きくなる。
上記した標準的なプロセスは、費用効率が高くないので、太陽電池製造プロセスにおける使用には非効率である。上述の標準的なプロセスの代替解決策を提供することができる提案する方法の手順の説明、実施形態の詳細について述べる。
上記の解決策として、提案する方法は、その代わりに、印刷された金属フィンガ−の導電率を増大させるための無電解めっき技術を用いることを伴う。無電解めっきが金属をめっきするための外部回路を拠り所としないことから、無電解めっき速度は、印刷された金属フィンガ−又は印刷された金属層の導電率には左右されない。１つのかかる実施形態では、無電解蒸着は、金属を印刷された金属層上へめっきするために使用され、印刷された金属層の導電率を高めることができる。この無電解技法は、印刷された金属層の金属ペースト粒子間の空隙を均一に被覆かつ充填するという利点を有することができる。金属ペースト粒子間の空き空間を充填するというこの利点によって、全体的な抵抗力が減少して印刷された金属層の導電率が増大する。本方法によって、また、上述の標準的なプロセスにおいて、熱工程の除去など、プロセス工程数の低減が可能であり、該熱工程は、蒸着工程及びエッチングレジスト用途及び除去工程において兼ね得るからである。したがって、金属層を太陽電池の裏面に印刷する工程と、金属層を印刷された金属層に無電解めっきする工程と、その後、別の金属層を無電解で形成された金属層に電解めっきする工程とを含む１つ以上の実施形態は、太陽電池のコンタクト領域を形成する方法に関する。様々なアプローチについて以下で説明する。
図１１は、太陽電池３００のコンタクト領域を形成する方法を開示することを例示する。本方法は、通常動作中は光を受けるために太陽を向く前面３０４と、前面３０４の反対側の裏面３０２とを有する太陽電池３００を提供する工程を含む。いくつかの実施形態では、太陽電池３００の基板又はシリコン基板３１０は、第１及び第２のドープ領域３１２、３１４の形成に先立って、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。別の実施形態では、シリコン基板３１０は、ポリシリコン又は多結晶シリコンで構成される。更に別の実施形態では、第１及び第２のドープ領域３１２、３１４は、熱プロセスによって成長させられる。更に別の実施形態では、第１のドープ領域３１２は、ドーパントを従来のドーピングプロセスによってシリコン基板内に堆積させることによってシリコン基板３１０上に堆積される。実施形態では、酸化物層を第１のドープ領域３１２及び第２のドープ領域３１４の上に堆積させて、両方の領域に対する保護バリアとしての役割を果たす。第１及び第２のドープ領域３１２、３１４はそれぞれ、ドーピング材料を含むことができるが、ホウ素などのｐ型ドーパント又はリンなどのｎ型ドーパントに限定されない。第１及び第２のドープ領域３１２、３１４は両方とも、熱プロセスによって、又は従来のドーピングプロセスによってドーパントをシリコン基板内に堆積させることによって成長させられると記載しているが、本明細書に記載又は列挙される他のあらゆる形成、堆積、又は成長プロセス操作と同様に、任意の適切なプロセスを使用して各層又は物質を形成することができる。例えば、化学気相成長（ＣＶＤ）プロセス、減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、常圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、熱成長、スパッタリングだけでなく任意の他の所望の技術を、形成が説明される箇所で使用することができる。実施形態では、第１及び第２のドープ領域３１２、３１４は、蒸着技術、スパッタ、又は、インクジェット印刷若しくはスクリーン印刷などの印刷プロセスによって、シリコン基板３１０上に形成される。本方法は、太陽放射線の収集を増加させるため、テクスチャード加工シリコン領域又はテクスチャード加工面３２４を太陽電池３００の前面３０４上に形成する工程を含む。テクスチャード加工面３２４は、入射光を散乱させ、太陽電池の表面を反射して戻る光の量を減少させる規則的又は不規則的な形状表面を有するものである。第１の誘電体層３２０が、太陽電池の吸光特性を更に向上させるために前面３０４上のテクスチャード加工面３２４上に形成される。実施形態では、第１の誘電体層３２０を形成する工程は、反射防止被覆（ＡＲＣ）を形成する工程を含む。第２の誘電体層３２２は、太陽電池３００の裏面３０２上に形成される。実施形態では、第２の誘電体層３２２を裏面３０２上に形成する工程は、反射防止被覆（ＢＡＲＣ）を形成する工程を含む。別の実施形態では、ＡＲＣ ３２０の層もＢＡＲＣ ３２２の層も、単独で、又は共に、窒化シリコン（ＳｉＮ）、又は、太陽電池の反射防止被覆を形成する際に一般的に使用される任意の他の材料で構成される。本方法は、第１の誘電体層３２２を通って、第１のドープ領域３１２及び第２のドープ領域３１４上に、複数のコンタクトホール３２６を形成する工程を含む。実施形態では、コンタクトホール３２６は、湿式エッチング及びアブレーション技術を含む任意の数のリソグラフィプロセスによって形成される。実施形態では、太陽電池３００は、バックコンタクト型太陽電池、フロントコンタクト型太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、銅インジウム・ガリウム・セレン（ＣＩＧＳ）太陽電池、又はテルル化カドミウム太陽電池などであるがこれらに限定されない太陽電池を含む。
図１２及び図１３を参照すると、太陽電池３００のコンタクト領域を形成する方法の続きが示されている。本方法は、連続ペーストを太陽電池３００の基板３１０より上方に堆積させる工程を含む。実施形態では、基板３１０は、シリコン基板であり、ペーストは、第１の金属３３０と、粘着性基材３３２とを含む。別の実施形態では、スクリーン印刷、スピンコーティング及びインクジェット印刷を含む、複数の印刷技法が、ペーストを基板３１０上で堆積させるために使用される。更に別の実施形態では、第１の金属３３０は、金属粒子を含む。更に別の実施形態では、ペーストは、アルミニウム粒子を含むアルミニウムペーストである。図１３に示すように、本方法は、ペーストを硬化させて第１の金属層３３６を第１の金属３３０から形成する工程３４０を含む。硬化プロセス３４０中、粘着性基材は、第２の状態３３４を形成して、更なる硬化３４０後に蒸発することができる。実施形態では、ペーストを基板より上方に堆積させる工程は、ペーストを基板３１０上に配置されたポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む。別の実施形態では、ペーストは、その代わりにアルミニウムペーストであり得る。更に別の実施形態では、堆積されたアルミニウムペーストは、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有する。更に別の実施形態では、アルミニウムペーストを硬化させる工程３４０は、アルミニウムの層を形成する。実施形態では、硬化プロセスは、蒸着プロセスで実行される。更に別の実施形態では、硬化プロセスは、独立したプロセスとして実行される。更に別の実施形態では、硬化プロセスは、熱硬化、紫外線（ＵＶ）硬化、赤外線硬化、及び、任意の他の放射性硬化からなる群から選択された硬化プロセスである。
図１４〜図１７は、太陽電池３００のコンタクト領域を形成する方法の続きを例示する。本方法は、図１４に示すように、エッチングレジストインク３４２、３４４を太陽電池の裏面３０２上に櫛型パターンで、かつ、太陽電池３００の側縁部に沿って堆積させる工程を含む。図１５は、第２の金属層３５０を第１の金属層３３６の露出した領域上に無電解めっきする工程を含む方法を示す。その後、図１６は、本方法が第３の金属層３６０を第２の金属層３５０の露出した領域上に電解めっきする工程を含むことを示す。実施形態では、本方法は、図１７に示すように、第４の金属３６２層を第３の金属層３６０の露出した領域上に電解めっきする工程を含む。エッチングレジストインク３４２、３４４は、太陽電池３００の裏面３０２及び側縁部に沿った余分な金属のめっきを防止する。実施形態では、第２の金属層３５０は、第３の金属層３６０からシリコン基板３１０への金属の拡散を防止するように適合されたバリア金属を含む。別の実施形態では、第２の金属層３５０を無電解めっきする工程は、ニッケル、金、銀、ロジウム、クロミウム、亜鉛、錫、又は、カドミウムなどであるがこれらに限定されない金属を無電解めっきする工程を含む。更に別の実施形態では、第２の金属層３５０を無電解めっきする工程は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する金属層を無電解めっきする工程を含む。更に別の実施形態では、第３及び第４の金属層３６０、３６２を電解めっきする工程は、銅、錫、アルミニウム、銀、金、クロミウム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、又は、白金などであるが、これらに限定されない金属を電解めっきする工程を含む。
図１８を参照すると、太陽電池３００のコンタクト領域を形成する方法の続きが示されている。本方法は、エッチングレジスト３４２、３４４、及び、櫛型コンタクトフィンガーを有する太陽電池３００を形成するエッチングレジスト３４２、３４４下の余分な金属を除去する工程を含み、第２の金属層３５０は、第１の金属層３３６を第３及び第４の金属層３６０、３６２に電気的に結合し、第１の金属層３３６は、金属層３５０、３６０、３６２を第１及び第２のドープ領域３１２、３１４に電気的に結合する。
図１９及び図２０は、先の説明で述べたように、太陽電池３００と類似の太陽電池４００のコンタクト領域を形成する別の方法を例示する。本方法は、通常動作中は光を受けるために太陽を向く前面４０４と、前面４０４の反対側の裏面４０２とを有する太陽電池４００を提供する工程を含む。一部の実施形態では、太陽電池４００の基板又はシリコン基板４１０は、上記したものと同様に、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。別の実施形態では、シリコン基板４１０は、ポリシリコン又は多結晶シリコンで構成される。更に別の実施形態では、第１及び第２のドープ領域４１２、４１４は、熱プロセスによって成長させられる。更に別の実施形態では、第１のドープ領域４１２は、ドーパントを従来のドーピングプロセスによってシリコン基板内に堆積させることによってシリコン基板４１０上に堆積される。実施形態では、酸化物層が第１のドープ領域４１２及び第２のドープ領域４１４上に堆積されて、両方の領域に対する保護バリアとしての役割を果たす。別の実施形態では、第１のドープ領域４１２及び第２のドープ領域４１４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及び第２のドープ領域４１２、４１４は両方とも、熱プロセスによって、又は従来のドーピングプロセスによってドーパントをシリコン基板内に堆積させることによって成長させられると記載されるが、本明細書に記載又は列挙される他のあらゆる形成、堆積、又は成長プロセス操作と同様に、任意の適切なプロセスを使用して各層又は物質を形成することができる。第１の誘電体層４２０は、太陽電池の吸光特性を更に向上させるために前面４０４上のテクスチャード加工面４２４上に形成される。実施形態では、第１の誘電体層４２０を形成する工程は、反射防止被覆（ＡＲＣ）を形成する工程を含む。第２の誘電体層４２２は、太陽電池４００の裏面４０２上に形成される。実施形態では、第２の誘電体層４２２を裏面４０２上に形成する工程は、反射防止被覆（ＢＡＲＣ）を形成する工程を含む。別の実施形態では、ＡＲＣ ４２０の層もＢＡＲＣ ４２２の層も、単独で、又は共に、窒化シリコン（ＳｉＮ）、又は、太陽電池の反射防止被覆を形成する際に一般的に使用される任意の他の材料で構成される。本方法は、第１の金属４３０と粘着性基材４３２とを有する連続ペーストを櫛型パターンで、第１及び第２のドープ領域４１２、４１４の両方上の第１の誘電体層４２２を通ってコンタクト領域より上方に堆積させる工程を含む。図２０に示すように、本方法は、第１の金属４３０及び粘着性基材４３２を硬化させて、第１の金属層４３６及び第２の状態４３４の粘着性基材を形成する工程４４０を含み、第２の状態の粘着性基材は、硬化プロセス４４０後に蒸発する。実施形態では、ペーストを基板より上方に堆積させる工程は、ペーストを基板より上方のポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む。別の実施形態では、ペーストは、代わりに、アルミニウムペーストである。更に別の実施形態では、堆積されたアルミニウムペーストは、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有する。更に別の実施形態では、アルミニウムペーストを硬化させる工程４４０は、アルミニウムの層を形成する。実施形態では、硬化プロセスは、蒸着プロセスで実行される。更に別の実施形態では、硬化プロセスは、独立したプロセスとして実行される。更に別の実施形態では、硬化プロセスは、熱硬化、紫外線（ＵＶ）硬化、赤外線硬化、及び、任意の他の放射性硬化からなる群から選択された硬化プロセスである。更に別の実施形態では、太陽電池４００は、バックコンタクト型太陽電池、フロントコンタクト型太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、銅インジウム・ガリウム・セレン（ＣＩＧＳ）太陽電池、又はテルル化カドミウム太陽電池などであるがこれらに限定されない太陽電池を含む。
図２１〜図２３を参照すると、太陽電池４００のコンタクト領域を形成する方法の続きが示されている。本方法は、第２の金属層４５０を第１の金属層４３６の露出した領域上に無電解で形成する工程を含む。第２の金属層４５０を無電解で形成した後、図２１は、本方法が、電解めっきプロセスを介して第３の金属層４６０を第２の金属層４５０の露出した領域上に形成する工程を含むことを示す。実施形態では、本方法は、図２２に示すように、第４の金属層４６２を第３の金属層４６０の上に電解めっきする工程を含む。実施形態では、第２の金属層４５０は、第３の金属層から基板への金属の拡散を防止するように適合されたバリア金属を含む。別の実施形態では、第２の金属層４５０を無電解めっきする工程は、ニッケル、金、銀、ロジウム、クロミウム、亜鉛、錫、又は、カドミウムなどであるがこれらに限定されない金属を無電解めっきする工程を含む。更に別の実施形態では、第２の金属層４５０を無電解めっきする工程は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する金属層を無電解めっきする工程を含む。更に別の実施形態では、第３及び第４の金属層４６０、４６２を電解めっきする工程は、銅、錫、アルミニウム、銀、金、クロミウム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、又は、白金などであるが、これらに限定されない金属を電解めっきする工程を含む。図１８と同様に、図２３は、櫛型コンタクトフィンガーを有する太陽電池４００を示し、第２の金属層４５０は、第１の金属層４３６を第３及び第４の金属層４６０、４６２に電気的に結合し、第１の金属層４３６は、金属層４５０、４６０、４６２を第１及び第２のドープ領域４１２、４１４に電気的に結合する。
図２４は、太陽電池５００のコンタクト領域を形成する方法を開示することを例示する。本方法は、通常動作中に太陽を向く前面５０４と、前面５０４と反対の裏面５０２とを有する太陽電池５００を提供する工程を含む。上述したものと同様に、太陽電池５００の基板又はシリコン基板５１０は、第１及び第２のドープポリシリコン領域５１２、５１４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。別の実施形態では、第１及び第２のドープ領域５１２、５１４は、熱プロセスによって成長させられる。更に別の実施形態では、第１及び第２のドープ領域５１２、５１４は、ドーパントを従来のドーピングプロセスによってシリコン基板内に堆積させることによってシリコン基板５１０上に堆積される。更に別の実施形態では、第３の誘電体層５１６は、第１及び第２のドープポリシリコン領域５１２、５１４を形成する前にシリコン基板５１０上に堆積される。更に別の実施形態では、第３の誘電体層５１６は、トンネル酸化物層である。第１及び第２のドープ領域５１２、５１４はそれぞれ、ドーピング材料を含むことができるが、ホウ素などのｐ型ドーパント又はリンなどのｎ型ドーパントに限定されない。第１及び第２のドープポリシリコン領域５１２、５１４は両方とも、熱プロセスによって、又は従来のドーピングプロセスによってドーパントをシリコン基板内に堆積させることによって成長させられると記載されるが、本明細書に記載又は列挙される他のあらゆる形成、堆積、又は成長プロセス操作と同様に、各層又は物質は、上記したように、任意の適切なプロセスを使用して形成される。実施形態では、アモルファスシリコン層が、第１及び第２のドープポリシリコン領域５１２、５１４を形成した後に太陽電池５００の裏面５０２上に形成される。別の実施形態では、複数のトレンチ領域５２８が形成され、複数のトレンチ領域５２８は、第１及び第２のドープポリシリコン領域５１２、５１４を分離する。太陽電池５００は、太陽放射線の収集を増加させるため、テクスチャード加工シリコン領域又はテクスチャード加工面５２４を太陽電池の前面５０４上に備える。テクスチャード加工面５２４は、上述のテクスチャード加工面３２４と類似のものである。実施形態では、複数のトレンチ領域５２８は、テクスチャード加工されたシリコン領域を有し、かつ、テクスチャード加工面５２４を太陽電池５００の前面５０４上に形成する同じプロセス中に形成することができる。第１の誘電体層５２０は、太陽電池の吸光特性を更に向上させるために前面５０４上のテクスチャード加工面５２４上に形成される。実施形態では、第１の誘電体層５２０を形成する工程は、反射防止被覆（ＡＲＣ）を形成する工程を含む。第２の誘電体層５２２は、太陽電池５００の裏面５０２上に形成される。実施形態では、第２の誘電体層５２２を裏面５０２上に形成する工程は、反射防止被覆（ＢＡＲＣ）を形成する工程を含む。別の実施形態では、ＡＲＣ ５２０の層もＢＡＲＣ ５２２の層も、単独で、又は共に、窒化シリコン（ＳｉＮ）、又は、太陽電池の反射防止被覆を形成する際に一般的に使用される任意の他の材料で構成される。複数のコンタクトホール５２６が、第１の誘電体層５２２を通って、第１及び第２のドープポリシリコン領域５１２、５１４上に形成される。コンタクトホール５２６は、湿式エッチング及びアブレーション技術を含む任意の数のリソグラフィプロセスによって形成される。実施形態では、太陽電池５００は、バックコンタクト型太陽電池、フロントコンタクト型太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、銅インジウム・ガリウム・セレン（ＣＩＧＳ）太陽電池、又はテルル化カドミウム太陽電池などであるがこれらに限定されない太陽電池を含む。
図２５を参照すると、太陽電池５００のコンタクト領域を形成する方法の続きが示されている。上記したアプローチと同様に、第１の金属層５３６を太陽電池５００の裏面５０２上に形成する工程を含む太陽電池を作製する方法を実行することができる。本方法は、第１の金属と粘着性基材とを有するペーストを櫛型パターンで、第１及び第２のドープポリシリコン領域５１２、５１４の両方上の第１の誘電体層５２２を通ってコンタクト領域より上方に堆積させる工程を含む。本方法は、第１の金属及び粘着性基材を硬化させて第１の金属層５３６を形成する工程５４０を含む。別の実施形態では、ペーストは、その代わりにアルミニウムペーストであり得る。更に別の実施形態では、堆積されたアルミニウムペーストは、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有することができる。更に別の実施形態では、アルミニウムペーストを硬化させることによって、アルミニウムの層が形成される。本方法は、第２の金属層５５０を第１の金属層５３６に無電解めっきして、その後、第３の金属層５６０を第２の金属層５５０に電解めっきする工程を含み、第２の金属層５５０は、第１の金属層５３６を第３の金属層５６０に電気的に結合し、第１の金属層５３６は、その後の金属層５５０、５６０を第１及び第２のドープ領域５１２、５１４に電気的に結合する。実施形態では、本方法は、第４の金属層５６２を第３の金属層５６０に電解めっきする工程を更に含む。別の実施形態では、第２の金属層５５０は、第３の金属層から基板への金属の拡散を防止するように適合されたバリア金属を含む。更に別の実施形態では、第２の金属層５５０を無電解めっきする工程は、ニッケル、金、銀、ロジウム、クロミウム、亜鉛、錫、又は、カドミウムなどであるがこれらに限定されない金属を無電解めっきする工程を含む。更に別の実施形態では、第２の金属層５５０を無電解めっきする工程は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する金属層を無電解めっきする工程を含む。更に別の実施形態では、第３及び第４の金属層５６０、５６２を電解めっきする工程は、銅、錫、アルミニウム、銀、金、クロミウム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、又は、白金などであるが、これらに限定されない金属を電解めっきする工程を含む。図１８及び図２３と同様に、図２５は、櫛型コンタクトフィンガーを有する太陽電池５００を示し、第２の金属層５５０は、第１の金属層５３６を第３及び第４の金属層５６０、５６２に電気的に結合し、第１の金属層５３６は、金属層５５０、５６０、５６２を第１及び第２のドープポリシリコン領域５１２、５１４に電気的に結合する。
図２６は、太陽電池６００のコンタクト領域を形成する方法を例示する。本方法は、上記の実施形態３００、４００、５００と類似の太陽電池６００を提供する工程を含む。本方法は、また、第１の金属６３０と粘着性基材６３２とを有するペーストをスクリーン印刷する工程を含む。スクリーンプリンタ６７０は、スキージ６７２と、画面６７４と、フレーム６７８と、画面６７４上の乳剤６７６とを含むことができる。スクリーンプリント方法は、スキージ６７２を使用して、画面６７４を介して、かつ、太陽電池６００の裏面６０２上にペーストを広げる工程を含む。画面６７４上の乳剤６７６は、ペーストが定義されたパターンで漏出するのを防止する。実施形態では、本方法は、乳剤６７６の櫛型パターンを画面６７４上で用いてペーストのパターンを櫛型パターンで印刷する工程を含む。別の実施形態では、本方法は、乳剤６７６なしで連続ペーストを画面６７４を介して印刷する工程を含む。
図２７を参照すると、太陽電池６００のコンタクト領域を形成する方法が示されている。本方法は、上記の実施形態３００、４００、５００と類似の太陽電池６００を提供する工程を含む。本方法は、また、第１の金属６３０と粘着性基材６３２とを有するペーストをインクジェットプリンタ６８０を使用して印刷する工程を含む。インクジェットプリンタ６８０は、印字ヘッド６８２と、複数の印刷ノズル６８４とを含み、インクジェットプリンタ６８０は、コンピュータに結合される。実施形態では、本方法は、印字ヘッド６８２と、複数の印刷ノズル６８４とを使用して、コンピュータから生成されたパターンでペーストを太陽電池６００の裏面６０２上へ堆積させる工程を含み、パターンは、櫛型パターン、又は、上述のそれと類似の連続パターンであり得る。
図２８は、太陽電池７００上に印刷された金属層に金属を無電解めっきする方法を例示する。本方法は、めっきタンク７７２内の無電解めっき媒質７５２に浸漬された第１の金属層７３６を有する太陽電池７００を含む無電解めっき機構７７０を提供する工程を含む。本方法は、また、ホルダー７７４及び複数の固定具７７６によって、太陽電池７００を吊るす工程を含む。本方法は、無電解めっき媒質７５２内の自己触媒反応を誘発して、ニッケル、金、銀、ロジウム、クロミウム、亜鉛、錫、及びカドミウムからなる群から選択された金属を堆積させる工程を含む。実施形態では、太陽電池７００は、先に実施形態で言及した太陽電池３００、４００、５００、６００と類似であり得る。本方法は、無電解めっきプロセスを実行して、太陽電池７００の裏面７０２上に印刷された金属層又は第１の金属層７３６の露出した領域上に第２の金属層７５０を形成する工程を更に含む。実施形態では、本方法は、ニッケルなど、第２の金属層７５０を第１の金属層７３６上に形成するための無電解ニッケルメッキを含むことができる。
図２９を参照すると、金属を太陽電池７００上の無電解めっきされた金属領域に電解めっきする方法が示されている。本方法は、めっきタンク７８２内の電解めっき媒質７６４に浸漬された無電解で形成された金属層又は第２の金属層７５０を有する太陽電池７００を含む電解めっき機構７８０を提供する工程を含む。本方法は、また、上記と類似のホルダー７８４と複数の固定具７８６とによって太陽電池７００を吊るす工程を含む。本方法は、導線又は相互接続７９２によって外部電源に接続されたアノード７９０を提供する工程を含む。本方法は、また、電解めっき媒質７６４内で、外部電源と連結されたアノード７９０によって提供される電流を誘導する工程を含み、これは、媒質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、金属の電解めっきを可能にし得る。本方法は、電解めっきプロセスを実行して、第３の金属層７６０を太陽電池７００の第２の金属層７５０上に形成する工程を含む。実施形態では、本方法は、上述した同じ電解めっき機構７８０及び方法を用いて第４の金属層を第３の金属層７６０に電解めっきする工程を更に含むことができる。
図３０は、コンタクト領域を太陽電池上に形成する実施形態のフローチャートを例示する。上記したように、第１の操作８０１は、通常動作中は太陽に向かう前面３０４と、前面３０４の反対側の裏面３０２とを有する太陽電池３００を提供する工程を含むことができる。第２の操作８０２は、第１の金属３３０を有するペーストを太陽電池３００の基板又はシリコン基板３１０より上方に堆積させる工程を含むことができる。第３の操作８０３は、ペーストを硬化させて第１の金属層３３６を形成する工程３４０を含むことができる。第４の操作８０４は、櫛型パターンで、エッチングレジストインク３４２を太陽電池３００の裏面３０２上に堆積させる工程を含むことができる。第５の操作８０５は、エッチングレジスト３４４を太陽電池３００の側縁部に沿って堆積させる工程を含むことができる。第６の操作８０６は、第２の金属層３５０を第１の金属層３３６上に無電解めっきする工程を含むことができる。第７の操作８０７は、第３の金属層３６０を第２の金属層３５０上に電解めっきする工程を含むことができ、第２の金属層３５０は、第１の金属層３３６を第３の金属層３６０に電気的に結合する。最終操作８０８は、太陽電池３００の裏面３０２及び側縁部上のエッチングレジスト３４２、３４４を除去して、エッチングレジスト３４２、３４４下の余分な金属を除去する工程を含むことができる。
図３１を参照すると、コンタクト領域を太陽電池３００上に形成する別の実施形態のフローチャートが示されている。上記したように、第１の操作８１１は、通常動作中は太陽に向かう前面３０４と、前面３０４の反対側の裏面３０２とを有する太陽電池３００を提供する工程を含むことができる。第２の操作８１２は、第１の金属３３０を有するペーストを太陽電池３００の基板又はシリコン基板３１０より上方に堆積させる工程を含むことができる。第３の操作８１３は、ペーストを硬化させて第１の金属層３３６を形成する工程３４０を含むことができる。第４の操作８１４は、第２の金属層３５０を第１の金属層３３６上に無電解めっきする工程を含むことができる。最終操作８１５は、第３の金属層３６０を第２の金属層３５０上に電解めっきする工程を含むことができ、第２の金属層３５０は、第１の金属層３３６を第３の金属層３６０に電気的に結合する。
図３２は、コンタクト領域を太陽電池３００上に形成する更に別の実施形態のフローチャートを例示する。上記したように、第１の操作８２１は、通常動作中は太陽に向かう前面３０４と、前面３０４の反対側の裏面３０２とを有する太陽電池３００を提供する工程を含むことができる。第２の操作８２２は、第１の金属３３０を有するペーストを太陽電池３００の基板又はシリコン基板３１０より上方に堆積させる工程を含むことができる。第３の操作８２３は、ペーストを硬化させて第１の金属層３３６を形成する工程３４０を含むことができる。第４の操作８２４は、第２の金属層３５０を第１の金属層３３６上に無電解めっきする工程を含むことができる。第５の操作８２５は、第３の金属層３６０を第２の金属層３５０上に電解めっきする工程を含むことができ、第２の金属層３５０は、第１の金属層３３６を第３の金属層３６０に電気的に結合する。最終操作８２６は、第４の金属層３６２を第３の金属層３６０上に電解めっきする工程を含むことができる。
図３３を参照すると、コンタクト領域を太陽電池４００上に形成する更に別の実施形態のフローチャートが示されている。上記したように、第１の操作８３１は、通常動作中は太陽に向かう前面４０４と、前面４０４の反対側の裏面４０２とを有する太陽電池４００を提供する工程を含むことができる。第２の操作８３２は、櫛形パターンで第１の金属４３０を有するペーストを太陽電池４００の基板より上方に堆積させる工程を含むことができる。第３の操作８３３は、アルミニウムペースト４３０を硬化させて第１の金属層４３６を形成する工程４４０を含むことができる。第４の操作８３４は、第２の金属層４５０を第１の金属層４３６上に無電解めっきする工程を含むことができる。第５の操作８３５は、第３の金属層４６０を第２の金属層４５０上に電解めっきする工程を含むことができ、第２の金属層４５０は、第１の金属層４３６を第３の金属層４６０に電気的に結合する。最終操作８３６は、第４の金属層４６２を第３の金属層４６０上に電解めっきする工程を含むことができる。
図３４は、コンタクト領域を太陽電池４００上に形成する更に別の実施形態のフローチャートを例示する。上記したように、第１の操作８４１は、通常動作中は太陽に向かう前面４０４と、前面４０４の反対側の裏面４０２とを有する太陽電池４００を提供する工程を含むことができる。第２の操作８４２は、櫛形パターンでアルミニウムペースト４３０を太陽電池４００の基板より上方に堆積させる工程を含むことができる。第３の操作８４３は、アルミニウムペースト４３０を硬化させてアルミニウムの層４３６を形成する工程４４０を含むことができる。第４の操作８４４は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する第２の金属層４５０をアルミニウムの層４３６上に無電解めっきする工程を含むことができる。第５の操作８４５は、第３の金属層４６０を第２の金属層４５０上に電解めっきする工程を含むことができ、第２の金属層４５０は、アルミニウムの層４３６を第３の金属層４６０に電気的に結合する。最終操作８４６は、第４の金属層４６２を第３の金属層４６０上に電解めっきする工程を含むことができる。
図３５を参照すると、コンタクト領域を太陽電池４００上に形成する別の実施形態のフローチャートが示されている。上記したように、第１の操作８５１は、通常動作中は太陽に向かう前面４０４と、前面４０４の反対側の裏面４０２とを有する太陽電池４００を提供する工程を含むことができる。第２の操作８５２は、櫛型パターンで、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペースト４３０を太陽電池４００の基板又はシリコン基板４１０より上方に堆積させる工程を含むことができる。第３の操作８５３は、アルミニウムペースト４３０を熱硬化させてアルミニウムの層４３６を形成する工程４４０を含むことができる。第４の操作８５４は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有するバリア金属を含む第２の金属層４５０をアルミニウムの層４３６上に無電解めっきする工程を含むことができ、バリア金属は、基板又はシリコン基板４１０への金属の拡散を防止するように適合される。第５の操作８５５は、第３の金属層４６０を第２の金属層４５０上に電解めっきする工程を含むことができ、第２の金属層４５０は、アルミニウムの層４３６を第３の金属層４６０に電気的に結合する。最終操作８５６は、第４の金属層４６２を第３の金属層４６０上に電解めっきする工程を含むことができる。
図３６は、コンタクト領域を太陽電池４００上に形成する別の実施形態のフローチャートを例示する。上記したように、第１の操作８６１は、通常動作中は太陽に向かう前面４０４と、前面４０４の反対側の裏面４０２と、シリコン基板４１０上の第１及び第２のドープ領域４１２、４１４とを有する太陽電池４００を提供する工程を含むことができる。第２の操作８６２は、櫛型パターンで、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペースト４３０を太陽電池４００のシリコン基板４１０より上方に堆積させる工程を含むことができる。第３の操作８６３は、ペーストを熱硬化させてアルミニウムの層４３６を形成する工程４４０を含むことができる。第４の操作８６４は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有するバリア金属を含む第２の金属層４５０をアルミニウムの層４３６上に無電解めっきする工程を含むことができ、バリア金属は、基板又はシリコン基板４１０への金属の拡散を防止するように適合される。第５の操作８６５は、第３の金属層４６０を第２の金属層４５０上に電解めっきする工程を含むことができ、第２の金属層４５０は、アルミニウムの層４３６を第３の金属層４６０に電気的に結合する。最終操作８６６は、第４の金属層４６２を第３の金属層４６０上に電解めっきする工程を含むことができる。
図３７を参照すると、コンタクト領域を太陽電池５００上に形成する更に別の実施形態のフローチャートが示されている。上記したように、第１の操作８７１は、通常動作中は太陽に向かう前面５０４と、前面５０４の反対側の裏面５０２と、シリコン基板５１０上の第１及び第２のドープ領域５１２、５１４とを有する太陽電池５００を提供する工程を含むことができる。第２の操作８７２は、櫛型パターンで、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペースト５３０を太陽電池５００の基板又はシリコン基板５１０より上方に堆積させる工程を含むことができる。第３の操作８７３は、アルミニウムペースト５３０を熱硬化させてアルミニウムの層５３６を形成する工程５４０を含むことができる。第４の操作８７４は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有するバリア金属を含む第２の金属層５５０をアルミニウムの層５３６上に無電解めっきする工程を含むことができ、バリア金属は、基板又はシリコン基板５１０への金属の拡散を防止するように適合される。第５の操作８７５は、第３の金属層５６０を第２の金属層５５０上に電解めっきする工程を含むことができ、第２の金属層５５０は、アルミニウムの層５３６を第３の金属層５６０に電気的に結合する。最終操作８７６は、第４の金属層５６２を第３の金属層５６０上に電解めっきする工程を含むことができる。
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、莫大な数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の、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］
通常動作中は太陽に向かう前面と、前記前面とは反対側の裏面とを有する、太陽電池のコンタクト領域を形成する方法であって、
第１の金属を含むペーストを前記太陽電池の基板より上方に堆積させる工程と、
前記ペーストを硬化させて第１の金属層を形成する工程と、
第２の金属層を前記第１の金属層上に無電解めっきする工程と、
第３の金属層を前記第２の金属層上に電解めっきする工程と、を含み、前記第２の金属層は、前記第１の金属層を前記第３の金属層に電気的に結合する、方法。
［項目２］
前記ペーストを前記基板より上方に堆積させる工程は、ペーストを前記基板より上方のポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目３］
前記ペーストを堆積させる工程は、アルミニウムペーストを堆積させる工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目４］
前記アルミニウムペーストを堆積させる工程は、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペーストを堆積させる工程を含む、項目３に記載の方法。
［項目５］
前記第２の金属層は、前記第３の金属層から前記基板への金属の拡散を防止するように適合されたバリア金属を含む、項目１に記載の方法。
［項目６］
前記第２の金属層を無電解めっきする工程は、ニッケル、金、銀、ロジウム、クロミウム、亜鉛、錫、及びカドミウムからなる群から選択された金属を無電解めっきする工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目７］
前記第２の金属層を無電解めっきする工程は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する金属層を無電解めっきする工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目８］
前記第３の金属層を電解めっきする工程は、銅、錫、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、及び白金からなる群から選択された金属を電解めっきする工程を含む、項目１に記載の方法。
［項目９］
第４の金属層を前記第３の金属層上に電解めっきする工程を更に含む、項目１に記載の方法。
［項目１０］
前記第４の金属層を電解めっきする工程は、銅、錫、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、及び白金からなる群から選択された金属を電解めっきする工程を含む、項目９に記載の方法。
［項目１１］
太陽電池のコンタクト領域を形成する方法であって、前記太陽電池は、通常動作中に太陽に向かう前面と、該前面の反対側の裏面とを有し、前記方法は、
櫛型パターンで、アルミニウムペーストを前記太陽電池の基板より上方に堆積させる工程と、
前記アルミニウムペーストを硬化させてアルミニウムの層を形成する工程と、
少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する第２の金属層を前記アルミニウムの層上に無電解めっきする工程と、
第３の金属層を前記第２の金属層上に電解めっきする工程であって、前記第２の金属層は、前記アルミニウムの層を前記第３の金属層に電気的に結合する、工程と、
第４の金属層を前記第３の金属層上に電解めっきする工程と、を含む、方法。
［項目１２］
アルミニウムペーストを堆積させる工程は、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペーストを堆積させる工程を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１３］
前記第２の金属層は、前記第３の金属層から前記基板への金属の拡散を防止するように適合されたバリア金属を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１４］
前記アルミニウムペーストを前記基板より上方に堆積させる工程は、アルミニウムペーストを前記基板より上方のポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１５］
前記アルミニウムペーストを堆積させる工程は、スクリーン印刷、スピンコーティング、及びインクジェット印刷からなる群から選択された方法を用いて堆積させる工程を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１６］
前記第３の金属層及び前記第４の金属層を電解めっきする工程は、銅、錫、アルミニウム、銀、金、クロミウム、鉄、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、パラジウム、及び白金からなる群から選択された金属を電解めっきする工程を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１７］
通常動作中は太陽に向かう前面と、前記前面とは反対側の裏面とを有する、太陽電池のコンタクト領域を形成する方法であって、
櫛型パターンで、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペーストを前記太陽電池の基板より上方に堆積させる工程と、
前記アルミニウムペーストを熱硬化させてアルミニウムの層を形成する工程と、
少なくとも０．１ミクロンの厚さを有するバリア金属を含む第２の金属層を前記アルミニウムの層上に無電解めっきする工程であって、前記バリア金属は、前記基板への金属の拡散を防止するように適合される、工程と、
第３の金属層を前記第２の金属層上に電解めっきする工程であって、前記第２の金属層は、前記アルミニウムの層を前記第３の金属層に電気的に結合する、工程と、
第４の金属層を前記第３の金属層上に電解めっきする工程と、を含む、方法。
［項目１８］
前記アルミニウムペーストを前記基板より上方に堆積させる工程は、アルミニウムペーストを前記基板より上方のポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む、項目１７に記載の方法。
［項目１９］
前記アルミニウムペーストを前記太陽電池上に堆積させる工程は、スクリーン印刷、スピンコーティング、及びインクジェット印刷からなる群から選択された方法を用いてアルミニウムペーストを前記太陽電池上に堆積させる工程を含む、項目１７に記載の方法。
［項目２０］
前記太陽電池は、バックコンタクト型太陽電池、フロントコンタクト型太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、銅インジウム・ガリウム・セレン（ＣＩＧＳ）太陽電池、及びテルル化カドミウム太陽電池からなる群から選択された太陽電池を含む、項目１７に記載の方法。

Claims (10)

  1. 通常動作中は太陽に向かう前面と、前記前面とは反対側の裏面とを有する太陽電池を製造する方法であって、前記太陽電池のコンタクト領域を形成する工程を備え、
    前記太陽電池の前記コンタクト領域を形成する工程は、
    第１の金属を含むペーストを前記太陽電池の基板より上方の第１の領域に堆積させる工程と、
    前記ペーストを硬化させて第１の金属層を形成する工程と、
    前記基板より上方の前記第１の金属層が形成されていない第２の領域、及び、前記太陽電池の側縁部にエッチングレジストを堆積させる工程と、
    第２の金属層を前記第１の金属層上に無電解めっきする工程と、
    第３の金属層を前記第２の金属層上に電解めっきする工程であって、前記第２の金属層は、前記第１の金属層を前記第３の金属層に電気的に結合する、工程と、
    前記エッチングレジストを除去する工程と
    を含む、方法。
  2. 前記ペーストを前記基板より上方に堆積させる工程は、ペーストを前記基板より上方のポリシリコン領域上に堆積させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ペーストを堆積させる工程は、アルミニウムペーストを堆積させる工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記アルミニウムペーストを堆積させる工程は、少なくとも０．５ミクロンの厚さを有するアルミニウムペーストを堆積させる工程を含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記第２の金属層は、前記第３の金属層から前記基板への金属の拡散を防止するように適合されたバリア金属を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記第２の金属層を無電解めっきする工程は、ニッケル、金、銀、ロジウム、クロミウム、亜鉛、錫、及びカドミウムからなる群から選択された金属を無電解めっきする工程を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記第２の金属層を無電解めっきする工程は、少なくとも０．１ミクロンの厚さを有する金属層を無電解めっきする工程を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記第３の金属層を電解めっきする工程は、銅、錫、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、及び白金からなる群から選択された金属を電解めっきする工程を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記太陽電池の前記コンタクト領域を形成する工程は、前記エッチングレジストを除去する工程の前に、第４の金属層を前記第３の金属層上に電解めっきする工程を更に含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記第４の金属層を電解めっきする工程は、銅、錫、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、及び白金からなる群から選択された金属を電解めっきする工程を含む、請求項９に記載の方法。
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