[发明专利]背接触式光伏电池

说明书

本申请要求2005年12月16日提交的美国临时专利申请60/751,168的权利。 

发明背景 

本发明涉及新的光伏电池。更具体地，本发明涉及将光能，特别是太阳能，高效转化为电能的光伏电池，并且此类电池在后表面上具有电接触。本发明还涉及制造此类电池的方法。

光伏电池的一个最重要的特征就是其将来自太阳的光能转化为电能的效率。另一个重要的特征是可用大规模制造的方式制造此类电池的能力。因此，该领域不仅持续努力增加光伏电池将光能转化为电能的效率，而且还努力使用安全、环境友好、大规模的制造方法来制造它们。

尽管光伏电池可由许多半导体材料制得，但是通常使用的是硅，因为其价廉易得，也因为其具有用于制造光伏电池的合适的电平衡、物理和化学性质。在典型制备光伏电池的步骤中，使用硅作为选定的半导体材料，所述硅掺杂有正或负导电型掺杂剂，形成在单晶硅锭中，或浇铸在块或本领域指多晶硅的“砖”中，并且这些锭或块通过本领域中已知的各种切割或锯割方法被切割为薄的基材，称之为晶片。这些晶片用于制造光伏电池。然而，这些方法并不是唯一得到合适的用于制造光伏电池的半导体晶片的方法。

依照惯例，正导电型(positive conductivity type)通常被命名为“p”或“p-型”，而负导电型(negative conductivity type)被命名为“n”或“n-型”。因此，“p”和“n”为相反的导电型。

当该晶片被形成在光伏电池中时，晶片的光入射的面在这里称作前面或前表面，与前面相对的表面在这里称作后面或后表面。

在典型和常规的制造光伏电池的方法中，使用例如p-型硅晶片，将该晶片暴露于合适的n-掺杂剂中以在晶片的前面或光接收侧形成发射层和p-n结。通常，所述n-型层或发射层这样制备：首先使用本领域中常用的技术，如化学或物理沉积将n-掺杂剂沉积至p-型晶片的前表面上，沉积后，将所述n-掺杂剂，例如磷，驱入所述硅晶片的前表面中，以使n-掺杂剂于晶片表面中进一步扩散。该“驱入(drive-in)”步骤通常将该晶片暴露于高温下实现。因而在n-型层和p-型硅晶片基质间的界面上形成p-n结。在磷或其它掺杂形成发射层前，所述晶片表面可被织构化。

为了利用将p-n结暴露至光能中而产生的电位，光伏电池通常在晶片的前面具有导电的前电接触(front electrical contact)，以及在晶片的后面具有导电的后电接触。这些接触通常由一种或多种高导电的金属制得，因此通常不透明。由于所述前接触位于光伏电池面向太阳或其它光能源的一侧上，因此通常期望所述前接触占有电池的前表面尽量小的面积，而仍然能捕捉与电池相互作用的入射光所产生的电荷。尽管使用前接触以减小该接触所覆盖或遮蔽的电池前表面的面积，但是前接触仍然降低了本可用来产生电能的光伏电池的表面面积。上述的方法还使用大量高温处理步骤以制备光伏电池。使用高温增加了制造光伏电池所需的时间，耗费能量，并需要使用昂贵的高温炉或其它在高温下用于制造光伏电池的设备。

因此，本领域需要具有高效率的光伏电池，其可使用大规模的制造方法制造，且优选通过不利用高温处理步骤或至少使用最低高温处理步骤的方法，并且这里所述电池为了增加效率，在晶片的前侧或表面没有电接触，因此最大化了将光转化为电流电池的前表面的可用区 域。本发明提供此类光伏电池。通过将该光伏电池暴露于太阳光中，本发明的光伏电池可用于高效地产生电能。

发明概述

本发明是一种光伏电池，其包括：包括第一导电型半导体材料的晶片，第一光接收表面和与第一表面相对的第二表面；位于所述晶片第一表面上方的第一钝化层；包括位于所述晶片第二表面上方的点接触的第一电接触，其具有与所述晶片相反的导电型；包括位于晶片第二表面上方的点接触的第二电接触，其与第一电接触电分离，并具有与所述晶片相同的导电型。

本发明还是一种制造此类光伏电池的方法。

附图说明

图1是根据本发明实施例的光伏电池一部分的三维、部分剖开立体图。

图2是图1的光伏电池一部分的平面图。

图3是图1的光伏电池一部分的截面图。

图4是根据本发明实施例的方法的流程图。

图5是根据本发明实施例的光伏电池一部分的截面图。

发明详述