[发明专利]单结光伏电池

说明书

本申请主张2009年6月9日申请的美国临时申请号61/185,247的权益。此申请也涉及代理人案号YOR920100056US1、YOR920100058US1、YOR920100060US1及FIS920100005US1，每件都让与国际商业机器公司(International Business Machines Corporation，IBM)并都于同天申请为同时申请案，全文以引用方式并入本文中。 

技术领域

本发明涉及使用应力诱发基板剥落的半导体基板制造。 

背景技术

成本限制倾向于排除用于所有但是又最需要的光伏(Photovoltaic，PV)应用的化合物半导体基板的使用(诸如卫星与基于空间的PV系统)，这是由于化合物半导体基板通常相对昂贵。因此期望减少在工艺期间的化合物基板的浪费。示例性化合物半导体基板是砷化镓(GaAs)，其在高效率多结电池中可用作基础基板。GaAs的高光学吸收确保了少于大约10微米厚度的GaAs即足以从太阳光谱获取光子；剩余的基板材料用作载体，且对于PV电池的作用而言不是必要的。 

发明内容

在一个方面中，用于形成单结光伏电池的方法包括形成掺杂物层于半导体基板的表面上；扩散掺杂物层进入半导体基板以形成半导体基板的掺杂层；形成金属层于掺杂层上方，其中在金属层中的拉伸应力配置成在半导体基板中造成开裂(fracture)；从半导体基板开裂处去 除半导体层；以及使用半导体层形成单结光伏电池。 

在一个方面中，单结光伏电池包括掺杂层，其包含扩散进入半导体基板的掺杂物；图案化导电层，其形成于掺杂层上；半导体层，其包含位于在相对于图案化导电层的掺杂层的表面上的掺杂层上的半导体基板；以及欧姆接触层，其形成于半导体层上。 

附加特征经由本示例性实施例的所述技术实现。其它实施例于文中详细说明，并视为所主张的的一部分。为了优选了解示例性实施例的所述特征，请参照说明与所述图式。 

附图说明

现在参照各附图，其中在图中相似组件的编号也相似。 

图1示出了用于形成单结PV电池的方法的实施例。 

图2示出了具有掺杂物层的半导体基板的实施例。 

图3示出了具有掺杂层的半导体基板的实施例。 

图4示出了具有受应力的金属层的半导体基板的实施例。 

图5示出了在剥落后的半导体基板的实施例。 

图6示出了单结PV电池的实施例。 

具体实施方式

提供用于形成单结PV电池的系统与方法的实施例，其示例性实施例在以下详细讨论。需要用于形成基板的废料相对少的相对薄的化合物半导体基板层(诸如GaAs)的方法。剥落(spalling)为方法提供了以成本高效方式从半导体基板的较大晶片或锭(ingot)形成相对薄的半导体基板层，减少基板材料的浪费。在某些实施例中，相对薄层可能少于大约50μm(微米)厚，且可用于形成单结PV电池。 

基板剥落通过施加一个或多个受拉伸应力的金属层至基板而于基板中诱发开裂。当剥落用在具有<111>或<100>表面晶向的GaAs基板上时，开裂轨迹可能不稳定，导致困难与不一致的层去除。然而，使用<110>表面晶向化合物半导体基板相较于<111>与<100>表面晶向 而言，具有相对一致的基板剥落特性。 

图1示出了用于形成单结PV电池的方法100的实施例。半导体基板可包含n型或p型半导体基板。化合物半导体基板可包含化合物半导体基板，在某些实施例中诸如GaAs，且在某些实施例中可具有<110>表面晶向。参照图2至图6讨论图1。在块101中，掺杂物层202形成于半导体基板201上，如图2中所示。掺杂物层202可通过任何适当方法形成，其包括但不限于电镀、CVD(chemical vapor deposition，化学气相沉积)、PVD(physical vapor deposition，物理气相沉积)或网版印刷。掺杂物层202可包含锌(zinc，Zn)，或者含锌层(在某些实施例中)。