[发明专利]光伏器件及其制造方法

说明书

提出了一种光伏器件，该光伏器件包括具有p型掺杂或n型掺杂的硅基衬底(2)，其中本征缓冲层(4)位于所述衬底上。第一类型掺杂的第一硅层(6)位于本征缓冲层的预定区域(4a)上。第一硅层具有处于所述预定区域(4a)之间的间隙(5)。第一硅层在其远离衬底的这一侧至少部分地包括微晶层。第二类型掺杂的微晶硅层(8)位于所述第一硅层(6)上。第二类型掺杂的第三硅层(10)在位于所述本征缓冲层上的间隙处，第三硅层在其面对所述硅基衬底的这一侧是非晶的并且在远离本征缓冲层的这一侧至少部分地包括微晶层部分。

技术领域

本发明涉及光伏器件领域。更特别地，本发明涉及一种采用背接触式的光伏器件，在该光伏器件中，收集材料被图案化，致使产生具有隧道结的器件。本发明还涉及一种用于生产这种光伏器件的方法。

本发明的一种特别有利的应用在于生产用于产生电能的光伏电池，但是更一般地，本发明还应用于在其中入射辐射被转换成电信号的任何结构，诸如光电探测器和电离辐射探测器。

背景技术

目前，交叉指型背接触式硅异质结(IBC-SHJ)太阳能电池保持着晶体硅太阳能电池的世界记录效率。参见：K.Masuko等，Achievement of more than 25％conversionefficiency with crystalline silicon heterojunction solar cell(采用晶体硅异质结太阳能电池实现超过25％的转换效率)，IEEE J.Photovoltaics，vol.4，nr.6，pp.1433-1435，2014。然而，IBC-SHJ器件的成功传播由于它们的高度复杂的生产过程而受到阻碍。事实上，IBC-SHJ器件的实现需要将背面的非晶硅(a-Si:H)层和TCO/金属叠层图案化成精度为～10μm的交叉指型的梳状物。现有技术中已知的大多数技术依赖于光刻和湿法刻蚀步骤的广泛使用，这导致了复杂又昂贵的工艺，例如：

-J.Nakamura等，Development of Heterojunction Back Contact Si SolarCells(异质结背接触式硅太阳能电池的研究)，IEEE J.Photovoltaics，vol.4，nr.6，pp.1433-1435，2014；

-N.Mingirulli等，Efficient interdigitated back-contacted siliconheterojunction solar cells(有效的交叉指型背接触式硅异质结太阳能电池)，Phys.status solidi-Rapid Res.Lett.，vol.5，nr.4，pp.159-161，Apr.2011；

-U.K.DAS等，The role of back contact patterning on stability andperformance of Si IBC heterojunction solar cells(背接触式图案化对硅IBC异质结太阳能电池的稳定性和性能的影响)，第四十届IEEE光伏专家会议的会议记录，2014，卷1；

-S.N.Granata等，Heterojunction Interdigitated Back-contact Solar cellsFabricated on Wafer Bonded to Glass(在键合到玻璃的晶片上制造的异质结交叉指型背接触式太阳能电池)，IEEE J.Photovoltaics，pp.1-7，2014。

在另一示例中，文献WO 03/083955描述了一种需要两个图案化步骤的器件，其需要介于电荷载子收集结构(又被定义为指)之间的绝缘层。电荷收集结构中的一个是n型掺杂或p型掺杂，而另一电荷载子收集结构是另一掺杂类型。WO 03/083955中所描述的器件由于大量使用光刻技术而不具有成本效益。