[发明专利]异质结III-V光伏电池制造

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月9日提交的美国临时申请No.61/185,247的权益。本申请还涉及代理案卷号YOR920100058US1、YOR920100060US1、FIS920100005US1以及FIS920100006US1，其中的每一个都被转让给国际商务机器公司(IBM)并且与本申请是同一天提交的，其中上述申请全都在这里引入作为参考。

技术领域

本公开一般涉及异质结光伏电池制造领域。

背景技术

基于硅(Si)的异质结本征薄层(HIT)光伏(PV)电池有可能包括加在两个非晶硅层(a-Si)之间的庞大的单晶硅(sc-Si)基础层。与只包含sc-Si的电池相比，通过在HIT电池中使用a-Si层，可以为HIT电池给予更宽的能带隙。此外，a-Si层还在a-Si与sc-Si基础层之间的接口上创建了使少数载流子不断远离该接口的能障，由此减小电池中的复合率。此外，还可以以相对低的温度处理a-Si。HIT电池结构可以具有范围在数十微米(μm)内的sc-Si衬底厚度。这个衬底厚度小于PV电池中的少数载流子的扩散长度，同时这个衬底厚度足以允许最大限度地吸收太阳光谱。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于形成异质结III-V光伏(PV)电池的方法，所述方法包括：执行基础层从III-V衬底的晶片的层转移，所述基础层的厚度小于约20微米；在所述基础层上形成本征层；在所述本征层上形成非晶硅层；以及在所述非晶硅层上形成透明导电氧化物层。

在一个方面，提供了一种异质结III-V光伏(PV)电池，包括：包括III-V衬底的基础层，所述基础层的厚度小于约20微米；位于所述基础层上的本征层；位于所述本征层上的非晶硅层；以及位于所述非晶硅层上的透明导电氧化物层。

附加特征是通过本例示实施例的技术实现的。在这里还详细描述了其他实施例，并且将这些实施例视为要求保护的内容的一部分。为了更好地理解例示实施例的特征，在这里将会参考说明书和附图。

附图说明

现在将参考附图，其中相同的部件在若干个图中具有相同的附图标记：

图1示出的是借助剥离(spalling)形成单异质结III-V PV电池的方法的实施例。

图2示出的是具有背场(back surface field)、金属层和柔性衬底层的衬底的实施例。

图3示出的是使用柔性衬底层的剥离的实施例。

图4示出的是单异质结II-V PV电池的实施例。

图5示出的是借助剥离形成双异质结III-V电池的方法的实施例。

图6示出的是具有本征层、背场、非晶硅层、金属层以及柔性衬底层的衬底的实施例。

图7示出的是使用柔性衬底层的剥离的实施例。

图8示出的是双异质结III-V PV电池的实施例。

具体实施方式

在这里提供了用于制造异质结(HJ)III-V PV电池的系统和方法的实施例，并且在下文中详细论述了例示实施例。HJ太阳能电池可以使用基础层来形成，所述基础层包含基于III-V的衬底，诸如锗(Ge)或砷化镓(GaAs)，以此来取代sc-Si。在基于III-V的衬底中，与衬底厚度相比，少数载流子的扩散长度相对小。与sc-Si不同，由于其直接能带隙，基于III-V的衬底的相对薄的层(厚度为几微米)能够有效吸收大部分太阳光谱。在一些实施例中，HJ III-V PV电池结构包括基础层，该基础层包括厚度小于约20微米的III-V衬底。通过在基础层的一侧淀积a-Si，可以形成单HJ电池，并且通过将a-Si淀积在基础层的两侧，可以形成双HJ电池。HJ III-V PV电池相对较轻和/或柔软，由此允许在不同的应用中使用HJ III-V PV电池。