微細なフィンガーを有する光起電力性パネルおよび光起電力性電池ならびにこれらの製造方法

专利摘要:
光起電力性電池は、光電性基板と、この基板とオーム性接触している複数のフィンガーとを有する。複数のフィンガーのうちの少なくとも１つのフィンガーは、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する。この電池はまた、複数のフィンガーとオーム性接触している複数の母線も有する。約３８ミリメートル未満の間隔を空けられる複数の母線のうちの少なくとも２つの母線は、上記少なくとも１つのフィンガーと交差する（すなわち、このフィンガーは、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する）。
公开号:JP2011507275A
申请号:JP2010538108
申请日:2008-12-10
公开日:2011-03-03
发明作者:ブラウン ウィリアムス，；アンドリュー ガボアー，；クリストファー；イー． デューブ，；スティーブン フォックス，；マイケル；エー． ラリー，
申请人:エバーグリーン ソーラー， インコーポレイテッド；
IPC主号:H01L31-042

专利说明:

[0001] （優先権）
本特許出願は、以下の米国仮特許出願:
代理人整理番号３２５３／１３５号を割り当てられ、Ｂｒｏｗｎ Ｗｉｌｌｉａｍｓ、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ Ｅ．ＤｕｂｅおよびＡｎｄｒｅｗ Ｇａｂｏｒを共同発明者とする、“ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ ＣＥＬＬＷＩＴＨ ＦＩＮＥ ＦＩＮＧＥＲＳＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＯＦＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ ＯＦ ＴＨＥＳＡＭＥ”という名称で、２００７年１２月１１日に出願された出願番号第６１／０１２，７９５号と、
代理人整理番号３２５３／１６２号を割り当てられ、Ｂｒｏｗｎ Ｗｉｌｌｉａｍｓを唯一の発明者とする、“ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ ＣＥＬＬ ＷＩＴＨＴＡＢＳ ＦＯＲ ＲＥＦＬＥＣＴＩＮＧ ＬＩＧＨＴ ＴＯＷＡＲＤＳＵＢＳＴＲＡＴＥ”という名称で、２００８年４月１８日に出願された出願番号第６１／０４６，０４５号と、
代理人整理番号３２５３／１６４号を割り当てられ、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ Ｅ．Ｄｕｂｅ、Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｆｏｘ、Ａｎｄｒｅｗ ＧａｂｏｒおよびＢｒｏｗｎ Ｗｉｌｌｉａｍｓを共同発明者とする、“ＥＦＦＩＣＩＥＮＴＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ ＣＥＬＬ”という名称で、２００８年７月９日に出願された出願番号第６１／０７９，１７８号と
からの優先権を主張する。]
[0002] これら３つの米国仮特許出願の開示は、参照によって、それらの全体が本明細書で援用される。]
[0003] （関連出願）
本特許出願は、以下の米国特許出願：
代理人整理番号３２５３／１８２号を割り当てられ、Ｂｒｏｗｎ Ｗｉｌｌｉａｍを発明者とする、“ＳＨＡＰＥＤＴＡＢＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ ＦＯＲ Ａ ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ ＣＥＬＬ”という名称で、本特許出願と同日に出願された米国特許出願第＿＿＿＿＿＿号に関連し、この米国特許出願の開示は、参照によって、その全体が本明細書で援用される。]
[0004] （発明の分野）
本発明は、概して、光起電力性電池および光起電力性パネルに関し、より具体的には、本発明は、微細なフィンガーを用いた光起電力性電池の効率に関する。]
背景技術

[0005] （発明の背景）
光起電力性電池は、光を電気エネルギーに変換する。そのために、光起電力性電池は、ドーピングされた基板を有し、ドーピングされた基板は、光にさらされると、例えば電子のような電荷担体を生成する。基板と結合された導体（当該分野で「タブ」と呼ばれる）は、これらの電子を別のデバイスに伝導し、結果として、電流を生成する。一例として、１つの一般的な電池技術は、基板上に複数の伝導性フィンガーを形成することによって電荷担体を収集する。フィンガーは、別のデバイスへの伝達のために、収集された電荷担体を１つ以上のタブに伝導する。]
[0006] 複数のフィンガーのうちの任意のフィンガーが破損するとき、すなわち、複数のフィンガーのうちの任意のフィンガーに沿って不連続が形成されるとき、またはフィンガーが別に何らかの種類の不連続を有するとき、問題が生じる。このことは、フィンガーを基板上にスクリーン印刷するとき、特に問題である。この問題が起こった場合には、電子は、別の、より近位でないタブに達するために、より遠くまで移動しなければならない可能性があり、結果として、エネルギーを失う。これらの現象は、電池の効率を望ましくないように低減する。]
[0007] 当業者は、比較的幅が広く、丈夫なフィンガーを形成することによって、この問題に対応してきた。例えば、本発明者らの知る限り、現在の最先端の商業的に許容可能な電池のフィンガー印刷プロセスは、約１００〜１２０ミクロンより狭い（すなわち、約１００〜１２０ミクロン未満の平均の幅を有する）フィンガーを形成しない。そのような大きな幅を有するフィンガーを形成することは、しばしば、破損の発生を望ましいように低減する。]
[0008] 幅の広いフィンガーはまた、典型的には、所与の高さに対して、より幅の狭いフィンガーよりも伝導性が高い。したがって、幅の広いフィンガーは、商業的に許容可能な性能を送達するために、電池から、改善された電流の流れを送達する。しかしながら、望ましくないことに、幅の広いフィンガーは、別の問題を提示する。すなわち、幅の広いフィンガーは、より幅の狭いフィンガーによって覆われる電池の上部表面の面積よりも大きな電池の上部表面の面積を覆う。結果として、当業者によって公知であるように、そのようなより大きな被覆は、必然的に光電性上部表面に当たる光の量を低減し、結果として、高められたフィンガーの伝導性による効率の向上を相殺する。]
課題を解決するための手段

[0009] （発明の概要）
本発明の一実施形態に従って、光起電力性電池は、光電性基板と、この基板とオーム性接触している複数のフィンガーとを有する。複数のフィンガーのうちの少なくとも１つのフィンガーは、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する。この電池はまた、複数のフィンガーとオーム性接触している複数の母線も有する。約３８ミリメートル未満の間隔を空けられる複数の母線のうちの少なくとも２つの母線は、上記少なくとも１つのフィンガーと交差する（すなわち、このフィンガーは、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する）。]
[0010] 下限として、少なくとも２つの母線は、約６ミリメートル以上の間隔を空けられ得る。さらに、特定の用途において、基板上の母線は、別の隣接する母線から約３８ミリメートルより大きい間隔を空けられ得ない。例えば、複数の母線は、概して、約１５ミリメートル以下の所与の距離の等しい間隔を空けられ得る。]
[0011] 複数の異なる基板のうちの任意の基板が、十分に役立ち得る。例えば、この基板は、ドーピングされたポリシリコンから形成されたシートウェハー（例えば、約３００ミクロン以下の厚さを有するストリングリボンウェハー）であり得る。各母線と各フィンガーとは、スクリーン印刷された伝導性材料から形成され得る。さらに、複数のフィンガーは、好ましくは、単一の層の伝導性材料のみから形成される。]
[0012] 複数の交差したフィンガーの各々は、約２０ミクロン以下の平均の高さと、約６０ミクロン以下の平均の幅とを有し得る。あるいは、複数のフィンガーの各々は、約６５ミクロン以下の平均の幅を有し得る。同様な態様において、少なくとも１つのフィンガーは、約３５ミクロン以上の平均の幅を有し得る。]
[0013] 電池は、複数の母線とオーム性接触している複数のタブをさらに有し得る。複数のタブはまた、概して平坦な表面を有し得、この概して平坦な表面は、基板に対して鋭角を形成する。複数のフィンガー、複数のタブおよび複数の母線は、合わせて基板の上部表面の約６パーセント以下を覆うように構成され得る。]
[0014] 複数の母線のうちの少なくとも１つの母線は、不連続であり得、その結果、間隔を空けられた複数のパッドから形成され得る。同様の態様において、複数のフィンガーのうちの少なくとも１つのフィンガーは、繰り返しの不連続性であり得、その結果、（設計によって）不連続であり得る。]
[0015] タブ（例えば、別の電池からのタブ）を基板の底部面に固定するために、光起電力性電池はまた、基板の底部面に固定された伝導性シートを有し得る。その結果、タブは、伝導性シートと基板の底部面との間に固定される。]
[0016] 本発明の別の実施形態に従って、光起電力性電池を製作する方法は、上部面を有する光電性基板を提供し、基板の上部面の上および基板とのオーム性接触の中に複数のフィンガーを堆積させる。複数のフィンガーは、各々、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する。フィンガーを堆積させる前か、フィンガーを堆積させた後か、またはフィンガーを堆積させると同時に、この方法はまた、基板の上部面に複数の母線も堆積させ、複数のフィンガーを交差させる。複数の母線は、約９５ミクロンよりも大きい外側の寸法を有する。複数の母線のうちの少なくとも２つの母線は、約３８ミリメートル以下だけ間を空けられるように、基板の上部面に堆積される。]
[0017] 請求項１８に記載の方法では、複数のフィンガーを堆積させることは、１層以下の伝導性材料を基板の上に堆積させ、フィンガーを形成することを包含する。]
[0018] 母線を形成した後で、この方法はまた、タブを１層の複数のフィンガーのうちの少なくとも１つのフィンガーに（例えば、そのタブを適切な母線に接続することによって）電気的に接続し得る。例示的な実施形態において、この方法は、複数のフィンガーをスクリーン印刷プロセスを用いて堆積させる。]
[0019] 請求項１８に記載の方法では、複数のフィンガーを堆積させることは、伝導性材料の実質的に連続するラインを基板の前面にわたって堆積させ、単一の実質的に連続するフィンガーを形成することを包含する。]
[0020] この方法は、伝導性材料の実質的に連続するラインを基板の前面にわたって堆積させ、単一の実質的に連続するフィンガーを形成することによって、複数のフィンガーを堆積させ得る。この単一の実質的に連続するフィンガーは、複数のフィンガーを堆積させた後に形成される不規則な破損を有し得る。あるいは、複数のフィンガーは、規則的に間隔を空けられた不連続性（すなわち、規則的に繰り返す不連続性）を有する伝導性材料のラインを堆積させることによって、堆積され得る。]
[0021] 本発明の別の実施形態に従って、光起電力性電池は、光電性基板と、この基板とオーム性接触している間隔を空けられた複数のパッドとを有する。複数のパッドは、複数の不連続な母線を形成し、各々は、１００ミクロンよりも大きい外側の寸法を有する。一組の複数のパッドにおける各パッドは、各パッドから延びる切れ目のないフィンガー部分を有する。各々のそのような切れ目のないフィンガー部分は、約９５ミクロン以下の平均の幅を有する。]
図面の簡単な説明

[0022] 当業者は、以下の「例示的な実施形態の説明」から本発明のさまざまな実施形態の利点をより完全に認識し、「例示的な実施形態の説明」は、次に要約される図面を参照して論じられる。
図１Ａは、本発明の例示的な実施形態に従って構成された電池を用いた光起電力性パネルを図式的に示す。
図１Ｂは、本発明の例示的な実施形態に従って構成された一対の光起電力性電池を図式的に示す。
図２Ａは、本発明の例示的な実施形態に従って構成された光起電力性電池の上面図を図式的に示す。
図２Ｂは、本発明の例示的な実施形態に従って構成された光起電力性電池の底面図を図式的に示す。
図３は、タブが除去された図２の光起電力性電池の上面図を図式的に示す。
図４は、図２の光起電力性電池の中のフィンガーおよび母線の拡大図を図式的に示す。
図５は、本発明の例示的な実施形態に従った光起電力性電池を形成するプロセスを示す。
図６は、本発明の例示的な実施形態に従った光起電力性電池の一部分を図式的に示す。
図７Ａは、図６の光起電力性電池のさらに小さい部分の断面図を図式的に示す。
図７Ｂは、タブを母線に固定する代替の配列の断面図を図式的に示す。
図８は、不連続なフィンガーを有する代替の実施形態の上面図を図式的に示す。
図９は、本発明の例示的な実施形態に従った、複数のタブを接続するために伝導性シートを用いた２つの光起電力性電池の側面図を図式的に示す。
図１０は、本発明の例示的な実施形態に従った、図９の２つの光起電力性電池を電気的に接続するプロセスを示す。
図１１は、図１０のステップ１００２を実行するときの伝導性シートと複数の電池のうちの１つとを図式的に示す。] 図１０ 図１１ 図１Ａ 図１Ｂ 図２Ａ 図２Ｂ 図３ 図４ 図５ 図６
実施例

[0023] （例示的な実施形態の説明）
例示的な実施形態において、光起電力性電池は、平均の幅が約９５ミクロン未満の複数のフィンガーを有する。そのような設計は、電池の上部表面を横切る比較的多い数の母線（すなわち、比較的密に位置決定された母線）を有することによって、意図されないフィンガーの破損を許容し得る。加えて、発明者らは、薄いフィンガーとともに用いられた場合に、隣接する母線から約３８ミリメートル以下の間隔を空けられた母線が、フィンガーが破損を有するか否かにかかわらず、顕著に電池効率を改善したことを発見して驚いた。]
[0024] 性能をさらに改善するために、さまざまな実施形態が、複数の接続されていないコンポーネントから、母線および／またはフィンガーを形成する。例えば、母線は、フィンガーと電気的に接触している複数の規則的に間隔を空けられたパッドから形成され得る。例示的な実施形態の詳細が、以下に論じられる。]
[0025] 図１Ａは、光起電力性モジュール６（光起電力性パネル６またはソーラーパネル６としても公知である）を図式的に示し、光起電力性モジュール６は、本発明の例示的な実施形態に従って構成された電池を組み込み得る。とりわけ、光起電力性モジュール６は、剛性のフレームの中に複数の電気的に相互接続された光起電力性電池を有する。モジュール６はまた、電池を保護するためにカプセル化層（図示せず）とガラス上部層（図示せず）とを有し得、電池をさらに保護し、背部の支持を提供するためにバックスキン（図示せず）を有し得る。] 図１Ａ
[0026] 図１Ａに示されるモジュール６が実際のモジュールの図式的な図面としてのみ役立つことは、繰り返して言われるべきである。したがって、電池の数と、当然のことながら、電池のトポロジーとは、以下の説明の文脈の中でかなり変化し得る。] 図１Ａ
[0027] 図１Ｂは、光起電力性電池１０を図式的に示し、光起電力性電池１０は、本発明の例示的な実施形態に従って構成され、第二の光起電力性電池１０Ａに接続される。一例として、これらの２つの電池１０および１０Ａは、両方とも図１Ａのモジュール６の中にあり得る。２つの電池１０および１０Ａは、同じ態様において、または異なる態様において構成され得る。示された例において、第一の光起電力性電池１０と第二の光起電力性電池１０Ａとは、電力を結合するために直列に接続される。] 図１Ａ 図１Ｂ
[0028] とりわけ、光起電力性電池１０は、その上部の面／表面１４Ａおよび底部の面／表面１４Ｂの上に複数の導体を有するドーピングされた基板１２を有し、電気／電流を収集し、外部デバイス、例えば、別の光起電力性電池または外部負荷に伝達する。より具体的には、図２Ａは、光起電力性電池１０の上面図を図式的に示し、一方、図２Ｂは、同じ光起電力性電池１０の下面図を図式的に示す。図示されるように、上部表面１４Ａは、より多くの光の入射光をとらえる反射防止コーティング１６と、電流をとらえる堆積された／一体的な伝導性材料のパターンとを有する。] 図２Ａ 図２Ｂ
[0029] 具体的には、伝導性材料は、基板１２に沿って概して長手方向に（図の視点から水平方向に）横断する複数の薄いフィンガー１８と、概して基板１２の幅に沿って（図の視点から垂直方向に）横断する複数の不連続な母線２０とを含む。以下で図示され、論じられるように、複数の母線の各々は、母線の長さに沿って規則的に間隔を空けられた不連続性を有する。図示された例において、母線２０は、概してフィンガー１８にほとんど垂直なパターンに配列される。]
[0030] しかしながら、代替の実施形態は、さまざまな向きで母線２０とフィンガー１８とを形成し得る。例えば、フィンガー１８、母線２０またはそれら両方は、図示されるフィンガー１８および母線２０に対しある角度で基板１２の上部面１４Ａを横切る任意の態様で、または用途によって必要とされるいくつかの他のパターンで、横断し得る。]
[0031] 光起電力性電池１０はまた、母線２０と電気的に、そして物理的に接続された複数のタブ導体２２（概して、「タブ２２」と呼ばれる）も有する。例えば、タブ２２は、伝導性を高めるために、銀、銀めっきされた銅線、または銀めっきされた銅線から形成され得る。タブ２２は、フィンガー１８によって集められた電子を金属ストリップ２４に伝達し、金属ストリップ２４は、（例えば、図１に示されるように）外部負荷または別の光起電力性電池のいずれかに接続可能である。]
[0032] 基板１２の上部面１４Ａの照明は、担体、すなわち正孔および電子を生成する。そのようなものとして、電池の効率を改善する１つの目標は、上部面１４Ａの一部分を影にする／覆うコンポーネントの数を最小化することである。以下でより詳細に論じられるように、フィンガー１８、母線２０およびタブ２２は、この目標に対して特別に構成される。]
[0033] 基板１２の底部面１４Ｂは、光を受けず、結果として、電荷担体を収集する際に効率を最大化するように完全に覆われ得る。したがって、図２に示されるように、基板１２の底部面１４Ｂは、底部表面金属被覆２６（例えば、アルミニウム）を有し、底部表面金属被覆２６は、前述の金属ストリップ２４の形状に対応する形状にされた露出された底部接点２８を有する。したがって、光起電力性電池１０は、同様の複数の光起電力性電池の金属ストリップ２４を光起電力性電池１０の底部接点２８に接続することによって、そして／または光起電力性電池１０の金属ストリップ２４を複数の光起電力性電池の底部接点２８に接続することによって、同様の複数の光起電力性電池と直列に接続する。底部接点２８は、１つ以上の小さいパッドによって具体化され得、ストリップ２４は、１つ以上の小さいパッドに電気的に接続される。]
[0034] 例示的な実施形態に従って、フィンガー１８は、当該分野で公知のフィンガーよりもはるかに薄い。例えば、複数のフィンガー１８の一部またはすべては、約１２０ミクロンよりも実質的に小さい（平均の）厚さを有し得る。事実、一部の実施形態は、約６０ミクロン未満のフィンガーの厚さを有する。実験とシミュレーションの間、本発明者らは、約８０ミクロンまで、またはさらに４０ミクロンまで小さい厚さを有するフィンガー１８が、適切に構成された母線２０と適切に用いられた場合に、依然として、満足できる商業的に許容可能な結果を生み出し得ることを発見した。そのために、かなりの実験と投資との後で、本発明者らは、非常に薄いフィンガー１８を有する発明者らの電池設計が、より幅広いフィンガーを有するが異なる母線配列を有する電池設計よりも多いフィンガーの破損を十分に許容したことを発見して驚いた。]
[0035] 事実、上記で留意されたように、本発明者らは、薄いフィンガー（例えば、約９５ミクロン未満の平均の幅）が、最も近い／隣接する母線から約３８ミリメートル以下の間隔を空けられた母線とともに用いられた場合に、効率を有意に改善したことを発見した。より具体的には、本発明者らの知る限りでは、先行技術の電池設計には薄いフィンガーを商業的に実行可能なデバイス（すなわち、現在好ましいワット当たりのコストを有するデバイス）に成功裏に組み込んだものがない。他の者たちは試みたが、失敗してきた。例えば、二層または三層を有するフィンガーを形成するためにガルバニック技術を用いることによって、フィンガーの伝導性を高めようと試みた人たちもいた。しかしながら、望ましくないことに、そのようなプロセスは、非常に複雑で、電池のワット当たりのコストに対して法外に高いコストを追加する。当該分野における他の者たちは、薄いフィンガーを用いることとはかけ離れたことを単に教示し、１００ミクロンと１０００ミクロンとの間のフィンガーを単に必要とする。]
[0036] 多くの実験の後で、本発明者らは、母線が上部面にわたって十分密に位置決定されている限り、１００ミクロン未満、あるいはさらに９５ミクロン未満（例えば、６０ミクロン、またはさらに４０ミクロン）の平均の幅を有する薄いフィンガーを用い得ることを発見した。他の場合には、当該技術は、現在、薄いフィンガーを用いて競争力のある価格で商業的に実行可能な電池を達成することができない。具体的には、前述のように、本発明者らは、母線を（隣接する母線から）約３８ミリメートル以下の間隔で空けることは、効率を有意に改善し、薄いフィンガーに関連するフィンガーの破損に耐えることを発見した。テストは、他のより小さいそれぞれの間隔、例えば、約３０ミリメートル、約１５ミリメートル、約１０ミリメートルおよび約７．５ミリメートルの間隔を有する母線について、結果がさらに改善したことを示す。当然なことに、母線が密になりすぎる場合には、母線は、多くの光をさえぎりすぎる。したがって、本発明者らは、また、母線が約６ミリメートルよりも近くない場合には、電池は、所望の結果を提供することを決定した。]
[0037] 本発明者らは、８０ミリメートル×１５０ミリメートルの電池上の７つ、８つ、９つまたはより多くの（例えば、１５以上の）密接に間隔を空けられた母線２０の使用が、この好ましい結果を成し遂げ得ることを実現した。結果として、母線２０の数の増加は、基板１２の端と近位の母線２０との間のフィンガーセグメント３０（以下で論じられる）の大きさをさらに低減する。結果として、電力損失（「オーム」損失または「ジュール」損失として公知である）は、より低くなり、より少ない電子がそれらの領域にとらえられるはずであり、結果として、電池の効率も改善する。]
[0038] 別の言い方をすれば、母線２０は、フィンガー１８と交差し、フィンガーセグメント３０を形成する。例えば、２つの母線２０は、単一のフィンガー１８と交差し、２つの母線２０の間のフィンガーセグメント３０を形成し得る。別の例として、単一の母線２０は、フィンガー１８と交差し、基板１２の端と、交差する母線２０との間のフィンガーセグメント３０を形成し得る。前者の場合には、２つの母線２０の間の距離は、好ましくは非常に短い（例えば、約７ミリメートルと約１５ミリメートルとの間だが、３８ミリメートル以下の間隔を空けられる）。フィンガーセグメント３０が破損した場合には、破損のいずれかの側の電子は、依然として、近位の母線２０のうちの１つに届くように移動するために長い距離を有しない。単一のフィンガーセグメント３０が２つの破損を有する場合には、一部の電子は、依然としてとらえられ得ることが、留意されるべきである。]
[0039] しかしながら、代替の実施形態は、そのような薄いフィンガー１８を必要としない。例えば、複数の母線２０または不連続な母線２０（以下で論じられる）は、高伝導性のフィンガーセグメント３０または比較的幅の広いフィンガー１８（例えば、約１２０ミクロンより大きい幅を有するか、または２つ以上の層を有する）とともに用いられる場合でも、依然として効率を改善するはずである。]
[0040] 本発明者らに既知の先行技術の母線は、概して、複数のフィンガー１８とオーム性接触している単一の切れ目のない導体として形成される。基板１２から最大数の電子を伝えることを確実にするために、そのような母線は、フィンガー１８のすべてを横断し得る（また、例示的な実施形態の場合もそうである）。しかしながら、望ましくないことに、そのような母線は、基板１２の上部面１４Ａの感知可能な量を覆い、これは、そのような被覆を最小化する上記の目的と反対の結果である。]
[0041] 本発明者らは、依然として母線２０の機能を維持しながら、母線２０の中に実質的な不連続性を作ることによって、この問題を解決した。具体的には、図３は、母線２０をより明瞭に見せるために、タブ２２が除去された基板１２の上部面１４Ａを図式的に示す。図４は、１つの母線２０がタブ２２に結合された、いくつかのフィンガー１８および２つの母線２０の拡大図を図式的に示す。図示されるように、各母線２０は、分離され、（基板１２の上部面１４Ａにわたって）電気的に絶縁された複数の伝導性領域３２から例示されるように形成され、複数の伝導性領域３２は、各々、単一のフィンガー１８に接続される／組み込まれる。複数の伝導性領域３２は、タブ２２との結合に十分な任意の形状および任意の大きさであり得る（以下で論じられる）。] 図３ 図４
[0042] 例えば、図４は、フィンガー１８とオーム性接触する複数の電気的に絶縁されたパッド（また、本明細書において参照番号「３２」で参照される）から形成される母線２０を図式的に示す。「電気的に絶縁された」と特徴づけられるが、これらのパッド３２は、基板１２を介していくつかの電気的接続を有し得ることが、留意されるべきである。しかしながら、そのような接続は、パッド３２とフィンガー１８との間の接続のような直接的接続ではない。] 図４
[0043] パッド３２は、従来のはんだ付けまたは同様のプロセスが、きわめて信頼性が高く、効率的な態様でタブ２２をパッド３２に容易に接続し得ることを確かにするように、大きさを設定される（以下でより詳細に、例えば、図６、７Ａおよび７Ｂに関して論じられる）。一例として、図４の各パッド３２は、５００ミクロンの幅と、（より短い）２００ミクロンの長さとを有する。そのような寸法は、妥当な許容差を有する比較的薄いタブ（例えば、およそ１５０〜２００ミクロンの幅を有するタブ２２）と接続するための十分なはんだ付け部位を提供する。一部の実施形態において、パッド３２は、円形で、約１５０ミクロンと約２００ミクロンとの間の直径を有する。結果として、各母線２０は、複数の規則的に間隔を空けられたパッド３２を備えている。言い換えれば、パッド３２は、実質的に一定量で間隔を空けられる（母線２０は、規則的に繰り返す不連続性を有する）。] 図４ 図６
[0044] 図２Ａおよび図２Ｂにおいて論じられ、示される例において、光起電力性電池１０は、４０個のフィンガーと、１９個のタブを有する１９個の母線とを有する。したがって、各母線は、４０個のパッド（すなわち、各フィンガーに対して１つ）を有する。基板１２が８０ミリメートル×１５０ミリメートルである場合には、フィンガーは、６０ミクロンの幅で１５０ミリメートルの長さであり、タブは、１５０ミクロンの幅で８０ｍｍの長さであり、パッドは各々、５００ミクロンの幅で２００ミクロンの長さであり、次いで、基板１２の上部表面１４Ａ上に以下のシェーディングが生じる。
・フィンガーのシェーディング：４０個のフィンガー×０．０６ｍｍの幅×１５０ｍｍの長さ＝３６０ｍｍ２＝３パーセントのシェーディング、
・パッドのシェーディング：４０個のフィンガー×１９個の母線×０．２ｍｍの長さ×０．５ｍｍの幅＝７６ｍｍ２＝約０．６パーセントのシェーディング、
・タブのシェーディング：０．１５ｍｍの幅×８０ｍｍの長さ×１９個のタブ＝２２８ｍｍ２＝約１．９パーセントのシェーディング、
しかしながら、全体のシェーディングを決定するために、パッド３２とタブ２２との重なり合う面積が計算され、上記３つの計算された面積の合計から差し引かれなければならない。この重なり合う面積は、以下のように決定される。
・重なり合う面積：０．２ｍｍのパッドの長さ×０．１５ｍｍのタブの幅×４０個のパッド×１９個のタブフィンガー＝２２．８ｍｍ２
結果として、
・タブおよびパッドの全体のシェーディング：７６ｍｍ２＋２２８ｍｍ２（−）２２．８ｍｍ２＝２８１．２ｍｍ２
・全体のシェーディング（単純化のために、タブとフィンガーとの重なりを無視して）：３６０ｍｍ２＋７６ｍｍ２＋２２８ｍｍ２（−）２２．８ｍｍ２＝６４１．２ｍｍ２＝約５．３パーセントのシェーディング
これに対し、切れ目のない５００ミクロンの幅、８０ｍｍの長さの母線を有する対応する先行技術の電池の場合には、以下の母線のシェーディングのみを有し得る。
・先行技術の母線のシェーディング：０．５ｍｍの幅×８０ｍｍの長さ×１９個の母線＝７６０ｍｍ２＝６．３パーセントのシェーディング
先行技術のシェーディングはまた、このようなタブ２２がタブ２２の母線２０の上部と中とに据え付けられるので、タブのシェーディングも含む。したがって、例示的な実施形態は、この例において、母線２０による基板の被覆を、好都合に６０パーセントよりも多く低減する。当然なことに、全体のシェーディングはまた、フィンガーのシェーディングを含まなければならず、フィンガーのシェーディングは、必然的に上記の計算された先行技術の母線２０のシェーディングの量（６．３パーセント）を増加させる。これらの具体的な数は例示的であり、本発明のさまざまな実施形態を限定するようには意図されていないことが、繰り返して言われるべきである。こうして、例示的な実施形態は、タブ２２、母線２０およびフィンガー１８によって基板上部表面１４Ａの全体のシェーディングを、約６パーセント未満（例えば、約５パーセントと６パーセントとの間）になるように低減し得ることが予想される。] 図２Ａ 図２Ｂ
[0045] したがって、不連続な母線２０、例えば、上記で論じられ、図に示される不連続な母線２０は、基板１２の上部面１４Ａのかなり小さな面積を覆いながら、先行技術の母線と本質的に同じ機能を提供する。さらに、当業者によって公知であるように、基板１２の上部表面１４Ａ上の金属被覆は、しばしば、表面１４Ａのすぐ下の基板１２の電気的な質を劣化させる。したがって、不連続な母線２０の有意に低減された被覆面積は、この不利な結果の可能性をさらに低減する。]
[0046] 不連続な母線２０の大きさ、形状および構成は、必ずしも上記で論じられた実施形態に限定されるべきでないことが、留意されるべきである。例えば、とりわけ、より大きい幅、またはより小さい幅、あるいは異なる形状を有して、パッド３２から形成される母線２０は、依然としてさまざまな用途に対して十分であり得る。加えて、一部の母線２０は、不規則に間隔を空けられたパッド３２を有する。したがって、具体的な例の議論は、例示的な目的のみのためであり、発明のすべての実施形態を限定するようには意図されていない。]
[0047] 発明の一部の実施形態は、不連続な母線２０を必要としない。例えば、一部の実施形態は、すべて切れ目のない母線２０、または切れ目のない母線２０と不連続な母線２０との組み合わせを有し得る。]
[0048] 図５は、本発明の例示的な実施形態に従って、光起電力性電池１０を形成するプロセスを示す。単純化のために、この説明されるプロセスは、光起電力性電池１０を形成するために用いられる実際のプロセスのかなり単純化されたバージョンであることが、留意されるべきである。したがって、当業者は、このプロセスが、図５に明示的に示されない付加的な複数のステップを有し得ることを理解し得る。さらに、複数のステップの一部は、図示される順序と異なる順序で、または実質的に同時に実行され得る。当業者は、特定の要求に適するように、プロセスを修正する能力がある。] 図５
[0049] このプロセスは、ステップ５００において始まり、ステップ５００は、ドーピングされた基板１２を形成する。その目的のために、このプロセスは、意図された目的に対して適切な任意の種類のドーピングされた基板を形成し得る。例示的な実施形態は、ｐ型のドーピングされたストリングリボンウェハー、例えば、マサチューセッツ州ＭａｒｌｂｏｒｏｕｇｈのＥｖｅｒｇｒｅｅｎ Ｓｏｌａｒ，Ｉｎｃ．によって製造されるものを形成し得る。当業者によって公知であるように、ストリングリボンウェハーは、典型的には非常に薄く、例えば、およそ１５０ミクロンと３００ミクロンとの間である。]
[0050] ウェハーの表面１４Ａおよび表面１４Ｂを洗浄した後で、プロセスは、ステップ５０２へ続き、上部表面１４Ａをテクスチャ加工する（ｔｅｘｔｕｒｅ）ことによって光沢度（ｓｈｉｎｉｎｅｓｓ）を低減する。このステップは、電荷担体を励起する光の量を最小化し得る反射を低減するはずである。その目的のために、従来のプロセスは、上部基板表面１４Ａ上に微小テクスチャを作成し、上部基板表面１４Ａに「霜が降りた（ｆｒｏｓｔｙ）」外観を与える。]
[0051] 次に、このプロセスは、接合部を基板１２の中に広げる（ステップ５０４）。具体的には、Ｐ型ストリングリボンウェハーを用いる複数の実施形態は、基板１２の上部面１４ＡにＮ型材料の非常に薄い層を形成し得る。例えば、この層は、約０．３ミクロンの厚さを有し得る。他の方法の中でも、このプロセスは、ウェハーの上部面１４Ａにリン化合物を吹き付けることと、次いで、炉の中で基板１２全体を加熱することによって、この層を適用し得る。当然なことに、接合部は、他の手段によって形成され得、したがって、上記の技術は、例示的な目的でのみ論じられる。]
[0052] 炉から基板１２を除去した後で、プロセスは、上記の電気的に絶縁する反射防止コーティング１６を、基板１２の上部面１４Ａに堆積させることによって、ステップ５０６へ続く。上記のテクスチャと同様な態様において、反射防止コーティング１６の１つの主要な機能は、光起電力性電池１０の中に結合される光の量を増加させることである。反射防止コーティング１６は、従来の材料、例えば、窒化ケイ素から形成され得る。]
[0053] 次いで、プロセスは、ステップ５０８へ続き、ステップ５０８は、基板１２の底部表面１４Ｂを処理する。そのために、従来のスクリーン印刷プロセスは、最初に基板１２上の銀のペーストから底部接蝕２８を形成し、次いで、底部接蝕２８をマスキングし、（例えば、アルミニウムから形成される）底部表面金属被覆２６を形成する。]
[0054] 同時に、底部表面１４Ｂを処理する前か、または後に、このプロセスは、フィンガー１８および母線２０のアレイを形成することによって、上部表面１４Ａを処理し始める（ステップ５１０）。そのために、例示的な実施形態は、高伝導性ペーストを基板１２の上部表面１４Ａ上のマスクの上にスクリーン印刷する。マスクは、フィンガー１８および母線２０に対して所望のパターンを有する。例示的な実施形態は、伝導性材料の１つの層のみを堆積させるが、一部の実施形態は、複数の層を堆積させ得る。伝導性を高めるために、さまざまな実施形態は、銀のペーストを用いてフィンガー１８および母線２０を形成する。]
[0055] このステップは、フィンガー１８を伝導性材料の実質的に連続したラインとして堆積させ得る。したがって、このように形成されたフィンガー１８は、フィンガー１８の長さに沿って破損がないはずである。しかしながら、こうした努力にもかかわらず、プロセスの間または後に、複数のフィンガー１８のうちの任意のフィンガーは、フィンガー１８の長さに沿って１つ以上の破損を形成し得る（「意図しない破損」と呼ばれる）。したがって、結果として生じるフィンガー１８はまた、しばしば１つ以上の不規則に間隔を空けられた複数の破損も有する。そのような複数の破損はまた、不規則な形状を有し得る。]
[0056] プロセスによって形成され、このように破損を有しないフィンガー１８は、たとえ１つ以上のそのような破損を有する場合でも、不連続ではないと見なされる。言い換えれば、間隔／不連続性／破損が規則的に間隔を空けられても、または不規則に間隔を空けられても、フィンガーの長さに沿った間隔／不連続性／破損を有して作られたフィンガーは、不連続であると見なされる。対応する態様において、フィンガーの長さに沿った間隔／不連続性／破損なしに作られたフィンガーは、たとえ上記の「意図しない破損」を有する場合でも、連続であると見なされる。同じ不連続または連続の要求が、母線にも適用される。]
[0057] スクリーン印刷の議論は、単に例示的な目的であることが、留意されるべきである。論じられるさまざまなコンポーネントの一部またはすべては、他の技術を用いて適用され得る。他の技術の中で、そのような実施形態は、インクジェット印刷またはエアロジェット（ａｅｒｏｊｅｔ）印刷を用い得る。]
[0058] 表面１４Ａおよび表面１４Ｂの両方にスクリーン印刷した後で、プロセスは、短時間の間、基板１２に高温の炉を通過させる。例えば、プロセスは、ほぼ１秒間、基板１２に８５０℃の炉を通過させ得る。この短いが素早い加熱は、伝導性ペーストを効果的に凝固させ、伝導性ペーストが反射防止コーティング１６を「ファイヤースルー（ｆｉｒｅ ｔｈｒｏｕｇｈ）」することをもたらす。言い換えれば、伝導性ペーストは、反射防止コーティング１６を貫通し、基板１２とオーム性接触する。したがって、フィンガー１８および母線２０は、それぞれの電流−電圧曲線が実質的に線形的であることをもたらす態様で基板１２と接触する。また、反射防止コーティング１６の絶縁性の特質が、上部表面１４Ａを横切る、２つの隣接するパッド３２の間の直接的な電気接続を防ぐという事実も重要である。当然なことに、上記のように、隣接するパッド３２は、基板１２を介した何らかの電気接続を有し得るが、そのような接続は、ワイヤー、タブ２２または他の直接的な電気経路によって提供される直接的な電気接続のタイプではない。]
[0059] 次いで、プロセスは、ステップ５１２へ続き、ステップ５１２は、タブ２２を母線２０に固定する。そのために、従来のプロセスは、最初に複数のパッド３２の各々にはんだをスクリーン印刷し、次いで、ホットプレートを用いてはんだを溶かし得る。この段階で、母線２０の各パッド３２は、タブ２２を受容するソルダボールを有する。結果として、張力の下で一列のタブ２２を保持する足場が、下向きに動かされ、各ソルダボールをタブ２２と接触させる。次いで、ソルダボールは冷却され、結果として、タブ２２をパッド３２に固定する。このプロセスにおいてソルダボールを用いる１つの利点は、パッド３２および基板１２の輪郭における不規則部分にもかかわらず、タブ２２にしっかりと接続するソルダボールの能力である。]
[0060] タブ２２は、パッド３２を介してのみ基板１２と間接的に電気接続することが、留意されるべきである。絶縁性反射防止コーティング／絶縁性反射防止層１６は、基板１２の上部表面１４Ａの任意の他の部分を介して、タブ２２が基板１２と直接的に電気接続することを防ぐ。]
[0061] プロセスは、タブ２２に金属ストリップ２４（図２Ａを参照）を付加することによって、ステップ５１４で終了する。この接続を行う任意の従来の手段、例えば、従来のはんだ付け技術は、十分役立つはずである。] 図２Ａ
[0062] タブ２２は、複数のさまざまな仕方のうちの任意の仕方で形作られ得る。例えば、タブ２２は、例えば従来のワイヤーの形状のような、概して円形の断面形状を有し得る。この実施形態に関する付加的な情報については、発明者の名がＢｒｏｗｎ Ｗｉｌｌｉａｍｓで、“ＳＨＡＰＥＤＴＡＢＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ ＦＯＲ Ａ ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ ＣＥＬＬ”という名称の、代理人整理番号３２５３／１８２号を割り当てられた上記の同時係属米国特許出願を参照されたい。]
[0063] 具体的に、例示的な実施形態に従って、タブ２２は、少なくとも１つの概して平坦な側部を有し、この側部は、上部表面１４Ａと概して鋭角を形成する。より具体的には、図６は、長方形、概してひし形の形状の断面形状を有する少なくとも２つのタブ２２を有する１つのそのような実施形態を図式的に示す。図示されるように、タブ２２は、少なくとも２つの表面を有し、各々の表面は、上部表面１４Ａと鋭角Ａおよび鋭角Ｂを形成する。この方向づけは、上部表面１４Ａから上向きに反射される一部の光を上部表面１４Ａへ好都合に反射して戻し、結果として、電池の効率を改善する。加えて、この向きは、より多くの光が基板の表面に達することを可能にする。] 図６
[0064] 角度Ａおよび角度Ｂは、同一であり得るか、または異なり得る。例えば、角度Ａおよび角度Ｂは、両方とも、４５度であり得る。別の例として、角度Ａは、６０度であり得るが、角度Ｂは、４０度であり得る。したがって、そのような例において、２つの関連するタブ表面の間に形成される角度は、８０度である。角度Ａおよび角度Ｂは、好ましくは、約０度よりも大きいが、約９０度よりも小さい。]
[0065] 上部表面１４Ａとこの関係を形成するタブの表面は、概して、平坦であるか、または何らかの他の形状であり得る。例えば、タブ２２は、同様な効果を提供する凹部（図示せず）を有する表面を有し得る。この凹部は、非常に大きい有効半径または比較的小さい有効半径を有し得る。いずれの場合においても、凹部は、その開口部にわたって平面を規定し得る。上述の実質的に平坦な表面と同様な態様において、この平面は、表面１４Ａと鋭角を形成し得る。]
[0066] タブ２２の一部の表面は、平坦でないこともある（例えば、概して凸の（すなわち、湾曲した）形状を有する）ことが留意されるべきである。さらに、さまざまな実施形態は、複数の異なる断面形状を呈し得る。例えば、一部の実施形態は、任意の数の異なる多角形（例えば、三角形および八角形）の断面形状と同様な断面形状を有し得る。事実、一部の実施形態は、不規則な形状をしたタブ２２を用い得る。したがって、ひし形の形状をしたまたは長方形のタブ２２の議論は、単に例示的する目的のみである。]
[0067] 上記のように、例示的な実施形態は、タブ２２を母線２０にはんだ付けする。図７Ａおよび７Ｂは、タブ２２を母線２０にはんだ付けする２つの異なる仕方を図式的に示す。具体的には、図７Ａは、１つのタブ２２を横切る図６の配列の断面図を図式的に示す。図示されるように、はんだは、タブ２２の底部部分とのみ接触し、はんだは、タブ２２の全体部分を完全にはカプセル化しない。このことは、図７Ｂに図示される実施形態と対照的であり、この実施形態において、はんだは、タブ２２の全体部分を完全にカプセル化する。] 図６ 図７Ａ 図７Ｂ
[0068] しかしながら、両方の上記実施形態におけるはんだは、各タブ２２の特定の部分（「はんだ付け点」と呼ばれる）と接触するのみである。したがって、タブ２２のかなりの部分が露出され、結果としてカプセル化されない。したがって、露出されるタブ２２の露出される部分は、上述の光の反射の利益の大部分を提供する。具体的には、露出されないタブ２２の露出されない部分は、概して円形の断面形状を有する従来のタブよりも多くの光を上部面１４Ａに反射し返す。]
[0069] 他の実施形態に関する上述の態様において、はんだは、基板１２および／または母線２２／３２の輪郭における不規則部分にもかかわらず、タブ２２にしっかりと接続する。]
[0070] 上記のように、さまざまな実施形態は、フィンガー１８における破損をより容易に許容し、重要なことには、薄い形の商業的な使用を可能にする。図８は、複数の不連続なフィンガー１８を有する上記の代替の実施形態を図式的に示す。具体的には、この実施形態における各フィンガー１８は、複数のフィンガー部分１８Ａを有し、複数のフィンガー部分１８Ａは、各々、母線２０と交差する。] 図８
[0071] 言い換えれば、各パッド３２は、各パッド３２から延びる少なくとも１つの切れ目のないフィンガー部分１８Ａを有する。例示的な実施形態において、パッド３２は、約１００ミクロンよりも大きい何らかの外部の寸法（例えば、約５００ミクロン）を有し、一方、切れ目のないフィンガー部分（すなわち、パッド３２に切れ目なく続く）は、約９５ミクロンよりも小さい平均の厚さを有する。図８に示されるフィンガー部分１８Ａは、不連続なフィンガー１８を形成する。しかしながら、他の実施形態の切れ目のないフィンガー部分を連続するフィンガー１８を安定させるように接続し得る。] 図８
[0072] 当業者によって公知であるように、電子は、拡散距離（すなわち、電子がその寿命の間に移動し得る長さ）を有する。特定の実施形態における拡散距離は、約１ミリメートルである。したがって、（図８における実施形態の）所与のフィンガー１８の各フィンガー部分１８Ａの間の間隔は、好ましくは、ほぼ２つの拡散距離（すなわち、この場合においては約２ミリメートル）以下である。例としてのみ、間隔は、約０．５ミリメートルと約２ミリメートルとの間であり得る。当然なことに、間隔は、約０．５ミリメートル未満であり得るか、または約２ミリメートルより大きくあり得る。] 図８
[0073] 別の例として、各母線２０が隣接する母線２０から約９．８ミリメートル間隔を空けられたシステムにおいて、各フィンガー部分１８Ａは、約７．８ミリメートルの長さを有し得る。したがって、その電池１０上の所与のフィンガー１８に対して、各フィンガー部分１８Ａは、隣接するフィンガー部分１８Ａから約２ミリメートルである。特定の数および例の議論は、例示的なものであり、本発明のさまざまな実施形態を制限するように意図されていないことが、繰り返して言われるべきである。]
[0074] 関連した実施形態において、単一の電池１０上の一部のフィンガー１８は、不連続であるが、同じ単一の電池１０上の他のフィンガー１８は、不連続でない。同様な態様において、一部のフィンガー１８は、電池１０の上部面１４Ａ全体にわたるように延びないことがあり得る。特に、１つの母線２０は、４０個の交差するフィンガー部分１８Ａを有し得るが、別の母線２０は、３５個の交差するフィンガー部分１８Ａを有し得る。]
[0075] 複数の不連続なフィンガー１８は、複数の従来の技術のうちの任意の技術、例えば、複数の連続するフィンガー１８を形成するための上述の技術によって、形成され得る。例えば、従来のスクリーン印刷プロセスは、不連続なフィンガー１８を形成し得る。]
[0076] その結果、この実施形態および関連する代替の実施形態は、上部面１４Ａの被覆をさらに最小化し、このことは、より多くの光が電池１０に接触することを可能にする。結果として、連続するフィンガー１８（すなわち、明白に作られた破損を有しないフィンガー）を有する実施形態と比べた場合、電池の効率が改善する。事実、他の実施形態、例えば、不連続な母線の実施形態、平坦なタブの実施形態、および／または伝導性シートの実施形態（すぐ下で論じられる）と組み合わされる場合、効率は、なおさらに改善することが予想される。]
[0077] さまざまな実施形態が、製造コストを低減しながら、効率および信頼性をさらに改善する付加的な最適化を提供する。図９〜１１は、例えば伝導性フォイルのような伝導性シート４５を用いた、さらに別のそのような最適化を示し、タブ２２を電池１０の底部面１４Ｂと物理的に接続させる。] 図１０ 図１１ 図９
[0078] 具体的には、図９は、上述の伝導性シート４５を用いた２つの電池１０の側面図を図式的に示す。図示されるように、一組のタブ２２（すなわち、１つ以上のタブ２２）は、複数の電池１０のうちの１つの電池の上部面１４Ａからすぐ隣接する電池１０の底部面１４Ｂに延びる。伝導性シート４５は、これらのタブを底部面１４Ｂに固定する。図９がタブ２２から伝導性シート４５の間隔を空けているので、例示的な目的でのみ、図９はいく分か分解組立図になっていることが、留意されるべきであり、タブ２２は、対応して電池１０の底部側から間隔を空けられる。そのような間隔は、完成品においては存在しない。] 図９
[0079] 伝導性シート４５は、当該分野で公知のさまざまな異なる伝導性シートのうちの任意の１つであり得る。他の方法の中でも、伝導性シート４５は、伝導性材料から形成されるフォイルであり得る。例えば、フォイルは、約４０ミクロンの厚さを有し得、比較的純粋な銅から形成され得る。タブ２２と、結局は、電池１０の底部面１４Ｂと物理的に接続するために、伝導性シート４５の上部表面は、何らかの接着材料（例えば、伝導性接着剤または伝導性エポキシ）を有するべきである。この接着材料は、伝導性シート４５の上部表面の実質的に全体にわたって、または予め特定された位置において形成され得る。]
[0080] 例えば、伝導性接着剤または伝導性エポキシは、銀フレークを加えられたアクリルから形成され得、伝導性シート４５の上部表面の実質的に全体にわたって広げられ得る。あるいは、接着剤またはエポキシは、ニッケルでコーティングされたグラスファイバーから形成され得る。当然なことに、他の接着剤またはエポキシが、用途の要件に依存して、十分に役立つ。]
[0081] 図１０は、図９に関して論じられた、本発明の実施形態に従った、隣接する太陽電池１０を電気的に接続する単純化された例示的なプロセスを示す。図５に関して上記で論じられたプロセスと同様な態様において、この説明されるプロセスは、２つの隣接する電池１０を接続するために用いられる実際のプロセスのかなり単純化されたバージョンである。したがって、当業者は、このプロセスが図１０に明示的に示されない付加的なステップを有し得ることを理解するべきである。さらに、複数のステップの一部は、図示される順序と異なる順序で、または実質的に同時に、実行され得る。当業者は、当業者の特定の要件に適するようにプロセスを修正することができる。] 図１０ 図５ 図９
[0082] このプロセスを始める前に、電池１０の裏面１４Ｂは、基板１２との直接的な電気接続を可能にするように処理され得る。このことを行う１つの技術は、裏側の誘電体層（図示せず）を通って基板１２へ複数の穴をエッチングする。そのような誘電体層は、他の物の中でも、窒化ケイ素、酸化ケイ素／窒化ケイ素スタック、または他の誘電体材料から形成され得る。複数の穴を形成した後で、このプロセスは、電気接触を作るように複数の穴にアルミニウム（図示せず）を付加する。アルミニウムを付加するプロセスはまた、電池１０の裏面１４Ａ上にアルミニウムの薄い層も残し得る。]
[0083] 次いで、プロセスは、タブ２２を電池１０の上部面１４Ａに固定することによって、ステップ１０００において始まる。このことは、図５のステップ５１２と同様な態様で完了され得、図５のステップ５１２は、はんだを用いてタブ２２を母線２０と接続することを説明する。しかしながら、他の技術が、タブ２２を母線２０に接続し得る。] 図５
[0084] ステップ１０００を完了する前か、ステップ１０００を完了する間か、またはステップ１０００を完了した後で、プロセスは、タブ２２を伝導性シート４５に固定する。そのために、タブ２２は、図１１に示されるように、タブ２２が第一の電池１０の上部の縁の上に、そして、少なくとも伝導性シート４５の上部表面の縁まで、延びることを可能にする長さを有する。伝導性接着剤は、タブ２２を伝導性シート４５に十分に固定する。] 図１１
[0085] あるいは、一部の実施形態は、伝導性シート４５の上部表面の幅の実質的に全体にわたってか、伝導性シート４５の上部表面の幅の中ほどまでか、またはその幅にわたる何らかの点まで、タブ２２を延ばし得る。電気的な観点からは、どこでタブ２２が伝導性シート４５に固定されるかは、問題ではない。しかしながら、機械的な観点からは、信頼性のある接続を確実にするために、伝導性シート４５の幅の何らかのより顕著な部分にわたってワイヤーを延ばすことが、有利であり得る。]
[0086] プロセスは、図９に示されるように、伝導性シート４５の上部表面を電池１０の底部面１４Ｂに固定するステップ１００４において完了する。接続される場合には、伝導性シート４５は、電池１０の底部面１４Ｂ上の金属層（例えば、アルミニウム層）と密に接触している。この密な接触は、伝導性シート４５をアルミニウムと電気的に接続し、アルミニウムは、伝導性シート４５を基板１２と電気的に接続する。] 図９
[0087] 図示されるように、伝導性シート４５の幅は、電池１０の幅よりも小さくあり得る。あるいは、伝導性シート４５の幅は、電池１０の幅と同じ大きさであり得る。他の実施形態において、伝導性シート４５の形状は、必ずしも電池１０の形状と対応しない。例えば、伝導性シート４５は、丸い形状を有し得るが、電池１０は、長方形の形状を有する。]
[0088] 上記のように、伝導性シート４５は、複数の利点を提供する。第一に、伝導性シート４５は、実装することが比較的簡単である信頼できる機械的接続を提供する。加えて、伝導性シート４５は、電池１０の底部面１４Ｂに対して高い伝導性と少ない損失とを提供する。さらに、電池１０の裏面上に銀のパッド（銀のパッドは、概して固体のはんだ付け点を提供する）を有する必要がなく、結果として、さらに効率を改善し、製造を単純化する。]
[0089] 別の利益は、多くの太陽電池１０のもろい性質に関係する。具体的には、野外にあるとき、多くの太陽電池１０の基板１２は、破損するか、または亀裂が入る。当業者によって公知であるように、亀裂は、太陽電池１０の一区画を孤立させ得、その結果、電池１０のその部分によって形成される電子が電池の電力に寄与することを妨げる。その結果、当業者は、しばしば、電池１０の底部面１４Ｂの幅の実質的に全体にわたってタブ２２を延ばすことによって、この問題を解決しようと試みる。]
[0090] 伝導性シート４５の使用は、上記の孤立した部分からの担体が電池１０の残りの部分と電気的に接続し続けることを確実にすることによって、この必要性を除去する。事実、伝導性シート４５は、従来のタブ２２の使用よりも良好な伝導を提供することが予想される。この信頼性の改善を提供することに加えて、もはやタブ２２を電池１０の実質的な大部分にわたって延ばす必要がないので、そのような実施形態はまた、タブ２２のために用いられるワイヤーの量も低減するはずである。結果として、この低減されたワイヤーの使用は、製造コストをさらに最小化する。]
[0091] 一部の実施形態は、伝導性シート４５なしに単に伝導性接着剤のみを用い、タブ２２を電池１０の底部面１４Ｂに接続する。]
[0092] したがって、例示的な実施形態は、
・より薄いフィンガー１８の使用、
・より大きい数の連続するおよび／または不連続な母線２０、
・光を表面１４Ａへ反射して戻すように、方向づけられ、形作られるタブ２２、
・不連続なフィンガー１８、および／または
・タブ２２を電池１０の底部面１４Ｂに固定する伝導性シート４５
を（他の物の中で）含む１つの因子またはいくつかの因子の組み合わせによって、電池の効率を改善する。]
[0093] 上記の議論は本発明のさまざまな例示的な実施形態を開示するが、当業者は、さまざまな修正を行い得、さまざまな修正は、本発明の真の範囲から逸脱することなしに、本発明の利点のうちの一部を達成することが明らかである。さらに、さまざまな実施形態は、他の開示された実施形態を用いて、または他の開示された実施形態なしに、用いられ得る／実装され得ることが留意されるべきである。]

权利要求:

請求項1
光起電力性電池であって、光電性基板と、該基板とオーム性接触している複数のフィンガーであって、該複数のフィンガーのうちの少なくとも１つのフィンガーは、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する、複数のフィンガーと、該複数のフィンガーとオーム性接触している複数の母線とを備えている、光起電力性電池であって、該複数の母線のうちの少なくとも２つの母線は、該複数のフィンガーのうちの該少なくとも１つのフィンガーと交差し、該少なくとも２つの母線は、約３８ミリメートル未満の間隔を空けられる、光起電力性電池。
請求項2
前記少なくとも２つの母線は、約６ミリメートル以上の間隔を空けられる、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項3
前記基板上の母線は、別の隣接する母線から約３８ミリメートルよりも大きく間隔を空けられない、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項4
前記複数の母線は、概して、所与の距離と等しい間隔を空けられ、該所与の距離は、１５ミリメートル以下である、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項5
前記基板は、ドーピングされたポリシリコンから形成されたシートウェハーを備えている、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項6
前記基板は、ストリングリボンウェハーを備えている、請求項５に記載の光起電力性電池。
請求項7
前記複数の交差したフィンガーの各々は、約２０ミクロン以下の平均の高さと、約６０ミクロン以下の平均の幅とを有する、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項8
前記複数の母線とオーム性接触している複数のタブをさらに備え、該複数のタブは、概して平坦な表面を有し、該平坦な表面は、前記基板に対して鋭角を形成する、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項9
前記複数の母線のうちの少なくとも１つの母線は、不連続であり、間隔を空けられた複数のパッドを備えている、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項10
前記複数のフィンガーのうちの少なくとも１つのフィンガーは、繰り返しの不連続性を有する、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項11
各母線および各フィンガーは、スクリーン印刷された伝導性材料を備えている、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項12
前記複数のフィンガーの各々は、約６５ミクロン以下の平均の幅を有する、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項13
前記基板は、底部面を有し、前記光起電力性電池は、該基板の該底部面に固定された伝導性シートと、該伝導性シートと該基板の該底部面との間のタブとをさらに備えている、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項14
前記基板は、約３００ミクロン以下の平均の厚さを有する、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項15
前記母線と接続された複数のタブをさらに備え、前記基板は、前記フィンガーと該母線とを含む上部表面を有し、該フィンガーと該タブと該母線とは、合わせて該基板の該上部表面の約６パーセント以下を覆う、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項16
前記少なくとも１つのフィンガーは、約３５ミクロン以上の平均の幅を有する、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項17
前記複数のフィンガーは、単一の層の伝導性材料のみを備えている、請求項１に記載の光起電力性電池。
請求項18
光起電力性電池を製作する方法であって、該方法は、上部面を有する光電性基板を提供することと、複数のフィンガーを、該基板の該上部面の上と、該基板とのオーム性接触の中とに堆積させることであって、該複数のフィンガーは、各々、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する、ことと該複数のフィンガーを交差させるように該基板の該上部面の上に複数の母線を堆積させることであって、該複数の母線は、約９５ミクロンよりも大きい外側の寸法を有し、該複数の母線のうちの少なくとも２つの母線は、約３８ミリメートル以下だけ間を空けられるように該基板の該上部面上に堆積される、こととを包含する、方法。
請求項19
複数のフィンガーを堆積させることは、１層以下の伝導性材料を前記基板の上に堆積させて該複数のフィンガーを形成することを包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項20
前記１層の複数のフィンガーのうちの少なくとも１つのフィンガーにタブを電気的に接続することをさらに包含する、請求項１９に記載の方法。
請求項21
前記伝導性材料は、銀ベースの材料を含む、請求項１９に記載の方法。
請求項22
複数のフィンガーを堆積させることは、該複数のフィンガーを前記基板の前記上部面の上にスクリーン印刷することを包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項23
前記複数の母線は、約６ミリメートル以上の間隔を空けられる、請求項１８に記載の方法。
請求項24
前記基板上の母線は、別の隣接する母線から約３８ミリメートルよりも大きく間隔を空けられない、請求項１８に記載の方法。
請求項25
提供することは、ポリシリコンから形成されたストリングリボンウェハーを提供することを包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項26
複数のフィンガーを堆積させることは、伝導性材料の実質的に連続するラインを前記基板の前面にわたって堆積させ、単一の実質的に連続するフィンガーを形成することを包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項27
前記単一の実質的に連続するフィンガーは、前記複数のフィンガーを堆積させた後に形成された不規則な破損を有する、請求項２６に記載の方法。
請求項28
複数のフィンガーを堆積させることは、規則的に間隔を空けられた不連続性を有するように伝導性材料のラインを堆積させることを包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項29
複数の母線を堆積させることは、１５個の母線を前記基板の前記上部面上に堆積させることを包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項30
複数の母線を堆積させることは、複数の間隔を空けられたパッドを前記基板の前記上部面上に堆積させることを包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項31
複数のタブを前記複数の母線に電気的に接続することをさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項32
電気的に接続されるとき、前記複数のタブの各々のタブは、概して、平坦な表面を有し、該平坦な表面は、前記基板に対して鋭角を形成する、請求項３１に記載の方法。
請求項33
前記基板は、底部面を有し、前記方法は、伝導性シートを該基板の該底部面に固定することと、タブを該伝導性シートと該基板の該底部面との間に固定することとをさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項34
複数のフィンガーを堆積させることは、約３５ミクロン以上の平均の幅を有するように該複数のフィンガーを堆積させることを包含する、請求項１８に記載の方法。
請求項35
光起電力性電池であって、光電性基板と、該基板とオーム性接触している複数の電流を収集する手段であって、該複数の収集する手段のうちの少なくとも１つの手段は、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する、手段と、複数のフィンガーとオーム性接触している複数のタブ接続手段とを備えている、光起電力性電池であって、該複数のタブ接続手段のうちの少なくとも２つのタブ接続手段は、複数の該フィンガーと交差し、該少なくとも２つのタブ接続手段は、約３８ミリメートル未満の間隔を空けられる、光起電力性電池。
請求項36
前記少なくとも２つのタブ接続手段は、約６ミリメートル以上の間隔を空けられる、請求項３５に記載の光起電力性電池。
請求項37
前記基板上のタブ接続手段は、別の隣接するタブ接続手段から約３８ミリメートルよりも大きく間隔を空けられない、請求項３５に記載の光起電力性電池。
請求項38
光起電力性電池であって、光電性基板と、該基板とオーム性接触している間隔を空けられた複数のパッドであって、該複数のパッドは、複数の不連続な母線を形成し、複数のパッドの各々は、１００ミクロンよりも大きい外側の寸法を有する、複数のパッドとを備えている、光起電力性電池であって、一組の該複数のパッドにおける各パッドは、該一組の複数のパッドから延びる切れ目のないフィンガー部分を有し、各切れ目のないフィンガー部分は、約９５ミクロン以下の平均の幅を有する、光起電力性電池。
請求項39
前記フィンガー部分は、繰り返しの不連続性を備える不連続なフィンガーを形成する、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項40
第一のパッドの第一のフィンガー部分は、第一の端を有し、第二のパッドの第二のフィンガー部分は、第二の端を有し、該第一の端は、該第二の端からほぼ２つの電子の拡散距離以下の間隔を空けられる、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項41
前記複数のパッドに固定された複数のタブをさらに備えている、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項42
前記複数の母線のうちの少なくとも２つの母線は、約３８ミリメートル未満の間隔を空けられる、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項43
前記一組のパッドの前記複数のフィンガー部分は、単一の連続するフィンガーを形成する、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項44
前記単一の連続するフィンガーは、少なくとも１つの不規則に繰り返す不連続性を有する、請求項４３に記載の光起電力性電池。
請求項45
各パッドおよび各フィンガー部分は、スクリーン印刷された伝導性材料を備えている、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項46
前記基板は、ストリングリボン結晶ウェハーを備えている、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項47
前記フィンガー部分は、単一の層の伝導性材料のみを有する、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項48
前記複数のフィンガー部分の各々は、約２０ミクロン以下の平均の高さと約６０ミクロン以下の平均の幅とを有する、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項49
前記複数の母線とオーム性接触している複数のタブをさらに備え、該複数のタブは、概して平坦な表面を有し、該概して平坦な表面は、前記基板に対して鋭角を形成する、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項50
前記フィンガー部分の各々は、約６５ミクロン未満の平均の幅を有する、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項51
前記基板は底部面を有し、前記光起電力性電池は、該基板の該底部面に固定された伝導性シートと、該伝導性シートと該基板の該底部面との間のタブとをさらに備えている、請求項３８に記載の光起電力性電池。
請求項52
光起電力性パネルであって、該光起電力性パネルは、複数の電気的に接続された光起電力性電池を備え、該複数の光起電力性電池のうちの少なくとも１つの光起電力性電池は、光電性基板と、該基板とオーム性接触している複数のフィンガーであって、該複数のフィンガーのうちの少なくとも１つのフィンガーは、約９５ミクロン未満の平均の幅を有する、複数のフィンガーと、該複数のフィンガーとオーム性接触している複数の母線であって、該複数の母線のうちの少なくとも２つの母線は、該複数のフィンガーと交差し、該少なくとも２つの母線は、約３８ミリメートル未満の間隔を空けられる、複数の母線とを備えている、光起電力性パネル。
請求項53
前記少なくとも２つの母線は、約６ミリメートル以上の間隔を空けられる、請求項５２に記載の光起電力性電池。
請求項54
前記基板上の母線は、別の隣接する母線から約３８ミリメートルよりも大きく間隔を空けられない、請求項５２に記載の光起電力性電池。