KR20180012868A - 태양 전지용 1차원 금속화 - Google Patents

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데이비드 프레데릭 조엘 카불락
루이스 아브라
토마스 피 패스
태석 김
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벤자민 이안 치아
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Abstract

태양 전지용 1차원 금속화를 제조하기 위한 방식, 및 그에 따른 태양 전지가 기술된다. 일례에서, 태양 전지는 배면 및 대향 수광면을 갖는 기판을 포함한다. 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역이 기판의 배면에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성한다. 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역 상에 전도성 접촉 구조물이 배치된다. 전도성 접촉 구조물은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역에 대응하는 복수의 금속선을 포함한다. 복수의 금속선은 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성한다.

Description

태양 전지용 1차원 금속화
본 발명의 구현예들은 재생가능 에너지의 분야에 속하며, 특히, 태양 전지용 1차원 금속화를 제조하기 위한 방식 및 그에 따른 태양 전지를 포함한다.
통상 태양 전지로서 알려진 광전지(photovoltaic cell)는 태양 복사선을 전기 에너지로 직접 변환하기 위한 잘 알려진 장치이다. 일반적으로, 태양 전지는 기판의 표면 부근에 p-n 접합을 형성하기 위해 반도체 처리 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼 또는 기판 상에 제조된다. 기판의 표면에 충돌하여 기판 내로 유입되는 태양 복사선은 기판의 벌크에 전자 및 정공 쌍을 생성한다. 전자 및 정공 쌍은 기판 내의 p-도핑된 영역 및 n-도핑된 영역으로 이동함으로써, 도핑된 영역들 사이에 전압차를 생성한다. 도핑된 영역들은 태양 전지 상의 전도성 영역들에 연결되어, 셀로부터의 전류를 셀에 결합된 외부 회로로 보낸다.
효율은 태양 전지의 발전 능력에 직접 관련되므로 태양 전지의 중요한 특성이다. 마찬가지로, 태양 전지 생산 효율은 이러한 태양 전지의 비용 효율성과 직접적으로 관련이 있다. 따라서, 태양 전지의 효율을 증가시키는 기술, 또는 태양 전지의 제조 효율을 증가시키는 기술이 일반적으로 바람직하다. 본 발명의 일부 구현예는 태양 전지 구조물을 제조하기 위한 신규 공정을 제공함으로써 태양 전지 제조 효율을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 일부 구현예는 신규 태양 전지 구조물을 제공함으로써 태양 전지 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 구현예에 따른 태양 전지의 배면 측의 평면도를 도시한다.
도 1b는 본 발명의 다른 구현예에 따른 다른 태양 전지의 배면 측의 평면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 구현예에 따른, 도 1a의 유형의 태양 전지 기반의 광전지 어셈블리의 평면도 및 해당 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른, 도 1a의 유형의 태양 전지 기반의 광전지 어셈블리의 평면도 및 해당 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 구현예에 따른, 도 1b의 유형의 태양 전지 기반의 광전지 어셈블리의 평면도 및 해당 단면도를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 구현예에 따른, 도 3의 유형의 광전지 어셈블리의 수광면으로부터의 평면도를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 구현예에 따른, 도 4의 유형의 광전지 어셈블리의 수광면으로부터의 평면도를 도시한다.
하기의 상세한 설명은 사실상 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명 요지 또는 본 출원의 구현예들 및 이러한 구현예들의 용도를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본원에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 사례, 또는 실례로서 역할하는 것"을 의미한다. 본원에서 예시로서 기술된 임의의 구현예가 반드시 다른 구현예들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 발명의 내용 또는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 제시되는 임의의 명시적 또는 묵시적 이론에 구속되고자 하는 것은 아니다.
본 명세서는 "하나의 구현예" 또는 "일 구현예"에 대한 언급을 포함한다. "하나의 구현예에서" 또는 "일 구현예에서"라는 어구의 등장은 반드시 동일한 구현예를 지칭하는 것은 아니다. 특정 특징, 구조, 또는 특성은 본 발명과 일치하는 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
용어. 하기의 단락들은 본 개시내용(첨부된 청구범위를 포함)에서 발견되는 용어들에 대한 정의 및/또는 관계를 제공한다:
“포함하는". 이 용어는 개방형(open-ended)이다. 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 이 용어는 추가적인 구조물 또는 단계를 배제하지 않는다.
“~으로 구성된". 다양한 유닛 또는 구성요소가 작업 또는 작업들을 수행 "하도록 구성된" 것으로 기술되거나 청구될 수 있다. 이러한 맥락에서, "~하도록 구성된"은 유닛/구성요소가 작동 중에 이들 작업 또는 작업들을 수행하는 구조물을 포함한다는 것을 나타냄으로써 구조물을 함축하는 데 사용된다. 이와 같이, 유닛/구성요소는 명시된 유닛/구성요소가 현재 작동하지 않을 때에도(예를 들어, 온(on)/활성(active) 상태가 아닐 때에도) 작업을 수행하도록 구성되었다고 할 수 있다. 유닛/회로/구성요소가 하나 이상의 작업을 수행 "하도록 구성된" 것임을 언급하는 것은, 그 유닛/구성요소에 대해 명시적으로 35 U.S.C §112의 6번째 단락을 적용하지 않으려는 의도이다.
“제1", "제2" 등. 본원에 사용되는 바와 같이, 이들 용어는 뒤에 오는 명사에 대한 표지로서 사용되는 것으로서, 어떤 유형(예컨대, 공간적, 시간적, 논리적 등)의 순서화도 암시하지 않는다. 예를 들어, "제1" 태양 전지에 대한 언급이 반드시 이 태양 전지가 순서상 첫 번째 태양 전지라는 것을 의미하지는 않는다; 그 대신에 "제1"이라는 용어는 이 태양 전지를 다른 태양 전지(예를 들면, "제2" 태양 전지)와 구별하기 위해 사용된다.
"결합된" - 하기 설명은 서로 "결합된" 요소들 또는 노드들 또는 특징부들을 나타낸다. 본원에 사용되는 바와 같이, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, "결합된"은 기계적일 필요는 없지만 하나의 요소/노드/특징부가 다른 요소/노드/특징부에 직접 또는 간접적으로 결합(또는 그와 직접 또는 간접적으로 연통)된 것을 의미한다.
또한, 특정 용어가 단지 참조의 목적으로 하기 설명에 사용될 수도 있으며, 따라서 제한적인 것으로 의도된 것은 아니다. 예를 들어, "상부", "하부", "위", 및 "아래"와 같은 용어는 참조되는 도면에서의 방향을 나타낸다. "전면", "배면", "후면", "측면", "외측", 및 "내측"과 같은 용어는 일관되긴 하지만 임의적인 기준틀 내에서 구성요소의 일부의 방향 및/또는 위치를 기술하며, 그 기준틀은 논의 중인 구성요소를 기술하는 본문 및 관련 도면을 참조하여 명확해진다. 이러한 용어는 위에서 구체적으로 언급된 단어, 이의 파생어, 및 유사한 의미의 단어를 포함할 수 있다.
“억제" - 본원 에 사용되는 바와 같이, 억제는 감소 또는 최소화 효과를 기술하기 위해 사용된다. 구성요소 또는 특징부가 작용, 동작 또는 조건을 억제하는 것으로 기술되는 경우, 이는 결과 또는 결과물 또는 미래의 상태를 완전히 예방할 수 있다. 또한, "억제"는, 그렇지 않을 경우 발생할 수도 있는 결과물, 성능 및/또는 효과의 감소 또는 완화를 의미할 수도 있다. 따라서, 구성요소, 요소 또는 특징부가 결과 또는 상태를 억제하는 것으로 언급되는 경우, 이는 결과 또는 상태를 완전히 예방하거나 제거할 필요는 없다.
태양 전지용 1차원 금속화를 제조하기 위한 방식, 및 그에 따른 태양 전지가 본원에 기술된다. 하기 설명에서, 본 발명의 구현예들의 완전한 이해를 제공하기 위해, 다수의 특정 세부사항, 예컨대 특정 페이스트 조성물 및 공정 흐름 작업이 제시된다. 본 발명의 구현예들이 이러한 특정 세부사항 없이 실시될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 리소그래피 및 패턴화 기술과 같은 잘 알려진 제조 기술은 본 발명의 구현예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 하기 위해 상세히 기술되지 않는다. 또한, 도면에 도시된 다양한 구현예는 예시적인 표현이며 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아닌 것으로 이해해야 한다.
태양 전지가 본원에 개시된다. 일 구현예에서, 태양 전지는 배면 및 대향 수광면을 갖는 기판을 포함한다. 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역이 기판의 배면에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성한다. 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역 상에 전도성 접촉 구조물이 배치된다. 전도성 접촉 구조물은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역에 대응하는 복수의 금속선을 포함한다. 복수의 금속선은 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성한다.
광전지 어셈블리가 본원에 또한 개시된다. 일 구현예에서, 광전지 어셈블리는 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지를 포함한다. 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각은 배면 및 대향 수광면을 갖는 기판을 포함한다. 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각은, 기판의 배면에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역을 또한 포함한다. 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역 상에 배치된 전도성 접촉 구조물을 또한 포함하고, 이 전도성 접촉 구조물은 제1 방향을 따라 평행한 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역에 대응하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 금속선을 포함한다. 복수의 금속선 각각은 기판의 제1 단부 및 제2 단부에서 지그재그 방식으로 종결된다. 광전지 어셈블리는 제1 태양 전지의 기판의 제2 단부와 제2 태양 전지의 기판의 제1 단부 사이에서 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 전기적으로 연결하는 인터커넥트 구조물을 또한 포함한다. 인터커넥트 구조물은 제1 태양 전지의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉한다. 그러나, 인터커넥트 구조물은 제1 태양 전지의 복수의 금속선 중 제2 교번 금속선들 위에는 배치되지 않는다. 인터커넥트 구조물은 또한, 제2 태양 전지의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉한다. 그러나, 인터커넥트 구조물은 제2 태양 전지의 복수의 금속선 중 제2 교번 금속선들 위에는 배치되지 않는다.
다른 구현예에서, 광전지 어셈블리는 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지를 포함한다. 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각은 배면 및 대향 수광면을 갖는 기판을 포함한다. 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각은, 기판의 배면에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역을 또한 포함한다. 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역 상에 배치된 전도성 접촉 구조물을 포함한다. 전도성 접촉 구조물은 제1 방향을 따라 평행한 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역에 대응하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 금속선을 포함한다. 복수의 금속선 각각은 기판의 제1 단부 및 제2 단부에서 평행한 방식으로 종결된다. 광전지 어셈블리는 제1 태양 전지의 기판의 제2 단부와 제2 태양 전지의 기판의 제1 단부 사이에서 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 전기적으로 연결하는 인터커넥트 구조물을 또한 포함한다. 인터커넥트 구조물은 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉한다. 인터커넥트 구조물은 또한, 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각의 복수의 금속선 중 제2 교번 금속선들 위에 배치되지만 이들과 전기적으로 접촉하지 않는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현예는 1차원 금속화 및 상호연결 구조물에 관한 것이다. 일 구현예에서, 온-셀(on-cell) 금속화 패턴은 셀의 가장자리에서 서로 연결되지 않은 다수의 평행선을 포함한다. 이러한 패턴은 "버스가 없고 패드가 없는" 또는 "1차원"으로 지칭될 수 있다. 일 구현예에서, 이러한 패턴을 구현하는 경우, 셀의 패드 및 버스 영역과 관련된 광전류 수집 손실이 제거될 수 있다. 이는 셀의 변환 효율 증가로 이어질 수 있다. 또한, 일 구현예에서, 설계의 간결한 단순성으로 인해, 1차원 핑거 패턴은 이미터 형성과 온-셀 금속화 모두를 위한 비용 효과적이고 처리량이 높은 특정 패터닝 방법을 가능하게 한다. 유익할 수 있는 특정 구현예는 이온 주입에 의한 인시튜 패터닝 기반의 것들을 포함한다. 이하 셀 인터커넥트 설계를 보다 상세히 기술한다. 이러한 1차원 온-셀 금속화는 더 높은 효율, 비용 절감 및 향상된 신뢰성에 대한 잠재력을 갖는다.
전후 관계를 제공하면, 최고의 셀 변환 효율을 달성하기 위해 손실 메커니즘은 최소화되어야 한다. 본원에 기술된 하나 이상의 구현예는 버스바 기능을 인터커넥트 구조물로 이동시킴으로써 달리 버스바 및 패드로 인한 광전류 수집 손실을 최소화하기 위한 방식을 포함한다. 인터커넥트 패드들은 각각의 패드가 사실상 개별 핑거와 동일한 폭이 되도록 모든 핑거에 걸쳐 분포된다. 이러한 배치는 달리 최근의 태양 전지 구성과 관련된 셀 성능에 대한 손상을 완화하거나 완전히 제거한다.
추가 전후 관계를 제공하면, 1차원 이미터를 금속화하기 위한 최근의 방식은, 셀 상의 패드 및 버스 바를 정의하는 2차원 패턴닝된 도금 마스크와 함께, 도금 시드층 아래에 패턴닝된 폴리이미드층을 인쇄하는 단계를 포함한다. 폴리이미드층은 버스바 및 패드가 반대 극성 이미터를 교차하므로 단락을 방지한다. 그러나, 폴리이미드 기반 방식(예를 들어, 층간 유전체로서 폴리이미드)이 차세대 금속 접합 방법(예를 들어, 열압착 접합(TCB) 및/또는 레이저 용접 기반의 접합 방법)과 반드시 호환될 것인지는 아직 잘 이해되고 있지 않다. TCB에서 사용되는 높은 온도(예컨대, 약 섭씨 450도)는 폴리이미드를 현저하게 열화시키고 허용할 수 없는 가스 방출을 생성할 수 있다. 또한, 폴리이미드에 의해 도입된 토폴로지는 TCB 동안 금속 포일과 하부 웨이퍼 사이에 균일한 접합 압력을 가하는 것을 방해할 수 있다. 레이저 접합의 경우, 폴리이미드층의 상부에 직접 금속 포일을 레이저 용접할 필요는 없지만, 폴리이미드층에 의해 도입된 토폴로지는 추가적인 과제를 만들 수 있다. 또한, 인터커넥트 버스바를 사용하여 폴리이미드 인쇄 작업을 피할 수 있다면, 전체 공정 흐름은 단순화될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 구현예에 따르면, 이미터 형성을 위해 1차원 핑거 패턴이 구현된다. 상기 배치는 이온 주입 기반의 고정 마스크/이동식 웨이퍼 패터닝 방식을 이용할 수 있으므로 이러한 1차원 핑거 패턴이 바람직할 수 있다. 1차원 핑거 패턴은 이온 주입으로 효과적으로 패터닝하는 유일한 방법일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 기술된 셀 구조는 1차원 이미터와 호환 가능한 셀 금속화 및 인터커넥트 제조 방식을 포함한다.
추가 구현예는 금속화 패터닝과 같은 레이저 패터닝 작업을 위한 차별적 방식으로서의 1차원 핑거 패터닝의 용도를 포함한다. 예를 들어, 1차원 핑거 패턴은 더 높은 처리량을 위한 다중 빔 스플리터 및 1차원 스캐너 시스템을 통해 패터닝될 수 있다. 1차원 핑거 패터닝은 식각 과정에서 에폭시 마스크 제거에 기초한 제조 방식을 가능하게 하도록 구현될 수 있다. 또한, 다수의 분포된 접합점을 제공함으로써, 임의의 하나의 접합의 파괴는 셀 성능 및 전류 분포에 최소의 영향을 미칠 수 있다. 대조적으로, 각각의 극성에 대한 3개의 접합점에 기초한 최근의 인터커넥트 방식에서, 하나의 접합의 파괴는 셀에서 전류의 상당한 재분배를 야기하고 핫 스팟 및 셀 파괴를 초래할 수 있다.
1차원 온-셀 금속화 패턴의 예로서, 도 1a 및 도 1b는 본 발명의 구현예에 따른 태양 전지의 배면 측의 평면도를 도시한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 태양 전지(100A 또는 100B)는 배면(104) 및 대향 수광면(미도시)를 갖는 기판(102)을 각각 포함한다. 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(106)이 기판(102)의 배면(104)에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향(150)을 따라 평행하여 태양 전지(100A 또는 100B)용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성한다. 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 본원에서 교번하는 극성의 핑거로 지칭될 수 있다. 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(106) 상에 전도성 접촉 구조물(108)이 배치된다. 전도성 접촉 구조물(108)은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(106)에 대응하는 복수의 금속선을 포함한다(전도성 접촉 구조물(108) 및 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(106)은 도 1a 및 도 1b에서 집합적으로 라인(106/108)으로 도시되어 있다. 복수의 금속선(108)은 제1 방향(150)을 따라 평행하여 태양 전지(100A 또는 100B)용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성한다.
도 1a만을 참조하면, 일 구현예에서, 복수의 금속선(108) 각각은 기판(102)의 제1 단부(120) 및 제 2 단부(122)에서 지그재그 방식으로 종결된다. 도 1b만을 참조하면, 복수의 금속선(108) 각각은 기판(102)의 제1 단부(124) 및 제2 단부(126)에서 평행한 방식으로 종결된다.
일 구현예에서, 도 1a 및 도 1b을 모두 다시 참조하면, 전도성 접촉 구조물(108)은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(106)과 복수의 금속선(108) 사이에 배치된 금속 시드층을 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 기판(102)은 단결정 규소 기판이며, 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(106)은 규소 기판(102)에 형성된 복수의 N형 및 P형 확산 영역이다. 그러나, 다른 구현예에서, 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(106)은 기판(102)의 배면(104) 위에 형성된 (예를 들어, 기판(102)의 배면(104) 상에 형성된 유전체층 상에 형성된 다결정 규소 이미터 영역으로서) 복수의 N형 및 P형 다결정 규소 영역이다.
도 1a를 다시 참조하면, 일 구현예에서, 지그재그 배치는 핑거의 하나의 극성(예컨대, N형 또는 P형)을 약간 짧게 제공한다. 도 2 및 도3과 관련하여 이하 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 도 1a의 이러한 배치는 핑거의 하나의 극성이 그 위에 형성된 상부 인터커넥트 아래로 연장되지 않도록 구현될 수 있다. 특정 구현예에서, 이하 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 핑거의 제2 극성은 기판(102) 가장자리로부터 약 1 밀리미터에서 정지하여 은폐층을 위해 가장자리에 간극을 제공한다. 도 1b를 다시 참조하면, 일 구현예에서, 평행 종결 배치는 도 4와 관련하여 보다 상세히 설명되는 바와 같이 다른 광전지 구조에 수용될 수 있다.
도 1a의 유형의 태양 전지의 제1 구현예에서, 이하 도 2와 관련하여 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 셀 상호연결 구조는 층간 유전체가 없는, "ILD가 없는" 것으로서 지칭될 수 있다. 셀의 각각의 면에서, 핑거의 하나의 극성은 상부 인터커넥트 아래로 연장되지 않도록 약간 짧게 한다. 핑거를 짧게 할 필요가 있으므로, 금속 1(M1; 예컨대, 시드층) 및 금속 2(M2; 예컨대, 포일 또는 전기도금된 전도층) 패터닝은 약간의 복잡성을 수반할 수 있다. 상부 인터커넥트(M3; 예컨대, 상부 알루미늄 또는 구리 시트 등)는 셀의 전폭을 연장하며, 동일한 극성의 각각의 핑거에 접합된다. 인터커넥트의 반대측은 다음 셀 상의 반대 극성의 각각의 핑거에 접합된다. 인터커넥트를 각각의 핑거에 개별적으로 접합시킴으로써, 온-셀 버싱(bussing) 또는 패드가 생략될 수 있다. 이러한 방식은 인터커넥트(M3)와 온-셀 금속화(M2) 사이에 높은 정확도의 접합점을 필요로 할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 구체적으로, 접합점은 M2 핑거와 정렬되어야 한다. 일 구현예에서, 이러한 수준의 정확도는 레이저 용접을 이용하여 달성된다. 그러나, 인터커넥트 자체의 위치 정확도는 M2 핑거와 정렬되어야 하는 인터커넥트 상의 ILD 패턴이 없으므로 다른 방식에 비해 다소 완화된다. 일 구현예에서, 이러한 방식은 하부 반사 방지 코팅(BARC)층 및 M3와 반대 극성 이미터 사이를 절연하기 위한 물리적 갭(이미터는 웨이퍼 가장자리에 연속적인 것으로 가정)에 의존한다. 하나의 이러한 구현예에서, 이 방식은 M3가 어떤 하부 핀홀도 관통하지 않으므로 실행 가능하다.
예로서, 도 2는 본 발명의 구현예에 따른, 도 1a의 유형의 태양 전지 기반의 광전지 어셈블리의 평면도 및 해당 단면도를 도시한다. 도 2를 참조하면, 광전지 어셈블리(200)는 제1 태양 전지(202) 및 제2 태양 전지(204)를 포함한다. 제1 태양 전지(202) 및 제2 태양 전지(204) 각각은 배면(207) 및 대향 수광면(208)을 갖는 기판(206)을 포함한다. 제1 태양 전지(202) 및 제2 태양 전지(204) 각각은, 기판(206)의 배면(207)에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향(250)을 따라 평행하여 태양 전지(202 또는 204)용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(210)을 또한 포함한다. 제1 태양 전지(202) 및 제2 태양 전지(204) 각각은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(210) 상에 배치된 전도성 접촉 구조물을 또한 포함한다. 전도성 접촉 구조물은 제1 방향(250)을 따라 평행한 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(210)에 대응하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 금속선(212)을 포함한다. 복수의 금속선(212) 각각은 기판(206)의 제1 단부(214) 및 제2 단부(216)에서 지그재그 방식으로 종결된다.
광전지 어셈블리(200)는 제1 태양 전지(204)의 기판(206)의 제2 단부(216)와 제2 태양 전지(204)의 기판(206)의 제1 단부(214) 사이에서 제1 태양 전지(202)와 제2 태양 전지(204)를 전기적으로 연결하는 인터커넥트 구조물(220)을 또한 포함한다. 인터커넥트 구조물(220)은 제1 태양 전지(202)의 복수의 금속선(212) 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉한다. 그러나, 인터커넥트 구조물은 제1 태양 전지(202)의 복수의 금속선(212) 중 제2 교번 금속선들 위에는 배치되지 않는다. 인터커넥트 구조물(220)은 또한, 제2 태양 전지(204)의 복수의 금속선(212) 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉한다. 그러나, 인터커넥트 구조물(220)은 제2 태양 전지(204)의 복수의 금속선(212) 중 제2 교번 금속선들 위에는 배치되지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 구현예에서, 인터커넥트 구조물(220)은 그 내부에 형성된 하나 이상의 응력 제거 컷(222)을 포함한다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 일 구현예에서, 인터커넥트 구조물(220)은 제1 태양 전지(202)의 복수의 금속선(212) 중 제1 교번 금속선들 각각에, 그리고 제2 태양 전지(204)의 복수의 금속선(212) 중 제1 교번 금속선들 각각에(예를 들어, 접합점(224)에 의해 도시된 바와 같이) 접합(예를 들어, 납땜, 용접, 결합, 접착 등)된다.
도 1a의 유형의 태양 전지의 제2 구현예에서, 이하 도 3과 관련하여 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 셀 상호연결 구조는 은폐물을 가진 "ILD가 없는" 것으로서 지칭될 수 있다. 예로서, 도 3는 본 발명의 다른 구현예에 따른, 도 1a의 유형의 태양 전지 기반의 광전지 어셈블리의 평면도 및 해당 단면도를 도시한다.
도 3를 참조하면, 광전지 어셈블리(300)는 제1 태양 전지(302) 및 제2 태양 전지(304)를 포함한다. 제1 태양 전지(302) 및 제2 태양 전지(304) 각각은 배면(307) 및 대향 수광면(308)을 갖는 기판(306)을 포함한다. 제1 태양 전지(302) 및 제2 태양 전지(304) 각각은, 기판(306)의 배면(307)에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향(350)을 따라 평행하여 태양 전지(302 또는 304)용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(310)을 또한 포함한다. 제1 태양 전지(302) 및 제2 태양 전지(304) 각각은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(310) 상에 배치된 전도성 접촉 구조물을 또한 포함한다. 전도성 접촉 구조물은 제1 방향(350)을 따라 평행한 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(310)에 대응하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 금속선(312)을 포함한다. 복수의 금속선(312) 각각은 기판(306)의 제1 단부(314) 및 제2 단부(316)에서 지그재그 방식으로 종결된다.
광전지 어셈블리(300)는 제1 태양 전지(304)의 기판(306)의 제2 단부(316)와 제2 태양 전지(304)의 기판(306)의 제1 단부(314) 사이에서 제1 태양 전지(302)와 제2 태양 전지(304)를 전기적으로 연결하는 인터커넥트 구조물(320)을 또한 포함한다. 인터커넥트 구조물(320)은 제1 태양 전지(302)의 복수의 금속선(312) 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉한다. 그러나, 인터커넥트 구조물은 제1 태양 전지(302)의 복수의 금속선(312) 중 제2 교번 금속선들 위에는 배치되지 않는다. 인터커넥트 구조물(320)은 또한, 제2 태양 전지(304)의 복수의 금속선(312) 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉한다. 그러나, 인터커넥트 구조물(320)은 제2 태양 전지(304)의 복수의 금속선(312) 중 제2 교번 금속선들 위에는 배치되지 않는다. 일 구현예에서, 수광면(308)으로부터 볼 때, 제1 태양 전지(302)와 제2 태양 전지(304) 사이에 노출된 인터커넥트 구조물(320)의 일부는 은폐층(399)으로 덮여있다. 완성된 모듈에 균일한 흑색 외관 제공하기 위해 은폐층(399)은 셀의 색상 및 흑색 백시트와 어울리는 흑색 고분자 재료일 수 있다. 대안적으로, 셀 주변에 균일한 백색 외관을 부여하기 위해 백색 백시트 및 백색 은폐층이 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 구현예에서, 인터커넥트 구조물(320)은 그 내부에 형성된 하나 이상의 응력 제거 컷(322)을 포함한다. 또한 도 3에 도시된 바와 같이, 일 구현예에서, 인터커넥트 구조물(320)은 제1 태양 전지(302)의 복수의 금속선(312) 중 제1 교번 금속선들 각각에, 그리고 제2 태양 전지(304)의 복수의 금속선(312) 중 제1 교번 금속선들 각각에(예를 들어, 접합점(324)에 의해 도시된 바와 같이) 접합(예를 들어, 납땜, 용접, 결합, 접착 등)된다.
도 1b의 유형의 태양 전지의 일 구현예에서, 이하 도 4와 관련하여 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 셀 상호연결 구조는 층간 유전체가 있는, "ILD가 있는" 셀 상호연결 구조로서 지칭될 수 있다. 이러한 방식에서, 핑거가 기판의 가장자리까지 필요한 만큼 연장될 수 있는 도 1b의 태양 전지와 같은 복수의 태양 전지가 셀 인터커넥트와 함께 결합된다. 기판의 극단에서 이미터 또는 BARC 범위에 의한 제한이 있을 수 있지만, 인터커넥트는 셀의 전폭을 연장하고 동일한 극성의 각각의 핑거에 접합된다는 것을 이해해야 한다. 인터커넥트의 반대측은 다음 셀 상의 반대 극성의 각각의 핑거에 접합된다. 인터커넥트를 각각의 핑거에 개별적으로 접합시킴으로써, 온-셀 버싱(bussing) 또는 패드가 생략될 수 있다. 일 구현예에서, M3 인터커넥트는 패터닝된 절연층이 단락을 방지하도록 제조된다. 절연층은 인터커넥트 탭이 모듈의 앞면에서 보이지 않도록 착색될 수도 있으므로, 두 가지 기능을 수행한다. 이러한 방식은 인터커넥트(M3)와 온-셀 금속화(M2) 사이에 높은 정확도의 접합점을 필요로 할 수 있고 접합점은 M2 핑거와 정렬되어야 한다는 것을 또한 이해해야 한다. 이러한 수준의 정확도는 레이저 용접을 이용하여 달성될 수 있다. 일 구현예에서, 인터커넥트는 인터커넥트 상의 노출된 접합 영역이 핑거에 맞춰 정렬되도록 충분한 정확도를 가지고 접합 중에 배치되고 유지된다. 인터커넥트 상의 접합점은 셀 상의 M2 층과 긴밀한 접촉을 할 수 있도록 프레스(압인)될 필요가 있을 수 있다. 그러나, 이러한 방식의 필요성은 갭을 메우거나 갭을 채우는 접합 방법의 능력에 따라 달라질 수 있다.
예로서, 도 4는 본 발명의 구현예에 따른, 도 1b의 유형의 태양 전지 기반의 광전지 어셈블리의 평면도 및 해당 단면도를 도시한다. 도 4를 참조하면, 광전지 어셈블리(400)는 제1 태양 전지(402) 및 제2 태양 전지(404)를 포함한다. 제1 태양 전지(402) 및 제2 태양 전지(404) 각각은 배면(407) 및 대향 수광면(408)을 갖는 기판(406)을 포함한다. 제1 태양 전지(402) 및 제2 태양 전지(404) 각각은, 기판(406)의 배면(407)에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향(450)을 따라 평행하여 태양 전지(402 또는 404)용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(410)을 또한 포함한다. 제1 태양 전지(402) 및 제2 태양 전지(404) 각각은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(410) 상에 배치된 전도성 접촉 구조물을 포함한다. 전도성 접촉 구조물은 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역(410)에 대응하고 제1 방향(450)을 따라 평행하여 태양 전지(402 또는 404)용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 금속선(412)을 포함한다. 복수의 금속선(412) 각각은 기판의 제1 단부(414) 및 제2 단부(416)에서 평행한 방식으로 종결된다.
광전지 어셈블리(400)는 제1 태양 전지(402)의 기판(406)의 제2 단부(416)와 제2 태양 전지(404)의 기판(406)의 제1 단부(414) 사이에서 제1 태양 전지(402)와 제2 태양 전지(404)를 전기적으로 연결하는 인터커넥트 구조물(420)을 또한 포함한다. 인터커넥트 구조물(420)은 제1 태양 전지(402) 및 제2 태양 전지(404) 각각의 복수의 금속선(412) 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉한다. 인터커넥트 구조물(420)은 또한, 제1 태양 전지(402) 및 제2 태양 전지(404) 각각의 복수의 금속선(412) 중 제2 교번 금속선들 위에 배치되지만 이들과 전기적으로 접촉하지 않는다.
도 4를 다시 참조하면, 일 구현예에서, 절연층(499)이 제1 태양 전지(402) 및 제2 태양 전지(404) 각각의 복수의 금속선(412) 중 제2 교번 금속선들과 인터커넥트 구조물(420)과의 전기 접촉을 차단한다. 특정의 이러한 구현예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 수광면(408)으로부터 볼 때, 제1 태양 전지(402)와 제2 태양 전지(404) 사이에 노출된 인터커넥트 구조물(420)의 일부는 절연층(499)에 의해 은폐된다. 일 구현예에서, 인터커넥트 구조물(420)은 그 내부에 형성된 하나 이상의 응력 제거 컷(422)을 포함한다. 일 구현예에서, 인터커넥트 구조물(420)은 제1 태양 전지(402) 및 제2 태양 전지(404) 각각의 복수의 금속선(412) 중 제1 교번 금속선들 각각에(예를 들어, 접합점(424)에 의해 도시된 바와 같이) 접합(예를 들어, 납땜, 용접, 결합, 접착 등)된다.
광전지 모듈의 수광면에서 볼 때 인터커넥트 구조물의 외형은 구현예에 따라 달라질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 제1 실시예에서, 도 5a는 본 발명의 구현예에 따른, 도 3의 유형의 광전지 어셈블리의 수광면으로부터의 평면도를 도시한다. 도 5a를 참조하면, 인터커넥트 구조물(500)은 인접한 태양 전지에 접합하기 위한 금속 인터커넥트 부분(502)을 포함한다. 절연층 및/또는 은폐층(504)은 인접한 태양 전지 사이의 인터커넥트 구조물(500) 부분의 노출을 마스킹한다.
제2 실시예에서, 도 5b는 본 발명의 구현예에 따른, 도 4의 유형의 광전지 어셈블리의 수광면으로부터의 평면도를 도시한다. 도 5b를 참조하면, 인터커넥트 구조물(550)은 인접한 태양 전지에 접합하기 위한 금속 인터커넥트 부분(552)을 포함한다. 절연층 및/또는 은폐층(554)은 인접한 태양 전지 사이의 인터커넥트 구조물(550) 부분의 노출을 마스킹한다.
일 구현예에서, 본원에 기술된 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 다결정 규소로부터 형성된다. 하나의 이러한 구현예에서, N형 다결정 규소 이미터 영역은 인과 같은 N형 불순물로 도핑된다.
P형 다결정 규소 이미터 영역은 붕소와 같은 P형 불순물로 도핑된다. 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 그 사이에 형성된 트렌치를 가질 수 있으며, 트렌치는 기판 내로 부분적으로 연장된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 일 구현예에서, 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역 상에 하부 반사 방지 코팅(BARC) 재료 또는 다른 보호층(예컨대, 비정질 규소층)이 형성될 수 있다. 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 기판의 배면에 형성된 얇은 유전체 터널링층 상에 형성될 수 있다.
일 구현예에서, 본원에 기술된 태양 전지의 수광면은 텍스처화된 수광면일 수 있다. 일 구현예에서, 기판의 수광면을 텍스처화하기 위해 수산화물계 습식 식각액이 사용된다. 일 구현예에서, 텍스처화된 표면은, 입사광을 산란시켜 태양 전지의 수광면으로부터 반사되는 광의 양을 감소시키기 위한 규칙적인 또는 불규칙한 형상의 표면을 갖는 것일 수 있다.
추가의 구현예는 수광면 상에서의 패시베이션 또는 반사 방지 코팅(ARC)층의 형성을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, M1 층이 포함되는 경우, 이는 복수의 금속 시드 재료 영역이다. 특정의 이러한 구현예에서, 금속 시드 재료 영역은 알루미늄 영역이며, 이들은 각각 약 0.3 내지 20 마이크로미터 범위의 두께를 갖고, 약 97% 초과 양의 알루미늄 및 약 0~2% 범위 양의 규소로 구성된다.
일 구현예에서, 본원에 기술된 M2 층은 전기도금 또는 무전해 도금을 통해 형성된 전도층이다. 다른 구현예에서, 본원에 기술된 M2 층은 금속 포일층이다. 하나의 이러한 구현예에서, 금속 포일은 약 5~100 마이크로미터 범위의 두께, 바람직하게는 약 30~100 마이크로미터 범위의 두께를 갖는 알루미늄(Al) 포일이다. 일 구현예에서, Al 포일은 알루미늄 및 제2 원소, 예컨대, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 구리, 망간, 규소, 마그네슘, 아연, 주석, 리튬, 또는 이들의 조합을 포함하는 알루미늄 합금 포일이다. 일 구현예에서, Al 포일은 템퍼 등급(temper grade) 포일, 예컨대, 이들로 한정되는 것은 아니지만, F 등급(제조된 상태), O 등급(완전 연질), H 등급(변형 경화된 것) 또는 T 등급(열처리된 것)이다. 다른 구현예에서, 구리 포일, 또는 캐리어 상에 지지된 구리층이 "금속 포일"로 사용된다. 일부 구현예들에서, 금속 포일의 일면 또는 양면 상에 아연산염층과 같은 보호층이 포함된다.
전술한 구현예들을 참조하여 구체적으로 특정 재료들이 기술되었지만, 일부 재료는 다른 재료로 용이하게 대체될 수 있으며, 다른 이러한 구현예들은 본 발명의 구현예들의 사상 및 범위 내에 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 규소 기판 대신에 III-V족 재료의 기판과 같은 상이한 재료의 기판이 사용될 수 있다. 또한, 배면 접촉 태양 전지 구성이 주로 언급되었지만, 본원에 기술된 방식들이 전면 접촉 태양 전지에 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 다른 구현예들에서, 전술한 방식들은 태양 전지 이외의 제조에 적용 가능할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(LED)의 제조는 본원에 기술된 방식들로부터 이점을 가질 수 있다.
따라서, 태양 전지용 1차원 금속화를 제조하기 위한 방식, 및 그에 따른 태양 전지가 개시되었다.
특정 구현예들이 전술되었지만, 특정 특징부에 대해 하나의 구현예만이 기술된 경우에도, 이들 구현예가 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 개시내용에 제공된 특징부들의 예들은, 달리 언급되지 않는 한, 제한적이기보다는 예시적인 것으로 의도된다. 본 발명의 이익을 갖는 당업자에게 명백한 바와 같이, 상기 설명은 이러한 대안예, 수정예 및 균등물을 포함하고자 하는 것이다.
본원에서 다루어지는 문제들 중 임의의 것 또는 전부를 완화하는지 여부에 관계없이, 본 발명의 범위는 본원에 (명시적으로 또는 암시적으로) 개시된 임의의 특징 또는 특징들의 조합, 또는 이들의 임의의 일반화를 포함한다. 따라서, 본 출원(또는 이에 대해 우선권을 주장하는 출원)의 절차 진행 동안 임의의 이러한 특징들의 조합에 대해 새로운 청구항이 만들어질 수 있다. 특히, 첨부된 청구범위와 관련하여, 종속 청구항으로부터의 특징들이 독립 청구항의 특징들과 조합될 수 있고, 각각의 독립 청구항으로부터의 특징들이 단지 첨부된 청구범위에 열거된 특정 조합이 아닌 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

Claims (21)

  1. 태양 전지로서,
    배면 및 대향 수광면을 갖는 기판;
    상기 기판의 배면에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역; 및
    상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역 상에 배치된 전도성 접촉 구조물로서, 상기 제1 방향을 따라 평행한 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역에 대응하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 금속선을 포함하는 전도성 접촉 구조물을 포함하는 태양 전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 금속선 각각은 상기 기판의 제1 단부 및 제2 단부에서 지그재그 방식으로 종결되는 태양 전지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 금속선 각각은 상기 기판의 제1 단부 및 제2 단부에서 평행한 방식으로 종결되는 태양 전지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 접촉 구조물은 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역과 상기 복수의 금속선 사이에 배치된 금속 시드층을 추가로 포함하는 태양 전지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판은 단결정 규소 기판이며, 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 상기 규소 기판에 형성된 복수의 N형 및 P형 확산 영역인 태양 전지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 상기 기판의 배면 위에 형성된 복수의 N형 및 P형 다결정 규소 영역인 태양 전지.
  7. 광전지 어셈블리로서,
    제1 태양 전지 및 제2 태양 전지(상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각은,
    배면 및 대향 수광면을 갖는 기판;
    상기 기판의 배면에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역; 및
    상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역 상에 배치된 전도성 접촉 구조물로서, 상기 제1 방향을 따라 평행한 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역에 대응하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 금속선을 포함하고, 상기 복수의 금속선 각각은 상기 기판의 제1 단부 및 제2 단부에서 지그재그 방식으로 종결되는 전도성 접촉 구조물을 포함함); 및
    상기 제1 태양 전지의 기판의 제2 단부와 상기 제2 태양 전지의 기판의 제1 단부 사이에서 상기 제1 태양 전지와 상기 제2 태양 전지를 전기적으로 연결하는 인터커넥트 구조물로서, 상기 제1 태양 전지의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉하지만, 상기 제1 태양 전지의 복수의 금속선 중 제2 교번 금속선들 위에는 배치되지 않고, 상기 제2 태양 전지의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉하지만, 상기 제2 태양 전지의 복수의 금속선 중 제2 교번 금속선들 위에는 배치되지 않는 인터커넥트 구조물을 포함하는 광전지 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 상기 인터커넥트 구조물은 그 내부에 형성된 하나 이상의 응력 제거 컷을 포함하는 광전지 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서, 상기 수광면에서 볼 때, 상기 제1 태양 전지와 상기 제2 태양 전지 사이에 노출된 상기 인터커넥트 구조물의 일부는 은폐층으로 덮인 광전지 어셈블리.
  10. 제7항에 있어서, 상기 인터커넥트 구조물은 상기 제1 태양 전지의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 각각에 접합되고 상기 제2 태양 전지의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 각각에 접합된 광전지 어셈블리.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각의 전도성 접촉 구조물은 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역과 상기 복수의 금속선 사이에 배치된 금속 시드층을 추가로 포함하는 광전지 어셈블리.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각에 대해, 상기 기판은 단결정 규소 기판이며, 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 상기 규소 기판에 형성된 복수의 N형 및 P형 확산 영역인 광전지 어셈블리.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각에 대해, 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 상기 기판의 배면 위에 형성된 복수의 N형 및 P형 다결정 규소 영역인 광전지 어셈블리.
  14. 광전지 어셈블리로서,
    제1 태양 전지 및 제2 태양 전지(상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각은,
    배면 및 대향 수광면을 갖는 기판;
    상기 기판의 배면에 또는 그 위에 배치되고 제1 방향을 따라 평행하여 태양 전지용 이미터 영역의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역; 및
    상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역 상에 배치된 전도성 접촉 구조물로서, 상기 제1 방향을 따라 평행한 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역에 대응하여 태양 전지용 금속화층의 1차원 레이아웃을 형성하는 복수의 금속선을 포함하고, 상기 복수의 금속선 각각은 상기 기판의 제1 단부 및 제2 단부에서 평행한 방식으로 종결되는 전도성 접촉 구조물을 포함함); 및
    상기 제1 태양 전지의 기판의 제2 단부와 상기 제2 태양 전지의 기판의 제1 단부 사이에서 상기 제1 태양 전지와 상기 제2 태양 전지를 전기적으로 연결하는 인터커넥트 구조물로서, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 위에 배치되고 이들과 전기적으로 접촉하고, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각의 복수의 금속선 중 제2 교번 금속선들 위에 배치되지만 이들과 전기적으로 접촉하지 않는 인터커넥트 구조물을 포함하는 광전지 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서, 절연층이 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각의 복수의 금속선 중 제2 교번 금속선들과 상기 인터커넥트 구조물과의 전기 접촉을 차단하는 광전지 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서, 상기 수광면에서 볼 때, 상기 제1 태양 전지와 상기 제2 태양 전지 사이에 노출된 상기 인터커넥트 구조물의 일부는 상기 절연층에 의해 은폐되는 광전지 어셈블리.
  17. 제14항에 있어서, 상기 인터커넥트 구조물은 그 내부에 형성된 하나 이상의 응력 제거 컷을 포함하는 광전지 어셈블리.
  18. 제14항에 있어서, 상기 인터커넥트 구조물은 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각의 복수의 금속선 중 제1 교번 금속선들 각각에 접합된 광전지 어셈블리.
  19. 제14항에 있어서, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각의 전도성 접촉 구조물은 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역과 상기 복수의 금속선 사이에 배치된 금속 시드층을 추가로 포함하는 광전지 어셈블리.
  20. 제14항에 있어서, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각에 대해, 상기 기판은 단결정 규소 기판이며, 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 상기 규소 기판에 형성된 복수의 N형 및 P형 확산 영역인 광전지 어셈블리.
  21. 제14항에 있어서, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각에 대해, 상기 복수의 교번하는 N형 및 P형 반도체 영역은 상기 기판의 배면 위에 형성된 복수의 N형 및 P형 다결정 규소 영역인 광전지 어셈블리.
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