[发明专利]带有δ掺杂层的太阳能电池

说明书

技术领域

本申请涉及太阳能电池，并且特别地涉及带有δ掺杂层的太阳能电池，以及更特别地涉及在背面场区中带有δ掺杂层的太阳能电池。

背景技术

太阳能电池通过光伏效应将太阳能转变为有用的电能。与传统的硅太阳能电池相比，现代的多结太阳能电池以明显更高的效率工作，并且具有重量轻的额外优点。因此，太阳能电池提供了适用于多种地面和空间应用的可靠、轻便和可持续的电能来源。

太阳能电池通常包括具有某一能带隙（energy bandgap）的半导体材料。太阳光中具有比半导体材料能带隙更大的能量的光子被半导体材料吸收，由此释放半导体材料内的电子。自由电子扩散通过半导体材料并作为电流流过电路。

太阳能电池后表面的电子空穴再结合导致效率的损失。因此，太阳能电池通常配备有位于太阳能电池后表面附近的背面场层。背面场层起到阻碍少数载流子朝向后表面（也就是朝向隧道结或后电极）流动的作用。因此，背面场层通常阻止少数载流子在太阳能电池的后界面或表面处再结合或逃离太阳能电池的基极，从而钝化太阳能电池的基极后界面或表面并充当太阳能电池的少数载流子屏障。不利地，寻找用作背面场层的更高带隙材料变得愈加困难，特别是用于诸如AlGaInP太阳能电池这样的高带隙太阳能电池的背面场层。

因此，本领域技术人员继续进行太阳能电池领域的研发工作。

发明内容

在一个实施例中，公开的太阳能电池可以包括基极区、背面场层和位于基极区与背面场层之间的δ掺杂层。

在另一个实施例中，公开的太阳能电池可以包括具有前端和后端的基极区以及位于基极区的后端附近的δ掺杂层。

在又一个实施例中，公开一种用于形成太阳能电池的方法。该方法可以包括以下步骤：（1）提供基底；（2）在基底上生长背面场层；（3）δ掺杂背面场层以形成δ掺杂层；（4）在δ掺杂层上方生长附加层。

根据以下详细描述、附图和所附权利要求，所公开的带有δ掺杂层的太阳能电池及其形成方法的其它实施例将变得显而易见。

附图说明

图1是所公开的带有δ掺杂层的太阳能电池的一个实施例的横截面示意图；

图2是示出可以用于形成所公开的带有δ掺杂层的太阳能电池的步骤的流程图；

图3是所说明的电流-电压（“LIV”）关系的图形实例，其对比了所公开的太阳能电池（带有δ掺杂层）和背面场区中不带有δ掺杂层的太阳能电池；

图4是所公开的太阳能电池（带有δ掺杂层）和用于对比的背面场区中不带有δ掺杂层的太阳能电池的开路电压的图形实例；

图5A是具有单独作为背面场区的δ掺杂层的太阳能电池的带隙示意图；以及

图5B是具有作为部分背面场区的δ掺杂层的太阳能电池的带隙示意图。

具体实施方式

参见图1，所公开的带有δ掺杂层的太阳能电池（整体标记为10）的一个实施例可以包括位于上部结构14和下部结构16之间的电池/单元（cell）12。电池12可以包括窗口19、发射极区20、本征或耗尽区22、基极区24和背面场（BSF）区26。

上部结构14可以是位于电池12上方的任意结构。本领域技术人员可以理解，上部结构14的具体组成将取决于太阳能电池10的具体结构。

在一种结构中，太阳能电池10可以是多结太阳能电池，并且电池12可以是该多结太阳能电池的上部子电池（subcell）。可替代地，电池12可以是太阳能电池10的唯一电池。因此，上部结构14可以包括例如抗反射涂层、盖层（例如GaAs盖）和电接触层（例如金属栅）。

在另一种结构中，太阳能电池10可以是多结太阳能电池，并且上部结构14可以是该多结太阳能电池的另一个子电池。本领域技术人员可以理解，相邻的子电池可以由隧道结分离。

下部结构16可以是位于电池12之下的任意结构。本领域技术人员可以理解，下部结构16的具体组成将取决于太阳能电池10的具体结构。

在一种结构中，太阳能电池10可以是多结太阳能电池，并且电池12可以是该多结太阳能电池的下部子电池。可替代地，电池12可以是太阳能电池10的唯一电池。因此，下部结构16可以包括例如缓冲层和基底（例如锗基底）。

在另一种结构中，太阳能电池10可以是多结太阳能电池，并且下部结构16可以是该多结太阳能电池的另一个子电池。电池12可以通过隧道结与底层电池（underlying cell）分离。