[發明專利]具有用于背側接點的通孔的倒置變形太陽能電池

有效

• 申請號: 200710302234.1
• 申請日: 2007-12-20
• 公開（公告）號: CN101237007A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 保羅·R·夏普斯
• 申請（專利權）人: 昂科公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/042
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孟銳

技術領域

本發明涉及太陽能電池半導體裝置領域，且明確地說，涉及包括多結太陽能電池和允許將陽極端子和陰極端子兩者放置在電池背側上的傳導通孔的集成半導體結構。

背景技術

光電電池(也稱為太陽能電池)是已經在過去幾年中變得可用的最重要的新能源之一。已經向太陽能電池開發投入了相當大的努力。因而，太陽能電池當前正用于許多商用和以消費者為導向的應用中。盡管已經在此領域中作出了顯著進步，但對太陽能電池滿足較復雜應用需要的要求尚未能跟上需求。例如用于數據通信中的人造衛星等應用已經極大地增加了對電力與能量轉換特征得到改進的太陽能電池的需求。

在人造衛星和其它太空相關的應用中，人造衛星電力系統的大小、質量和成本取決于所使用的太陽能電池的電力與能量轉換效率。換句話說，有效載荷的大小和機載服務的可用性與所提供的電力的量成比例。因此，隨著有效載荷變得較為復雜，太陽能電池(其充當機載電力系統的電力轉換裝置)的設計效率變得越來越重要。

太陽能電池經常被制作成垂直多結結構，且設置成水平陣列，其中各個太陽能電池串聯連接在一起。陣列的形狀和結構以及其所含有的電池數目部分由所需的輸出電壓和電流決定。

例如在M.W.Wanless等人的論文“Lattice?Mismatched?Approaches?for?HighPerformance，III-V?Photovoltaic?Energy?Converters”(Conference?Proceedings?of?the?31^stIEEE?Photovoltaic?Specialists?Conference，2005年1月3日到7日，IEEE?Press，2005)第6,951,819號美國專利和本受讓人在2006年6月2日申請的共同待決的第11/445,793號美國專利申請案中描述的倒置變形太陽能電池結構展現將來商用太陽能電池產品的重要發展。

由于太陽能電池被制作成垂直多結結構，因而通常將一個電接點放置在電池的頂部表面上且將另一接點放置在電池底部上，以避免可能會影響可靠性和成本的內部互連。還已知將兩個接點放置在電池一側上的多種設計，包括如本受讓人的第11/109,016號美國專利申請案中所說明的設計。

在本發明之前，尚未存在陽極接點和陰極接點兩者位于電池同一側上的倒置變形太陽能電池。

發明內容

簡要且概括地說，本發明提供一種制造太陽能電池的方法，其通過以下操作進行：提供第一襯底；在所述襯底上沉積半導體材料層序列，所述序列形成多結太陽能電池的至少一個電池；從所述層序列的頂部表面向所述第一襯底蝕刻通孔；在所述層序列上方提供第二襯底；以及移除所述第一襯底。

在另一方面，本發明提供一種制造具有前側和背側的太陽能電池的方法，其通過以下操作進行：提供第一襯底；在所述襯底上沉積半導體材料層序列，所述序列形成多結太陽能電池的至少一個電池；在所述層序列上方提供第二襯底；以及移除所述第一襯底。接著在太陽能電池的背側上形成第一電極，且在多結太陽能電池的頂部電池與太陽能電池背側上的第二電極之間形成電連接。

在另一方面，本發明提供一種太陽能電池，所述太陽能電池包括：半導體主體，其具有形成多結太陽能電池的層序列；第一太陽能子電池，具有第一帶隙；第二太陽能子電池，其設置在所述第一子電池上方且具有小于所述第一帶隙的第二帶隙；分級夾層，其設置在所述第二子電池上方且具有大于第二帶隙的第三帶隙；以及第三子電池，其設置在所述夾層上方，使得第三太陽能子電池相對于第二子電池晶格失配且具有小于第三帶隙的第四帶隙，其中陽極接點和陰極接點位于太陽能電池的背側上。

在本發明的另一方面，提供一種具有前側表面和背側表面的多結太陽能電池，所述多結太陽能電池包括：第一太陽能子電池，其鄰近于前側表面且具有第一帶隙；第二太陽能子電池，其設置在所述第一子電池上方且具有小于所述第一帶隙的第二帶隙；分級夾層，其設置在所述第二子電池上方且具有大于第二帶隙的第三帶隙；以及第三太陽能子電池，其鄰近于所述背側表面且設置在夾層上方，所述第三子電池相對于所述第二子電池晶格失配且具有小于第三帶隙的第四帶隙。在所述第一、第二和第三太陽能電池中形成通孔，其中電導體延伸穿過所述通孔。在背側表面上提供絕緣接觸墊，且將其電連接到所述導體以在背側表面上形成太陽能電池的第一端子。在背側表面上通過金屬層與背側上的接觸層形成接觸而形成第二端子。

附圖說明

通過結合附圖參看以下詳細描述將更好且更全面地理解本發明的這些和其它特征及優點，附圖中：