太阳能电池和用于制造这种太阳能电池的方法技术

太阳能电池包括第一导电类型的硅半导体基板。基板具有前表面和后表面，其前表面被布置用于捕获辐射能。后表面包括多个第一电触点和多个第二电触点。将第一电触点和第二电触点布置为彼此交替地相邻。每个第一电触点是作为用于少数载流子的触点的第一类型的异质结构，并且，硅半导体基板的前表面包括高掺杂硅前面场层。前面场层的电导率具有第一导电类型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种太阳能电池。而且，本专利技术涉及一种用于制造这种太阳能电池的方法。
技术介绍
从现有技术中，闻效娃太阳能电池是已知的。为了获得相对闻的效率用于将福射能转换成电能，在这种高效电池中，已在太阳能电池的后表面上布置了少数载流子(少子，minority charge carriersノ不ロ多数载'流ナ(多子，majority charge carriersノ的角虫;点，|ロ时，使被布置用于捕获辐射能的前表面不接触任何会遮蔽太阳能电池的半导体材料并减小太阳能电池捕获的辐射的一个或多个导体和/或ー个或多个触点。例如，从下述中可得知这种后触式太阳能电池Tucci等人“Back EnhancedHeterostructure with INterDigitated contactBEHIND-solar cell”，IUMRS-1CEM 2008电子材料国际会议2008，悉尼，澳大利亚，2008年7月28日至2008年8月I日。现有技术太阳能电池在基板的后表面上包括交叉指型正触点和负触点。将正触点型和负触点型两者布置为异质结结构(hetero junction structure),其包括本征半导体材料层和掺杂半导体材料层。正触点的导电类型与负触点的导电类型相反。为了获得正触点和负触点的交叉指型结构(interdigitated structure),用于制造现有技术太阳能电池的方法包括首先以覆盖模式(blanket mode)沉积ー种类型的异质结构，基本上覆盖后表面。接下来，在后表面上布置掩模。通过干法蚀刻，穿过这ー种类型的异质结构的掩模部分中的开ロ而去除。在掩模仍处于原地时，通过掩模的开ロ在后表面上沉积另一种类型的异质结构。交叉指型方法的分辨率由于掩模的屏蔽效果而相对较低。结果，无法非常精确地限定正触点和负触点的尺寸。这可能不利影响至少少数载流子的收集效率以及对多数载流子和少数载流子的再结合(recombination)的阻力。在后概念(behind concept)的ー个可能的问题是,如果使用整个表面区域,则已经难以收集所有通过异质结表面区域的电流。如果仅使用该表面的一小部分，例如用于多数载流子触点，则所有电流必须通过更小的可用表面。
技术实现思路
本专利技术的目的是，从现有技术减少或去除ー个或多个缺点。该目的由包括第一导电类型的硅半导体基板的太阳能电池实现，基板具有前表面和后表面；前表面被布置用于捕获福射能；后表面包括多个第一电触点(电接触部，electric contact)和多个第二电触点，第一电触点和第二电触点被布置为彼此交替地相邻，其中，每个第一电触点是作为用于少数载流子的触点的第一类型的异质结构，其中，娃基板的前表面包括作为高掺杂娃层的前面场层(前表面场层，frontsurface field layer),前面场层的电导率具有第一导电类型。有利地，用作前面场层的高掺杂硅层促进了朝着后表面上相应电触点的用于多数载流子的改进的欧姆导电路径(ohmic conductance path)。基本上,前面场层提供沿着前表面的横向导电路径(侧向导电路径，lateral conductive path),对基本上在相应电触点上方的前表面上的位置具有相对低的电阻，在所述电触点处，多数载流子可朝着相应电触点在基本 上垂直于前表面的方向上穿过基板。多数载流子的流实际上集中在此欧姆导电路径中。結果，明显地降低了少数载流子和多数载流子在基板的体积中的再结合和多数载流子的欧姆损耗。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第一类型的异质结构包括第二导电类型的半导体材料层，第二导电类型与第一导电类型相反，其中，第二导电类型的半导体材料层位于基板的后表面上。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第一类型的异质结构包括本征半导体层和第二导电类型的半导体材料层，第二导电类型与第一导电类型相反，其中，本征半导体层位于基板的后表面上，而第二导电类型的半导体材料层位于本征半导体层的顶部上。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，本征半导体层是本征非晶硅的层。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第一类型的异质结构包括介电层和第二导电类型的半导体材料层，第二导电类型与第一导电类型相反，其中，介电层位于基板的后表面上，而第二导电类型的半导体材料层位于介电层的顶部上。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第二导电类型的半导体材料层是第二导电类型的掺杂非晶硅层。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，前面场层具有电阻率的横向调节(lateral modulation)，包括作为前面场层中的位置的函数的不同电阻的电阻区域。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，电阻率的横向调节由前表面中的一系列彼此交替相邻地布置的第一区域和第二区域体现，每个第一区域具有更低的电阻，而每个第二区域具有相对更高的电阻。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，电阻率的横向调节由包括基极层(base layer)和局部掺杂区域的前面场层体现，基极层沿着基板的前表面延伸，局部掺杂区域沿着基极层布置，基极层具有基极电阻，基极层和局部掺杂区域的组合具有比基极层的基极电阻相对更低的电阻。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第二电触点各自由ー对第一电触点之间的高掺杂区域体现；高掺杂区域具有第一导电类型。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，将每个第二电触点布置在相邻第一电触点的本征半导体层和第二导电类型的半导体材料层的开口内。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开ロ与第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开ロ相等。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，本征半导体层和半导体材料层中的开ロ与第二电触点的宽度相等。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开ロ比第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开ロ更小，并且本征半导体层中的开ロ与第二电触点的宽度相等。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，本征半导体层和半导体材料层中的开ロ比第二电触点的宽度更大。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开ロ与第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开ロ相等，并且第二电触点的宽度比本征半导体层和半导体材料层中的开ロ更大。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开ロ比第二电触点的宽度更小，并且，第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开ロ比本征半导体层中的开ロ更大。 根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第二导电类型的半导体材料层中的开ロ与第二电触点的宽度相等。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上所述的太阳能电池，其中，第二导电类型的半导体材料层中的开ロ比第二电触点的宽度更大。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种如上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.06 NL 20040661.一种太阳能电池，包括第一导电类型的娃半导体基板，所述基板具有前表面和后表面；所述前表面被布置用于捕获辐射能； 所述后表面包括多个第一电触点和多个第二电触点，所述第一电触点和第二电触点被布置为彼此交替地相邻， 其中，每个第一电触点是作为用于少数载流子的触点的第一类型的异质结构， 其中，所述硅基板的前表面包括作为高掺杂硅层的前面场层，所述前面场层的电导率具有第一导电类型。2.根据权利要求I所述的太阳能电池，其中，所述第一类型的异质结构包括第二导电类型的半导体材料层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，其中，所述第二导电类型的半导体材料层位于所述基板的后表面上。3.根据权利要求I所述的太阳能电池，其中，所述第一类型的异质结构包括本征半导体层和第二导电类型的半导体材料层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，其中，所述本征半导体层位于所述基板的后表面上，而所述第二导电类型的半导体材料层位于所述本征半导体层的顶部上。4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，所述本征半导体层是本征非晶硅的层。5.根据权利要求I所述的太阳能电池，其中，所述第一类型的异质结构包括介电层和第二导电类型的半导体材料层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，其中，所述介电层位于所述基板的后表面上，而所述第二导电类型的半导体材料层位于所述介电层的顶部上。6.根据前述权利要求2-5中任一项所述的太阳能电池，其中，所述第二导电类型的半导体材料层是第二导电类型的掺杂非晶硅层。7.根据权利要求I所述的太阳能电池，其中，所述前面场层具有电阻率的横向调节，包括作为所述前面场层中的位置的函数的不同电阻的电阻区域。8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述电阻率的横向调节由所述前表面中的一系列彼此交替相邻地布置的第一区域和第二区域体现，每个第一区域具有更低的电阻，而每个第二区域具有相对更高的电阻。9.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述电阻率的横向调节由包括基极层和局部掺杂区域的前面场层体现，所述基极层沿着所述基板的前表面延伸，所述局部掺杂区域沿着所述基极层布置，所述基极层具有基极电阻，基极层和局部掺杂区域的组合具有比所述基极层的基极电阻相对更低的电阻。10.根据权利要求I所述的太阳能电池，其中，所述第二电触点各自由一对第一电触点之间的硅半导体基板中的高掺杂区域体现；所述高掺杂区域具有第一导电类型。11.根据权利要求10和权利要求3所述的太阳能电池，其中，每个第二电触点被布置在相邻第一电触点的本征半导体层和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·阿德里安乌斯·马里亚·范罗斯马伦，兰伯特·约翰·格尔里格斯，波拉·凯瑟琳娜·彼得罗妮拉·布伦斯菲尔德，
申请(专利权)人：荷兰能源建设基金中心，
类型：发明
国别省市：