[发明专利]太阳能电池结构、光生伏打模块及对应的工艺

说明书

本申请是申请号为200880005281.2、申请日为2008年2月15日，发明名称为“太阳能电池结构、光生伏打模块及对应的工艺”的发明专利的分案申请。

对相关申请案的交叉参考

本申请案主张2007年2月16日申请的授予海斯默尔(Hieslmair)的第60/902,006号美国临时专利申请案的权益，所述申请案以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及光生伏打电池、光生伏打模块及形成这些装置的工艺。在一些实施例中，本发明涉及后点接触的光生伏打电池及对应模块，其可包含硅/锗半导电材料的薄膜。另外，本发明涉及形成后点连接的有效处理步骤。在其它实施例中，本发明涉及光生伏打装置的形成，其中处理参数是基于半导体性质测量来动态选择。

背景技术

多种技术可用于形成光生伏打电池，例如太阳能电池。大多数商业光生伏打电池是基于硅的。随着非可再生能源的价格持续上涨，人们日益关注替代能源。替代能源的日益商业化依赖于每能量单位较低的成本所获得的渐增的成本有效性，这可通过能源的改进效率及/或通过材料及处理的成本降低来实现。

光生伏打电池通过吸收光以形成电子-电洞对来操作。半导体材料可便利地用以吸收光，并产生电荷分离。电子及电洞以电压差分收获以直接或在用适当能量储存装置储存之后在外部电路中执行有用功。

发明内容

在第一方面中，本发明涉及一种太阳能电池，其包含透明前片、具有前表面及相对后表面的半导体层、从半导体层的后表面延伸的多个p掺杂岛及n掺杂岛及至少两个电互连件。半导体层固定在一位置中，其前表面朝透明前片定向。通常，一电互连件提供多个p掺杂岛之间的电连接，且另一电互连件提供多个n掺杂岛之间的电连接。

在另一方面中，本发明涉及一种用于形成掺杂半导体结构的方法，所述方法包含将多个沉积物印刷到半导体片的表面上，其中一些沉积物包含p掺杂剂且其它沉积物包含n掺杂剂。通常，将介电覆盖物沿所述表面附着于半导体片，其中选定开口通过介电覆盖物而暴露下伏半导体表面。印刷可通过所述开口执行。

在另一方面中，本发明涉及一种用于形成掺杂半导体结构的方法，所述方法包含将包含掺杂剂的第一层照射到半导体片的表面上，其中使介电覆盖物沿所述表面附着于半导体片，其中选定开口通过所述介电覆盖物而暴露下伏半导体表面。照射可在对应于选定窗口的位置处执行以在所照射位置处形成掺杂触点。

在额外方面中，本发明涉及一种用于沿掺杂半导体结构选择性沉积掺杂剂的方法。所述方法包含将包含p掺杂氧化硅粒子的第一墨水及包含n掺杂氧化硅粒子的第二墨水喷墨印刷到硅衬底上。一般来说，每一墨水的氧化硅粒子具有不超过约100nm的平均初级粒子大小，且每一墨水具有约1.0到约50重量百分比氧化硅粒子的浓度。

此外，本发明涉及一种光生伏打模块，其包含透明前片及太阳能电池，所述太阳能电池包含：沿透明前片固定的半导体层，前表面面向透明前片；粘接于半导体层的后表面的后介电层；位于穿过后介电层的开口内的掺杂域；电连接多个p掺杂域的第一电互连件及电连接多个n掺杂域的第二电互连件，其中所述电互连件延伸到所述开口中。

在另一方面中，本发明涉及一种包含透明衬底及多个附着于透明衬底的串联连接的太阳能电池的光生伏打模块。在一些实施例中，至少两个电池的面积彼此不同，且所述电池的面积差异使得个别电池的电流输出相对于具有相等面积且具有与所述模块的特定电池相同的相应光转换效率的电池来说更良好匹配。

此外，本发明涉及一种太阳能电池，其包含具有经配置以接收光的前表面及与前表面相对的后表面的半导体片、沿后表面定位的p掺杂剂区及n掺杂剂区，及分别提供p掺杂剂区之间及n掺杂剂区之间的电接触的两个电互连件。在一些实施例中，p掺杂剂区及n掺杂剂区并不沿后表面对称地定位。

在其它方面中，本发明涉及一种用于将半导体片再分以用作光生伏打模块内的个别光生伏打电池的方法。所述方法可包含基于沿半导体片的测量，将半导体片切割成不相等面积的子段。测量可与在所测量位置处一定面积的半导体材料所产生的预期电流相关。

另外，本发明涉及一种用于制造太阳能电池的方法，其包含基于对半导体层的性能测量以不对称图案沉积与半导体层相关联的掺杂剂。

附图说明

图1是移除了一部分衬里层以暴露模块内的一些太阳能电池的光生伏打模块的示意性侧面透视图。