用高能隙(EG)材料钝化太阳能电池的光接收表面的制作方法

文档序号:11161549阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种太阳能电池,包括:

具有光接收表面的基板;

设置在所述基板的所述光接收表面上的钝化介电层;和

设置在所述钝化介电层上方的III族氮化物材料层。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池,还包括:

直接设置在所述钝化介电层和所述III族氮化物材料层之间的界面层,所述界面层包含不同于所述钝化介电层且不同于所述III族氮化物材料层的材料。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池,其中所述界面层是富含硅的非晶硅层,并且具有大约在30埃至50埃范围内的厚度。

4.根据权利要求2所述的太阳能电池,其中所述界面层是不含氧的硅基层,所述层选自富含硅的非晶硅、固有或磷掺杂的非晶硅、和多晶硅,并且其中所述硅基层具有大约在10埃至200埃范围内的厚度。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述III族氮化物材料层设置在所述钝化介电层上。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述III族氮化物材料层选自氮化铝(AlN)层、氮化铝镓(AlxGa1-xN,其中0<x<1)层和氮化镓(GaN)层。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池,还包括:

设置在所述III族氮化物材料层上的抗反射涂覆(ARC)层,所述ARC层包含不同于所述III族氮化物材料层的材料。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池,其中所述ARC层是选自氧化铝(AlOx,x等于或小于1.5)层和氮氧化硅(SiOyNz,y>0,z>0)层的层,并且其中所述ARC层和所述III族氮化物材料层共同形成所述太阳能电池的双层抗反射涂层。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池,其中所述III族氮化物材料层具有大约在50埃至900埃范围内的厚度并具有大约2.0-2.4的折射率,并且其中所述ARC层具有大约在300埃至1500埃范围内的厚度并具有大约1.8的折射率。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池,其中所述III族氮化物材料层和所述ARC层共同为所述太阳能电池提供电流增强和稳定性。

11.根据权利要求7所述的太阳能电池,其中所述ARC层是氢化氮化硅(SiN:H)层。

12.根据权利要求11所述的太阳能电池,其中所述III族氮化物材料层具有大约在30埃至100埃范围内的厚度并具有大约2.0-2.4的折射率,并且其中所述SiN:H层具有大约700埃的厚度并具有大于约1.9的折射率。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池,其中所述III族氮化物材料层和所述ARC层共同为所述太阳能电池提供稳定性,而所述高带Eg材料提供钝化而对发光光谱无吸收。

14.根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述基板是晶体硅基板,且所述钝化介电层是二氧化硅(SiO2)层并具有大约在10埃至300埃范围内的厚度。

15.根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述光接收表面具有纹理化形貌,并且其中所述钝化介电层和所述III族氮化物材料层都与所述光接收表面的所述纹理化形貌适形。

16.根据权利要求1所述的太阳能电池,其中所述基板还包括与所述光接收表面相对的背表面,所述太阳能电池还包括:

在所述基板的所述背表面上或上方的多个交替的N型和P型半导体区;和

与所述多个交替的N型和P型半导体区电连接的导电触头结构。

17.一种太阳能电池,包括:

具有光接收表面的基板;

设置在所述基板的所述光接收表面上的钝化介电层;

设置在所述钝化介电层上方的大的直接带隙材料层,所述大的直接带隙材料层具有至少约3.3的能隙(Eg);和

设置在所述大的直接带隙材料层上的抗反射涂覆(ARC)层,所述ARC层包含不同于所述大的直接带隙材料层的材料。

18.根据权利要求17所述的太阳能电池,还包括:

直接设置在所述钝化介电层和所述大的直接带隙材料层之间的界面层,所述界面层包含不同于所述钝化介电层且不同于所述大的直接带隙材料层的材料。

19.一种制造太阳能电池的方法,所述方法包括:

在基板的光接收表面上形成钝化介电层;

在所述钝化介电层上方形成III族氮化物材料层;以及

在所述III族氮化物材料层上形成抗反射涂覆(ARC)层。

20.根据权利要求19所述的方法,还包括:

在所述钝化介电层上形成界面层,其中形成所述III族氮化物材料层包括在所述界面层上形成所述III族氮化物材料层。

21.根据权利要求19所述的方法,其中形成所述III族氮化物材料层包括通过选自金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)和物理气相沉积(PVD)的技术形成选自氮化铝(AlN)多晶层、氮化铝镓(AlxGa1-xN,其中0<x<1)多晶层和氮化镓(GaN)多晶层的多晶层,或者包括通过选自等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、分子束外延(MBE)和物理气相沉积(PVD)的技术形成选自氮化铝(AlN)非晶层、氮化铝镓(AlxGa1-xN,其中0<x<1)非晶层和氮化镓(GaN)非晶层的非晶层。

22.根据权利要求19所述的方法,其中形成所述III族氮化物材料层包括通过选自金属有机化学气相沉积(MOCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、分子束外延(MBE)和物理气相沉积(PVD)的技术形成选自氮化铝(AlN)多晶层、氮化铝镓(AlxGa1-xN,其中0<x<1)多晶层和氮化镓(GaN)多晶层的多晶层,或者包括通过选自等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、分子束外延(MBE)和物理气相沉积(PVD)的技术形成选自氮化铝(AlN)非晶层、氮化铝镓(AlxGa1-xN,其中0<x<1)非晶层和氮化镓(GaN)非晶层的非晶层。

23.一种根据权利要求19所述的方法制造的太阳能电池。

24.一种太阳能电池,包括:

具有光接收表面的晶体硅基板;

设置在所述晶体硅基板的所述光接收表面上方的III族氮化物材料层;和

设置在所述III族氮化物材料层上的抗反射涂覆(ARC)层,所述ARC层包含不同于所述III族氮化物材料层的材料。

25.根据权利要求24所述的太阳能电池,其中所述III族氮化物材料层设置在所述晶体硅基板的所述光接收表面上。

26.根据权利要求24所述的太阳能电池,还包括:

直接设置在所述III族氮化物材料层和所述晶体硅基板的所述光接收表面之间的界面层,所述界面层包含不同于所述III族氮化物材料层的材料。

27.根据权利要求26所述的太阳能电池,其中所述界面层是富含硅的非晶硅层,并且具有大约在30埃至50埃范围内的厚度。

28.根据权利要求26所述的太阳能电池,其中所述界面层是不含氧的硅基层,所述层选自富含硅的非晶硅、固有或磷掺杂的非晶硅、和多晶硅,并且其中所述硅基层具有大约在10埃至200埃范围内的厚度。

29.根据权利要求24所述的太阳能电池,其中所述III族氮化物材料层选自氮化铝(AlN)层、氮化铝镓(AlxGa1-xN,其中0<x<1)层和氮化镓(GaN)层。

30.根据权利要求24所述的太阳能电池,其中所述ARC层包括氮化硅层。

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