KR102313263B1 - 금속 포일을 사용하는 태양 전지의 금속화 - Google Patents

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Abstract

태양 전지 구조물은 P-형 및 N-형 도핑된 영역을 포함한다. 유전체 스페이서가 태양 전지 구조물의 표면 상에 형성된다(201). 금속 층이 유전체 스페이서 상에 그리고 유전체 스페이서에 의해 노출되는 태양 전지 구조물의 표면 상에 형성된다(202). 금속 포일이 금속 층 상에 배치된다(203). 레이저 빔이 금속 포일을 금속 층에 용접하기 위해 사용된다(204). 레이저 빔은 또한 금속 포일을 패턴화하기 위해 사용된다(204). 레이저 빔은 유전체 스페이서 위에 있는 금속 포일 및 금속 층의 부분들을 융제시킨다. 금속 포일의 레이저 융제는 금속 포일을 분리된 P-형 및 N-형 금속 핑거로 절단한다.

Description

금속 포일을 사용하는 태양 전지의 금속화{METALLIZATION OF SOLAR CELLS USING METAL FOILS}
본 명세서에 기술된 발명 요지의 실시예는 일반적으로 태양 전지(solar cell)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 발명 요지의 실시예는 태양 전지 제조 공정 및 구조에 관한 것이다.
태양 전지는 태양 방사선을 전기 에너지로 변환시키기 위한 잘 알려진 장치이다. 태양 전지는 태양 방사선을 수집하기 위해 정상 작동 동안 태양을 향하는 전면(front side) 및 전면 반대편의 배면(backside)을 갖는다. 태양 전지에 충돌하는 태양 방사선은 부하(load)와 같은 외부 전기 회로에 전력을 공급하도록 이용될 수 있는 전하를 생성한다. 외부 전기 회로는 태양 전지의 도핑된 영역(doped region)에 접속된 금속 핑거(metal finger)에 의해 태양 전지로부터 전류를 수신할 수 있다.
하나의 실시예에서, 유전체 스페이서(dielectric spacer)가 태양 전지 구조물의 표면 상에 형성된다. 금속 층이 유전체 스페이서 상에 그리고 유전체 스페이서에 의해 노출되는 태양 전지 구조물의 표면 상에 형성된다. 금속 포일이 금속 층 상에 배치된다. 레이저 빔이 금속 포일을 금속 층에 용접하기 위해 사용된다. 레이저 빔은 또한 금속 포일을 패턴화(pattern)하기 위해 사용된다. 레이저 빔은 유전체 스페이서 위에 있는 금속 포일 및 금속 층의 부분들을 융제(ablate)시킨다. 금속 포일의 레이저 융제(laser ablation)는 금속 포일을 분리된 P-형 및 N-형 금속 핑거로 절단한다.
본 개시 내용의 이들 및 다른 특징이 첨부 도면 및 청구범위를 포함하는 본 개시 내용의 전체를 읽을 때 당업자에게 용이하게 명백할 것이다.
유사한 도면 부호가 도면 전체에 걸쳐 유사한 요소를 지칭하는 하기 도면과 관련하여 고려될 때, 상세한 설명 및 청구범위를 참조함으로써 발명 요지의 더욱 완전한 이해가 얻어질 수 있다. 도면은 축척대로 도시된 것은 아니다.
도 1 내지 도 7은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 태양 전지를 제조하는 방법을 개략적으로 예시하는 단면도.
도 8은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 패턴화되지 않은 금속 포일의 평면도.
도 9는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 패턴화 후의 도 8의 금속 포일의 평면도.
도 10은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 태양 전지를 제조하는 방법의 흐름도.
도 11 및 도 12는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 모듈 레벨에서의 금속 포일의 패턴화를 개략적으로 예시하는 단면도.
도 13 및 도 14는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 패턴화된 금속 층을 가진 금속 포일의 사용을 개략적으로 예시하는 단면도.
하기 상세한 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 발명 요지 또는 출원의 실시예 및 그러한 실시예의 사용을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 경우 또는 예시로서 역할하는" 것을 의미한다. 본 명세서에 예시적인 것으로 기술된 임의의 구현예는 다른 구현예에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되는 것은 아니다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 발명의 내용 또는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 제시되는 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 구애되고자 하는 의도는 없다.
본 명세서는 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 참조를 포함한다. "하나의 실시예에서" 또는 "일 실시예에서"와 같은 구절의 출현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 개시 내용과 일관되는 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
본 개시 내용에서, 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 구조 및 방법의 예와 같은 다수의 구체적인 상세 사항이 제공된다. 그러나, 당업자는 실시예가 구체적인 상세 사항 중 하나 이상이 없이도 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 경우에, 실시예의 태양을 불명료하게 하는 것을 피하기 위해, 잘 알려진 상세 사항은 도시되거나 기술되지 않는다.
도 1 내지 도 7은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 태양 전지를 제조하는 방법을 개략적으로 예시하는 단면도이다. 제조되는 태양 전지는 N-형 및 P-형 도핑된 영역 및 N-형 및 P-형 도핑된 영역에 결합된 금속 핑거가 태양 전지의 배면 상에 있다는 점에서 완전 배면 접점(all back contact) 태양 전지이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 태양 전지 구조물(100)이 도시되어 있다. 도 1의 예에서, 태양 전지 구조물(100)은 태양 전지 기판(substrate)(101) 내에 또는 태양 전지 기판(101) 외부에 형성될 수 있는 복수의 교번하는 N-형 도핑된 영역 및 P-형 도핑된 영역을 포함한다. 예를 들어, N-형 및 P-형 도핑된 영역은 각각 태양 전지 기판(101) 내로 N-형 및 P-형 도펀트(dopant)를 확산시킴으로써 형성될 수 있다. 다른 예에서, N-형 및 P-형 도핑된 영역은 태양 전지 기판(101) 상에 형성된, 폴리실리콘(polysilicon)과 같은 별개의 재료 층 내에 형성된다. 그러한 예에서, N-형 및 P-형 도펀트는 태양 전지 기판(101) 내 대신에 폴리실리콘 내에 N-형 및 P-형 도핑된 영역을 형성하도록 (트렌치(trench) 형성될 수 있거나 그렇지 않을 수 있는) 폴리실리콘 내로 확산된다. 태양 전지 기판(101)은 예를 들어 단결정 규소 웨이퍼(monocrystalline silicon wafer)를 포함할 수 있다.
도 1의 예에서, 라벨 "N" 및 "P"는 N-형 및 P-형 도핑된 영역 또는 N-형 및 P-형 도핑된 영역에 대한 전기 접속부를 개략적으로 나타낸다. 보다 구체적으로, 라벨 "N"은 노출된 N-형 도핑된 영역 또는 N-형 도핑된 영역에 대한 노출된 금속 접속부를 개략적으로 나타낸다. 유사하게, 라벨 "P"는 노출된 P-형 도핑된 영역 또는 P-형 도핑된 영역에 대한 노출된 금속 접속부를 개략적으로 나타낸다. 따라서, 태양 전지 구조물(100)은 N-형 및 P-형 도핑된 영역으로의 접점 구멍이 형성된 후에, 그러나 N-형 및 P-형 도핑된 영역으로의 금속 접점 핑거를 형성하기 위한 금속화 공정 전에 제조되는 태양 전지의 구조를 나타낼 수 있다.
도 1의 예에서, N-형 및 P-형 도핑된 영역은 태양 전지 구조물(100)의 배면 상에 있다. 태양 전지 구조물(100)의 배면은 정상 작동 동안 태양 방사선을 수집하기 위해 태양을 향해 지향되는 전면의 반대편이다.
다음으로 도 2를 참조하면, 복수의 유전체 스페이서(103)가 태양 전지 구조물(100)의 표면 상에 형성된다. 도 2의 예에서, 유전체 스페이서(103)는 인접한 P-형 및 N-형 도핑된 영역들 사이의 계면 위의 태양 전지 구조물(100)의 표면 상의 영역 상에 형성된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 유전체 스페이서(103)는 태양 전지 구조물(100)의 세부 사항에 따라 다른 영역 상에 또한 형성될 수 있다.
하나의 실시예에서, 유전체 스페이서(103)는 스크린 인쇄에 의해 태양 전지 구조물(100) 상에 인쇄된다. 유전체 스페이서(103)는 또한 스핀 코팅(spin coating)에 의한 것과 침착(예컨대, 화학 증착)에 의한 것에 이어서 패턴화(예컨대, 마스킹 및 에칭)에 의한 것을 포함하는 다른 유전체 형성 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 유전체 스페이서(103)는 광학 흡수체(optical absorber), 연소가능 유전체(fireable dieletric) 등을 가진 유전체 재료를 포함할 수 있다. 특정한 예로서, 유전체 스페이서(103)는 1 내지 10 마이크로미터의 두께로 태양 전지 구조물(100) 상에 스크린 인쇄되는 (예컨대, 산화티타늄 필터를 가진) 폴리이미드를 포함할 수 있다. 일반적으로 말하면, 유전체 스페이서(103)는 금속 포일(105)(도 5 참조)의 패턴화에서 채용되는 레이저 빔을 (예컨대, 흡수 또는 반사에 의해) 차단할 두께 및 조성을 갖도록 구성될 수 있으며, 위에 놓이는 금속 층(예컨대, 도 3의 금속 층(104))을 형성하도록 채용되는 공정과 양립가능하다.
도 2의 예에서, 각각의 유전체 스페이서(103)는 태양 전지 구조물(100)의 N-형 도핑된 영역 및 P-형 도핑된 영역 위에 형성된다. 아래에서 더욱 명백해질 바와 같이, 후속 금속화 공정에서, 금속 포일은 금속 포일이 태양 전지 구조물(100) 상에 있는 상태에서 레이저를 사용하여 패턴화된다. 유전체 스페이서(103)는 유리하게는 금속 포일(105)의 패턴화 동안 태양 전지 구조물(100)로 침투할 수 있는 레이저 빔을 차단한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 금속 층(104)이 태양 전지 구조물(100) 상에 형성된다. 금속 층(104)은 후속하여 형성되는 금속 핑거를 위한 N-형 및 P-형 도핑된 영역으로의 전기 접속부를 제공한다. 하나의 실시예에서, 금속 층(104)은 유전체 스페이서(103)에 대해 공형인(conformal) 연속적인 블랭킷(blanket) 금속 코팅을 포함한다. 예를 들어, 금속 층(104)은 100 옹스트롬 내지 5 마이크로미터(예컨대, 0.3 마이크로미터 내지 1 마이크로미터)의 두께로 스퍼터링(sputtering), 침착, 또는 일부 다른 공정에 의해, 유전체 스페이서(103), N-형 도핑된 영역 및 P-형 도핑된 영역 상에 형성되는 알루미늄을 포함할 수 있다. 일반적으로 말하면, 금속 층(104)은 금속 포일(105)에 접합될 수 있는 재료를 포함한다. 예를 들어, 금속 층(104)은 알루미늄 금속 포일(105)에 대한 용접을 용이하게 하기 위해 알루미늄을 포함할 수 있다. 금속 층(104)은 또한 도 3에서 N-형 도핑된 영역을 P-형 도핑된 영역에 전기적으로 접속시킨다. 금속 층(104)은 금속 포일(105)의 패턴화 동안 P-형 도핑된 영역으로부터 N-형 도핑된 영역을 분리시키도록 후속하여 패턴화된다.
다음으로 도 4를 참조하면, 금속 포일(105)은 태양 전지 구조물(100) 위에 대략적으로 위치된다. 금속 포일(105)은, 그것이 금속의 사전-제조된 얇은 시트를 포함한다는 점에서 "금속 포일"이다. 도 8은 제조 공정의 이러한 단계에서의 금속 포일(105)의 평면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 금속 포일(105)은 패턴화되지 않는다. 아래에서 더욱 명백해질 바와 같이, 금속 포일(105)은 금속 포일(105)이 금속 층(104)에 피팅된(fitted) 후에 태양 전지의 금속 핑거를 형성하도록 후속하여 패턴화된다.
계속하여 도 5에서, 금속 포일(105)은 태양 전지 구조물(100) 상에 배치된다. 태양 전지 구조물(100) 상에 침착되거나 코팅되는 금속과 달리, 금속 포일(105)은 사전-제조된 시트이다. 하나의 실시예에서, 금속 포일(105)은 알루미늄의 시트를 포함한다. 금속 포일(105)은, 그것이 태양 전지 구조물(100) 상에 형성되지 않는다는 점에서 태양 전지 구조물(100) 상에 배치되는 것이다. 하나의 실시예에서, 금속 포일(105)은 금속 층(104)에 피팅됨으로써 태양 전지 구조물(100) 상에 배치된다. 피팅 공정은 금속 포일(105)이 금속 층(104)과 밀착 접촉을 이루도록 금속 층(104)에 대한 금속 포일(105)의 압착(pressing)을 포함할 수 있다. 피팅 공정은 금속 층(104)의 특징부(예컨대, 범프(bump))에 대해 공형인 금속 포일(105)을 생성할 수 있다. 용접 동안 금속 포일과 금속 층 사이의 10 마이크로미터 미만의 간극을 얻기 위해, 금속 층(104)에 대항하여 금속 포일(105)을 압착하도록 진공이 사용될 수 있다. 용접 동안 금속 층(104)에 대항하여 금속 포일(105)을 압착하기 위해 압력 플레이트가 또한 사용될 수 있으며; 압력 플레이트는 레이저 융제를 위해 제거된다.
도 6은 금속 포일(105)이 금속 층(104)에 전기적으로 접합된 후의 태양 전지 구조물(100)을 도시한다. 도 6의 예에서, 금속 포일(105)은 금속 포일(105)이 금속 층(104)에 대항하여 압착되는 상태에서 금속 포일(105) 상으로 레이저 빔을 지향시킴으로서 금속 층(104)에 용접된다. 레이저 용접 공정은 금속 포일(105)을 금속 층(104)에 전기적으로 접합시키는 용접 조인트(weld joint)(106)를 생성한다. 금속 포일(105)이 제조 공정의 이러한 단계에서 패턴화되지 않기 때문에, 금속 포일(105)은 태양 전지 구조물(100)의 N-형 및 P-형 도핑된 영역을 여전히 전기적으로 접속시킨다.
계속하여 도 7에서, 금속 포일(105)은 금속 핑거(108, 109)를 형성하도록 패턴화된다. 하나의 실시예에서, 금속 포일(105)은 유전체 스페이서(103) 위에 있는 금속 포일(105) 및 금속 층(104)의 부분들을 융제시킴으로써 패턴화된다. 금속 포일(105) 및 금속 층(104)은 레이저 빔을 사용하여 융제될 수 있다. 레이저 융제 공정은 금속 포일(105)을 적어도 2개의 분리된 피스(piece)로 절단할 수 있으며(107 참조), 이때 하나의 피스는 N-형 도핑된 영역에 전기적으로 접속되는 금속 핑거(108)이고 다른 하나의 피스는 P-형 도핑된 영역에 전기적으로 접속되는 금속 핑거(109)이다. 레이저 융제 공정은 금속 층(104) 및 금속 포일(105)을 통한 N-형 및 P-형 도핑된 영역들의 전기 접속을 끊는다. 따라서, 금속 포일(105) 및 금속 층(104)은 동일한 단계에서 패턴화되어, 유리하게는 제조 비용을 감소시킨다.
도 9는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 도 7의 패턴화된 금속 포일(105)의 평면도이다. 도 9는 절단부(107)가 금속 핑거(109)로부터 금속 핑거(108)를 물리적으로 분리시키는 것을 도시한다. 도 9의 예에서, 금속 포일(105)은 상호맞물린(interdigitated) 금속 핑거(108, 109)를 형성하도록 패턴화된다. 태양 전지에 따라 다른 금속 핑거 설계가 또한 채용될 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 레이저 융제 공정은 금속 포일(105) 및 금속 층(104)을 완전히 통과하여 절단하는 레이저 빔을 사용한다. 레이저 융제 공정의 공정 윈도우(process window)에 따라, 레이저 빔은 또한 유전체 스페이서(103)의 부분들을 절단할 수 있지만, 통과하지는 않는다. 유전체 스페이서(103)는 유리하게는 태양 전지 구조물(100)에 달리 도달하여 손상시킬 수 있는 레이저 빔을 차단한다. 유전체 스페이서(103)는 또한 유리하게는, 예컨대 금속 층(104)에 금속 포일(105)을 피팅하는 동안 기계적 손상으로부터 태양 전지 구조물(100)을 보호한다. 유전체 스페이서(103)는 완성된 태양 전지 내에 남아 있을 수 있으며, 따라서 그들의 사용이 금속 포일(105)의 패턴화 후의 추가적인 제거 단계를 반드시 수반하지는 않는다.
전술된 사항에 비추어, 당업자는 본 개시 내용의 실시예가 이전에는 실현되지 못한 추가적인 장점을 제공한다는 것을 이해할 것이다. 금속 핑거를 형성하기 위한 금속 포일의 사용은 금속 핑거의 침착 또는 도금을 수반하는 금속화 공정에 비해 상대적으로 비용-효과적이다. 유전체 스페이서(103)는 레이저 용접 공정 및 레이저 융제 공정이 원 위치에서, 즉 동일한 처리 스테이션에서 차례로 수행되는 것을 허용한다. 유전체 스페이서(103)는 또한 금속 포일(105)이 태양 전지 구조물(100) 상에 있는 상태에서 금속 포일(105)을 패턴화하기 위한 레이저 빔의 사용을 가능하게 한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 금속 포일의 시트를 배치하고 정렬시키는 것은 금속 핑거의 개별 스트립을 대략 수 마이크로미터의 정확도로 배치하고 정렬시키는 것에 비해 훨씬 더 용이하다. 에칭 및 다른 화학 기반 패턴화 공정과 달리, 레이저를 사용하여 금속 포일(105)을 패턴화하는 것은 제조되는 태양 전지 상에 형성할 수 있는 잔류물의 양을 최소화한다.
도 9의 예에서, 금속 층(104)이 금속 포일(105)과 동시에 패턴화된다는 것에 추가로 주목해야 한다. 이는 유리하게는 레이저 용접 및 융제 전에 P-형 및 N-형 도핑된 영역을 분리시키기 위해 금속 층(104)을 패턴화하는 비본질적인 단계를 제거한다.
도 10은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 태양 전지를 제조하는 방법의 흐름도를 도시한다. 도 10의 방법은 N-형 및 P-형 도핑된 영역을 가진 태양 전지 구조물 상에서 수행될 수 있다. 도 10의 방법은 태양 전지의 제조 동안의 전지 레벨에서 또는 태양 전지가 다른 태양 전지와 접속되어 패키징될 때 모듈 레벨에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예에서, 도 10의 방법은 예시된 것에 추가적인 또는 그보다 적은 블록을 포함할 수 있다는 것에 유의한다.
도 10의 방법에서, 복수의 유전체 스페이서가 태양 전지 구조물의 표면 상에 형성된다(단계 201). 각각의 유전체 스페이서는 태양 전지 구조물의 N-형 도핑된 영역 및 P-형 도핑된 영역 위에 형성될 수 있다. 유전체 스페이서는 예를 들어 스크린 인쇄, 스핀 코팅에 의해, 또는 침착 및 패턴화에 의해 형성될 수 있다. 그 후에, 금속 층이 유전체 스페이서 상에 그리고 유전체 스페이서들 사이에 노출된 태양 전지 구조물의 표면 상에 형성된다(단계 202). 하나의 실시예에서, 금속 층은 블랭킷 침착(blanket deposition)에 의해 형성되는 연속적이고 공형인 층이다. 금속 포일이 금속 층에 피팅된다(단계 203). 하나의 실시예에서, 금속 포일이 레이저 빔을 사용하여 금속 층에 용접된다(단계 204). 비-레이저 기반 용접 기술이 또한 금속 포일을 금속 층에 용접하기 위해 채용될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 레이저 빔은 또한 유전체 스페이서 위에 있는 금속 포일 및 금속 층의 부분들을 융제시키도록 사용될 수 있다(단계 205). 레이저 융제 공정은 금속 포일을 분리된 금속 핑거로 패턴화하며, 금속 층을 P-형 및 N-형 도핑된 영역으로 분리하도록 패턴화한다.
금속 포일(105)의 패턴화는 제조되는 태양 전지가 다른 태양 전지와 패키징되는 모듈 레벨에서 수행될 수 있다. 그러한 예에서, 금속 포일(105)은 복수의 태양 전지 구조물(100)의 금속 층(104)에 피팅될 수 있다. 이는 도 11에 개략적으로 예시되어 있으며, 여기서 금속 포일(105A)이 2개 이상의 태양 전지 구조물(100)의 금속 층(104)에 피팅된다. 금속 포일(105A)은, 금속 포일(105A)이 하나 초과의 태양 전지 구조물(100)에 걸쳐 있다는 것을 제외하고는, 이전에 논의된 금속 포일(105)과 동일하다. 도 12에 도시된 바와 같이, 금속 포일(105A)은 태양 전지 구조물(100) 상에 있는 상태에서 레이저 융제에 의해 패턴화될 수 있다. 레이저 융제 공정은 이전에 논의된 바와 같이 금속 포일(105A)을 금속 핑거(108, 109)로 패턴화할 수 있다. 금속 포일(105A)은 태양 전지 구조물(100)을 물리적으로 분리시키도록 패턴화된 후에 절단될 수 있다. 패턴화된 후에, 금속 포일(105A)의 부분들이 또한 인접한 태양 전지 구조물(100)을 연결하기 위해 제위치에 남겨질 수 있다.
하나의 실시예에서, 금속 포일(105A)의 레이저 융제는 인접한 태양 전지 구조물(100)의 반대 유형의 금속 핑거들 사이의 접속부를 남겨둔다. 이는 도 12의 예에 개략적으로 예시되어 있으며, 여기서 하나의 태양 전지 구조물(100)의 P-형 금속 핑거(109)가 인접한 태양 전지 구조물(100)의 N-형 금속 핑거(108)에 접속된 채로 남아 있도록 금속 포일(105)이 패턴화되어, 태양 전지 구조물(100)을 직렬로 전기적으로 접속시킨다. 이는 유리하게는 금속 포일(105A)의 패턴화가 태양 전지 구조물(100)의 연결과 조합될 수 있기 때문에 모듈 레벨에서의 제조 단계를 줄인다.
설명된 바와 같이, 금속 층(104)은 P-형 및 N-형 도핑된 영역을 전기적으로 접속시키는 금속의 블랭킷 층으로서 형성된 후에, 금속 포일(105)의 패턴화 동안 P-형 및 N-형 도핑된 영역을 분리시키도록 패턴화될 수 있다. 다른 실시예에서, 제조 공정의 세부 사항에 따라, 금속 층(104)이 레이저 용접 및 융제 전에 패턴화될 수 있다. 이는 도 13에 개략적으로 예시되어 있으며, 여기서 금속 층(104)은 P-형 및 N-형 도핑된 영역을 전기적으로 접속시키지 않고서 이들 상에 형성된다. 예를 들어, 금속 층(104)은 유전체 스페이서(103), N-형 도핑된 영역 및 P-형 도핑된 영역 위에 블랭킷 침착에 의해 침착되고, 이어서 도 13에 도시된 바와 같이 P-형 도핑된 영역으로부터 N-형 도핑된 영역을 분리시키도록 (예컨대, 마스킹 및 에칭에 의해) 패턴화될 수 있다. 이어서, 금속 포일(105)은 패턴화된 금속 층(104) 및 유전체 스페이서(103) 상에 배치되고, 금속 층(104)에 레이저 용접되며, 전술된 바와 같이 레이저 융제에 의해 패턴화될 수 있다. 도 14는 그러한 실시예에서 레이저 융제 공정 후의 N-형 금속 핑거(108) 및 P-형 금속 핑거(109)를 개략적으로 도시한다. 레이저 융제 공정은 금속 포일(105)을 통해 절단하지만 유전체 스페이서들(103)에서는 중단된다.
태양 전지를 제조하기 위한 방법 및 구조가 개시되었다. 특정 실시예가 제공되었지만, 이들 실시예가 예시 목적을 위한 것이고 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 많은 부가의 실시예가 본 개시 내용을 읽는 당업자에게 명백할 것이다.
본 개시 내용의 범주는 (명백하게 또는 암시적으로) 본 명세서에 개시된 임의의 특징 또는 특징들의 조합, 또는 그의 임의의 일반화를, 그것이 본 명세서에서 다루어진 문제들 중 임의의 것 또는 전부를 완화하든 그렇지 않든 간에 포함한다. 따라서, 특징들의 임의의 그러한 조합에 대한 새로운 청구항들이 본 출원(또는 그에 대한 우선권을 주장하는 출원)의 심사절차 동안 만들어질 수 있다. 특히, 첨부된 청구항들을 참조하면, 종속 청구항들로부터의 특징이 독립 청구항들의 특징과 조합될 수 있고, 각각의 독립 청구항들로부터의 특징이 단지 첨부된 청구항들에 열거된 특정 조합이 아닌 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

Claims (20)

  1. 태양 전지(solar cell)를 제조하는 방법으로서,
    인접한 P-형 및 N-형 도핑된 영역(doped region)들 사이의 계면 위인 태양 전지 구조물의 표면의 영역 상에 유전체 스페이서(dielectric spacer)를 형성하는 단계 - 상기 태양 전지 구조물은 P-형 도핑된 영역에 인접한 N-형 도핑된 영역을 포함함 -;
    유전체 스페이서, N-형 도핑된 영역 및 P-형 도핑된 영역 상에 금속 층을 형성하는 단계 - 상기 금속 층은 N-형 도핑된 영역을 P-형 도핑된 영역에 전기적으로 접속시킴 -;
    금속 층 상에 금속 포일(metal foil)을 배치하는 단계; 및
    금속 층 상에 금속 포일을 배치한 후에, 금속 포일을 패턴화(patterning)하는 단계 - 상기 금속 포일을 패턴화하는 단계는 유전체 스페이서 위에 있는 금속 포일 및 금속 층의 부분들을 제거하는 것을 포함함 - 를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 금속 포일을 패턴화하는 단계는 금속 포일을 융제(ablate)시키도록 레이저 빔을 금속 포일 상으로 지향시키는 것을 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 레이저 빔은 또한 금속 층 아래의 유전체 스페이서의 적어도 일부분을 융제시키는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    금속 포일을 금속 층에 용접하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    레이저 빔을 금속 포일 상으로 지향시킴으로써 금속 포일을 금속 층에 용접하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 금속 층은 블랭킷 침착(blanket deposition)에 의해 유전체 스페이서 상에 형성되는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 금속 포일은 P-형 금속 핑거(metal finger) 및 N-형 금속 핑거로 패턴화되고, P-형 금속 핑거는 N-형 금속 핑거로부터 물리적으로 그리고 전기적으로 분리되는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 금속 포일은 태양 전지 구조물의 금속 층 및 다른 태양 전지 구조물의 다른 금속 층 상에 배치되는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 금속 포일을 패턴화하는 단계는 태양 전지 구조물과 다른 태양 전지 구조물의 금속 핑거들 사이의 전기 접속부를 남겨두는 것을 포함하는, 방법.
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