[发明专利]光生伏打模块和制造具有多个半导体层堆叠的光生伏打模块的方法

权利要求书

1.一种单片集成光生伏打模块，包括：

电绝缘衬底；

衬底之上的微晶硅层的下堆叠；

下堆叠之上的非晶硅层的中堆叠；

中堆叠之上的非晶硅层的上堆叠；以及

位于上堆叠之上的透光覆盖层，其中，下、中、上堆叠的每一个的能带隙彼此不同从而下、中、上堆叠的每一个吸收不同频谱的入射光。

2.根据权利要求1的光生伏打电池，下、中、上堆叠的每一个包括硅子层的N-I-P结。

3.根据权利要求1的光生伏打电池，其中，上堆叠的能带隙大于中堆叠的能带隙并且中堆叠的能带隙大于下堆叠的能带隙。

4.根据权利要求1的光生伏打电池，还包括位于下堆叠和中堆叠之间的反射体层，所述反射体层将光的一部分反射返回进入中堆叠并且允许光的另一部分穿过反射体层并且进入下堆叠。

5.根据权利要求1的光生伏打电池，还包括位于下堆叠与衬底之间的下电极以及位于上堆叠与覆盖层之间的上电极，其中，上、中、下堆叠中的一个或更多个包括从下电极到上电极垂直延伸穿过上、中、下堆叠中的一个或更多个的内置旁路二极管。

6.根据权利要求5的光生伏打电池，其中，所述旁路二极管包括上、中、下堆叠中的一个或更多个的一部分，该一部分的结晶比例大于上、中、下堆叠中的一个或更多个的其余部分的结晶比例，当所述电池受到反向偏置时所述旁路二极管在上电极与下电极之间传导电流。

7.根据权利要求5的光生伏打电池，其中，所述旁路二极管包括上、中、下堆叠中的一个或更多个的一部分，该一部分的结晶比例大于上、中、下堆叠中的一个或更多个的其余部分的结晶比例，当所述电池受到遮光并且相邻电池暴露于光时所述旁路二极管在上电极与下电极之间传导电流。

8.根据权利要求1的光生伏打电池，其中，上堆叠的能带隙至少近似1.85eV，中堆叠的能带隙至少近似1.65eV并且小于上堆叠的能带隙，下堆叠的能带隙至少近似1.1eV并且小于中堆叠的能带隙。

9.根据权利要求1的光生伏打电池，还包括上堆叠之上的上电极和下堆叠之下的下电极，其中，上电极的厚度基于穿过上电极的光的波长。

10.根据权利要求1的光生伏打电池，其中，中堆叠由无锗(Ge)的掺杂硅或硅形成。

11.一种制造光生伏打模块的方法，所述方法包括：

提供电绝缘衬底和下电极；

在下电极之上沉积微晶硅层的下堆叠；

在下堆叠之上沉积非晶硅层的中堆叠；

在中堆叠之上沉积非晶硅层的上堆叠；以及

提供在上堆叠之上的上电极，其中，下、中、上堆叠的每一个的能带隙彼此不同从而下、中、上堆叠的每一个吸收不同光谱的入射光。

12.根据权利要求11的方法，其中，下和中堆叠分别包括n掺杂层、本征层和p掺杂层，下和中堆叠的n掺杂层和本征层在至少250摄氏度的温度下进行沉积，下和中堆叠的p掺杂层在250摄氏度或更低温度下进行沉积。

13.根据权利要求12的方法，其中，上堆叠在220摄氏度或更低温度下进行沉积。

14.根据权利要求11的方法，还包括在沉积非晶硅层的中堆叠之前，在微晶硅层的下堆叠之上沉积反射体层，所述反射体层将光的一部分反射返回进入中堆叠并且允许光的另一部分穿过反射体层并且进入下堆叠。

15.根据权利要求11的方法，还包括去除上电极的多个部分以限定光生伏打电池以及使相邻光生伏打电池中的上电极的多个部分电气分离，其中，去除操作在光生伏打电池中形成从下电极到上电极延伸穿过下、中、上堆叠的旁路二极管。

16.根据权利要求15的方法，其中，所述去除操作使下、中、上堆叠的一部分的结晶比例增加到大于下、中、上堆叠的其余部分，具有增加的结晶比例的部分形成旁路二极管。

17.根据权利要求15的方法，还包括当具有旁路二极管的光生伏打电池受到反向偏置时，通过旁路二极管在上电极和下电极之间传导电流。

18.根据权利要求15的方法，还包括当具有旁路二极管的光生伏打电池被遮而没有入射光并且相邻电池暴露于光时，通过旁路二极管在上电极和下电极之间传导电流。