前浮置表面场层的多数电荷载流子的收集。在一优选实施例中，前浮置表面场层延伸覆盖了背表面发射极区上方的所有位置。但是如果前浮置表面场层延伸覆盖了背表面场区的一部分或者延伸至背表面场区的边缘之上的位置，则已经可以实现改进。
[0017]在一实施例中，前浮置发射极层具有下述两个部分，一部分具有相对高的第一电导率，另一部分具有相对低的第二电导率。第二电导率可以被优化以使表面复合减到最少，而第一电导率可以用于实现在背表面场区之上大于阈值的平均表面电导率。这可以用于优化效率。具有第一电导率的部分优选地从背表面场区的中心之上的位置延伸至背表面场区的边缘之上的位置。对于具有第一电导率的部分，可以使用A或者任何布局图案，例如一组平行的线。具有较高电导率的部分和具有较低电导率的部分的联合使用甚至可以使得能够使用比电导率恒定的前浮置发射极层更低的平均电导率。
[0018]在一实施例中，前浮置发射极层仅被设置在背表面场区之上，或者前浮置发射极层可以在背表面场区之上具有第一电导率，而在背表面发射极区之上具有比第一电导率低的第二电导率值。第二电导率可以被优化以使表面复合减到最少，而第一电导率可以用于实现在背表面场区之上大于阈值的平均表面电导率。这可以用于优化效率。
[0019]根据前述权利要求中任一项所述的光生伏打电池，其中，所述前浮置发射极层包括第一区和第二区，所述第一区具有取决于所述背表面场区中的所述一个背表面场区的宽度而选择的相对较高的第一电导率值，所述第二区具有相对较低的第二电导率值，所述第一区至少基本上从所述背表面场区之一的位置延伸至所述背表面场区之一的边缘或者超过所述边缘。为了选择前浮置发射极层的平均电导率，可以选择较高的第一电导率值，或者可以选择第一电导率和第二电导率的平均值。
【附图说明】
[0020]参照附图，通过示例性实施例的描述，这些和其他优点和目的将变得明显。
[0021]图1a示出了作为FFE电导率的函数的电池效率的曲线图；
[0022]图1b示出了作为基极宽度的函数的电池效率的曲线图；
[0023]图2示出了光生伏打电池的截面示意图(未按比例);
[0024]图3示出了光生伏打电池的背表面的一部分；
[0025]图4、4a示出了作为FFE电导率的函数的电池效率的曲线图；
[0026]图4b_4d示出了具有恒定效率值的等值线的等值线图；
[0027]图5、5a示出了光生伏打电池的截面示意图；
[0028]图6、6a、7不出了光生伏打电池的前表面的一部分。
【具体实施方式】
[0029]遮挡损失出现在下述光生伏打电池中，该光生伏打电池在背表面上具有基极区(或者更具体地背表面场区)和发射极区，并且在前表面处具有前表面场或者不特殊的半导体层，并且在基极区和发射极区上具有触点。当电流从光生伏打电池引出时，经过发射极区的电流是主要在衬底中的少数电荷载流子的光致激发的结果。在发射极区上方被激发的少数电荷载流子垂直向发射极区下方流动，而在基极区上方被激发的少数电荷载流子需要横向地流向发射极区。随着这种光生伏打电池宽度的增加而下降的电池效率与下述效应对应:对于基极区上方位置处激发的少数电荷载流子，随着位置到基极区的最近边缘的距离，在该位置处被激发的少数电荷载流子中在复合中损失的比例增加。在远离最近边缘的位置处，该比例接近I。除了表面复合效应之外，对于具有前表面场区和前发射极区的电池和没有特殊前表面的电池而言，横向流动的少数电荷载流子的这种本体复合效应基本上是相同的。
[0030]因此，在具有交指式背表面场区和发射极区的这种光生伏打电池中，针对基极区的宽度的常用设计准则是:背表面场区(基极区)的宽度恰好使得在短路电流或者最优功率点的输出电流被引出时没有显著的遮挡损失发生。换言之，考虑背表面场区之上离最近的发射极区最远的位置(例如，邻近背表面场区的发射极区之间中线的中心位置)，设计准则确保在那个位置处激发的那些少数电荷载流子中由于少数电荷载流子的复合而损失的比例例如小于预定值，例如90%，并且优选地小于在背表面场区的中心之上生成的少数电荷载流子的一半。
[0031]在实践中，这归结为太阳能能源生产电池中基极区(背表面场区)的最大可预期宽度小于0.6毫米。本发明使用更宽的宽度，并且更优选地宽于0.75毫米、0.8毫米，甚至宽于I毫米。如果在衬底上的前表面处使用前表面场区或者非特殊的半导体区，则可以使用下述宽度，在该宽度下由于横向流经背表面场区之上的半导体衬底的少数电荷载流子的复合而损失的少数电荷载流子将例如多于90%，或者多于在背表面场区的中心之上生成的少数电荷载流子的一半。
[0032]图2示出了光生伏打电池的截面示意图(未按比例)，该光生伏打电池包括半导体衬底20，该半导体衬底20具有平坦的前表面22a和平坦的背表面22b。半导体衬底20的本体(也称作基底)具有第一导电类型，优选为η型。例如可以使用硅衬底。在半导体衬底20中邻近前表面22a，设置有前浮置发射极层24，即与第一导电类型相反的第二导电类型的层(例如当衬底为η型时，前浮置发射极层24为P型发射极)。在半导体衬底20中邻近背表面22b，设置有交替的背表面场区26和发射极区28。可选地，在背表面场区26与发射极区28的场边缘之间可以存在距离(间隙)，例如通过在这些区之间切割沟槽来形成该距离(间隙)，或者通过对形成背表面场区26和发射极区28的一部分表面不掺杂来形成该距离(间隙)。背表面场区加两侧上的可选间隙一起将被称作基极。因此，基极宽度包括背表面场的宽度和间隙的宽度。导体迹线27设置在背表面场区26和发射极区28上，形成用于这些区的电极。基极区26相比于衬底具有增强的第一导电类型的掺杂。发射极区28具有第二导电类型的掺杂。在实践中，电池将包含其它结构(未示出)，例如隔离层、电极等。例如抗反射涂层(或者层组)可以设置在衬底20的前表面上。这种层可以包括复合中心(化学钝化)减少的与衬底20接触的部分，并且该层可以具有使衬底的表面处的载流子密度降低的空间电荷。如果在衬底20中上表面处存在的是P型层，则可以在涂层中使用A1203，而在η型的情况下可以使用SiNx。如图所示，前表面可以是平坦的。可替选地，前表面可以是纹理化的，例如具有山谷和金字塔状的突起。
[0033]如本文中所使用的，“浮置”用于电浮置，也就是说，除了通过衬底20的本体之外前浮置发射极层到背表面场区26和发射极区28没有实质的电连接。如将要描述的那样，前表面场层可以设置在前浮置发射极层24与前表面22a之间。在这种情况下以及在前浮置发射极层24触到前表面22a的情况下，前浮置发射极层24都将被说成是位于前表面22a处。
[0034]可以通过下述方式来实现背表面场区26和发射极区28:在半导体衬底20的背表面中提供扩散掺杂和/或植入掺杂，或者在该背表面上添加掺杂材料，以使得发射极区在与半导体衬底20接触时形成异质结。半导体衬底20中或者半导体衬底20上的这种区域将被称作半导体衬底20的表面处的区域。
[0035]隔离层(未示出)一方面可以设置在导体迹线27之间，另一方面可以设置在背表面场区26和发射极区28之间，在导体迹线27的一部分处具有穿过隔离层到背表面场区26和发射极区28的电连接。导体迹线27与背表面场区26和发射极区28之间的接触会导致复合增加。但是，通过仅在导体迹线27总区域的一部分处使用穿过隔离层的电连接，可以独立于导体迹线27的宽度而优化效率。
[0036]迹线宽有下述优势:通过使用诸如溅射或者电镀之类的增量式沉积工艺对导体迹线27进行沉积来使获得期望的导体迹线传导率所需要的时间减少。相比之下，背表面场区26比发射极区28窄的多的布局意味着需要更多的沉积时间和材料。优选地，导体迹线27的宽度为背表面场区26和发射极区28的宽度的至少80%。优选地，导体迹线27的宽度在背表面场区26和发射极区28上是相同的。
[0037]在如图所示的电池中，背表面场