JPH04504033A - 点接続型太陽電池素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 点接続型太陽電池素子およびその製造方法本願は、太陽電池素子の製造方法に対 する、１９８９年１２月６日付出願の米国特許出願Ｎｏ、　４４７．２１１号の 一部継続出願である。

発明の属する分野 本発明は、半導体デバイスに金属接続を適用するための改善された方法に関し、 特に、太陽電池素子（ｓｏｌａｒ　ｃｅｌｌｓ）を製造するための改善された方 法に関する。

発明の背景 光起電力太陽電池素子は、光エネルギーを有用な電気エネルギーに変換する半導 体デバイスである。典型的な太陽電池素子は半導体基盤からなり、それは、前面 のエネルギー受容面近傍のＰ−Ｎ接合部と、エネルギー受容前面上に形成したグ リッド形状のオーミックコンタクト（抵抗接続部）すなわち電極と反射防止膜（ “ＡＲ”）被覆と、背面に形成した第２オーミツクコンタクトすなわち電極とを 有する。

通常、太陽電池素子はＰ型シリコンから製造され、反対の導電型の領域が基盤の 上側に拡散によって形成され、それによつて接合部が形成される；一般に反対の 導電型の領域はＮ＋領領域あり、従ってその接合部はＰ−Ｎ＋接合部である。接 合部は薄いものであることが望ましく、一般に基盤のエネルギー受容前面の下に 約０．５μの深さに形成する。そのような太陽電池素子においては、素子に光が 侵入することによって電子−正孔対が発生する。次いで、これらの電子−正孔対 は接合部によって間隔をおいて分離され、それと同時に電子は最上面に移動して そこで金属のグリッドによって集められ、正孔は基盤の底部すなわち背面に移動 してそこで裏側接触体によって集められる。

通常、グリッド接続部は１本または２本の金属の母線（ブスバー：　ｂｕｓ　ｂ ａｒｓ）によって接続された多くの互いに間隔を置いた金属のフィンガ（“ピッ クアップバー”としても知られる）を有する。電子は金属フィンガに向かって直 接移動するか、あるいは上面に向かって移動し次いで上面に沿って移動し、そこ でフィンガによって集められる。

グリッド電極は様々な金属から作られる。一般にその最下層は、下にある基盤材 料と合金をつ（るニッケル、銀あるいはその他の高導電性金属から成る。底部す なわち裏側電極も基盤と合金化される。それは一般にアルミニウムからなるが、 銀あるいはその他の高導電性金属から作ることもできる。通常これらの電極は、 他の導電性金属（例えば銅やスズ）からなる上層によって被覆され、そしてそれ らと結合している。この上層は電極の質を改善するため、及び／又は、はんだづ けによる電極と外部回路の接続を容易にするために用いられる。

ＡＲ被被覆、グリッド接続部が形成された後に適用できることが知られている。

ＡＲ被被覆最初に形成できることも知られている。後者の場合、ＡＲ被被覆基盤 の前面を完全に覆うように形成される。次いで、グリッド接続部がＡＲ被被覆介 して形成される。これは、ＡＲ被被覆通して金属を含有するペーストを焼き付け ることによって行われる。あるいはまた、ＡＲ被被覆部分を最初に除去して、前 面のその部分をグリッド電極のパターンの配置になるように露出させ、次いで前 面のそれら露出した部分をメタライジングして、グリッド電極が基盤とオーミッ クコンタクトを形成するようにする。

本発明は、予め適用した絶縁被覆の部分を除去することによってグリッド状のパ ターンを有する開口のネットワークを形成し、次いでこれら開口を介して基盤を メタライジングすることによってグリッド接続部を形成することを含む方法によ る、グリッド接続部の製造に関する。

グリッド電極の技術に関する先行技術を例示すれば、米国特許Ｎｏｓ、　３．６ ８６．０３６号、４．６４０．００１号、４．４５１．９６９号、４．６１２． ６９８号、３．８１１．９５４号、３．９８２．９６４号、４．３２１、２８３ 号、及びＲ，Ａ、　Ａｒｎｄｔ等著“高出力電圧シリコン太陽電池素子の利点” Ｃｈ１６４４−４／８１１００００−００９２．１９８１　ＩＥＥＥ、及びＬｉ ｎｄｍａｙｅｒ等著　“バイオレ、ットセル：改良されたシリコン太陽電池素子 ”　Ｃｏｍ５ａｔ　Ｔｅｃｈ　Ｒｅｖ、　Ｖｏｌ、　３．　ｐｐ　１−２２．１ ９７３春期号、がある。

太陽電池素子の効率を改善する目的で、集電グリッド電極の微小な金属フィンガ と基盤との間の接触部の面積を最小にするための、幾つかの試みが行われてきた 。金属と基盤領域の接触比を小さくする一つの方法は、米国特許Ｎｏ、　３．９ ８２．９６４号（発明者：　Ｌｉｎｄｍａｙｅｒ等）明細書に開示されている。

Ｌｉｎｄｍａｙｅｒ等の方法は、太陽電池素子の反射防止膜内の複数の平行に延 びる開口を化学腐食することによって、基盤の最上面の部分を露出させることを 含む。反射防止膜は、酸化タンタル、酸化ニオブ、すなわちＶ族Ｂ金漠の酸化物 から形成することができる。次いで、複数の微小な細長の金属コンダクタ、すな わちフィンガまたはピックアップバーが、延びた開口を直角に横切るように、反 射防止膜の上に置かれる。コンダクタは、開口とコンダクタの交差点でのみ、基 盤の露出部分と接触する。従って金属−基盤接触面積比は、基盤上面の総面積に 対する、コンダクタの基盤との接触面積の比である。Ｌｉｎｄｍａｙｅｒ等の方 法は実際、グリッド電極−基盤接触面積比を小さくするが、しかしその方法は開 口と金属グリッドを形成するためには複雑で時間がかかり、また写真平版技術を 必要とし、好ましくない。

Ａｒｎｄｔ等の論文は、本質的にＬｉｎｄｍａｙｅｒ等の特許と同じ方法を開示 するが、異なる点は、Ａｒｎｄｔ等は各々６，２ｘ１２．５μの面積をもつ約８ ０００個の規則的に間隔を置いた長方形のアクセスホールを利用することである 。これらのホールは、Ｃｒ／Ａｕ合金の蒸着によって相互に連結される。

発明の目的と要約 本発明の第１の目的は、太陽電池素子のためのグリッド接続部を形成するための 、新しい改良された方法を提供することである。

”　本発明の別の目的は、太陽電池素子のための新しい改良されたグリッド接続 部を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、太陽電池素子上にグリッド型の電極を形成するため の、比較的費用がかからず、高いスループツト率が信頼性をもって得られ、（ａ ）基盤の前面のグリッド接続部と接触する部分の面積、対（ｂ）基盤の前面の総 面積、の比を最小にする、改良された方法を提供することである。

本発明の特別の目的は、多数の子め形成した接触部分を接続するために銅または その他の選択された金属の層を形成することを含む、太陽電池素子上にグリッド 状の電極を形成する方法を提供することである。

本発明のさらに特別の目的は、多数の分離して形成した接触部分を接続するため に、光誘導メッキ（“ＬＩＰ”）を適用して銅またはその他の選択された金属の 層を形成することを含む、太陽電池素子上に電極接続部を形成する方法を提供す ることである。

本発明の別の目的は、シリコン太陽電池素子のためのグリッド接続部を形成する ための、新しい改良された方法を提供することである。

本発明の別の目的は、シリコン太陽電池素子を製造するための、新しい改良され た方法を提供することである。

さらに別の目的は、基盤上面の総面積に対する金属接触部の面積の比率が比較的 低いことによって特徴づけられるグリッド電極を有する太陽電池素子を製造する ことである。

これら及びその他の目的は、ＡＲ被被覆して機能することのできる選択された絶 縁被覆によって覆われた太陽電池素子基盤（すなわちｐ／ｎ接合部を内部に有す る基盤）の前面上にグリッド電極を形成する、新しい方法によって達成される。

発明の好ましい態様においては、第１工程として、絶縁被覆が強度のレーザービ ームに、その絶縁被覆の選択された部分が除去されて下にある基盤が露出するの に十分な時間さらされて、それによって絶縁被覆の残った部分がおおむねグリッ ド電極パターンを画定する。グリッド電極パターンは、（上述した）複数のフィ ンガすなわちピックアップバーの部分と、フィンガ部分を交差する少なくとも１ つのブスバ一部分から成る。レーザビームは、選択された部分の幾分かの部分を 除去することによって微小な孔の複数の列が形成されて、各々の列が互いに一定 の間隔を有するように、コントロールされる。それらの孔は互いに異なる間隔を 有していてもよいが、隣り合う孔どうしの間隔は一定であるのが望ましい。もし 望むのであれば、フィンガ部分のみを複数の小さな間隔をもった孔として、一方 ブスパ一部分は絶縁層内で長く延びる開口の形状になるようにしてもよい。しか しながら好ましくは、ブスバ一部分も同様の微小な孔とする。

第２工程として、上述のレーザで形成された孔と開口によって露出した前面の部 分に、ニッケルのような選択された金属をメッキする。それによって、各々の孔 と開口は選択金属で充填される。

次いで、基盤にメッキ処理を施すが、この場合、レーザで形成した孔と開口に充 填した導電性金属の堆積の上に、選択した金属、好ましくは銅を析出させる。

銅またはその他の選択金属は、レーザで形成された孔と開口の中の導電性金属の 堆積を覆うだけでなく、隣り合う微小な孔の間のＡＲ被被覆上にも広がるように 適用し、それによって孔の中の導電性金属の堆積を橋渡しして電気的に接続する 。

必ずしも必要ではないが好ましくは、銅は、電解メッキ反応を維持するために基 盤の光起電力出力を必要とする非接触式光誘導電解メッキによって析出させる。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明に係る太陽電池素子を製造するための、好ましい方法の工程を 概略的に示す。

第２図は、太陽電池素子基盤とレーザの概略正面図であり、Ｐ−Ｎ太陽電池素子 基盤の上面の絶縁被覆内に微小な孔と比較的大きな開口を形成するために用いる 方法を示す。

第３図は基盤の平面図であり、レーザ腐食によって絶縁被覆内に形成したグリッ ド電極パターンの概略形状を示す。

第４図は、第３図のグリッド電極パターンにおける幾つかのフィンガの拡大部分 平面図であり、各々のフィンガが絶縁層内の複数の非常に小さな円形の孔からな ることを示す。

第５図は、本発明において光誘導メッキ（“ＬＩＰ”）が用いられる方法を示す 概略斜視図である。

第６図は、光誘導メッキ法を行うのに用いられる太陽電池素子基盤と金属支持体 の側面正面図である。

種々の図において、同一参照番号は同じ部分を表示する。

発明を理解しやすいように、図面に示された少なくとも幾つかの特徴的形状と部 品、特に接合部の深さと基盤上の各層の相対的厚さ、および基盤上の絶縁層内に 形成された小さな開口の間隔と相対的な大きさについては、実際の尺度とは異ム 供給成長：　ｅｄｇｅ−ｄｅｆｉｎｅｄ　ｆｉｌｍ　ｆｅｄ　ｇｒｏｗｔｈ）に よって成長させたＰ型シリコンリボンから製造したタイプのものである。好まし くは、基盤２０は比較的浅いＮ型またはＮ“型の導電領域２２を有し、それによ ってＰ／Ｎ接合部２４が前面２６の下約０．５μの位置にある。そのようなＰ／ Ｎ接合部２４を形成するための拡散条件の好例は良く知られていて、例えば米国 特許Ｎｏ、　４．６１２．６９８号（発明者：　Ｇｏｎｓｆｏｒａｗｓｋｉ等） 明細書に明示されている。基盤の上面（前面）は絶縁性の被覆３０によって覆わ れているが、被覆３０はＡＲ被被覆して、あるいはその後に付加されるＡＲ被被 覆下地層として利用することができる。この被覆３０は窒化シリコン、二酸化シ リコン、あるいはリン（Ｐｓｉｓ）添加ガラスのようなガラスから形成すること ができる。被覆３０は当業者に知られた種々の方法で付着させることができる。

好ましくは、被覆３０は窒化シリコンから成り、反射防止膜（“ＡＲ”被覆）と して機能する。例として、−これに限定するものではないが一被覆３０は、米国 特許Ｎｏ、　４．４５１．９６９号“太陽電池素子の製造方法”　（発明者：　 Ａ、ｆｌ　（１１ａｕｄｈｕｒｉ）明細書に記載された方法に類似するプラズマ 溶着方法によって形成される窒化シリコンとすることができる。典型的には、層 ３０は約７００〜９００オングストローム単位の範囲の厚さを有する。

本発明は、複数の平行で狭いフィンガすなわちピックアップバーと、すべてのフ ィンガすなわちピックアップバーを交差する少なくとも１つの比較的幅広のブス バーからなる形状のグリッド電極を製造するために案出された。従って、本発明 に係るグリッド電極を製造するための第１段階は、外側の被覆３０内に適当な複 数のフィンガをもつグリッド電極メッキパターンを形成することである。第３図 を参照すれば、グリッド電極メッキパターンの形成は、被覆３０の部分を、複数 の狭いフィンガすなわちピックアップパー３２と、フィンガ３２を交差する少な （とも１つ、しかし好ましくは２つの比較的幅広のブスバー３３とをおおむね画 定するように配置される複数の開口が形成されるように、除去することからなる 。狭いフィンガは、端から端までの距離が１．０〜５．　Ｑｍｍの範囲の間隔と なるようにするのが好ましい。

被覆３０内のグリッド電極パターンは、レーザーの作用によって形成するのが好 ましい。しばしば“レーザーエツチングと呼ばれる、絶縁被覆の部分のレーザー による除去は公知であり、種々のタイプのレーザーによって行われる。例を挙げ れば、シリコン太陽電池素子上の窒化シリコン被覆内に電極パターンを形成する ためのレーザーの使用は、同時係属の米国特許出願Ｎｏ、　３８７．８５４号（ 出願日：１９８９、７．３１、発明者：　Ｈａｎｏｋａ等）“太陽電池素子の製 造方法”明細書に開示されている。

第２図を参照すれば、基盤の上面の一部分を露出させるための被覆３０の選択さ れた部分の除去は、基盤に近接して置かれたレーザー３８によって発生されるレ ーザービーム３６を用いて行われる。好ましくはレーザー３８は、レーザービー ム３６を基盤２０の直行するＸ軸とＹ軸に沿うて両方向に移動させるための光学 装置（図示せず）を含む。その代わりに（あるいはさらに付加的に）、基盤２０ を通常のＸ−Ｙテーブル上に装着して、基盤をレーザービーム３６に対して相対 的に、直行するＸ軸とＹ軸に沿って両方向に移動させるようにしてもよい。基盤 ２０とレーザービーム３６の相対的移動は、望ましい電極パターン、例えば第３ 図に示されるパターンあるいは米国特許Ｎｏ、　３．６８６．０３６号明細書に 示されるようなパターンが形成されるように、コントロールする。

レーザービーム３６の強度と照射時間は、ビームがＰ／Ｎ接合部２４を貫通する ことなく絶縁被覆３０の選択部分を除去するように選択される。さもなければ、 接合部が劣化してしまう。

必須要件ではないが好ましくは、レーザーエツチング工程は不活性雰囲気中で行 う。この工程の最後に、好ましくは基盤２０を、レーザービームの通過が可能な 透明な土壁を有するチャンバ４８（第２図）で囲い、そしてアルゴンのような不 活性ガスをポート５０．５１を通してチャンバ内で循環させ、それによって基盤 の最上面を通過させて洗浄する。好ましくは、供給ガスの速度は約２５ｍ／分と する。

上に示したように、本発明は従来の電極形成方法、例えば、同時係属の米国特許 出願Ｎｏ、　３８７．８５４号（出願日＋　１９８９．７．３１、発明者：　Ｈ ａｎｏｋａ等）“太陽電池素子の製造方法”明細書に記載されたレーザ一方法、 およびＬｉｎｄｍａｙｅｒ、　Ａｒｎｄｔその他によって開示された方法よりも 優れた方法であり、それは、本発明の絶縁部分内に形成されたグリッドパターン は、導電性金属で充填された相互に間隔を置いた複数の微小な開口を有していて 、それら開口内の導電性金属は絶縁部分に介在して存在する金属被覆によって結 合されることで特徴づけられる故に、そうなのである。従って、本発明の目的の ためには、被覆３０内に形成されるレーザーエツチングパターンにおいては、少 なくともフィンガすなわちピックアップパー３２が（および好ましくはブスバー ３３も）、一連の非常に小さな相互に間隔を置いた円形の孔によって画定される ように、レーザー３８を操作することができるし、そうしなければならない。本 発明において好ましくは、レーザー３８としてはネオジムＹＡＧ（Ｎｄ：ＹＡＧ ）レーザーを用い、またレーザーを１．０６μの輻射波長をもつようにコントロ ールする。またレーザー３８を、約１０ｋＨｚの公称パルス繰返し数および約２ ６０ナノ秒のパルス幅を有するように操作するのが好ましい。またレーザー３８ を、（１）入射出力が約５０〜７５メガワツト／Ｃｌ１１２で、（２）レーザー ビームの有効照射領域（すなわちビームが基盤と接触する断面）が円形または実 質的に円形になるように操作するのが好ましい。ビームの直径は約１０〜２５０ μの範囲にするべきであり、好ましくは２０〜５０μの範囲とする。

本発明によれば、レーザービーム３６は基盤２０に対して相対的に移動する（あ るいは逆もまた可）。従って、絶縁層３０内のグリッド電極パターンのフィンガ ３２の各々は、レーザービームの照射スポットと実質的に大きさと形が同じで一 列に並んだ一連の相互に間隔をもった孔３５からなる（第４図）。すなわち、孔 ３５は円形で、約１０〜２５０μ、好ましくは約２０〜５０μの範囲の直径を有 する。さらに、レーザーは、孔３５が端から端まで約１〜２０μ、好ましくは約 １〜５μの範囲の距離をもって互いに間隔がおかれるように操作される。最適の 条件ではないが、孔３５の端から端までの間隔が約５〜２０μの範囲のときでも 、満足な結果は得られる。ブスバ一部分３３の各々は、１つの比較的幅広である が長く延びる開口として形成することができるけれども、それらは、孔３５の幾 つかの平行な列として形成し、各々の列にある孔はフィンガ部分３２を画定する １つの列にある孔３５と同様の形状、大きさおよび間隔とするのが好ましい。さ らに、ブスバ一部分３３を構成する孔の幾つかの列は、１つの列にある孔の端か ら隣の列にある最も近い孔の端までが１〜４０μの範囲の距離をもって間隔がお かれる。各々のブスバ一部分３３を形成するためには、孔３５の列の数は３〜６ であるのが好ましい。必要条件ではないが好ましくは、各々のブスバ一部分を構 成する列は、１つの列の各々の孔３５が隣の列にある対応する孔と整列するよう に、配置させる。

孔３５は、照射スポットを基盤に対して相対的に１７２〜４０インチ／秒（１， ２７〜１０１゜６ｃｍ／秒）の走査速度で移動させることによって形成し、５０ 〜７５メガワット／ｃｍｔの入射出力を維持しながら走査速度に合わせて周波数 とランプ電流を調整するのが好ましい。レーザー３８は基本モードとマルチモー ドのいずれでも操作することができる。基本モードにおいてはスポット全体につ いてガウス強度が適用され、一方マルチモードの場合は強度はスポットについて 不規則に変化する。均一な結果を得るためには、基本モードによる操作を行うの が好ましい。

照射スポットを、レーザー３８と組み合わせた光学装置（図示せず）を選択的に コントロールすることによって、基盤に対して相対的に移動させるのが好ましい 。

あるいは、照射スポットを固定してＸ−Ｙテーブル４６を適当に操作することに よって、基盤をスポットに対して相対的に移動させてもよい。

被覆３０からの選択部分の除去によって基盤２０の部分３４の露出をもたらすレ ーザービーム３６と絶縁被覆３０の間の物理的および／又は化学的反応の正確な 性賀は、完全にはわかっていない。しかし、絶縁被覆３０が窒化シリコンからな る場合、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ−ビームが窒化シリコン被覆３０を溶融と蒸発によ って除去すると考えられている。

レーザーエツチングによって孔３５の下に位置する浅いＰ／Ｎ接合部の一部が基 板内で下方に移動し、それによって孔３５に沿う比較的深い部分２４Ａによって 特徴づけられる段状の接合部が形成される。この部分的に深い接合部領域２４Ａ を形成することによって、Ｎ＋領領域厚さを許容できない程に薄くなるまで減少 させることなく、孔３５によって露出した基盤の表面を化学腐食によって洗浄す ることができる。

次の工程として、基盤２０の裏側を導電性金属の層５８、好ましくはアルミニウ ムノ層で被覆するのが好ましい。アルミニウムの裏側電極の使用については良く 知られている。アルミニウムの層５８は、スクリーン印刷あるいはその他の適当 な方法、例えば蒸着によって付着させることができる。層５８は、揮発性有機溶 媒中にアルミニウム粉末を含ませた組成物を基盤上に均一に被覆することによっ て形成するのが、好ましい。この目的のための適切なアルミニウムペーストは米 国特許Ｎｏ、　４，３２１．２８３号明細書に開示されている。次いでその層を 、ペースト中の有機成分を除去してアルミニウムをシリコン基盤に合金化させる ために、基盤を約０．２５〜２．０分間、５７５℃以上に加熱することによって 、加熱する。この合金化工程において、もし基盤が拡散工程の結果として形成さ れたＮ＋領領域裏側に有する場合、アルミニウム被覆５８は基盤の裏側と合金化 して、それによってＮ＋領領域消滅して浅いＰ９領域が形成される（第１図）。

典型的には、Ｐ′″領域は約１〜１０μの深さを有する。

次いで、ニッケル（あるいは高い電気伝導度とオーミックコンタクト性能を有す るその他の金属、例えばコバルト、パラジウムまたは白金）を、レーザーの作用 によって絶縁被覆３０内に形成された全ての開口の中に堆積させる。しかしなが ら、その金属の付着を行う前に、基盤の露出した領域と被覆した領域から不純物 を除去することが、通常必要である。これは液体腐食によって行うのが好ましい 。

さらに、本発明を遂行するための好ましい態様として、次の工程で（依然として 第１図を参照されたい）、シリコンから二酸化シリコンとその他の不純物を除去 する目的で、基盤２０を、半導体産業で通常用いられるタイプの公知の緩衝酸化 物腐食液中に特定時間、浸漬する。この浸漬エツチング処理によって、基盤前面 の露出した領域と被覆３０、および基盤裏側のアルミニウム被覆から不純物が除 去される。好ましい緩衝酸化物腐食液は、４０重量％のフッ化アンモニウム緩衝 塩と、１０〜１２重量％のフッ化水素酸、および水とからなる。基盤２０を、約 ２０℃の温度に維持した緩衝酸化物腐食液中に、約３０秒間浸漬するのが好まし い。当然のことながら、浸漬時間の長さは、緩衝酸化物腐食液の温度と組成によ って変化させる。

次いで、基盤２０を緩衝酸化物腐食液から取り出し、脱イオン水で洗う。

必要不可欠ではないが好ましくは、上述のエツチング工程に引き続いて、レーザ ーエツチング工程で残った、あるいはその結果生じた残留物を除去するために、 第２のエツチング処理を行う。典型的にはそのような残留物は、絶縁被覆３ｏ内 の開口３２と３３によって露出した領域内で、基盤２０上に存在する小さな粒子 からなるだろう。この第２のエツチング処理は、基盤２０を、硝酸とフッ化水素 酸からなり、それらを容量で約５０：１〜１０００：　１、好ましくは約３００ ：１の比率とした高比率の腐食液中に浸漬することを含む。基盤２０を、腐食液 浴の温度に応じて変化させるが、しかし少なくとも窒化シリコン残留物の比較的 速い除去を行うのに十分なほどに長い時間、高濃度の腐食液中に浸漬する。３０ ０：１の比率の腐食液浴を用いる場合、腐食液浴は約１２℃の温度とし、その中 に基盤２０を約２０秒間浸漬する。この条件によって、・窒化シリコン残留物は 確実に除去される。しかしながら、この第２のエツチング処理は１２℃よりも高 い温度で行っても良いことに留意されたい。従って例えば、ａｏｏ：：ｔの比率 の腐食液浴が室温すなわち約２５℃に維持される場合、全ての残留窒化シリコン を除去するためには、浸漬時間を約８〜１５秒とするのが適当である。第２のエ ツチング処理の最後に、基盤２０を脱イオン水で洗う。

レーザー処理によっていかなる物質が解放されあるいは分離されたとしても、レ ーザーエツチングが完了した後に残っている物質は、グリッド電極を形成するた めに用いられる金属の付着性を低下させるだろう。緩衝酸化物腐食と高比率の腐 食工程によってそれらの残留物は確実に除去され、従って、その後に形成される 電極は基盤２０に確実に付着するだろう。

特定の条件下および特定の適用の仕方においては、基盤の緩衝酸化物腐食と高比 率の腐食を行わなくても、基盤２０の露出した部分３４へのグリッド電極の適度 の付着が得られることが認められている。従って、上述したように、少なくとも 高比率の腐食工程は、最適なものではあるが好ましいことであると考えるべきで ある。一方、高比率の腐食を行う場合、緩衝酸化物腐食工程は省いてもよいこと も理解するべきである。この後者の方法を選択する場合、それは、高比率の腐食 工程の時間を長（した場合にのみ実行可能である。しかしながら、高比率の腐食 工程の時間は、基盤の過度の腐食が起こる程に長（してはならない。過度の腐食 によって、例えばＰ−Ｎ接合部の特性が劣化し、あるいは完成後の太陽電池素子 の効率が低下するだろう。

次いで、ニッケル（または上述したその他の適当な金属）を、レーザー作用によ って絶縁被覆３０内に形成された全ての開口内に析出させる。絶縁被覆３０内に 形成された開口内へのニッケルまたはその他の適当な金属の析出は、当業者によ って知られている様々な方法、例えば浸漬あるいは無電解メッキによって行うこ とができる。好ましくは、ニッケルは全ての開口内に、米国特許Ｎｏ、　４．３ ２１．２８３号（発明者：　Ｐａｔｅｌ等）明細書に開示された方法に類似する 浸漬メッキ方法によって、メッキされる。メッキは、（１）グリッドパターン部 分３２．３３の形をおおむね画定する微小な孔３５が、ニッケルの“ドツト（ｄ ａｔ）”６０で充填され、（２）ニッケル層６２が裏側のアルミニウム層５８を 覆って形成される、ように行われる。浸漬メッキは、ドツト６０の厚さが約２０ ００オングストローム単位にコントロールされるように行われる。

浸漬メッキ工程の後、必要不可欠ではないが、金属のドツト６０を焼成する。焼 成を行う場合、窒素雰囲気中で、好ましくは約３００℃の温度で１５〜４０分間 行う。

それよりも高い温度としてもよい。

次いで、Ｐ−Ｎ接合部を形成するのに用いられる特定の方法に応じて、さらに、 Ｐ−Ｎ接合部の短絡を防ぐために、基盤でＰ層とＮ層を互いに絶縁させる処理が 必要となる。すなわち、拡散工程によってＰ−Ｎ接合部の形成が行われて、Ｎ型 添加物の拡散が基盤の全面と背面のみならず側端にも生じた場合、接合部の絶縁 が必要となり、それは基盤の４つの側端部分の各々を切り取るかあるいは除去す ることによって行うことができる。

第１図、第５図および第６図を参照すれば、次の工程として、金属のドツト６０ を、絶縁被覆に付着するか、あるいは付着しない選択された金属で被覆して、相 互に連結させる。選択する金属は銅であるのが好ましい。この点について、銅は 窒化シリコンに容易には付着しないことに留意されたい。必要不可欠ではないが 好ましくは、銅は非接触光誘導メッキ（“ＬＩＰ”）法によって適用される。そ れは、メッキ反応に必要な起電駆動力を与える基盤２０の光起電力特性を利用す るものである。

このＬＩＰメッキ工程を行うために、適当な電解質媒体の浴６６を用意する（第 ４図）。電解質浴６６の特定の組成は、金属のドツト６０の上に被覆する金属に 応じて変化させる。金属のドツト６０の上に銅を析出させる場合、適当な電解質 浴は、１リツトルの脱イオン水（＋／−５０ｇ／ｌ）に１００ｇのＣｕ５Ｏ，” ５Ｈ２０を加えた溶液と、１リツトルの脱イオン水に９６／９８％の硫酸１００ ｃｃ　（＋９０／−９）を加えた溶液との混合溶液からなる。銅の代わりに銀を 金属のドツト６０の上に析出させる場合、適当な電解質浴はシアン化銀の溶液で ある。その他の適当な電解質浴溶液は、当業者にとって自明のものである。

ニッケル堆積物を被覆するための選択金属からなるか、あるいは別の金属または プラスチック材料からなるがその選択金属で被覆した支持板７０（第５図および 第６図）を、電解質浴の中に置（。選択金属を銅とするならば、板７０は銅であ る。

上面に、多数の長く延びる平行な溝７２を、隆起部分７４を残すようにして設け るのが好ましい。第６図に示すように、アルミニウムで被覆した背面が隆起部分 ７４の上に載るようにして、基盤２０を置（。溝７２は、光誘導メッキ処理の結 果として板７０と基盤２０の背面の間に生じる０２ガスの排気通路となる。その ような排気が行われなければ、０２ガスによって基盤２０が持ち上がり、板７０ との電気接触が妨げられる。電解質浴６６の量は、基盤２０がその中に十分に浸 されるように選ばれる。

次いで、基盤２０の前面に発生源８０によって発生させた電磁放射線７８を照射 するが、発生源８０は、電磁放射線のスペクトルが基盤２０内で光起電力反応を 誘起させる波長を含むように、選択される。さらに、発生源８０によって発生さ れる電磁放射線の波長スペクトルと、基盤２０を浸漬する電解質浴６６の組成は 、発生源８０からの電磁放射線が浴によって実質的に全（吸収されないように選 択される。放射線７８の波長と電解質浴の透過率とのこの組み合わせによって、 メッキ工程の間の浴の温度上昇はほとんど起こらない。この点について、浴６６ を２８℃〜３４℃の範囲の温度に維持し、発生源８０の適当なものとしては、金 属ハロゲン化物／水銀蒸気長弧型（ｖａｐｏｒ　ｌｏｎｇ　ａｒｃ　ｔｙｐｅ） の街路灯を用いるのが好ましい。

基盤２０の前面に電磁放射線７８を照射すると光起電力反応が発生し、浴６６内 にイオンの流れが生じ、金属ドツト６０の部分は負に帯電する。それと同時に、 アルミニウム層は正に帯電する。負に帯電した金属ドツト６０は電解質浴から正 の銅イオンを引き付け、その結果、銅８６の層（第１図）が金属ドツト６０の各 々の上にメッキされる。メッキ工程によって電解質浴から銅イオンが除去される ので、置換銅イオンが支持板７０から分解し、それによって電解質浴中の銅イオ ン濃度が平衡に維持される。ＬＩＰメッキ工程によって生じる銅の析出は、垂直 方向だけでなく横方向にも成長する傾向があることが、測定されている。従って 、光誘導メッキ工程が適当な時間維持されるならば、析出する銅は各々のドツト ６０の境界を越えて延びて、隣り合うドツトは相互に結合するだろう。そのよう な橋渡しが起こるか否かは、孔３５の間の間隔に依存する。しかしながら、もし 孔３５の端から端までの最大の間隔が約２０μ以下であれば、第１図で８７で示 すように、銅の析出８６によって隣り合うドツトは橋渡しされて結合するだろう 。そのような橋渡しは、第３図に示すような、グリッド電極メッキパターンのブ スバ一部分３３を形成する複数の近接した列の中にある孔３５を充填しているド ツト６０の隣り合う列の間でも、生じる。本質的には、光誘導メッキ工程の結果 として、析出する銅は、各々のフィンガ部分３２および各々のブスバ一部分３３ において隣り合うニッケルのドツト６０の間の窒化シリコン層の上に広がり、そ れによって、比較的小さな金属−シリコン接触領域を有する基盤の前面上に、連 続したグリッド電極が形成される。

上述したようにＬＩＰ法によって銅がメッキされるとき、発生源８０の出力放射 線の強度は、銅が約０．１〜１．５μ／分の厚さ成長速度で析出するように、コ ントロールされる。典型的には、銅成長のアスペクト比すなわち垂直寸法対水平 寸法の比率（あるいは厚さ７幅比ともいう）は、約１対１とする。銅が０．５μ ／分の厚さ変化速度で析出するように発生源８０の出力強度をコントロールする ことによつて１．３対１の比率が得られ、そのような比率が好ましい。この点に ついて、８７で示すように銅によって金属ドツト６０が相互に結合されるように 、析出する銅層８６の幅（すなわち水平寸法）は、ドツト６０の直径よりも太き （なければならないことが理解される。従って、光誘導メッキ工程は、銅層８６ が孔３５の境界を越えて成長して相互結合部分すなわち橋渡し部分８７が形成さ れるのに十分な時間、継続されることが重要であり、好ましい。銅メッキ工程は 、銅層の橋渡し部分８７が１０〜４０μの厚さとなるような十分な時間、継続さ せることが好ましく、約２０μの厚さが最適である。

しかしながら、ＬＩＰメッキ工程は、銅層８６．８７に過大な圧力が生じないよ うに、コントロールされなければならない。すなわち、ドツト６０にかかる圧力 を小さくするかあるいはなくすために、極端に速い析出速度は避けるべきである 。銅の層が過度に厚くなるとニッケルのドツト６０に圧力がかかり、ひいてはド ツトが下にあるシリコン基盤から分離してしまうだろう。従って、ドツト６０の 過大な圧力を避けるために、結合部分８７の厚さは約４０μを超えるべきではな い。

層８６を銀で形成する場合、発生源８０によって発生させる放射線７８の強度を 、銀が約０．５〜２．０μ／分の厚さで析出するようにコントロールする。

上述した光誘導メッキ方法を用いることによって、いかなる構成部品をも独立し た電圧源に結合させる必要がない。この点に関して、支持板７０は正の電位源で はないことに留意されたい。また、支持板７０によって基盤背面の浴への露出量 が限定され、それによって電解質浴と接触する背面の劣化速度が低下することに も注目されたい。

実施例 第１図〜第５図を参照しながら、上述した方法に従って、メタライズした前面電 極をシリコン太陽電池素子基盤に形成する。太陽電池素子基盤２０はＥＦＧ法に °よって成長させた板状のＰ型シリコンであり、基盤の前面２６から約０．５μ の位置にＰ／Ｎ接合部２４を有する。基盤２０の前面２６は、約８５０オングス トロームの厚さを有する窒化シリコンの層３０で覆われている。

工程の第１段階として、上述の手順に従って、約２０μの直径を有する複数の相 互に間隔をおいた円形の孔３５が、レーザー３８を用いて絶縁層３０内に形成さ れる。

孔は、第３図で示すようなグリッド電極を画定するように配置され、各々のフィ ンガ部分３２は孔３５の１列からなり、２つのブスバ一部分の各々は同様の孔の ４列からなる。フィンガは互いに約４ｍｍ離れている。ブスバ一部分は基盤のほ ぼ全長に渡って延びている。レーザービームは、各々の孔が約２０μの直径を有 し、各々の列にある孔は同じ列にある隣り合う孔との間隔が（端から端まで測っ て）約３μであるように、コントロールされる。各々のブスバ一部分３２を形成 する４列の孔は、隣り合う孔の端から測って約４０μの距離をもって互いに離れ ている。ブスバ一部分３３を形成する各々の列にある孔は、各々隣り合う列にあ る対応する孔と整列している。

次いで、基盤２０の背面を、通常のスクリーン印刷工程によってアルミニウムペ ーストで被覆する。次いで、スクリーン印刷ペースト中の揮発性および熱分解性 有機成分を除去するとともにペースト中のアルミニウムをシリコン基盤に合金化 させるために、基盤を約６００℃の温度で約０，２５〜２．０分間加熱し、それ によって基盤に合金化したアルミニウム電極５８を形成する。

次に、基盤２０を、４０重量％のフッ化アンモニウム緩衝塩、１０〜２０重量％ のフッ化水素酸、および水からなる緩衝酸化物腐食洛中に、約３０秒間浸漬する 。緩衝酸化物腐食溶液は約２０℃の温度に維持された。次いで、基盤２０を緩衝 腐食液から取り出し、脱イオン水で洗浄する。

次いで、基盤を、容量で約３００：１の比率の硝酸とフッ化水素酸からなる高比 率の腐食液中に、約２０秒間浸漬する。高比率の腐食液は約１２℃の温度に維持 された。

次いで、基盤２０を高比率の腐食液から取り出し、脱イオン水で洗浄する。

洗浄した後、ニッケルを、米国特許Ｎｏ、　４．３２１．２８３号明細書に記載 されている浸漬メッキ方法によって、基盤２０の背面上のアルミニウム接続部５ ８の上、および基盤前面の孔３５によって露出した部分の上に析出させる。浸漬 メッキ処理は、ニッケルが孔３５の中に析出してドツト６０が形成されるように 行われる。ドツト６０の厚さが約２．０００オングストロームになるように、十 分なニッケルを各々の孔の中に析出させる。次いで、ニッケル析出物を、窒素雰 囲気中で約３００℃の温度で約１５〜４０分間焼成する。

次いで、ニッケルのドツト６０の上に、上述した光誘導メッキ法を用いて銅をメ ッキする。この場合、基盤背面上のニッケル層６２の上には銅メッキは行わない 。電解質浴として、１リツトルの脱イオン水にＣＬＩＳ０４・５Ｈ２０を１００ ｇ加えた溶液と、１リツトルの脱イオン水に９８％の硫酸１０ｃｃを加えた溶液 との混合溶液を用いる。シリコン基盤を、ニッケル層６２が銅製支持板７０の隆 起部分７４の上に載るようにして、洛中に浸漬する。浴は約２８〜３４℃の温度 に維持される。放射線発生源として、青／緑可視範囲に一次スベクトルの放射線 を有する、金属ハロゲン化物／水銀蒸気長弧型街路灯を用いる。灯によって発生 される光の強度は、銅が１分間に約０．５μの厚さの速度で析出するようにコン トロールされる。この析出速度において、メッキは１．３：１の成長アスペクト 比（厚さ／輻）を示すだろう。光誘導メッキ工程は約２０分間続けられ、それに よって析出した銅が孔３５の間の窒化シリコンを橋渡しし、橋渡し部分８７は約 １０μの厚さを有する。

光誘導メッキ工程が完了した後、基盤２０を電解質浴から取り出し、脱イオン水 で洗浄する。

得られた太陽電池素子は、ニッケルからなる前面接続部とニッケルで被覆したア ルミニウムからなる背面接続部とを有し、また銅メッキによって被覆され結合さ れたニッケルのドツトを有する。その結果、ニッケルドツト６０とその上の銅８ ６゜８７は、素子の光受容前面での集電子部分として作用する連続したグリッド 接続部を、画定する メタライズされたコンダクタを形成し適用する本発明の方法の重要な利点は、金 属−シリコン接触面積比が、全長に渡って基盤と接触するコンダクタからなるグ リッド接続部を有する太陽電池素子と比較して、著しく改善されていることであ る。グリッド電極のただ一つの部分にッケルドット６０）のみが基盤と直接接触 するという事実にもかかわらず、本発明に従って製造した太陽電池素子は、比較 的高い太陽電池効率と比較的高い充填率を示す。さらに重要なこととして、下に ある基盤と接触する金属の量が減少しているために、太陽電池の開路電圧Ｖｏｃ が改善されている。

もし、孔の列になっている微小な孔３５が離れ過ぎている場合、すなわち２０μ よりも大きい場合、一般に太陽電池素子の性能は、コンダクタと基盤の接続劣化 とシャドーイング（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）のために低下することに留意されたい 。後者の因子について言えば、ＬＩＰメッキ法を用いて銅層８６を、隣り合う金 属ドツト６０の間の約２０μを超えるギャップを橋渡しする程に十分に成長させ た場合、高さの増加と同時に増加する電極の幅は、太陽電池素子の前面のシャド ーイングの量を好ましくない程に大きくするのに十分なものとなるだろう。従っ て上述したように、各々の列において孔３５は、端から端までが１〜５μの間隔 をおいているのが好ましい。

前述したようにレーザーエツチングは、２４＾で示すように、下に孔３５が形成 される領域において接合部２４を深い位置に移動させる効果を有する。接合部の 深さは、レーザー作用によって約０．５〜３．０μに増加する。接合部深さのこ の局部的な増加によって、再結合損失（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　１ｏｓｓ ｅｓ）が減少すると考えられる。

局部的に深い接合部の形成は、初期の接合部が浅い、例えば約０．５μの深さで ある場合に、電池の青色感受性（ｂｌｕｅ　５ｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を高める 点で、特に重要である。段状の接合部が形成される結果、孔３５の領域における 基盤表面での添加物の濃度が低下するという事実にもかかわらず、ニッケルドツ トは基盤と良好なオーミックコンタクトを有する。

本発明の別の重要な利点は、Ｌｌメッキ法の使用によって、比較的小さいおよび ／または薄い、均一な厚さの微細な金属質のコンダクタを太陽電池素子基盤に繰 り返し適用することが可能となることである。

ここで述べた方法において、当業者であれば発明の範囲から離れることなく一定 の変更を行うことができることは明らかである。従つて例えば、前面のグリッド 電極のためのベース層として、ニッケルに代えて銀を用いることができる。また 、ニッケルドツトの上に、銅の代わりに銀を用いることもできる。また、他の無 電解または電解メッキ法によって、銅または銀を、銀に付加することができるこ とにも留意されたい。しかしながら、それらの方法は、裏側電極上のニッケルの 上に銅または銀が析出するという不利益をもたらし、不必要で、従って費用のか かる工程である。同様に、本発明を遂行するための好ましい方法における工程の 順序は、経済的要請あるいは製造者の好みや要求によって変更され得る。従って 例えば、前面のグリッド電極を形成した後に、アルミニウムの裏側電極を形成す ることができる。さらに、温度や時間のような操作条件や、本発明の好ましい態 様において用いられる種々の材料の組成は、当業者の好みにｉｐで変更され得る 。すなわち、以上の説明に含まれ、あるいは添付図面に示された全ての事項は例 示的なものであり、それらに限定されるものではない。

ここで用いた、“金属−シリコン接触面積比”という語は、金属コンダクタを付 着させる基盤表面の面積を、基盤表面の総面積で割った比率である。また“微小 な”孔すなわち開口とは、約２５０μを超えない直径を有するものである。“ミ クロン（μ）”は、ｌＸ１０−’メートルである。

国際調査報告

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. １．太陽電池素子基盤の前面上に、電極グリッドを形成する方法であって；前面 および背面と、前記前面に隣接する位置のｐ／ｎ接合部と、前記前面上の絶縁被 覆とを有するシリコン太陽電池素子基盤を用意する工程と；前記絶縁被覆を、強 度のレーザービームで前記絶縁被覆の選択部分を除去するのに十分な時間照射し 、それによって前記絶縁被覆内に複数のフィンが状の部分からなる電極パターン を形成し、その際に前記レーザービームを、前記フィンガの各々が前記絶縁被覆 内の複数の微小な孔からなり、前記孔は２０μを超えない選択された距離をもっ て互いに間隔が置かれるようにコントロールする工程； からなる方法。
2. ２．請求項１に記載の方法であって、前記レーザーエッチングの後に前記基盤に 化学的エッチングを施し、それによって不純物を除去する工程を、さらに含む方 法。
3. ３．請求項１に記載の方法であって、前記孔によって露出した前記前面の領域を 、選択された導電性金属で覆う工程を、さらに含む方法。
4. ４．請求項２に記載の方法であって、前記孔によって露出した前記前面の領域を 、選択された導電性金属で覆う工程を、さらに含む方法。
5. ５．請求項４に記載の方法であって、前記領域を選択された導電性金属で覆う工 程を、浸漬メッキによって行う方法。
6. ６．請求項４に記載の方法であって、前記選択された導電性金属を第２の導電性 金属で覆う工程を、さらに含む方法。
7. ７．請求項６に記載の方法であって、前記第２の導電性金属は銅または銀である 。
8. ８．請求項６に記載の方法であって、前記選択された導電性金属を第２の導電性 金属で覆う前記工程は、前記第２の導電性金属が前記微小な孔の中にある前記選 択された導電性金属の上に載り、かつ前記孔の間にある絶縁被覆をも覆うように して前記孔の間に広がるような方法によって行われる方法。
9. ９．請求項８に記載の方法であって、前記第２の導電性金属を、電解メッキ処理 によって前記選択された導電性金属の上に析出させる方法。
10. １０．請求項８に記載の方法であって、前記第２の導電性金属を、光誘導メッキ 処理によって前記選択された導電性金属の上に被覆する方法。
11. １１．請求項１０に記載の方法であって、前記第２の導電性金属を前記選択され た導電性金属の上に、以下の工程によって析出させる方法であり、その工程は； 前記基盤を、前記第２の導電性金属を含む電解質浴の中に浸漬する工程と；前記 基盤の前記前面に、前記基盤によって吸収される波長を有する電磁放射線を照射 して光超電力反応を起こさせ、それによって前記浴中で前記太陽電池素子基盤に 電流を発生させる工程と； 前記照射を、前記選択された金属の上に前記第２の金属が析出するのに十分な時 間、持続させる工程； からなる方法。
12. １２．請求項１１に記載の方法であって、前記電磁放射線は、前記電解質浴によ って吸収されることがあっても、前記放射線中の少ない部分のみが前記電解質浴 によって吸収されるように選択された波長スペクトルを有する。
13. １３．請求項１１に記載の方法であって、前記基盤は、前記前面が前記放射線に 照射される間、その背面が前記第２の選択された導電性金属の層と接触した状態 で維持される。
14. １４．請求項１３に記載の方法であって、前記第２の選択された導電性金属の前 記層は板状であり、前記基盤に面した１つの面内に長く延びた多数の溝を有する 。
15. １５．請求項１１に記載の方法であって、前記第２の導電性金属は銅であり、前 記浴はＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏからなる。
16. １６．請求項３に記載の方法であって、前記選択された導電性金属はニッケルま たは銀である。
17. １７．請求項１６に記載の方法であって、前記第２の導電性金属は銅または銀で ある。
18. １８．請求項１７に記載の方法であって、前記第２の導電性金属は銅である。
19. １９．請求項１７に記載の方法であって、前記第２の導電性金属は銀である。
20. ２０．請求項１に記載の方法であって、前記孔は、端から端までが１〜２０μの 間の範囲の距離をもって互いに間隔をおいている。
21. ２１．請求項１に記載の方法であって、前記孔は横断面が実質的に円形であり、 １０〜２５０μの範囲の直径を有する。
22. ２２．請求項６に記載の方法であって、前記第２の導電性金属を１０〜４０μの 範囲の厚さで析出させる。
23. ２３．請求項４に記載の方法であって、前記基盤を前記最初に述べた金属でメッ キする前に、前記太陽電池素子基盤を緩衝酸化物腐食液中に浸漬し、次いで硝酸 とフッ化水素酸からなる高比率の腐食液に浸漬する工程を、さらに含む方法。
24. ２４．請求項１に記載の方法であって、前記レーザービームを発生させるために 、ＹＡＧレーザーが用いられる。
25. ２５．太陽電池素子基盤の前面上に、電極グリッドを形成する方法であって；前 面および背面と、前記基盤内にあって前記前面に隣接する位置のｐ／ｎ接合部と 、前記前面上の窒化シリコン被覆とを有する太陽電池素子基盤であって、前記前 面に電磁放射線を照射したときに光起電力反応を起こすことのできる基盤を用意 する工程と； 前記前面を部分的に露出させるために前記絶縁層を部分的に除去する工程であっ て、前記絶縁層の除去は、少なくとも複数の長く延びるフィンが部分からなる電 極パターンが画定されるように行われ、各々のフィンが部分は、前記絶縁層内の 複数の相互に間隔をおいた小孔であってそこを通して前記前面が露出される、工 程と； 前記孔に第１の導電性金属を充填する工程と；前記第１の導電性金属を第２の導 電性金属で被覆して、前記第２の導電性金属が前記孔の間で前記窒化シリコンの 上に広がるようにし、それによって前記孔の中の前記第１の導電性金属の析出物 の間に電気的な導通を与える工程；からなる方法。
26. ２６．請求項２５に記載の方法であって、前記第１の導電性金属はニッケルまた は銀である。
27. ２７．請求項２６に記載の方法であって、前記第２の導電性金属は銅または銀で ある。
28. ２８．請求項２５に記載の方法であって、前記第１の導電性金属は浸漬メッキ処 理によって析出される。
29. ２９．請求項２５に記載の方法であって、前記第２の導電性金属は光誘導メッキ 処理によって析出される。
30. ３０．太陽電池素子を製造する方法であって；シリコン基盤内で前記基盤の前面 に隣接する位置に、ｐ／ｎ接合部を形成する工程と； 前記前面に絶縁層を施す工程と； 前記絶縁被覆を、強度のレーザービームで前記絶縁被覆の選択部分を除去するの に十分な時間照射する工程であって、前記レーザービームを、前記選択部分が微 小な孔の複数の列からなり、各々の列にある孔は２０μを超えない距離をもって 互いに間隔がおかれるように、コントロールする工程と；前記基盤の背面にアル ミニウム電極を施す工程と；第１の選択された導電性金属を、前記アルミニウム 電極の上と前記孔によって露出した前記前面の領域にメッキする工程と；前記基 盤を、第２の選択された導電性金属を含む電解質浴の中に浸漬する工程と； 前記基盤の前記前面に、前記基盤によって吸収される波長を有する電磁放射線を 照射して、それによって前記浴中で前記基盤に電流を発生させる工程と；前記照 射を、前記第２の選択された導電性金属が、前記孔の中の前記第１の導電性金属 の上、および前記孔の間に広がる窒化シリコン層の表面の部分の上に析出させる のに十分な時間、持続させる工程；からなる方法。
31. ３１．光電池素子基盤の上に、メタライゼーションパターンを形成する方法であ って； （ａ）一側面に隣接する内部に形成されたＰ／Ｎ接合部と、前記一側面で前記基 盤の表面を覆う窒化シリコンの層とを有する、平板なシリコン基盤を用意する工 程と； （ｂ）前記窒化シリコン層の選択部分を、（１）前記選択部分が除去されて、そ れによって前記窒化シリコン層内に開口が形成されてその開口を通して前記表面 の選択領域が露出し、そして（２）前記選択領域の下に位置する前記Ｐ／Ｎ接合 部の部分を該接合部の内部のさらに深い位置に移動させる、のに十分な時間、強 度のレーザービームで走査する工程；との一連の工程からなる方法。
32. ３２．請求項３１に記載の方法であつて、前記開口は、２０μを超えない距離を もって互いに間隔をおいた微小な孔である。