[发明专利]具有图案化发射极的多结太阳能电池和制作该太阳能电池的方法

说明书

本申请公开一种具有图案化发射极的多结太阳能电池和制作该太阳能电池的方法。一种多结太阳能电池，其包括基底基板，该基底基板包括IV族半导体和第一载流子类型的掺杂剂。图案化发射极在该基底基板的第一表面处形成。图案化发射极包括在IV族半导体中掺杂有第二载流子类型的掺杂剂的多个阱区域。包括图案化发射极的基底基板形成第一太阳能子电池。多结太阳能电池进一步包括上部结构，该上部结构包括在第一太阳能子电池上方的一个或更多个附加太阳能子电池。本发明还描述了制作多结太阳能电池的方法。

技术领域

本公开涉及一种采用图案化发射极的多结太阳能电池和制作该太阳能电池的方法。

背景技术

提高的太阳能电池效率是太阳能电池制造商的持续目标。在单个太阳能电池中提供多个太阳能电池结是用于增加效率的已知方法。此类多结太阳能电池可以包括在锗基板中形成的下部子电池(subcell)。一个或更多个附加结在下部子电池上方形成。图1示出具有带扩散的发射极区域18的p型锗基板12的一个此类常规多结太阳能电池10的示例。GaInAs中间子电池14和GaInP顶部子电池16作为单片半导体堆叠的一部分在基板12上形成。中间子电池14和顶部子电池16包括除由发射极区域18提供的第一结以外的第二结和第三结(未示出)。n型成核层20、n型GaInAs缓冲层22、隧道结24、隧道结26和盖层28也定位在上部结构中，该上部结构在基板12上形成。在最下部子电池中的n型发射极18在成核层和/或缓冲层的III/V生长期间通过扩散到基板12中形成，以在整个基板表面上形成一致厚度的未图案化n型层。当用于形成发射极的毯覆式(blanket)扩散过程提供制造下部子电池的简便方法时，该发射极配置提供了损耗光生载流子的非理想路径，这降低了太阳能电池的效率。

本领域中需要一种具有提高的效率的多结太阳能电池。

发明内容

本公开涉及一种多结太阳能电池。该多结太阳能电池包括基底基板，所述基底基板包括IV族半导体和第一载流子类型的掺杂剂。图案化发射极在基底基板的第一表面处形成。该图案化发射极包括在IV族半导体中掺杂有第二载流子类型的掺杂剂的多个阱区域。包括图案化发射极的基底基板形成第一太阳能子电池。该多结太阳能电池进一步包括上部结构，该上部结构包括在第一太阳能子电池上方的一个或更多个附加太阳能子电池。

本公开涉及一种制作多结太阳能电池的方法。该方法包括提供包括IV族半导体和第一载流子类型的掺杂剂的基底基板，该基底基板具有第一主要表面和与第一主要表面相对的第二主要表面。图案化发射极在基底基板的第一主要表面处形成。该图案化发射极包括在IV族半导体中掺杂有第二载流子类型的掺杂剂的多个阱区域。包括图案化发射极的基底基板形成第一太阳能子电池。该方法进一步包括形成上部结构，该上部结构包括在第一太阳能子电池上方的一个或更多个附加太阳能子电池。

本公开还涉及一种制作太阳能基板的方法。该方法包括提供包括IV族半导体和第一载流子类型的掺杂剂的基底基板，该基底基板具有第一主要表面和与第一主要表面相对的第二主要表面。图案化发射极在基底基板的第一主要表面处形成，该图案化发射极包括在IV族半导体中掺杂有第二载流子类型的掺杂剂的多个阱区域。包括图案化发射极的基底基板形成太阳能子电池。该方法进一步包括制备基底基板的第一主要表面，以接收外延层。

本公开还涉及一种太阳能电池基板。该太阳能电池基板包括基底基板，基底基板包括IV族半导体和第一载流子类型的掺杂剂。该基底基板具有第一主要表面和与第一主要表面相对的第二主要表面，第一主要表面准备好外延。图案化发射极在基底基板的第一主要表面处形成。该图案化发射极包括在IV族半导体中掺杂有第二载流子类型的掺杂剂的多个阱区域。该基底基板包括形成第一太阳能子电池的图案化发射极。

应当理解的是，前述一般描述和下列详细描述仅是示例性的和说明性的，而并非限制所要求保护的本教导。

附图说明

并入本说明并构成本说明书的一部分的附图示出本教导的各方面并与描述一起用于解释本教导的原理。