KR20230015520A - 태양 전지 금속화를 위한 접합부 - Google Patents

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KR20230015520A
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리처드 해밀턴 세웰
토코 미쉘 아르센 올리비에 응가모
매티유 무어스
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선파워 코포레이션
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Abstract

태양 전지는 기판, 및 기판 내에 또는 기판 위에 배치된 반도체 영역을 포함할 수 있다. 태양 전지는 또한 반도체 영역 상에 배치된 전도성 접점을 포함할 수 있으며, 이때 전도성 접점은 반도체 영역에 접합된 전도성 포일을 포함한다.

Description

태양 전지 금속화를 위한 접합부{BONDS FOR SOLAR CELL METALLIZATION}
통상 태양 전지로서 알려진 광전지(photovoltaic cell)는 전기 에너지로의 태양 방사선의 직접 변환을 위한 잘 알려진 장치이다. 일반적으로, 태양 전지는 반도체 웨이퍼 또는 기판 상에, 기판의 표면 부근에 p-n 접합들을 형성하기 위해 반도체 처리 기술을 사용하여 제조된다. 기판의 표면 상에 충돌하여 기판 내로 유입되는 태양 방사선은 기판의 대부분에서 전자 및 정공 쌍을 생성한다. 전자 및 정공 쌍은 기판 내의 p-도핑된(doped) 영역 및 n-도핑된 영역으로 이동함으로써, 도핑된 영역들 사이의 전압차를 발생시킨다. 도핑된 영역들은 태양 전지 상의 전도성 영역들에 연결되어, 전지로부터의 전류를 외부 회로로 보낸다.
효율은, 그것이 태양 전지의 발전 능력에 직접 관련되기 때문에, 태양 전지의 중요한 특성이다. 마찬가지로, 태양 전지의 제조에서의 효율은 그러한 태양 전지의 비용 효율성에 직접 관련된다. 따라서, 태양 전지의 효율을 증가시키기 위한 기술, 또는 태양 전지의 제조에 있어서의 효율을 증가시키기 위한 기술이 일반적으로 바람직하다. 본 개시내용의 일부 실시예들은 태양 전지 구조물을 제조하기 위한 신규한 공정을 제공함으로써 증가된 태양 전지 제조 효율을 허용한다. 본 개시내용의 일부 실시예들은 신규한 태양 전지 구조물을 제공함으로써 증가된 태양 전지 효율을 허용한다.
도 1a 및 도 2a는 일부 실시예들에 따른, 기판 위에 형성된 이미터 영역들 상에 형성된 전도성 접점들을 갖는 예시적인 태양 전지의 일부분의 단면도.
도 1b 및 도 2b는 일부 실시예들에 따른, 기판 내에 형성된 이미터 영역들 상에 형성된 전도성 접점들을 갖는 예시적인 태양 전지의 일부분의 단면도.
도 3은 일 실시예에 따른, 전도성 접점을 형성하는 예시적인 방법을 예시하는 흐름도.
도 4a 및 도 4b는 스퍼터링된 제1 금속 영역을 갖는 실시예에서 전도성 접점을 형성하는 단면도.
도 5는 일 실시예에 따른, 전도성 접점을 형성하는 예시적인 방법을 예시하는 흐름도.
도 6a 및 도 6b는 스퍼터링된 제1 금속 영역을 갖는 실시예에서 전도성 접점을 형성하는 단면도.
도 7a 및 도 7b는 인쇄된 제1 금속 영역을 갖는 실시예에서 전도성 접점을 형성하는 단면도.
도 8은 전도성 접점을 형성하기 위해 포일(및 일부 경우들에서의 금속 영역(들))을 패턴화하기 위한 다양한 예시적인 패턴화 시퀀스의 단면도.
도 9 및 도 10은 전도성 접점을 형성하는 데 있어서 선택적으로 압력을 가하기 위한 다양한 예시적인 시퀀스의 단면도.
도 11a 내지 도 11c는 전도성 접점을 형성하는 데 있어서 선택적으로 압력을 가하기 위한 예시적인 시퀀스의 단면도.
도 12a 내지 도 12c는 전도성 접점을 형성하는 데 있어서 선택적으로 압력을 가하기 위한 다른 예시적인 시퀀스의 단면도.
도 13 내지 도 16은 추가의 금속 부분이 전도성 포일에 추가되는 실시예들에서 전도성 접점을 형성하기 위한 다양한 예시적인 시퀀스의 단면도.
도 17a 및 도 17b는 금속간 영역을 갖는 태양 전지 구조물의 단면도.
하기의 상세한 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 본 출원의 요지의 실시예들 또는 그러한 실시예들의 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 사례, 또는 실례로서 역할하는" 것을 의미한다. 본 명세서에 예시적인 것으로 기술된 임의의 구현예는 다른 구현예들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되는 것은 아니다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 간략한 요약 또는 하기의 상세한 설명에서 제시되는 임의의 명시된 또는 암시된 이론에 의해 구애되고자 하는 의도는 없다.
본 명세서는 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급을 포함한다. 어구 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"의 출현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 특정 특징, 구조, 또는 특성이 본 개시내용과 일관되는 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
용어. 하기 단락들은 본 개시내용(첨부된 청구범위를 포함함)에서 발견되는 용어들에 대한 정의 및/또는 문맥을 제공한다.
"포함하는". 이 용어는 개방형(open-ended)이다. 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 이 용어는 추가적인 구조물 또는 단계를 배제하지 않는다.
"~하도록 구성된". 다양한 유닛들 또는 구성요소들이 작업 또는 작업들을 수행"하도록 구성된" 것으로 기술되거나 청구될 수 있다. 그러한 맥락에서, "하도록 구성된"은 유닛들/구성요소들이 작동 동안에 이들 작업 또는 작업들을 수행하는 구조물을 포함한다는 것을 나타냄으로써 구조물을 함축하는 데 사용된다. 이와 같이, 유닛/구성요소는 명시된 유닛/구성요소가 현재 작동 중이지 않을 때에도(예를 들어, 온/활성 상태가 아닐 때에도) 작업을 수행하도록 구성된 것으로 언급될 수 있다. 유닛/회로/구성요소가 하나 이상의 작업을 수행"하도록 구성된" 것임을 기술하는 것은 명확히, 그 유닛/구성요소에 대해 35 U.S.C §112의 6번째 단락에 의지하지 않도록 의도된다.
"제1", "제2" 등. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이들 용어는 이들 용어가 선행하는 명사에 대한 라벨로서 사용되며, 임의의 유형의 순서화(예컨대, 공간적, 시간적, 논리적 등)를 암시하지 않는다. 예를 들어, 전도성 접점의 "제1" 전도성 부분에 대한 언급은 반드시 이러한 전도성 부분이 순서에 있어서 첫 번째 전도성 부분임을 암시하지는 않으며; 대신에 용어 "제1"은 이러한 전도성 부분을 다른 전도성 부분(예컨대, "제2" 전도성 부분)과 구별하는 데 사용된다.
"~에 기초하여". 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이러한 용어는 결정에 영향을 미치는 하나 이상의 인자를 기술하는 데 사용된다. 이 용어는 결정에 영향을 미칠 수 있는 추가의 인자들을 배제하지 않는다. 즉, 결정은 이들 인자에만 기초할 수 있거나, 이들 인자에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 문구 "B에 기초하여 A를 결정한다"를 고려해 보자. B가 A의 결정에 영향을 미치는 인자일 수 있지만, 그러한 문구는 A의 결정이 또한 C에 기초하는 것을 배제하지 않는다. 다른 경우에서, A는 오직 B에 기초하여 결정될 수 있다.
"결합된" - 하기의 설명은 함께 "결합되는" 요소들 또는 노드들 또는 특징부들을 언급한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, "결합된"은 하나의 요소/노드/특징부가, 반드시 기계적으로는 아니게, 다른 요소/노드/특징부에 직접적으로 또는 간접적으로 결합됨(또는 그것과 직접적으로 또는 간접적으로 연통됨)을 의미한다.
또한, 소정 용어는 또한 단지 참조의 목적으로 하기 설명에 사용될 수 있으며, 따라서 제한하고자 의도되지 않는다. 예를 들어, "상부", "하부", "위", 및 "아래"와 같은 용어는 참조되는 도면에서의 방향을 지칭한다. "전면", "배면", "후방", "측방", "외측", 및 "내측"과 같은 용어는 논의 중인 구성요소를 기술하는 본문 및 관련 도면을 참조함으로써 명확해지는 일관된, 그러나 임의적인 좌표계 내에서의 구성요소의 부분들의 배향 및/또는 위치를 기술한다. 그러한 용어는 위에서 구체적으로 언급된 단어, 이의 파생어, 및 유사한 의미의 단어를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 예들 중 많은 것이 배면 접점(back contact) 태양 전지이지만, 기술 및 구조는 다른(예컨대, 전면 접점(front contact)) 태양 전지에도 동일하게 적용된다. 또한, 본 개시내용의 많은 부분이 이해의 용이함을 위해 태양 전지에 관해서 기술되지만, 개시된 기술 및 구조는 다른 반도체 구조(예컨대, 일반적으로 규소 웨이퍼)에 동일하게 적용된다.
태양 전지 전도성 접점들 및 태양 전지 전도성 접점들을 형성하는 방법이 본 명세서에 기술된다. 하기 설명에서, 본 개시내용의 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 공정 흐름 작업과 같은 다수의 특정 상세 사항이 기재된다. 본 개시내용의 실시예들이 이들 특정 상세 사항 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 리소그래피 기술과 같은 잘 알려진 제조 기술은 본 개시내용의 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세하게 기술되지 않는다. 또한, 도면에 도시된 다양한 실시예들은 예시적인 표현이고, 반드시 축척대로 그려진 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서는 개시된 전도성 접점들을 포함할 수 있는 예시적인 태양 전지를 먼저 기술하며, 이어서 전도성 접점 구조물들의 다양한 실시예들의 보다 상세한 설명이 이어진다. 이어서 본 명세서는 개시된 전도성 접점들을 형성하기 위한 예시적인 방법들의 설명을 포함한다. 다양한 예들이 전반에 걸쳐 제공된다.
제1 예시적인 태양 전지에서, 전도성 포일이 태양 전지의 기판 위에 형성된 이미터 영역들을 갖는 태양 전지를 위한, 배면 접점(back-side contact)들과 같은, 접점들을 제조하는 데 사용된다. 예를 들어, 도 1a는 본 개시내용의 실시예에 따른, 기판 위에 형성된 이미터 영역들 상에 형성된 전도성 접점들을 갖는 태양 전지의 일부분의 단면도를 예시한다.
도 1a를 참조하면, 태양 전지(100A)의 일부분은 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220), 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222) 위에, 그리고 트렌치들(216)에 의해 노출된 기판(200)의 부분들 상에 배치되는 패턴화된 유전체 층(224)을 포함한다. 전도성 접점들(228)이 유전체 층(224) 내에 배치된 복수의 접점 개구 내에 배치되고, 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220)에 그리고 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)에 결합된다.
일 실시예에서, 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220) 및 복수의 형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)이 태양 전지(100A)를 위한 이미터 영역들을 제공할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 전도성 접점들(228)은 이미터 영역들 상에 배치된다. 일 실시예에서, 전도성 접점들(228)은 배면 접점 태양 전지를 위한 배면 접점들이고, 태양 전지(100A)의 수광 표면(light receiving surface)(도 1a에서 201로서 제공된 방향) 반대편에 있는 태양 전지의 표면 상에 위치된다. 또한, 일 실시예에서, 이미터 영역들은 얇은 또는 터널(tunnel) 유전체 층(202) 상에 형성된다.
일부 실시예들에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 배면 접점 태양 전지를 제조하는 것은 기판 상에 얇은 유전체 층(202)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 얇은 유전체 층은 이산화규소로 구성되고, 대략 5 내지 50 옹스트롬 범위의 두께를 갖는다. 일 실시예에서, 얇은 유전체 층은 터널 산화물 층으로서 기능한다. 일 실시예에서, 기판은 n-형 도핑된 단결정 규소 기판과 같은 벌크 단결정 규소 기판이다. 그러나, 다른 실시예에서, 기판은 전체 태양 전지 기판 상에 배치된 다결정 규소 층을 포함한다.
트렌치들(216)이 n-형 도핑된 폴리실리콘(또는 비정질 규소) 영역들(220)과 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역들(222) 사이에 형성될 수 있다. 트렌치들(216)의 부분들은 텍스처화된(textured) 특징부들을 갖도록 텍스처화될 수 있다. 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220), 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222), 및 트렌치들(216)에 의해 노출된 기판(200)의 부분들 위에, 유전체 층(224)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 층(224)의 하부 표면이 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220), 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222), 및 기판(200)의 노출된 부분들과 정합되게(conformal) 형성될 수 있는 반면에, 유전체 층(224)의 상부 표면은 실질적으로 평평하다. 특정 실시예에서, 유전체 층(224)은 반사-방지 코팅(anti-reflective coating; ARC) 층이다.
복수의 접점 개구가 유전체 층(224) 내에 형성될 수 있다. 복수의 접점 개구는 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220)에 대한 그리고 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)에 대한 노출을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 접점 개구는 레이저 융삭(laser ablation)에 의해 형성된다. 일 실시예에서, n-형 도핑된 폴리실리콘 영역들(220)에 대한 접점 개구들은 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역들(222)에 대한 접점 개구들과 실질적으로 동일한 높이를 갖는다.
배면 접점 태양 전지를 위한 접점들을 형성하는 것은 복수의 접점 개구(226) 내에서, 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220)에 그리고 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)에 결합되는 전도성 접점들(228)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 전도성 접점들(228)은 벌크 n-형 규소 기판(200)의 수광 표면(201) 반대편에 있는 벌크 n-형 규소 기판(200)의 표면 상에 또는 그 위에 형성된다. 특정 실시예에서, 전도성 접점들은 기판(200)의 표면 위의 영역들(222/220) 상에 형성된다.
계속해서 도 1a를 참조하면, 전도성 접점들(228)은 전도성 포일(134)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 전도성 포일은 알루미늄, 구리, 다른 전도성 재료, 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 전도성 접점들(228)은 또한 전도성 포일(134)과 각각의 반도체 영역 사이에, 도 1a의 영역들(130, 132)과 같은 하나 이상의 전도성(금속 또는 기타) 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전도성 영역(130)은, 인쇄되거나, 블랭킷 침착(예를 들어, 스퍼터링, 증발 등)될 수 있는, (예를 들어, 알루미늄/규소 합금 등)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전도성 영역은 금속 영역들, 전도성 포일, 및 반도체 영역 사이의 개선된 접합을 촉진하는 접합 영역일 수 있다. 예시적인 접합 영역들은, 규소(Si), 니켈(Ni), 게르마늄(Ge), 란탄족 재료, 알루미늄과 Si, Ni, Ge, 또는 란탄족 재료의 합금 등을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제2 전도성 영역은 전지와 포일이 접촉하게 되기 전에 제1 전도성 영역 상에 또는 포일에 침착될 수 있다. 일 실시예에서, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 금속간 상/구역/영역은 제2 금속 영역(132) 및 전도성 포일(134)의 적어도 일부분으로부터 형성될 수 있으며, 이는 열 압착 동안 더 낮은 온도 및/또는 더 적은 압력을 허용할 수 있다.
일 실시예에서, 전도성 포일(134) 및 하나 이상의 전도성 영역(130, 132)은 태양 전지의 반도체 영역에 열 압착되고 따라서 태양 전지(100A)의 이미터 영역들과 전기적 접촉될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 전도성 영역(예를 들어, 스퍼터링, 증발, 또는 인쇄된 알루미늄, 니켈, 구리 등)이, 열 압착된 전도성 포일과 이미터 영역 사이에 존재할 수 있다. 열 압착된 전도성 포일은 본 명세서에서, 소성 변형이 발생할 수 있는 온도에서 가열되었으며 포일이 이미터 영역들 및/또는 전도성 영역들에 더 쉽게 접착될 수 있도록 충분한 힘으로 기계적 압력이 가해진, 전도성 포일을 지칭하는 데 사용된다.
일부 실시예들에서, 전도성 포일(134)은, 순수 Al로서든지 또는 합금(예를 들어, Al/규소(Al/Si) 합금 포일)으로서든지 간에, 알루미늄(Al) 포일일 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 포일(134)은 또한 비-Al 금속을 포함할 수 있다. 그러한 비-Al 금속은 Al 입자들과 조합하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전도성 포일(134)은 구리 코팅된 알루미늄 포일이며, 이는 납땜성을 향상시킬 수 있고/있거나 후속되는 도금 공정을 가능하게 하는 데 도움을 줄 수 있다. 본 개시내용의 많은 부분이 금속 포일 및 금속 전도성 영역들을 기술하지만, 일부 실시예들에서는, 비-금속 전도성 포일(예를 들어, 전도성 탄소) 및 비-금속 전도성 영역들이 금속 포일 및 금속 전도성 영역들에 추가하여 또는 그 대신에 유사하게 사용될 수 있다는 것에 유의한다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 금속 포일은, Al, Al-Si 합금, 주석, 구리, 및/또는 은, 그 외 다른 예들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 포일은 두께가 5 마이크로미터 미만(예를 들어, 1 마이크로미터 미만)일 수 있는 반면에, 다른 실시예들에서, 포일은 다른 두께들(예를 들어, 15 마이크로미터, 25 마이크로미터, 37 마이크로미터 등)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 포일의 유형(예를 들어, 알루미늄, 구리, 주석 등)은 태양 전지를 가로질러 충분한 전류 전송을 달성하는 데 필요한 포일의 두께에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 하나 이상의 추가의 전도성 영역(130, 132)을 갖는 실시예들에서, 포일은 그러한 추가의 전도성 영역들을 갖지 않는 실시예들에서보다 얇을 수 있다.
다양한 실시예들에서, 전도성 포일(134)은 웨이퍼의 휨의 위험 및 그 양을 줄이는 데 도움을 줄 수 있는 하나 이상의 스트레인 완화 특징부를 가질 수 있다. 스트레인 완화 특징부에 관한 추가 상세 사항이 본 명세서에서 기술된다.
다양한 실시예들에서, 전도성 영역들(130, 132)은 금속 페이스트(예컨대, 페이스트가 인쇄가능하도록, 금속 입자들뿐만 아니라 결합제(binder)를 포함하는 페이스트)로부터, 금속 분말(예컨대, 결합제를 갖지 않는 금속 입자들, Al 입자들의 분말, Al 입자들의 층 및 Cu 입자들의 층)로부터, 또는 금속 페이스트와 금속 분말의 조합으로부터 형성될 수 있다. 금속 페이스트를 사용하는 일 실시예에서, 페이스트는 페이스트를 기판 상에 인쇄(예컨대, 스크린 인쇄(screen printing), 잉크-젯 인쇄 등)함으로써 적용될 수 있다. 페이스트는 페이스트의 전달의 용이함을 위해 용매를 포함할 수 있고, 또한 다른 요소들, 예를 들어 결합제 또는 유리 프릿(glass frit)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 전도성 영역들(130, 132)의 금속 입자들은 대략 1 내지 500 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 금속 입자들이 인쇄되는 실시예의 경우, 인쇄된 금속 입자들은 대략 1 내지 10 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 금속 입자들은 금속 입자들을 함께 합체하기 위해 (전도성 포일과 전도성 영역들이 열 압착되기 전 및/또는 후에) 소성될 수 있으며 - 소결로 또한 지칭됨 -, 이는 전도율을 향상시키고 라인 저항을 감소시킴으로써 태양 전지의 성능을 향상시킬 수 있다. 입자들의 얼마간의 양의 합체가 또한 열 압착 동안에 일어날 수 있음에 유의한다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 개시된 구조물 및 기술은 태양 전지의 전도성 접점의 전기적 특성을 개선하고/하거나 비용을 감소시킬 수 있다.
설명의 대부분은 도금된 금속 대신에 열 압착 기술 및 구조물(전도성 포일 포함)을 사용하여 기술하지만, 일부 실시예들에서, 추가의 금속이 전도성 포일(130)에 도금될 수 있다. 예를 들어, 니켈 및/또는 구리가 무전해 또는 전해 도금 기술에 따라 도금될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 아연산염(Zincate) 공정에서, 알루미늄 상의 도금을 가능하게 하도록, 아연이 첨가될 수 있음에 유의한다. 도금을 용이하게 하는 데 도움을 줄 수 있는 실시예들의 다양한 예들이 본 명세서에 기술된다.
이제 도 1b를 참조하면, 일 실시예에 따른, 기판 내에 형성된 이미터 영역들 상에 형성된 전도성 접점들을 갖는 예시적인 태양 전지의 일부분의 단면도가 예시된다. 예를 들어, 이러한 제2 예시적인 전지에서, 열 압착된 전도성 포일이 태양 전지의 기판 내에 형성된 이미터 영역들을 갖는 태양 전지를 위한, 배면 접점들과 같은, 접점들을 제조하는 데 사용될 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 태양 전지(100B)의 일부분은, 복수의 n-형 도핑된 확산 영역(120), 복수의 p-형 도핑된 확산 영역(122) 위에, 그리고 벌크 결정질 규소 기판과 같은 기판(100)의 부분들 상에 배치되는 패턴화된 유전체 층(124)을 포함한다. 전도성 접점들(128)은 유전체 층(124) 내에 배치된 복수의 접점 개구 내에 배치되고, 복수의 n-형 도핑된 확산 영역(120)에 그리고 복수의 p-형 도핑된 확산 영역(122)에 결합된다. 일 실시예에서, 확산 영역들(120, 122)은, 각각, n-형 도펀트(dopant) 및 p-형 도펀트로 규소 기판의 영역들을 도핑함으로써 형성된다. 또한, 복수의 n-형 도핑된 확산 영역(120) 및 복수의 p-형 도핑된 확산 영역(122)은, 일 실시예에서, 태양 전지(100B)를 위한 이미터 영역들을 제공할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 전도성 접점들(128)은 이미터 영역들 상에 배치된다. 일 실시예에서, 전도성 접점들(128)은 배면 접점 태양 전지를 위한 배면 접점들이고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 수광 표면 반대편에 있는, 예를 들어 텍스처화된 수광 표면(101) 반대편에 있는, 태양 전지의 표면 상에 위치된다.
일 실시예에서, 다시 도 1b를 참조하면 그리고 도 1a의 것과 유사하게, 전도성 접점들(128)은 전도성 포일(134)을 포함할 수 있고, 일부 실시예들에서, 전도성 영역들(130, 132)과 같은 하나 이상의 추가의 전도성 영역을 포함할 수 있다. 전도성 포일(134), 및 하나 이상의 전도성 영역은 태양 전지의 반도체 영역에 그리고/또는 포일과 반도체 영역 사이의 하나 이상의 전도성 영역에 열 압착될 수 있으며, 따라서 태양 전지(100A)의 이미터 영역들과 전기적 접촉할 수 있다. 도 1a의 전도성 접점 설명은 도 1b의 전도성 접점에 동일하게 적용되지만, 설명의 명확성을 위해 반복하지 않는다.
이제 도 2a를 참조하면, 예시된 태양 전지는, 도 2a의 예시적인 태양 전지가 하나 이상의 추가의 전도성 영역(도 1a의 영역들(130, 132))을 포함하지 않는 것을 제외하고는, 도 1a의 태양 전지와 동일한 특징부들을 포함한다. 그 대신에, 전도성 포일(134)은 태양 전지의 반도체 영역들에 직접 열 압착 및 접합된다.
유사하게, 도 2b의 예시된 태양전지는, 도 2b의 예시적인 태양 전지가 하나 이상의 추가의 전도성 영역(도 1b의 영역들(130, 132))을 포함하지 않는 것을 제외하고는, 도 1b의 태양 전지와 동일한 특징부들을 포함한다. 그 대신에, 전도성 포일(134)은 태양 전지의 반도체 영역에 직접 열 압착된다.
소정 재료가 본 명세서에 기술되지만, 일부 재료는 다른 것으로 쉽게 대체될 수 있으며, 다른 그러한 실시예는 본 개시내용의 실시예의 사상 및 범주 내에 있다. 예를 들어, 실시예에서, III-V족 재료의 기판과 같은 상이한 재료의 기판이 규소 기판 대신에 사용될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 형성된 접점들은, 도 1b 및 도 2b에서 기술되었던 바와 같이, 벌크 기판 상에 직접 형성될 필요는 없다는 것에 유의한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전술된 것과 같은 전도성 접점들은, 도 1a 및 도 2a에 대해 기술되었던 바와 같이, 벌크 기판과 같이 위에(예컨대, 그것의 배면 상에) 형성된 반전도성 영역(semiconducting region)들 상에 형성된다.
열 압착된 입자들을 접점으로 사용하는 것은 접촉 저항을 감소시키고 전도성 접점의 전도율을 개선하며 그 결과 태양 전지의 성능을 개선할 수 있다. 또한, 변형된 입자들은 입자들의 응집력(cohesion) 및 태양 전지에 대한 입자들의 접착력을 증가시킬 수 있다. 더욱이, Al 입자들이 사용되는 실시예에서(제1 또는 제2 전도성 영역에서든 전도성 포일의 일부로서든지 간에), Al 입자들을 변형시키는 것은 Al 입자들 주위의 산화물 쉘(oxide shell)을 파괴하여, 변형된 Al 입자들의 전도율을 더욱 향상시킬 수 있다. 입자들이 변형되면, 입자간 접촉 면적이 증가하여서, 소결 동안 원자들의 상호확산을 도우며, 이는 궁극적으로 입자들의 전도율 및 응집력을 개선할 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 일부 실시예들 따른, 전도성 접점을 형성하기 위한 방법을 예시하는 흐름도가 도시된다. 다양한 실시예들에서, 도 3의 방법은 예시된 것보다 추가의(또는 더 적은) 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 블록(306)에 도시된 바와 같은, 포일을 용접하는 것은, 수행되지 않을 수 있다.
302에서 도시된 바와 같이, 전도성 포일이 반도체 영역 위에 배치될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 전도성 포일은 알루미늄 포일, 구리 포일, 구리-코팅된 알루미늄 포일, 그 외 다른 예들일 수 있다. 포일로 설명되었지만, 포일이 반드시 시트의 형상을 가질 필요는 없으며, 와이어, 리본, 핑거(finger) 등의 형상으로 사전-패턴화될 수 있음에 유의한다. 도 4a는 웨이퍼(400) 위에 배치되어 있는 전도성 포일(404)의 예시적인 단면도를 예시한다. 일부 실시예들에서, 전도성 포일(404)은, 도 4a의 예시와는 대조적으로, 완전히 웨이퍼(400)와 중첩될 수 있음에 유의한다. 또한, 예시의 편의를 위해, 실제 반도체 영역들은 도 4a에 예시되지 않지만, 도 2a 또는 도 2b의 반도체 영역들이 도 4a의 예시에 동일하게 적용됨에 유의한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 전도성 포일(404)은 유전체 영역들(402a, 402b, 402c, 402d) 위에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 전도성 포일은, 포일을 웨이퍼에 적절하게 핏업(fit up)하는 것을 보장하는 데 도움이 되도록 웨이퍼의 표면에 진공화되거나 또는 다른 식으로 그것에 단단히 유지될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼가 놓이는 표면(예를 들어, 도 4b의 플레이트(410))은, 공기가 포일/웨이퍼 계면으로부터 제거되는 다수의 구멍을 포함할 수 있다.
304에서, 열 압착 기술이 전도성 포일에 적용될 수 있다. 열 압착 기술은 포일을 가열하고 그것에 기계적 힘을 가하는 것을 포함할 수 있다. 포일을 가열하는 것은 포일의 항복 강도를 감소시킴으로써 필요한 기계적 힘의 양을 감소시키고, 접합을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 포일을 가열하는 것은, 섭씨 200도 초과의 온도에서 포일을 가열하는 것을 포함할 수 있고, 기계적 힘을 가하는 것은 적어도 1 psi의 압력을 가하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 기계적 힘은 수직 압착 및/또는 측방향 기계적 힘을 포함할 수 있다. 기계적 힘은 롤러, 플레이트, 스퀴지, 그 외의 도구들과 같은 공구(412)에 의해 가해질 수 있다. 공구들은 흑연으로 제조되거나, 흑연 코팅을 갖거나, 또는 매리나이트(Marinite) A 또는 매리나이트 C, 또는 공구가 열 압착 동안 포일에 접착되지 않도록 하는 다른 것과 같은 다른 재료로 제조되거나 그것으로부터의 코팅을 가질 수 있다. 공구의 일례로서, 일 실시예에서, 전도성 포일은, 웨이퍼와 포일을 함께 압박하기 위해(force together) 압력을 받는 2개의 실질적으로 평행한 플레이트들 사이에서 가압될 수 있다. 다른 실시예에서, 포일과 웨이퍼는, 멤브레인의 다른 측 상에 가압된 유체를 갖는, 가요성 멤브레인을 사용하여 함께 가압될 수 있다. 가압된 유체 가압은 건식(dry-bag) 또는 습식(wet-bag) 등방압 가압(isostatic pressing)일 수 있으며, 이는 냉간 또는 열간 등방압 가압일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 가열과 기계적 힘은 함께 가해질 수 있거나, 또는 가열이 먼저 발생하고 이어서 기계적 힘의 인가가 뒤따를 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 웨이퍼(400)는 도 4b에 도시된 바와 같이 대략 섭씨 400 내지 500도로 설정된 가열판과 같은, 고온 표면(410) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼가 위치되는 표면을 가열하는 것에 추가하여 또는 그 대신에, 공구(412)가 가열될 수 있다. 대략 400 내지 500도는 20 내지 40 마이크로미터 범위의 알루미늄-기반 포일에 사용된 하나의 예이지만, 다른 예들이 존재한다는 것에 유의한다. 예를 들어, 상이한 유형 및 두께의 포일에 대하여, 포일을 유연하게 하기에 충분한 상이한 온도 및 시간이 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 금속간 상이 형성될 수 있는 제2 전도성 영역을 이용함으로써, 더 낮은 온도 및 더 적은 힘이 열 압착에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 열 압착 접합부를 형성하는 것에 추가하여 또는 그 대신에, 포일-시드(foil-seed) 계면의 초음파 교반이 사용될 수 있으며, 이는 더 강한 접합을 초래하거나 접합에 요구되는 처리 온도를 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 전도성 포일 및/또는 전도성 영역(들)을 가열하는 데 사용되는 온도는 태양 전지의 제조를 위한 형성된 가스 어닐링(formed gas anneal; "FGA") 공정에서 사용되는 온도와 유사할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 포일을 가열하는 것 및/또는 기계적 힘을 가하는 것은 FGA 공정 동안 동일한 공구에서 수행될 수 있으며, 이는 더 적은 수의 제조 장비를 초래하고 제조 공정 동안 시간을 절약할 수 있다.
일부 실시예들에서, 공구, 플레이트(들), 및/또는 표면은 전도성 포일 또는 웨이퍼와 접합을 형성할 가능성이 더 적은 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 전도성 포일이 알루미늄을 포함하는 실시예에서, 공구는, 공구 자신이 포일에 부착 또는 접합할 가능성을 더 적게 하기 위해 흑연을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전도성 포일은 웨이퍼보다 더 많이 팽창됨으로써, 냉각 시, 포일이 웨이퍼보다 많이 수축하므로 웨이퍼/포일 조립체가 휘게 될 수 있다. 웨이퍼 휨을 완화시키 데 도움이 되도록, 하나 이상의 스트레인 완화 특징부가 포일에 추가될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 기계적 힘은 선택적으로 가해질(예를 들어, 불균일하게 분포될) 수 있다. 선택적 힘은, 일부 실시예들에서 패턴화된 플래튼 또는 패턴화된 다이일 수 있는 패턴화된 공구를 이용해 가해질 수 있다. 포일에 가해지는 압력 필드를 패턴화함으로써, 포일의 영역들은 교대로 강하게 그리고 약하게 접합될 수 있다. 약하게 접합된 영역들은 이어서, 에칭, 레이저 융삭, 인열, 에칭, 융삭, 및/또는 인열의 조합 등에 의해 전지로부터 더 쉽게 제거될 수 있다.
일부 실시예들에서, 포일은 개별 점들 또는 선들에서 웨이퍼에 접합되면서(강하게 접합), 포일은 다른 점들에서 웨이퍼의 면으로부터 멀리 휠(약하게 접합) 수 있다. 약하게 접합된 포일 영역들은 웨이퍼로부터 층간박리되어 그러한 영역들의 소성 변형(수축)을 허용할 수 있으며, 이는 시스템으로부터 스트레인을 완화시키고 웨이퍼 휨을 감소시킬 수 있다. 스트레인 완화 특징부들 및 패턴화된 다이의 다양한 예들은 도 9, 도 10, 도 11a 내지 도 11c, 및 도 12a 내지 도 12c에서 볼 수 있다. 하나의 특정 예로서, 도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이, 힘은 태양 전지의 핑거 패턴과 유사한 패턴으로 가해질 수 있으며, 이는 스트레인 완화 특징부들을 생성할 수 있을 뿐만 아니라 접점들에 대응하는 영역들에서 기계적 힘을 집중시킴으로써 전체 전지에 가해진 전체적인 기계적 힘이 감소되게 할 수 있다. 다른 스트레인 완화 특징부들은, 포일 내의 천공들 또는 슬릿들, 그 외의 다른 예들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 추가의 전도성 재료가 전도성 포일의 상부에 추가될 수 있다. 예를 들어, 추가의 전도성 포일은 가열 및 기계적 힘이 가해지기 전이나 후에 추가될 수 있다. 하나의 특정 예로서, 구리의 영역(예를 들면, 구리 페이스트, 포일, 또는 분말)이 전도성 포일 상에 추가되고 전도성 포일 및 기판과 함께 열 압착되어서 접점의 최외측 부분이 구리가 되게 할 수 있으며, 이는 예를 들어, 다수의 태양 전지를 상호연결하기 위한 납땜을 더 효과적이게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 추가의 전도성 재료는 구리와 같은 도금된 금속을 포함할 수 있다.
306에서, 전도성 포일은 일부 실시예들에서 용접될 수 있다. 다른 실시예들에서, 블록(306)에서의 용접은 수행되지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 포일은 블록(304)에서의 열 압착 기술을 수행하지 않고 태양 전지의 반도체 영역들에 용접될 수 있다. 다른 실시예에서, 전도성 포일은 블록(304)을 수행한 후에 반도체 영역들에 용접될 수 있다. 용접은 레이저 용접, 마찰 용접, 또는 다른 유형의 용접일 수 있고, (예를 들어, 핑거들에 대응하는 위치들에서) 스폿 용접으로서 적용될 수 있고, 접합의 강도를 증가시킬 수 있다.
308에서 도시된 바와 같이, 전도성 포일은 패턴화될 수 있다. 많은 패턴화 예들이 존재하며 이하에서 보다 상세히 기술된다. 예를 들어, 308의 패턴화는 마스크 및 에칭 패턴화, 그루브 및 에칭 패턴화, 마스크, 그루브, 및 에칭 패턴화, 그 외 다른 예들을 포함할 수 있다. 열 압착 접합부가 웨이퍼의 넓은 면적에 걸쳐 실질적으로 연속적인 실시예에서, 습식 에칭은, 구조물 내에 에칭 화학물질을 가둘 위험이 감소된 패턴화 방법으로서 사용될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 일부 실시예들에 따른, 전도성 접점을 형성하기 위한 방법을 예시하는 흐름도가 도시된다. 다양한 실시예들에서, 도 5의 방법은 예시된 것보다 추가의(또는 더 적은) 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 블록(508)에 도시된 바와 같은, 포일을 용접하는 것은, 수행되지 않을 수 있다. 또는, 일부 실시예들에서, 506에서 열 압착 기술을 적용하는 것은 수행되지 않을 수 있다. 또한, 다양한 실시예들에서, 도 3의 방법의 설명은 도 5의 방법의 설명에 동일하게 적용된다. 따라서, 설명의 명확성을 위해, 그 설명의 일부 설명을 반복하지 않는다.
502에서 도시된 바와 같이, 제1 금속 영역(또는 비-금속 전도성 영역)이 반도체 영역 위에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 금속 영역은 페이스트, 입자들, 또는 얇은 연속적인 층 등일 수 있고, 스퍼터링, 금속 인쇄(예를 들어, 핑거 패턴과 같은 패턴으로 인쇄), 증발, 다른 방식의 침착 등과 같은 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 제1 금속 영역은 금속, 용매, 결합제, 점도 조절제 등을 포함할 수 있다. 금속 예들은 알루미늄, 알루미늄-규소, 다른 알루미늄 합금, 그 외의 다른 예들을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 제1 금속 영역의 두께는 5 마이크로미터 미만일 수 있으며, 일 실시예에서는, 1 마이크로미터 미만일 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 추가의 영역이 제1 금속 영역 위에 형성될 수 있다(예컨대, 스퍼터링, 인쇄, 증발 등에 의해). 일 실시예에서, 추가의 영역(들)(예를 들어, 제2 금속 또는 비금속 전도성 영역)은 전도성 포일과 금속간 위상 또는 합금을 형성할 수 있는 접합 영역을 포함할 수 있다. 그러한 접합 영역의 예들은, 니켈, 게르마늄, 규소, 란탄족 금속들, 또는 적어도 알루미늄과 이들 재료 중 하나와의 합금을 포함한다. 일 실시예에서, 접합 영역은 전도성 포일의 녹는점 미만의 온도에서 금속간 상을 형성할 수 있다(예를 들어, 전도성 포일이 알루미늄 포일인 실시예의 경우, 알루미늄의 녹는점 미만에서). 금속간 상 또는 합금을 형성함으로써, 더 낮은 열 압착 온도 및/또는 더 적은 압력으로도, 포일, 금속간 상, 제1 금속 영역, 및 기판 사이에 충분한 접합이 형성될 수 있다. 따라서 더 적은 압력 및 더 낮은 온도를 사용함으로써, 웨이퍼에 대한 손상의 위험이 감소될 수 있다. 또한, 금속간 상은 열 압착 기술을 완전히 건너뛰는 것을 가능하게 하고, 용접과 같은 다른 기술에 의해 충분한 접합을 제공할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 포일과 제2 금속 영역은 용접될 수 있고, 그렇게 함으로써, 금속간 상을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 금속 영역들이 동일한 공구(예를 들어, PVD, 공구, CVD 공구 등)를 이용해 형성될 수 있고, 따라서 제조 공정에 최소의 프로세싱 시간 및 비용을 부가한다.
추가의 금속 영역(들)이 인쇄된 시드인 실시예에서, 제1 금속 영역은 소성되어 용매들 및 임의의 점도 조절제를 휘발시킬 뿐만 아니라 임의의 결합제를 활성화시킬 수 있다. 소성 후, 페이스트의 입자들은 서로 그리고 기판에 접합될 수 있다. 소성은 열 압착 전 또는 후에 수행될 수 있다.
504에 도시된 바와 같이, 전도성 포일은 제1 금속 영역 위에 배치될 수 있고, 추가의 금속 영역(들)이 제1 금속 영역 위에 있는 실시예들에서는, 추가의 금속 영역(들) 위에 배치될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 전도성 포일은 알루미늄 포일, 구리 포일, 구리-코팅된 알루미늄 포일, 그 외 다른 예들일 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 전도성 포일의 다수의 층들(예를 들면, 알루미늄 포일의 층, 및 구리 포일의 층 등)이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 506에서 도시된 바와 같이, 그리고 도 3의 블록(304)에서 기술된 바와 같이, 열 압착 기술이 전도성 포일에 적용될 수 있다.
508에서, 일 실시예에서, 도 3의 블록(306)에서 기술된 바와 같이 전도성 포일이 용접될 수 있다.
510에 도시된 바와 같이, 포일 및 임의의 금속 영역들(예를 들어, 제1, 제2 등)은 도 3의 블록(308)에서 기술된 바와 같이 그리고 본 명세서에 기술된 바와 같이 패턴화될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 스퍼터링된 제1 금속 영역을 갖는 실시예에서 전도성 접점을 형성하는 단면도를 예시한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 전도성 포일(604)이 제1 금속 영역(606) 위에 배치되며, 제1 금속 영역(606)은 웨이퍼(600) 위에 형성된다. 도시된 바와 같이, 제1 금속 영역은, 그것의 적어도 일부분이 유전체 영역들(602a 내지 602d) 사이에 있고 그것의 적어도 일부분이 그 유전체 영역들 상에 있도록, 스퍼터링된다. 일부 실시예들에서, 전도성 포일(604)은 완전히 웨이퍼(600)와 중첩될 수 있음에 유의한다. 또한, 예시의 편의를 위해, 실제 반도체 영역들은 도 6a에 예시되지 않지만, 도 1a 또는 도 1b의 반도체 영역들이 도 6a의 예시에 동일하게 적용됨에 유의한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(600)는 대략 섭씨 400 내지 500도로 설정된 가열판(610)과 같은, 고온 표면 상에 배치된다. 이어서, 열 압착 기술의 압착 부분을 적용하기 위해 압력이 공구(612)에 의해 가해진다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 다른 예시적인 열 압착 기술들이 또한 존재한다. 예를 들어, 공구(612)는 열을 가하는 가열판 대신에, 또는 그에 추가하여, 열 및 압력 둘 모두를 가할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 인쇄된 시드의 제1 금속 영역을 갖는 실시예에서 전도성 접점을 형성하는 단면도를 예시한다. 도 6a와는 대조적으로, 도 7a의 제1 금속 영역(706)은 웨이퍼(700)의 전체 표면을 덮지 않는, 인쇄된 시드 영역이다. 예를 들어, 시드 영역이 인쇄되는 패턴은, 제1 금속 영역(706)이 반드시 패턴화될 필요가 없도록 핑거 패턴으로 있을 수 있다. 도 6a 및 도 6b의 유전체 영역들은 명확성을 위해 도 7a에 도시되지 않지만, 그럼에도 불구하고 이들 영역은 도 7a의 예에서도 존재할 수 있다. 도 7a 및 도 7b에서, 제1 금속 영역(706)의 입자들이 구체적으로 예시되었지만, 당업자는 제1 금속 영역(706)의 구조가 본 명세서에 기술된 다른 금속 영역들의 구조와 유사하다는 것을 이해할 것이라는 점에 유의한다.
도 7b는 제1 금속 영역(706) 및 전도성 포일(704)에 열 압착을 적용하는 것을 도시한다. 도시된 바와 같이, 제1 금속 영역(706)의 입자들은 변형될 수 있으며, 이는 입자들이 서로 그리고 기판에 보다 잘 접착되게 하고 라인 저항을 감소시킴으로써, 전도율 및 태양 전지 성능을 향상시킬 수 있다. 도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b의 예의 경우에서와 같이, 가열하고 압력을 가하는 다른 예들이 존재한다. 예를 들어, 가열판(710)을 사용하는 것 대신에 또는 이에 추가하여, 공구(712)가 가열될 수 있다. 또는, 공구 및 어셈블리는 (예를 들어, FGA 공정의 일부로서 또는 다른 식으로) 오븐에 배치될 수 있다.
도 8은 전도성 접점을 형성하기 위해 포일(및 일부 경우들에서의 금속 영역(들))을 패턴화하기 위한 다양한 예시적인 패턴화 시퀀스의 단면도를 예시한다. 도 8은 3개의 패턴화 시퀀스를 도시하지만, 다른 것들도 존재할 수 있다. 처음 3개의 도면은 3개의 시퀀스 모두에 적용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 금속 영역(806)이 웨이퍼(800) 위에 형성되고 전도성 포일이 제1 금속 영역(806) 위에 배치된다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 제1 금속 영역(806)은 일부 실시예들에서(예를 들어, 도 2a, 도2b, 및 도 3에 도시된 바와 같이) 존재하지 않을 수 있음에 유의한다. 그리고 일부 실시예들에서, 하나 이상의 추가의 금속 영역이 존재할 수 있음에 유의한다. 금속 영역 또는 영역들이 전도성 포일과 반도체 영역 사이에 존재하는지 여부에 관계없이, 유사한 패턴화 기술들이 적용될 수 있다.
가장 좌측의 패턴화 시퀀스는 마스크, 그루브, 및 에칭 시퀀스를 예시한다. 도시된 바와 같이, 비-패턴화된 마스크(816)(예컨대, 비-패턴화된 에칭 레지스트, 필름 등)가 전도성 포일(804) 상에, 예를 들어, 실질적으로 전도성 포일의 전체 표면에 걸쳐 적용된다. 이어서 마스크(816)는, 레이저 융삭, 기계적 그루빙, 또는 다른 것에 의해, 시퀀스의 다음 도면에 도시된 바와 같이 패턴화된다. 일 실시예에서, 전도성 포일은 또한, 예를 들어 레이저 융삭에 의해, 패턴화되거나 그루빙될 수 있다. 다음에, 화학적 에칭이 적용되고 마스크는 벗겨져서, 생성되는 전지는 최종 시퀀스에 도시된 전도성 접점들을 갖게 된다.
중간 패턴화 시퀀스는, 마스크(816)가 블랭킷 마스크 대신에 특정 패턴으로 적용(예를 들어, 인쇄)된다는 것을 제외하고는, 마스크, 그루브, 및 에칭 시퀀스와 유사하다. 도시된 바와 같이, 화학적 에칭이 적용되고 이어서 마스크(816)가 벗겨져서, 생성되는 전지는 시퀀스의 마지막 도면에 도시된 전도성 접점들을 갖게 된다.
가장 우측의 시퀀스는, 마스크(블랭킷, 패턴화된, 또는 다른 식)를 적용하는 것을 포함하지 않는 그루브 및 에칭 패턴화 기술들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 실제 전도성 포일(804)은 유전체 영역들(802)에 대응하는 위치들에서(그리고 핑거들 사이의 분리가 의도되는 곳에서) 그루빙될 수 있다. 일 실시예에서, 그 위치들을 레이저 그루빙하는 것은 그 위치들에서의 두께의 대부분을 제거할 수 있다. 따라서, 그루브는 전체 포일을 완전히 관통하여 절단하지 않고, 대신에 일부분을 남겨둔다. 이어서, 그루브로부터 나머지 부분을 제거함으로써 포일을(그리고 포일과 반도체 영역 사이의 임의의 금속 영역들을) 패턴으로 분리하는, 화학적 에칭이 적용된다.
그루브 및 에칭 예와 유사하게, 일 실시예에서, 전도성 포일(804)은 그것의 외측 표면 상에 에칭-저항성 코팅을 포함할 수 있다. 에칭-저항성 코팅은 레이저 또는 다른 방식으로 패턴화될 수 있으며, 이어서 하나 이상의 화학적 에칭이 뒤따른다.
개시된 열 압착 구조들은 다양한 패턴화 기술들을 고려할 때 많은 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 전도성 포일(및 해당되는 경우, 전도성 영역(들))은 태양 전지에 걸쳐 실질적으로 균일하게 압착되기 때문에, 습식 에칭이 사용되어서 태양 전지 내에 에칭 화학물질을 가둘 위험이 감소될 수 있으며, 이는 포일 또는 금속 영역들이 간극들을 남겨두어서 그 안에 에칭 화학물질이 갇힐 수 있는 기술들과 대조적이다.
도 9 및 도 10은 전도성 접점을 형성하는 데 있어서 선택적으로 압력을 가하기 위한 다양한 예시적인 시퀀스의 단면도를 도시한다. 도 9 및 도 10의 예들은 제1 금속 영역(906)을 예시하지만, 다른 실시예들에서, 그것은 생략될 수 있음에 유의한다. 포일의 선택 영역들, 전도성 영역(들), 및 반도체 영역을 접합시키도록 압력을 선택적으로 가하기 위해 패턴화된 다이(912/1012) 또는 다른 공구에 의해, 하향 화살표로 도시된 바와 같이, 선택적 압력이 가해진다. 예를 들어, 선택 영역들은 최종적으로 전도성 접접들 또는 태양 전지 핑거들인 것에 대응할 수 있다. 예시된 바와 같이, 선택적 압력은, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 웨이퍼가 휘는 경향을 완화시키는 데 도움을 줄 수 있는 하나 이상의 스트레인 완화 특징부(918/1018)를 생성할 수 있다. 스트레인 완화 특징부들(918/1018)은 도시된 바와 같이 제1 전도성 영역에 접합되지 않을 수 있거나, 또는 그것은 다른 영역들에 비해 약하게 접합될 수 있다는 것에 유의한다.
또한, 반도체 영역들이 트렌치 구조물에 의해 분리되는 실시예들에서, 선택적 압력을 가하는 것은, 반도체 영역들의 에지들이 파단되는 위험을 감소시키고, 따라서 반도체 영역의 원하지 않는 패시베이션되지 않은 부분들이 존재하는(에지의 충분한 양이 파단되는 경우 존재할 수 있음) 위험을 감소시킬 수 있다.
도 8에 도시된 패턴화 기술들과 유사하게, 다양한 예시적인 패턴화 기술들이 도 9 및 도 10에 도시된다. 도 8에서 기술된 다양한 상세 사항들은 도 9 및 도 10의 설명에서 반복되지 않을 것이다. 일 실시예에서, 도 9의 좌측 편에 도시된 패턴화 기술은 패턴화된 마스크(916)의 적용에 이은, 화학적 에칭(이는 마스크(916)에 의해 덮이지 않은 포일 및 제1 금속 영역의 부분을 제거함), 및 마스크(916)의 스트리핑을 예시한다.
도 9의 우측 편에 도시된 패턴화 기술은 도 8의 그루브 및 에칭 기술과 유사한 그루브 및 에칭 기술을 예시한다. 도시된 바와 같이, 각각의 반도체 영역들 사이의 포일의 영역들이 (예를 들어, 레이저 융삭에 의해) 그루빙된다. 포일의 영역들의 완전한 그루브로서 도시되었지만, 일부 실시예들에서, 그루빙은 그루빙된 위치에서 포일의 두께의 전부보다 적게 제거할 수 있다. 또는, 일부 실시예들에서, 그루빙된 위치에서의 포일의 두께 전부가 제거될 수 있고, 제1 금속 영역의 일부분 또한 제거될 수 있다. 도 9의 우측 편의 마지막 도면은 화학적 에칭이 적용된 후의 생성된 태양 전지를 예시한다. 도 8의 마스크 및 에칭 예와 비교할 때, 도시된 그루브 및 에칭 예는 더 넓은 핑거들을 생성할 수 있고, 또한 스트레인 완화 특징부의 적어도 일부분이 전지 내에 남게되는 것을 초래할 수 있다. 그러나, 더 넓은 그루브 영역이 다른 예들에서 사용됨으로써, 그루브 및 에칭 예에서의 핑거들의 폭이 마스크 및 에칭 예의 것과 실질적으로 유사할 수 있다는 점에 유의한다.
도 10은 도 9에서와 유사한 주요 시퀀스를 예시하지만, 도 9에서와 상이한 2개의 패턴화 기술들을 갖는다. 도 10의 좌측의 패턴화 기술은 도 8의 비-패턴화된 마스크 기술과 유사한 비-패턴화된 마스크 기술을 예시하지만, 도 10의 우측 패턴화 기술은 도 8의 것과 유사한 마스크, 그루브, 및 에칭 기술을 예시한다.
도 8 내지 도 10의 다양한 예들에서, 비-패턴화된 마스크, 그루브, 및 에칭 기술은 마스크의 대안적 선택들의 사용(예를 들어, 인쇄될 수 없는, PET 시트)을 가능하게 할 수 있고, 핑거 상부 표면의 더 적은 에칭으로 인해 핑거들 상에 더 많은 온전한 금속을 남기는 결과를 초래할 수 있다. 또한, 마스크, 그루브, 및 에칭 기술은 에칭 조(bath)의 더 적은 금속 적재량(loading)을 허용할 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 전도성 접점을 형성하는 데 있어서 선택적으로 압력을 가하기 위한 예시적인 시퀀스의 단면도를 예시한다. 도 11a 내지 도 11c의 예들은 전도성 포일(1100)에 선택적 압력을 가하여, 전도성 포일의 금속이 제1 금속 영역(1102) 내의 대응하는 금속에 실질적으로 평행한, 핑거 패턴을 달성하는 것을 예시한다. 이러한 패턴은 본 명세서에서 미세한 M2 패턴으로 지칭된다.
도 12a 내지 도 12c는 전도성 접점을 형성하는 데 있어서 선택적으로 압력을 가하기 위한 다른 예시적인 시퀀스의 단면도를 예시한다. 도 12a 내지 도 12c의 예들은 전도성 포일(1200)에 선택적 압력을 가하여, 전도성 포일의 금속이 제1 금속 영역(1202) 내의 대응하는 금속에 실질적으로 수직인, 핑거 패턴을 달성하는 것을 예시한다. 이러한 패턴은 본 명세서에서 거친(coarse) M2 패턴으로 지칭된다. 도시된 바와 같이, 그러한 패턴을 달성하기 위해, 포일 핑거(1200)와 반대인 금속 유형에 대응하는 제1 전도성 영역들(1202) 위에, 고온 유전체(1206)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 전도성 포일의 p-형 핑거들이 n-형 제1 금속 영역들과 중첩하는 영역들에 대해, 유전체(1206)가 그러한 n-형 제1 금속 영역들에 적용될 수 있다. 그리고 전도성 포일의 n-형 핑거들이 p-형 제1 금속 영역들과 중첩하는 영역들에 대해, 유전체(1206)는 그러한 p-형 제1 금속 영역들에 적용될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c 및 도 12a 내지 도 12c는 선택적 압력 인가를 사용한 미세 및 거친 M2 패턴들의 개념들을 예시하지만, 다른 실시예들에서는, 실질적으로 균일하게 분포된 압력 인가가, 도시된 거친 및 미세 M2 패턴들을 달성하는 데 사용될 수 있다.
도 13 내지 도 16은 추가의 금속 부분이 전도성 포일에 추가되는 실시예들에서 전도성 접점을 형성하기 위한 다양한 예시적인 시퀀스의 단면도를 예시한다.
도 13은 상부에 추가의 전도성 층(1316)을 갖는 전도성 포일(1304)을 도시한다. 다양한 실시예들에서, 추가의 전도성 층(1316)은 스퍼터링 또는 증발된 층일 수 있거나, 그것은 전도성 포일의 코팅일 수 있거나, 또는 그것은 일부 실시예들에서 포일의 열 압착 동안에 열 압착되거나 용접되는 별개의 포일일 수 있다.
일 실시예에서, 전도성 포일(1304)은 구리의 추가의 전도성 층(1316)을 갖는 알루미늄 포일이다. 도시된 바와 같이, 도금 마스크(1312)가, 추가의 전도성 층(1316) 상에 특정 패턴으로 적용될 수 있다. 구리(1308) 및/또는 주석(1310)이 추가의 전도성 층(1316)에 도금될 수 있다. 이어서 도금 마스크(1302)를 제거하고 적합한 에칭제 또는 일련의 에칭제들로 금속 층들(1316, 1304, 1306)을 에칭하는 것에 의해 에치백 공정이 적용되어 마스크의 제거를 초래할 수 있고, 다양한 금속 층들은 도 13의 마지막 도면의 패턴화된 태양 전지를 생성할 수 있다.
추가의 전도성 층으로 구리 표면을 사용함으로써, 구리로 도금하는 것 및/또는 전지간 상호연결부들에 납땜하는 것이 수행될 수 있다.
도 14는 도 13의 예에서와 같은 추가의 전도성 층(1416)을 갖는 전도성 포일(1404)을 도시한다. 도 13과 상이하게, 도 14의 예는 (도 13의 제1 금속 영역(1306)에서와 같은) 추가의 금속 영역을 포함하지 않는다. 그 대신에, 전도성 포일(1404)은 유전체 영역들(1402) 내의 개구들 사이에서 규소와 직접 접촉할 수 있다. 도 14의 나머지 도면들은 도 13의 것들과 유사할 수 있으며; 따라서, 그 설명은 도 14의 도면들에 동일하게 적용된다.
도 15는, 납땜가능 접합 패드들과 같은 접합 패드들로서 추가의 전도성 영역들(1516)을 갖는 전도성 포일(1504)을 예시한다. 추가의 전도성 영역들의 다양한 예들은 구리 포일, 니켈 포일, 그 외 다른 납땜가능 재료들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 추가의 전도성 영역들(1516)이, 도 15에 도시된 바와 같이, 접합 패드들에 존재한다. 접합 패드들은 전도성 포일(1504)에 열 압착될 수 있거나, 또는 그것은 전도성 포일(1504)에 용접되거나 다른 식으로 접합될 수 있다. 도 15의 좌측 편에 도시된 패턴화 시퀀스는 마스크 및 에칭 패턴화 기술을 도시하지만, 도 15의 우측 편은 그루브 및 에칭 패턴화 기술을 도시하며, 둘 모두가 본 명세서에 기술된다.
도 16은, 구리 코팅된 포일에 구리 마스크가 적용되는 공정을 예시한다. 도시된 바와 같이, 구리 에칭 마스크(1602)가 추가의 구리 층(1616)에 적용되고, 이어서 구리의 부분들의 에칭(예를 들어, 염화제2철, 과산화물/HCL, 또는 다른 구리 에칭제 등), 이어서 나머지 전도성 포일의 부분들의 에칭이 뒤따르며, 이는 도 16의 마지막 도면의 구조물을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 포일 상의 코팅은 패턴화되어(예를 들어, 레이저 패턴화되어) 구리 에칭 마스크를 형성할 수 있으며, 이는 이어서 알루미늄의 KOH 에칭을 위한 하드 에칭 레지스트 마스크로서 사용될 수 있다.
도 17a 및 도 17b는 금속간 영역을 갖는 태양 전지 구조물의 단면도를 예시한다. 도 17a 및 도 17b는 제1 및 제 2 금속 영역들(1706, 1708) 및 전도성 포일(1704)을 갖는 도 1a 및 도 1b의 구조물들과 유사한 태양 전지 구조물을 예시한다. 도시된 바와 같이, 두 구조물들 모두는 본 명세서에 기술된 바와 같이 금속간 구역/상/영역(1710)을 가지며, 이는 제2 금속 영역(1706) 및 전도성 포일(1704)로부터 형성된다. 도 17a 및 도 17b 간의 차이는, 도 17a는 금속간 상(1710)을 형성하기 위해 열 압착된 전도성 포일과 제1 및 제2 금속 영역들을 도시하지만, 도 17b는 금속간 상(1710)을 형성하기 위해 가열(예를 들어, 레이저 가열)을 이용하여 금속을 국부적으로 용융시키는 것을 예시한다.
일 실시예에서, 제2 금속 영역(1708)은 니켈, 게르마늄, 또는 규소일 수 있다. 다양한 실시예들서, 제1 금속 영역(1706)의 두께는 5 마이크로미터 미만(예를 들어, 1 마이크로미터 미만)일 수 있으며, 전도성 포일(1704)은 10 내지 100 마이크로미터(예를 들어, 30 내지 60 마이크로미터)일 수 있다.
일 실시예에서, 제2 금속 영역(1708)의 두께는, 생성되는 금속간 조인트의 접합 강도가 높도록, 그리고 그것의 기계적 강도 또는 그것의 전기 전도도를 감소시키지 않기 위해 금속간 상으로 변환되는 전도성 포일의 체적이 제한되도록, 선택된다.
도 17a의 예를 들면, 금속간 구역 형성은 적어도 부분적으로 제2 전도성 영역의 두께에 의존할 수 있다. 도 17b의 예를 들면, 금속간 형성에 의해 영향을 받는 체적은 전도성 포일의 두께 및 용융된 구역(1715)의 측방향 치수에 의존할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 제2 전도성 영역의 두께 및 용융된 구역(1715)의 측방향 치수는, 기계적으로 안정된 조인트를 생성하는데 적합한 값에 대한, 금속간 혼합물 내의 두 금속들의 농도의 비율을 정의하는 데 사용될 수 있다.
금속간 구역의 생성을 허용하는 제2 금속 영역을 사용함으로써, 더 낮은 온도 및/또는 더 적은 압력이 사용될 수 있으며, 이에 의해 태양 전지의 손상 위험을 감소시킬 수 있다.
특정 실시예들이 상기에 기술되었지만, 이러한 실시예들은 단일 실시예만이 특정 특징부에 대해 기술되는 경우라도, 본 개시내용의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시내용에 제공된 특징부들의 예들은, 달리 언급되지 않는 한, 제한적이기보다는 예시적인 것으로 의도된다. 상기 설명은, 본 개시내용의 이익을 갖는 당업자에게 명백하게 되는 바와 같이, 그러한 대안예, 수정예 및 등가물을 포함하고자 의도된다.
본 개시내용의 범주는, 본 명세서에서 다루어지는 문제들 중 임의의 것 또는 전부를 완화시키든 그렇지 않든 간에, 본 명세서에 (명백히 또는 암시적으로) 개시된 임의의 특징부 또는 특징부들의 조합, 또는 이들의 임의의 일반화를 포함한다. 따라서, 새로운 청구항이 본 출원(또는 이에 대한 우선권을 주장하는 출원)의 절차 진행 동안 임의의 그러한 특징부들의 조합에 대해 만들어질 수 있다. 특히, 첨부된 청구범위와 관련하여, 종속 청구항으로부터의 특징부들이 독립 청구항의 특징부들과 조합될 수 있고, 각각의 독립 청구항으로부터의 특징부들이 단지 첨부된 청구범위에 열거된 특정 조합들이 아닌 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
실시예에서, 태양 전지는 기판, 및 기판 내에 또는 기판 위에 배치된 반도체 영역, 및 반도체 영역에 열 압착된 전도성 포일을 포함한다.
일 실시예에서, 태양 전지는 전도성 포일과 반도체 영역 사이에 제1 금속을 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 태양 전지는 전도성 포일과 제1 금속 사이에 제2 금속을 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 태양 전지는 제2 금속과 전도성 포일의 금속간 상을 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 전도성 포일은 알루미늄을 포함한다.
일 실시예에서, 전도성 포일은 구리로 코팅된 알루미늄 포일이다.
일 실시예에서, 태양 전지는 태양 전지를 다른 태양 전지에 결합시키기 위한 접점 영역을 추가로 포함하며, 접점 영역은 전도성 포일과 상이한 유형의 금속을 포함한다.
실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법은 기판 내에 또는 기판 위에 배치된 반도체 영역 위에 전도성 포일을 배치하는 단계, 전도성 포일을 가열하는 단계, 및 태양 전지를 위한 전도성 접합부를 형성하기 위해, 가열된 전도성 포일에 기계적 힘을 가하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전도성 포일을 가열하는 단계 및 상기 기계적 힘을 가하는 단계는 동일한 공구에 의해 수행된다.
일 실시예에서, 태양 전지는 상기 기계적 힘을 가하는 것을 추가로 포함하며 패턴화된 다이를 이용하여 수행된다.
일 실시예에서, 방법은 스트레인 완화 특징부를 형성하는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 방법은 전도성 포일 상에 납땜가능 영역을 형성하는 단계를 추가로 포함하며, 납땜가능 영역은 전도성 포일의 재료 이외의 재료를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 포일을 가열하는 단계 및 상기 기계적 힘을 가하는 단계는 형성 가스 어닐링(forming gas anneal) 공정의 일부로서 수행된다.
일 실시예에서, 상기 기계적 힘을 가하는 단계는 기판에 대응하는 전도성 포일에 걸쳐 실질적으로 균일하게 수행된다.
일 실시예에서, 방법은 상기 기계적 힘을 가하는 단계 이후에, 전도성 접합부를 레이저 용접하는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 방법은 태양 전지를 위한 접점 핑거(contact finger)들을 형성하기 위해 포일의 영역들을 그루빙 및 에칭하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법은 기판 내에 또는 기판 위에 배치된 반도체 영역 위에 제1 금속 영역을 형성하는 단계, 제1 금속 영역 위에 전도성 포일을 배치하는 단계, 전도성 포일을 제1 금속 영역에 접합시키는 단계, 및 전도성 포일 및 제1 금속 영역을 패턴화하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은 제1 금속 영역 위에 제2 금속 영역을 형성하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 상기 접합시키는 단계는 전도성 포일을 제1 및 제2 금속에 접합시키는 단계를 포함하고, 상기 패턴화하는 단계는 전도성 포일 및 제1 및 제2 금속 영역들을 패턴화하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 접합시키는 단계는 전도성 포일 및 제2 금속 영역으로부터 금속간 화합물을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은 전도성 포일 및 제1 금속 영역에 초음파 교반 기술을 적용하는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전도성 포일을 패턴화하는 단계는 전도성 포일의 영역들 위에 마스크를 인쇄하는 단계, 및 화학적 에칭을 적용하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전도성 포일을 패턴화하는 단계는 전도성 포일의 영역들을 레이저 그루빙하여 영역들의 두께의 대부분을 제거하는 단계, 및 화학적 에칭을 적용하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전도성 포일을 패턴화하는 단계는 전도성 포일에 걸쳐 비-패턴화된 마스크를 적용하는 단계, 비-패턴화된 마스크를 패턴화하는 단계, 및 화학적 에칭을 적용하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전도성 포일을 패턴화하는 단계는 전도성 포일의 에칭 저항성 코팅을 레이저 패턴화하는 단계, 및 화학적 에칭을 적용하는 단계를 포함한다.

Claims (21)

  1. 태양 전지로서,
    기판;
    기판 위에 배치되고 기판으로부터 절연된 반도체 영역; 및
    반도체 영역에 열 압착된 전도성 포일을 포함하는, 태양 전지.
  2. 제1항에 있어서, 전도성 포일과 반도체 영역 사이에 제1 금속을 추가로 포함하는, 태양 전지.
  3. 제1항에 있어서, 전도성 포일은 알루미늄을 포함하는, 태양 전지.
  4. 제1항에 있어서, 전도성 포일은 구리로 코팅된 알루미늄 포일인, 태양 전지.
  5. 제1항에 있어서, 태양 전지를 다른 태양 전지에 결합시키기 위한 접점 영역을 추가로 포함하며, 접점 영역은 전도성 포일과 상이한 유형의 금속을 포함하는, 태양 전지.
  6. 제2항에 있어서, 전도성 포일과 제1 금속 사이에 제2 금속을 추가로 포함하는, 태양 전지.
  7. 제6항에 있어서, 제2 금속과 전도성 포일의 금속간 상(intermetallic phase)을 추가로 포함하는, 태양 전지.
  8. 태양 전지로서,
    단결정 규소 기판;
    단결정 규소 기판 내에 배치된 도핑된 규소 영역;
    도핑된 규소 영역에 열 압착된 전도성 포일;
    전도성 포일과 도핑된 규소 영역 사이에 제1 금속; 및
    전도성 포일과 제1 금속 사이에 제2 금속을 포함하는, 태양 전지.
  9. 제8항에 있어서, 제2 금속과 전도성 포일의 금속간 상을 추가로 포함하는, 태양 전지.
  10. 제8항에 있어서, 전도성 포일은 알루미늄을 포함하는, 태양 전지.
  11. 제8항에 있어서, 전도성 포일은 구리로 코팅된 알루미늄 포일인, 태양 전지.
  12. 제8항에 있어서, 태양 전지를 다른 태양 전지에 결합시키기 위한 접점 영역을 추가로 포함하며, 접점 영역은 전도성 포일과 상이한 유형의 금속을 포함하는, 태양 전지.
  13. 태양 전지로서,
    단결정 규소 기판;
    단결정 규소 기판 위에 배치된 도핑된 다결정 규소 층;
    단결정 규소 기판과 도핑된 다결정 규소 층 사이에 산화물 층; 및
    도핑된 다결정 규소 층에 열 압착된 전도성 포일을 포함하는, 태양 전지.
  14. 제13항에 있어서, 전도성 포일과 도핑된 다결정 규소 층 사이에 제1 금속을 추가로 포함하는, 태양 전지.
  15. 제14항에 있어서, 전도성 포일과 제1 금속 사이에 제2 금속을 추가로 포함하는, 태양 전지.
  16. 제13항에 있어서, 전도성 포일은 알루미늄을 포함하는, 태양 전지.
  17. 제13항에 있어서, 태양 전지를 다른 태양 전지에 결합시키기 위한 접점 영역을 추가로 포함하며, 접점 영역은 전도성 포일과 상이한 유형의 금속을 포함하는, 태양 전지.
  18. 제15항에 있어서, 제2 금속과 전도성 포일의 금속간 상을 추가로 포함하는, 태양 전지.
  19. 태양 전지로서,
    기판;
    기판 내에 또는 기판 위에 배치된 반도체 영역;
    반도체 영역에 열 압착된 전도성 포일;
    전도성 포일과 반도체 영역 사이에 제1 금속; 및
    전도성 포일과 제1 금속 사이에 제2 금속을 포함하는, 태양 전지.
  20. 태양 전지로서,
    단결정 규소 기판;
    단결정 규소 기판 내에 배치된 도핑된 규소 영역; 및
    도핑된 규소 영역에 열 압착된 전도성 포일을 포함하고,
    전도성 포일은 구리로 코팅된 알루미늄 포일인, 태양 전지.
  21. 태양 전지로서,
    단결정 규소 기판;
    단결정 규소 기판 위에 배치된 도핑된 다결정 규소 층;
    도핑된 다결정 규소 층에 열 압착된 전도성 포일;
    전도성 포일과 도핑된 다결정 규소 층 사이에 제1 금속; 및
    전도성 포일과 제1 금속 사이에 제2 금속을 포함하는, 태양 전지.
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