專利名稱：用于生產(chǎn)光伏電池的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)光伏電池(光電池，photovoltaic cells)的方法。
背景技術(shù)：
在20世紀(jì)70年代，對(duì)硅材料進(jìn)行研究以用于以術(shù)語第一代光伏電池而通常已知的所謂的常規(guī)光伏應(yīng)用，在第一代光伏電池中，模塊基于包含單晶硅和多晶硅的晶體硅。近來，由于在不排出二氧化碳的條件下需要能量，所以硅已經(jīng)卷土重來，在現(xiàn)代光伏應(yīng)用中起到關(guān)鍵的作用，所述現(xiàn)代光伏應(yīng)用在硅量子點(diǎn)(S1-QD)中開拓有利的量子限制效應(yīng)。當(dāng)單個(gè)高能量入射光子與光伏電池表面相互作用時(shí)，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)并以熱的形式損失剩余的能量。目前的想法是利用這種能量(通過熱效應(yīng)損失的能量)以產(chǎn)生第二或更多個(gè)電子發(fā)射?；诙嗉ぷ赢a(chǎn)生(MEG)的這種技術(shù)已知為第三代光伏電池中的一種。在用于光伏應(yīng)用的S1-QD合成中的最近開發(fā)中，我們通過磁控等離子體沉積來區(qū)分量子點(diǎn)(QD)的精制(elaboration)。Nozick 等人已經(jīng)特別地使用 PbS、PbSe、PbTe、CdS、CdSe 和 InAs 材料進(jìn)行了其他類似工作。其他研究者已經(jīng)選擇通過氣-液-固工藝(VLS)或通過熱絲化學(xué)氣相沉積(HWCVD)利用硅納米線對(duì)光伏電池進(jìn)行研究。有時(shí)候?qū)⒓{米線用作QD之間的有效電荷傳輸通道以進(jìn)行容易的載流子傳輸和收集。通過化學(xué)方式開發(fā)了粉末狀的硅納米晶體并將其并入在液體二氧化硅中，隨后將其用于光伏電池中，如V.Svrcek等人的“Silicon nanocrystals as light converter forsolar cells”，Thin Solid Films，451-452 (2004) 384 中所述。離子注入是用于摻雜半導(dǎo)體的表面層以產(chǎn)生p_n結(jié)的已知方法。在所述情況下，對(duì)注量(積分通量，fluence)、注入能量和隨后的熱處理進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲得非常小的摻雜濃度。注量則通常小于1016at./cm2以避免摻雜劑的析出(沉淀，precipitation)并保持可接受的載流子遷移率和壽命。發(fā)明目的本發(fā)明旨在提供一種不存在現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的用于生產(chǎn)光伏電池的方法。本發(fā)明還旨在提供通過所述方法生產(chǎn)的光伏電池。根據(jù)下列說明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于制造光伏電池的制造方法，所述方法包括以下步驟:-提供半導(dǎo)體基板(半導(dǎo)體襯底，semiconductorsubstrate),所述半導(dǎo)體基板在其頂面上包括絕緣層；-通過離子注入將選自由硅、鍺和它們的混合物組成的組中的半導(dǎo)體離子注入在所述絕緣層中以獲得經(jīng)注入的絕緣層，離子注入注量(ionic implantation fluence)高于1.1017at./cm2，在注入后所述絕緣層中的最大半導(dǎo)體濃度高于所述絕緣層中的半導(dǎo)體的溶解度(solubility)；-對(duì)經(jīng)注入的絕緣層進(jìn)行熱處理以引起(誘發(fā)，induce)所述半導(dǎo)體到量子點(diǎn)中的析出(沉淀，precipitation)(或以引起所述半導(dǎo)體析出(沉淀)到量子點(diǎn)中)；-沉積(淀積，depositing)至少兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)以在使用時(shí)收集產(chǎn)生的電流。根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明的方法包括下列特征之一或其適當(dāng)組合:-所述至少兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)由前觸點(diǎn)和后觸點(diǎn)組成；-所述至少兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)位于光伏電池的背側(cè)上；-在高于900°C的溫度下進(jìn)行熱處理；-利用具有15至IOOkeV之間，優(yōu)選20至80keV之間的平均能量的離子進(jìn)行注入；-半導(dǎo)體離子能量分布是單能量分布(高斯分布(Gaussianprofile))；-離子注入的半導(dǎo)體離子注量高于1.4X 1017at./cm2，優(yōu)選約2X1017at./cm2 ；-半導(dǎo)體離子能量分布是多能量分布(平臺(tái)分布(plateauprofile))；-離子注入的半導(dǎo)體離子注量包括在2.1 X IO16至1.4X 1017at./cm2之間；-在所述絕緣層中的注入離子的最大過量濃度包括在20至36原子％之間，優(yōu)選約28原子% ；-所述方法還包括注入摻雜劑，優(yōu)選硼或磷的步驟，所述步驟在熱處理之后進(jìn)行；-所述摻雜劑的注量包括在7.5 X IO14至1.5 X 1015at./cm2之間；-注入后的摻雜劑濃度包括在0.1至0.2at.%之間；-絕緣層厚度包括在100至300nm之間；-絕緣層是基板半導(dǎo)體的氧化物；-絕緣層選自由半導(dǎo)體基板的氮化物或碳化物組成的組；-半導(dǎo)體基板選自由硅和鍺組成的組。


圖1示意地表示具有前導(dǎo)電觸點(diǎn)和后導(dǎo)電觸點(diǎn)的根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)例。圖2表示由以注量D=2X1017Si/cm2，用70keV Si離子注入的Si02/Si樣品記錄的使用2MeVa顆粒的背散射光譜(a)，由RBS測(cè)量提取的退火時(shí)間對(duì)Si深度分布的影響(b)。圖3表示由樣品的RBS測(cè)量提取的退火時(shí)間對(duì)Si深度分布的影響，利用20、35、80keV的Si多能量注入對(duì)所述樣品進(jìn)行注入至2.1X 1016、4.2 X IO16和1.4X IO17SiVcm2的注量。在I小時(shí)退火時(shí)間之后Si深度分布變得更均勻。圖4 示出了對(duì)于不同的注入注量:(a)6X1016Si/cm2、(b) I X 1017Si/cm2、(c)1.4X 1017Si/cm2、(d) 2X 1017Si/cm2，在1100。C下的退火時(shí)間對(duì)PL光譜的影響。所有樣品均被鈍化。圖5示出了對(duì)于固定的退火時(shí)間60分鐘，在未鈍化樣品中注入注量對(duì)記錄的PL光譜的影響。圖6表示的240nm SiO2中的Si QD的TEM圖像。圖7表示根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的光伏電池的實(shí)例，所述光伏電池具有連續(xù)層透明前觸點(diǎn)(TC0:透明的導(dǎo)電氧化物如銦錫氧化物等)。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明方法生產(chǎn)的光伏電池的實(shí)例，所述光伏電池具有位于背側(cè)上的兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)且具有通孔。圖9表示根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的光伏電池的實(shí)例的橫截面圖，所述光伏電池僅具有后觸點(diǎn)而沒有通孔。圖10表示根據(jù)本發(fā)明的光伏電池的3D視圖，其示出了相互交叉的后觸點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及在量子點(diǎn)的有效面積中使用量子點(diǎn)用于生產(chǎn)光伏電池的方法。這種QD允許提高光伏器件的平均效率。更特別地，本發(fā)明旨在提供一種在保持QD尺寸、分布和密度的良好控制的同時(shí)，用于生產(chǎn)包含半導(dǎo)體QD的光伏電池氧化物層的簡化方法。本發(fā)明還提供在不被潛在的雜質(zhì)污染基板，并由此減少氧化物層污染的條件下的
QD生產(chǎn)。在本發(fā)明的特別實(shí)施方式中，還避免了摻雜劑朝向基板的擴(kuò)散。本發(fā)明方法的第一步驟是提供在其頂面上包含絕緣層的半導(dǎo)體基板。半導(dǎo)體優(yōu)先選自由硅和鍺組成的組。優(yōu)選地，絕緣層通過利用氧化、碳化或氮化物質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體的表面進(jìn)行化學(xué)處理而獲得。在硅基板的情況下，這產(chǎn)生二氧化硅、碳化硅或氮化硅絕緣層?？商鎿Q地，所述絕緣層可通過化學(xué)氣相沉積或本領(lǐng)域中已知的任意可替換的沉積方法獲得。在下個(gè)步驟中，將半導(dǎo)體離子注入在絕緣層中，從而導(dǎo)致與絕緣層的化學(xué)計(jì)量組成相比，半導(dǎo)體的原子濃度過量。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體的最大過量濃度包括在20至36%之間，優(yōu)選約28%。注入的半導(dǎo)體離子優(yōu)先選自由硅和鍺組成的組。與常用的注入注量相反，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用非常高的離子注量，高于I X 1017at./cm2獲得了最好的結(jié)果。利用2X1017at./cm2的注量獲得了最好的結(jié)果。對(duì)于更高的注量，QD密度變得太高，且QD的聚結(jié)(coalescence)控制變得困難，從而使得QD尺寸的控制復(fù)雜。優(yōu)選地,注入期間的離子的能量分布(energy profile)包含幾種能量,從而導(dǎo)致矩形注入分布(平臺(tái)分布)。這通常通過使用幾種準(zhǔn)單能量離子束(高斯分布)而獲得。為此，這種平臺(tái)分布通常稱作“多重注入”。這種多重注入的主要優(yōu)點(diǎn)是獲得從絕緣層的極限表面到絕緣層/半導(dǎo)體界面分布的S1-QD，從而提高電池效率。平臺(tái)能量分布可以通過本領(lǐng)域中已知的任意其他方法獲得。然后在足以引起(誘發(fā))相對(duì)于化學(xué)計(jì)量組成過量的半導(dǎo)體原子的成核和生長的足夠溫度下對(duì)獲得的注入絕緣體進(jìn)行熱處理，由此產(chǎn)生QD。對(duì)熱處理溫度進(jìn)行選擇以便控制QD密度(核數(shù))和尺寸:較大的溫度引起較少數(shù)量的核，且增大核的生長，從而導(dǎo)致較少數(shù)量的較大QD。較大的處理時(shí)間引起QD的生長，直至達(dá)到平衡(不再有相對(duì)于絕緣相中的化學(xué)計(jì)量過量的半導(dǎo)體)。此時(shí)，可能仍然僅發(fā)生聚結(jié)，這對(duì)于QD分布和密度是有害的。優(yōu)選地，在高于1000° C的溫度下，更優(yōu)選約1100° C下進(jìn)行熱處理。為了避免熱處理期間的氧化物生長和因氧化而消耗過量半導(dǎo)體，優(yōu)選在惰性氣氛如氮中進(jìn)行熱處理。已經(jīng)使用了 15分鐘、30分鐘、45分鐘和60分鐘的熱處理時(shí)間，60分鐘顯示最好的結(jié)果。然后可以通過另外的注入步驟用任意適合的摻雜劑對(duì)QD進(jìn)行摻雜。摻雜劑可以在n型基板的情況下為p型，或者在p型基板的情況下為n型，從而產(chǎn)生用于收集由入射光產(chǎn)生的載荷子(載流子，charge carrier)的p_n或n_p結(jié)。優(yōu)選地，p型摻雜劑是硼。有利地，n型摻雜劑是磷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，在引起QD產(chǎn)生的熱處理之后進(jìn)行摻雜劑的注入，從而避免所述摻雜劑朝向基板的擴(kuò)散?？梢栽趽诫s劑的注入之后有利地進(jìn)行第二熱處理以利用取代位點(diǎn)的摻雜劑獲得最終的結(jié)結(jié)構(gòu)，并緩和由注入處理引起的缺陷。然后，可以在基板的正面和背面上沉積前觸點(diǎn)和后觸點(diǎn)。前觸點(diǎn)可以如圖1中所示是部分覆蓋產(chǎn)生的光伏電池的不透明電極，或者如圖7中所示是透明的導(dǎo)電電極如通過ITO材料生產(chǎn)的電極。后觸點(diǎn)可以是不透明電極，優(yōu)選鋁?？商鎿Q地，如圖8中所示，所有觸點(diǎn)可以都位于電池的背側(cè)。這種設(shè)計(jì)通過觸點(diǎn)而有利地減少電池的遮蔽(陰影，shadowing),從而提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率。在這種情況下，可以如專利申請(qǐng)US2004/261839中所述，通過任意已知的方法如通過通孔，或者如文獻(xiàn)W02009/077103中所述，根據(jù)所謂的發(fā)射極穿孔卷繞技術(shù)(emitter wrap-throughtechnology)收集由前面層產(chǎn)生的電流。還更有利地，如圖9中所示，在沒有通孔的條件下，在交替的P+摻雜區(qū)域和N+摻雜區(qū)域上沉積后導(dǎo)電觸點(diǎn)。如該圖中所示，在QD中產(chǎn)生的激子擴(kuò)散通過基板，然后通過背側(cè)上的PN結(jié)引起的電場(chǎng)將載荷子分離并收集。如圖10中所示，背側(cè)上的所述導(dǎo)電觸點(diǎn)可有利地形成至少兩個(gè)相互交叉的柵極?？商鎿Q地，本發(fā)明的光伏電池可以被包括在更大的電池組(stack)中，本發(fā)明的光伏電池的后觸點(diǎn)為電池組中隨后的電池的頂電極。實(shí)施例所有Si02/Si樣品都通過在高溫下( 1100° C，在氧氣流下)將Si (100)晶片熱氧化而生產(chǎn)。氣流為約 IL/分鐘。通過(RBS)和橢圓對(duì)稱技術(shù)兩者確定所有氧化物的厚度和化學(xué)計(jì)量。兩種技術(shù)都在化學(xué)計(jì)量和純度方面提供高的氧化物質(zhì)量。通過橢圓對(duì)稱獲得的結(jié)果顯示，氧化物層的折射率的變化與理論SiO2曲線非常接近。由此，可以推斷，這些層是完全化學(xué)計(jì)量的。熱合成一系列薄氧化物層并利用上述條件對(duì)其進(jìn)行表征，且它們的厚度在100至300nm之間。一個(gè)主要問題是在氧化期間，將氧化物生長到晶片的頂面和底面兩者上。為了解決這個(gè)問題，使用顯影方法，即，利用光致抗蝕劑涂布表面A (頂面)，然后將樣品浸沒在HF(5%)浴中以從背面除去氧化物，并最后利用有機(jī)溶劑從表面A除去聚合物。以6X 1016、I XlO17U.4X IO17 和 2X IO17SiVcm2 的不同劑量，在 70keV 下，用 Si+離子對(duì)這些樣品進(jìn)行注入。以20、35、80keV的能量進(jìn)行另外的多能量注入至2.1XlO16,
4.2 X IO16 和1.4X IO17SiVcm2 的注量。然后在氮?dú)饬飨略?100° C下對(duì)晶片退火15、30和60分鐘。特別小心避免爐內(nèi)部的樣品的氧化。特別地切割I(lǐng)Xlcm2的SiO2注入樣片以用于電池制造，利用1.5 X IO15BVcm2的注量通過26keV B+離子對(duì)它們進(jìn)行摻雜，并在800° C下對(duì)它們進(jìn)行加熱。經(jīng)由掩模通過蒸發(fā)來沉積頂側(cè)上的梳形電極(comb electrode),而通過Al層的沉積來獲得后觸點(diǎn)。Al觸點(diǎn)的厚度為800nm。離子注入的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在退火(QD的析出退火)之后進(jìn)行硼注入(用于摻雜)，由此確保摻雜元素不擴(kuò)散到界面內(nèi)。在165°的檢測(cè)角下，使用2MV Tandetron加速器，利用2MeV a顆粒進(jìn)行盧瑟福背散射分析(RBS)。在RBS分析期間，當(dāng)通過入射離子束轟擊它們時(shí)，在退火的樣品中僅觀察到具有與離子束相同尺寸的發(fā)光點(diǎn)，這歸因于S1-nc發(fā)光。對(duì)于退火的樣品觀察到溝道行為(channelling behaviour),這隨退火時(shí)間增加而變得突出。這不是關(guān)于未退火的注入樣品的情況。這種觀察顯示，退火可以重結(jié)晶并將由離子注入產(chǎn)生的缺陷重新結(jié)合。可以注意到，這種行為也可以是減去溝道的結(jié)果。為了防止這種溝道，將入射角設(shè)定為7°。使用200KV FEG (場(chǎng)致發(fā)射槍)完成透射電子顯微鏡圖像。使用USB20000ceanOptics光譜儀和ImW nm激光二極管進(jìn)行光致發(fā)光(PL)測(cè)量。在鈍化情況下，通過在5%H2+95%N2的氣氛中，在500° C下退火60分鐘在氫中對(duì)樣品進(jìn)行鈍化。利用15mW的額定功率，使用405nm下的氬激光(Ar+)在室溫下進(jìn)行PL的測(cè)量。光譜儀的檢測(cè)范圍覆蓋530至IlOOnm的波長。最后，利用分別具有IOfA和0.1fA的分辨率的4個(gè)太陽能測(cè)量裝置(SMU)和2個(gè)SMU，通過Agilent B1500在環(huán)境溫度下在黑暗中對(duì)光伏裝置的電性能進(jìn)行表征。其具有對(duì)最敏感的范圍具有0.1fA的分辨率的非常穩(wěn)定的測(cè)量電路，且可以測(cè)量可達(dá)到100mA。通過AM1.5G地面上的光伏燈測(cè)量照明電池的1-V特性。認(rèn)為AM1.5G光伏模擬燈的光譜與比利時(shí)陽光類似。利用可輸出(sourcing)和測(cè)量±5 ii V (輸出)和±lu V (測(cè)量)至±200VDC的電壓與± IOpA至±1A的電流的Keithley2400源表進(jìn)行照明時(shí)的I_V測(cè)量。在屏蔽大部分外部電磁波的暗室中進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果和討論深度分布圖2(a)示出了在利用2X1017Si/cm_2的注量用70keV Si離子注入的240nm SiO2/Si樣品上記錄的RBS光譜。高斯?fàn)罘迤鹨蛴谟蒘iO2的表面背散射的離子，并且在Si02/Si界面中的下落準(zhǔn)確揭示了 70keV Si離子到240nm硅氧化物層中的高斯分布。注入離子的范圍為約IOOnm,典型地FWHM為100nm。理論計(jì)算預(yù)期約40nm的派射，從而導(dǎo)致氧化物層完全被注入離子覆蓋。圖2(b)顯示了由RBS光譜提取的深度分布。注入樣品(剛注入的(as-1mplanted))的深度分布顯示28at.%的最大過量濃度。由退火樣品獲得的結(jié)果的比較揭示，對(duì)于小于30分鐘的退火時(shí)間，Si深度分布沒有顯著變化，但是來自基體的貢獻(xiàn)增大(12至28%)。這指示，逐漸形成小S1-nc。在圖2 (b)中存在如下證據(jù):對(duì)于60分鐘退火，深度分布變窄，同時(shí)當(dāng)Si離子擴(kuò)散到界面中時(shí)，最大濃度增大。
光致發(fā)光測(cè)量(PL)所有注入、經(jīng)加熱和鈍化樣品都顯示了 PL峰在 800nm和890nm下的光致發(fā)光發(fā)射。對(duì)于以6X 1016Si/cm2和IX 1017Si/cm2的注量注入的樣品觀察到800nm峰(圖3 (a)和(b))。存在如下證據(jù):對(duì)于大劑量(1.4X1017Si/cm2和2X 1017Si/cm2)，該峰朝向 890nm紅移。如圖4中所示，對(duì)于未鈍化樣品，也觀察到這種行為。這種結(jié)果證明，所有樣品都包含Si納米晶體，且QD的尺寸相對(duì)于注入劑量而增長。尺寸的增大從1.4X1017Si/cm2以上的劑量開始。在未鈍化樣品的情況下，當(dāng)注量從6X 1016Si/cm2增大至2X 1017Si/cm2時(shí)，PL強(qiáng)度下降。這種差異可以通過如下事實(shí)解釋:當(dāng)未將它們鈍化時(shí)，與更大的QD相比，小QD更加發(fā)光。換言之，對(duì)于更大的S1-nc尺寸，缺陷在界面中更加明顯且需要被鈍化。關(guān)于其他能量水平和氧化物厚度通過理論計(jì)算并也在實(shí)驗(yàn)上對(duì)PL強(qiáng)度和劑量的實(shí)驗(yàn)量值之間的折衷進(jìn)行研究，然而，必須因其他影響如干涉現(xiàn)象而證實(shí)它們。未鈍化(圖4)和鈍化(圖3)樣品的PL信號(hào)形狀之間的比較揭示，后者顯示，因界面狀態(tài)和非定域狀態(tài)兩者而造成的不對(duì)稱下降?？梢酝茢?，以界面或非定域狀態(tài)為代價(jià)，PL偏斜的減少不多于缺陷的鈍化和直接發(fā)射的增強(qiáng)(限制)的結(jié)果。TEM如上所述，一些工作已經(jīng)證明，S1-nc的尺寸相對(duì)于注入的注量而增大。由于對(duì)于大注量和較長的退火時(shí)間，控制尺寸分布變得格外更加困難，所以TEM測(cè)量的選擇僅集中于以2X 1017Si/cm2注量和60分鐘退火注入的樣品。

圖5示出了在很少聚結(jié)可能起因于高Si濃度(28%)和/或急劇退火條件的情況下2至4nm之間的Si_nc的TEM圖像。在從RBS測(cè)量提取的深度分布(圖2 (b))中如上觀察到的濃度增大可以解釋這種行為。存在Si QD到SiO2基體中的量子限制的明顯證據(jù)。因?yàn)樵诘絊iO2中的過剩Si的可控析出機(jī)理和聚結(jié)行為之間存在競(jìng)爭(zhēng)，所以控制QD之間的距離(QD間距離)仍然是挑戰(zhàn)。這會(huì)影響通過隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的電荷傳輸并因此影響光到電的總轉(zhuǎn)換。電特性:1-V特性單能量注入的情況(高斯分布)表I顯示了由非注入的、利用兩種不同劑量注入的(行)；以及非退火的、退火的、退火和摻雜的樣品制成的照明Si QD p_n裝置的光伏性能。僅通過注入、退火和摻雜(用于n-p結(jié))制造的PV電池產(chǎn)生高的電響應(yīng)。然而，與通過lX1017Si/cm2注入的樣品相比，利用2X 1017Si/cm2注入的樣品顯示更好的結(jié)果，且對(duì)于前者，開路電壓為\。=46.SmV且短路電流為Ise=I0.8 u A,并且對(duì)于后者,￥。。=14211^且Isc;=2.2 u A,這種差異揭示,在特定點(diǎn)下,注入濃度與隨后的QD密度和尺寸在光譜響應(yīng)中起重要作用。此外，富含硅QD的裝置可以提供更多的載流子。
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)光伏電池的方法，包括以下步驟: -提供半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板在其頂面上包括絕緣層； -通過離子注入將選自由硅、鍺和它們的混合物組成的組中的半導(dǎo)體離子注入在所述絕緣層中以獲得經(jīng)注入的絕緣層，離子注入注量高于1.1017at./cm2，在注入后所述絕緣層中的最大半導(dǎo)體濃度高于所述絕緣層中的半導(dǎo)體的溶解度； -對(duì)經(jīng)注入的絕緣層進(jìn)行熱處理以引起所述半導(dǎo)體到量子點(diǎn)中的析出； -沉積至少兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)以在使用時(shí)收集產(chǎn)生的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在高于900°C的溫度下進(jìn)行熱處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中利用具有15至IOOkeV之間，優(yōu)選20至80keV之間的平均能量的離子進(jìn)行注入。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中半導(dǎo)體離子能量分布是單能量分布(高斯分布)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述離子注入的半導(dǎo)體離子注量高于1.4X 1017at./cm2，優(yōu)選約 2X 1017at./cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中半導(dǎo)體離子能量分布是多能量分布(平臺(tái)分布)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述離子注入的半導(dǎo)體離子注量包括在2.1XlO16至1.4X 1017at./cm2 之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述絕緣層中的注入離子的最大過量濃度包括在20至36原子％之間，優(yōu)選約28原子％。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，還包括注入摻雜劑，優(yōu)選硼或磷的步驟，所述步驟在熱處理之后進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述摻雜劑的注量包括在7.5X1014至1.5X 1015at./cm2 之間。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中絕緣層厚度包括在100至300nm之間。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述絕緣層是基板半導(dǎo)體的氧化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述絕緣層選自由半導(dǎo)體基板的氮化物或碳化物組成的組。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述半導(dǎo)體基板選自由硅和鍺組成的組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造光伏電池的方法，包括下列步驟提供半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板在其頂面上包含絕緣層；通過離子注入將選自由硅、鍺和它們的混合物組成的組中的半導(dǎo)體離子注入在所述絕緣層中以獲得經(jīng)注入的絕緣層，離子注入注量高于1.1017at./cm2，在注入后所述絕緣層中的最大半導(dǎo)體濃度高于所述絕緣層中的半導(dǎo)體的溶解度；對(duì)經(jīng)注入的絕緣層進(jìn)行熱處理以引起所述半導(dǎo)體到量子點(diǎn)中的析出；沉積至少兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)以在使用時(shí)收集產(chǎn)生的電流。
文檔編號(hào)H01L31/0384GK103081131SQ201180042640
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者穆拉德·耶德基, 居伊·泰爾瓦涅 申請(qǐng)人:和平圣母大學(xué)