專利名稱：太陽能電池結(jié)構(gòu)、光生伏打模塊及對應(yīng)的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光生伏打電池、光生伏打模塊及形成這些裝置的工藝。在一些實施例中，本發(fā)明涉及后點接觸的光生伏打電池及對應(yīng)模塊，其可包含硅/鍺半導(dǎo)電材料的薄膜。另外，本發(fā)明涉及形成后點連接的有效處理步驟。在其它實施例中，本發(fā)明涉及光生伏打裝置的形成，其中處理參數(shù)是基于半導(dǎo)體性質(zhì)測量來動態(tài)選擇。
背景技術(shù)：
多種技術(shù)可用于形成光生伏打電池，例如太陽能電池。大多數(shù)商業(yè)光生伏打電池是基于硅的。隨著非可再生能源的價格持續(xù)上漲，人們?nèi)找骊P(guān)注替代能源。替代能源的日益商業(yè)化依賴于每能量單位較低的成本所獲得的漸增的成本有效性，這可通過能源的改進(jìn)效率及/或通過材料及處理的成本降低來實現(xiàn)。光生伏打電池通過吸收光以形成電子-電洞對來操作。半導(dǎo)體材料可便利地用以吸收光，并產(chǎn)生電荷分離。電子及電洞以電壓差分收獲以直接或在用適當(dāng)能量儲存裝置儲存之后在外部電路中執(zhí)行有用功。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面中，本發(fā)明涉及一種太陽能電池，其包含透明前片、具有前表面及相對后表面的半導(dǎo)體層、從半導(dǎo)體層的后表面延伸的多個P摻雜島及η摻雜島及至少兩個電互連件。半導(dǎo)體層固定在一位置中，其前表面朝透明前片定向。通常，一電互連件提供多個P摻雜島之間的電連接，且另一電互連件提供多個η摻雜島之間的電連接。在另一方面中，本發(fā)明涉及一種用于形成摻雜半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包含將多個沉積物印刷到半導(dǎo)體片的表面上，其中一些沉積物包含P摻雜劑且其它沉積物包含η摻雜劑。通常，將介電覆蓋物沿所述表面附著于半導(dǎo)體片，其中選定開口通過介電覆蓋物而暴露下伏半導(dǎo)體表面。印刷可通過所述開口執(zhí)行。在另一方面中，本發(fā)明涉及一種用于形成摻雜半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包含將包含摻雜劑的第一層照射到半導(dǎo)體片的表面上，其中使介電覆蓋物沿所述表面附著于半導(dǎo)體片，其中選定開口通過所述介電覆蓋物而暴露下伏半導(dǎo)體表面。照射可在對應(yīng)于選定窗口的位置處執(zhí)行以在所照射位置處形成摻雜觸點。在額外方面中，本發(fā)明涉及一種用于沿?fù)诫s半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)選擇性沉積摻雜劑的方法。所述方法包含將包含P摻雜氧化硅粒子的第一墨水及包含η摻雜氧化硅粒子的第二墨水噴墨印刷到硅襯底上。一般來說，每一墨水的氧化硅粒子具有不超過約IOOnm的平均初級粒子大小，且每一墨水具有約1.0到約50重量百分比氧化硅粒子的濃度。此外，本發(fā)明涉及一種光生伏打模塊，其包含透明前片及太陽能電池，所述太陽能電池包含:沿透明前片固定的半導(dǎo)體層，前表面面向透明前片；粘接于半導(dǎo)體層的后表面的后介電層；位于穿過后介電層的開口內(nèi)的摻雜域；電連接多個P摻雜域的第一電互連件及電連接多個η摻雜域的第二電互連件，其中所述電互連件延伸到所述開口中。在另一方面中，本發(fā)明涉及一種包含透明襯底及多個附著于透明襯底的串聯(lián)連接的太陽能電池的光生伏打模塊。在一些實施例中，至少兩個電池的面積彼此不同，且所述電池的面積差異使得個別電池的電流輸出相對于具有相等面積且具有與所述模塊的特定電池相同的相應(yīng)光轉(zhuǎn)換效率的電池來說更良好匹配。此外，本發(fā)明涉及一種太陽能電池，其包含具有經(jīng)配置以接收光的前表面及與前表面相對的后表面的半導(dǎo)體片、沿后表面定位的P摻雜劑區(qū)及η摻雜劑區(qū)，及分別提供P摻雜劑區(qū)之間及η摻雜劑區(qū)之間的電接觸的兩個電互連件。在一些實施例中，P摻雜劑區(qū)及η摻雜劑區(qū)并不沿后表面對稱地定位。在其它方面中，本發(fā)明涉及一種用于將半導(dǎo)體片再分以用作光生伏打模塊內(nèi)的個別光生伏打電池的方法。所述方法可包含基于沿半導(dǎo)體片的測量，將半導(dǎo)體片切割成不相等面積的子段。測量可與在所測量位置處一定面積的半導(dǎo)體材料所產(chǎn)生的預(yù)期電流相關(guān)。另外，本發(fā)明涉及一種用于制造太陽能電池的方法，其包含基于對半導(dǎo)體層的性能測量以不對稱圖案沉積與半導(dǎo)體層相關(guān)聯(lián)的摻雜劑。


圖1是移除了一部分襯里層以暴露模塊內(nèi)的一些太陽能電池的光生伏打模塊的示意性側(cè)面透視圖。圖2是圖1的光生伏打模塊的沿圖1的線2-2截取的截面?zhèn)纫晥D。圖3是移除了襯里層以暴露模塊內(nèi)的太陽能電池的光生伏打模塊的仰視圖。圖4是個別太陽能電池的底部透視圖。圖5是圖5的太陽能電池的沿圖4的線5-5截取的截面圖。圖6是移除了集電器以通過穿過鈍化層鉆取的孔洞暴露摻雜劑域的半導(dǎo)體襯底的仰視圖。圖7是太陽能電池的替代實施例的仰視圖。圖8是應(yīng)用之前移除了集電器以暴露穿過鈍化層的孔洞內(nèi)的摻雜劑域的圖7的太陽能電池的仰視圖。圖9是指示模塊準(zhǔn)備的主要工藝步驟的流程圖。圖1OA是指示了動態(tài)電池選擇的半導(dǎo)體片的仰視圖。圖1OB是在切割電池且鉆洞以用于放置摻雜劑之后，圖1OA的片的仰視圖。圖11是展示實時電池選擇之后經(jīng)切割電池的半導(dǎo)體片的仰視圖。圖12是指示用于太陽能電池處理的步驟的流程圖，但圖中所示的順序未必是處理順序。圖13是穿過硅層上的氮化硅層鉆取的實際孔洞的顯微照片。
圖14是展示在激光鉆孔以穿過鈍化層形成孔洞之后的片段截面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式有效地以后表面觸點形成有效光生伏打結(jié)構(gòu)以在電池的區(qū)域上有效地收獲電子-電洞對。在一些實施例中，使用穿過介電層中的開口或孔洞的沉積來形成摻雜觸點。本文中所述的工藝可提供形成具有后連接的太陽能電池的有效方法，其中電池在光生伏打模塊內(nèi)電連接。經(jīng)改進(jìn)的工藝適于薄半導(dǎo)體箔處理，但所述方法也可適于較厚的半導(dǎo)體層處理。一些處理改進(jìn)尤其適于同時對多個電池進(jìn)行模塊級處理。本文中的摻雜方法尤其適于形成摻雜劑結(jié)構(gòu)，所述摻雜劑結(jié)構(gòu)形成用于從半導(dǎo)體襯底收獲光電流的光生伏打觸點的一部分。本文中所述的用于形成光生伏打模塊的動態(tài)處理方法可提供更有效的太陽能電池及對應(yīng)的光生伏打模塊，對模塊內(nèi)相對固定量的材料來說，所述光生伏打模塊產(chǎn)生更高的功率。確切地說，光生伏打模塊可由更大的半導(dǎo)體材料片形成，所述片可經(jīng)測量以制訂片上的預(yù)期性能特征。半導(dǎo)體材料的預(yù)期性能性質(zhì)的測量提供動態(tài)處理半導(dǎo)體的基礎(chǔ)。本文中所述的摻雜方法適于摻雜劑放置的實時選擇。通過檢查半導(dǎo)體材料及實時摻雜劑沉積，個別電池大小及位置可被選擇以產(chǎn)生相似電流以使得模塊的總功率產(chǎn)生可得以改進(jìn)。這些功率改進(jìn)方法及對應(yīng)處理步驟通?？捎糜谑褂靡欢ǚ秶陌雽?dǎo)體材料的任何類型的太陽能電池。光生伏打模塊通常包含透明前片，其在模塊的使用期間暴露于太陽光。光生伏打模塊內(nèi)的太陽能電池(亦即，光生伏打電池)可鄰近于透明前片放置，以使得穿過透明前片而透射的光可由太陽能電池中的半導(dǎo)體材料吸收。透明前片可提供支撐、物理保護(hù)以及針對環(huán)境污染物的保護(hù)及類似功能。光生伏打電池通常串聯(lián)連接以增加模塊的可用電壓。光生伏打模塊可包含并聯(lián)連接的光生伏打電池組以及串聯(lián)連接的電池組。光生伏打電池的活性材料通常為半導(dǎo)體。吸收光之后，可從導(dǎo)帶收獲光電流以通過與外部電路的連接執(zhí)行有用功。對光生伏打電池來說，改進(jìn)的性能可能與給定光通量下能量轉(zhuǎn)換效率提高及/或電池制造成本降低相關(guān)。與半導(dǎo)體材料介接的摻雜接觸區(qū)有助于收獲光電流。確切地說，電子及電洞可分別在η+摻雜區(qū)及P+摻雜區(qū)內(nèi)分隔(segregate)。摻雜接觸區(qū)與導(dǎo)電體介接以形成集電器，以收獲通過吸收光形成的光電流以在觸點的兩極之間產(chǎn)生電位。在單個電池內(nèi)，具有相同極性的摻雜接觸區(qū)連接到共同集電器，以使得與不同極性的摻雜觸點相關(guān)聯(lián)的兩個集電器形成光生伏打電池的反電極。雖然串聯(lián)連接的太陽能電池的電壓具相加性，但電池串聯(lián)的電流視個別太陽能電池的性能而定。確切地說，穿過串聯(lián)電池的電流基本上是所述串聯(lián)中最弱電流傳遞太陽能電池的電流容量，因為最弱太陽能電池在共同照明水平下不能支持較高的電流?？蓮妮^高性能電池獲得的功率因試圖推動電流通過較低性能電池而損失。來自串聯(lián)連接太陽能電池的功率是所述單元的電流與電壓的乘積。特定電池的電流可隨載流子壽命而變，載流子壽命與在吸收光后從經(jīng)填充導(dǎo)帶收獲電流的效率相關(guān)。通常，電池的效率也與電池的設(shè)計相關(guān)，例如，與將電池分成P+摻雜區(qū)及η+摻雜區(qū)及摻雜區(qū)的放置相關(guān)。在一些實施例中，個別電池的大小可基于形成為光生伏打電池的半導(dǎo)體材料的測量性質(zhì)來確定。因此，模塊的電池集合可經(jīng)選擇以相對于切割成相等大小的電池來說具有顯著較小的電流容量差異。此電池面積選擇在個別電池在較大片上分開或從較大片切割以使得所述片的區(qū)域可有效且適當(dāng)分開時尤其便利。確切地說，可評估半導(dǎo)體片以估計在沿半導(dǎo)體的表面的選定位置處的少數(shù)載流子壽命，這是性能的主要決定因素。此外，如果需要，則也可基于關(guān)于半導(dǎo)體性質(zhì)的測量來選擇摻雜劑放置以及個別摻雜觸點的大小及/或摻雜劑含量。噴墨工藝將使摻雜接觸區(qū)的處理具有極大靈活性。具體地說，對特定半導(dǎo)體片來說，摻雜工藝可以直接方式動態(tài)調(diào)整。一般來說，半導(dǎo)體性質(zhì)的測量可在形成P摻雜觸點及/或η摻雜觸點之前或之后執(zhí)行，但如果測量是在摻雜劑沉積之前執(zhí)行，則也可動態(tài)地執(zhí)行摻雜劑觸點放置。這些估計可提供將半導(dǎo)體材料的總面積分成甚至更均勻的具有不相等大小的產(chǎn)生電流的電池的基礎(chǔ)。電池的大小可基于動態(tài)而非靜態(tài)工藝中的實時測量來選擇。經(jīng)切割的電池隨后可裝配到單個光生伏打模塊、多個模塊或模塊的一部分中。摻雜劑接觸區(qū)在電池內(nèi)的放置會影響電池的性能。確切地說，P+摻雜區(qū)相對于η+摻雜區(qū)的間隔及摻雜區(qū)的大小可能影響電池性能。類似的，分配給以不同方式摻雜的接觸區(qū)(亦即P+摻雜區(qū)及Π+摻雜區(qū))的面積會影響電池性能。因此，可選擇Π+摻雜區(qū)及P+摻雜區(qū)的數(shù)目及/或放置及/或大小以改進(jìn)個別電池的電流產(chǎn)生效率。選擇個別電池內(nèi)的摻雜接觸區(qū)的數(shù)目及/或放置及/或大小的能力是基于實時地基于對所要摻雜劑位置的動態(tài)評估而選擇性沉積摻雜劑的能力。使用實時評估，個別電池可動態(tài)地而非靜態(tài)地設(shè)計以作為對總太陽能電池大小的動態(tài)選擇的替代或補充。處理方法通常也可至少相對于可用范圍影響摻雜區(qū)的放置及大小。通常，本文中所述的動態(tài)處理方法可應(yīng)用于基于例如單晶硅、多晶硅、非晶硅、硒化鎘、碲化鎘、CIS合金及其類似物的任何類型的半導(dǎo)體材料的光生伏打結(jié)構(gòu)。CIS合金是指通常包括Cu、In、Ga、Se及S的硫族化物合金。半導(dǎo)體片通常可經(jīng)摻雜以提高電荷遷移率，但半導(dǎo)體層中的總摻雜劑含量小于適當(dāng)對應(yīng)摻雜觸點的摻雜劑含量。在下文中，更詳細(xì)地論述受特別關(guān)注的基于多晶硅的實施例，但基于本文中的揭示內(nèi)容，適當(dāng)部分可經(jīng)推廣而用于其它半導(dǎo)體系統(tǒng)。在受特別關(guān)注的實施例中，光生伏打模塊包含用于半導(dǎo)體片的硅、鍺或硅-鍺合金材料。出于論述的簡單性，除非在上下文中另外指示，否則本文中提及硅是暗指硅、鍺、硅-鍺合金及其摻合物。在權(quán)利要求書中，硅/鍺是指硅、鍺、硅-鍺合金及其摻合物。半導(dǎo)體片通?？山?jīng)摻雜以提高電荷遷移率，但半導(dǎo)體層中的總摻雜劑含量小于適當(dāng)對應(yīng)摻雜觸點的摻雜劑含量。在下文中，更詳細(xì)地論述基于多晶硅的實施例，但基于本文中的揭示內(nèi)容，適當(dāng)部分可經(jīng)推廣而用于其它半導(dǎo)體系統(tǒng)。此外，薄硅箔可適于本文中的處理方法，其中所述箔具有約5微米到約100微米的厚度。這些薄箔的形成由于革命性工藝方法而成為可能。例如多晶娃等結(jié)晶娃的薄箔的形成進(jìn)一步描述于海斯默爾(Hieslmair)等人在2007年3月13日申請的標(biāo)題為“硅或鍺薄片及由薄片形成的光生伏打裝置ThinSilicon orGermanium Sheets and Photovoltaics Formed From Thin Sheets")的共同待決的第11/717,605號美國專利申請案及海斯默爾(Hieslmair)等人在2008年I月25日申請的標(biāo)題為“到釋放層上用于合成無機箔的沉積”("Deposition onto a ReleaseLayer forSynthesizing Inorganic Foils")的第 61/062，398 號美國臨時專利申請案中，所述兩個專利申請案均以引用的方式并入本文中。薄硅箔可使用稱為光反應(yīng)性沉積的光驅(qū)動沉積工藝來形成。光反應(yīng)性沉積進(jìn)一步描述于畢(Bi)等人的標(biāo)題為“通過反應(yīng)性沉積進(jìn)行的涂層形成”("Coating Formation By Reactive Deposition")的共同待決的第09/715，935號美國專利申請案、畢(Bi)等人的標(biāo)題為“通過反應(yīng)性沉積進(jìn)行的涂層形成”("CoatingFormation By Reactive Deposition")的第 2003/0228415A 號公開案及切魯沃魯(Chiruvolu)等人的標(biāo)題為“通過反應(yīng)性沉積進(jìn)行的密集涂層形成”("DenseCoating Formation ByReactive Deposition")的第 2006/0134347A 號公開案中，所述專利以引用的方式并入本文中。借助于使用犧牲釋放層形成的薄半導(dǎo)體層，可對暴露表面進(jìn)行清潔、紋理化及/或以其它方式準(zhǔn)備，且隨后可將所述薄層從下伏襯底直接分離到透明前片上。在一些實施例中，隨后將半導(dǎo)體層切割成電池，同時將半導(dǎo)體片固定在透明前片上。隨后，使經(jīng)切割的光生伏打電池的前表面定位于其在透明前片上的最終位置而根本無需轉(zhuǎn)移電池。由于電池的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)處于透明前片上的適當(dāng)位置中，可在電池的背側(cè)上執(zhí)行額外處理直到電池完成且整合到模塊中。金屬或其它導(dǎo)電材料連接到摻雜半導(dǎo)體區(qū)成為電池內(nèi)的集電器。鄰近電池的集電器可與電連接接合以將電池串聯(lián)連接。串聯(lián)中的末端電池可連接到外部電路以便為選定應(yīng)用供電或?qū)缈稍俪潆婋姵氐葍﹄娧b置進(jìn)行充電。光生伏打模塊可安裝在適合框架上。一般來說，光生伏打電池包含具有經(jīng)設(shè)計用于接收光的前表面的光導(dǎo)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。前表面可具有抗反射涂層及/或紋理或其類似物。前表面通常經(jīng)設(shè)計用于在光生伏打模塊內(nèi)鄰近透明層(例如氧化硅玻璃層)放置。電池的后表面背向透明前片，且通常提供與電池的至少一些電連接。模塊通?？删哂泻竺芊饧?，其可連同前透明材料及/或框架一起起作用以保護(hù)光生伏打模塊中的太陽能電池以避免濕氣及其它環(huán)境污染物。適當(dāng)電連接從經(jīng)密封模塊中延伸。已針對光生伏打電池設(shè)計出多種觸點結(jié)構(gòu)。舉例來說，摻雜區(qū)可放置在電池的前表面上。通常，任何在前方放置的摻雜區(qū)均需要與集電器電接觸，所述集電器延伸以將觸點與鄰近電池的相反極連接以實現(xiàn)串聯(lián)連接或與外部電路的連接。一些電池在前表面上具有一種類型的摻雜區(qū)而在后表面上具有第二類型的摻雜區(qū)。在本文中受特別關(guān)注的實施例中，每一電池沿電池的后方或背部具有兩種極性的摻雜區(qū)。在前表面支撐于透明前片上的同時，在后表面上放置兩種極性的摻雜區(qū)提供便利的處理。對后方連接的太陽能電池來說，前表面可不含有可能會干擾用光照射半導(dǎo)體材料的通路的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體摻雜區(qū)可形成為沿半導(dǎo)體材料的摻雜域,其中摻雜域可延伸到半導(dǎo)體材料中及/或從半導(dǎo)體材料的表面延伸。P+摻雜區(qū)通常包含缺乏電子的摻雜劑，例如B、Al、Ga、In或其組合。N+摻雜區(qū)通常包含富含電子的摻雜劑，例如P、As、Sb或其組合。p+摻雜區(qū)形成電池陽極(發(fā)射極)，而η+摻雜區(qū)形成電池陰極(集電極)。在一些實施例中，電池的后側(cè)具有多個P+摻雜區(qū)及多個η+摻雜區(qū)。導(dǎo)電組件將模塊中的一個電池的發(fā)射極(陽極)與另一個電池的集電極(陰極)連接以形成一組串聯(lián)連接的電池。當(dāng)電池處于使用中時，串聯(lián)的末端電池的集電器連接到外部電路。在一些實施例中，半導(dǎo)電材料的前側(cè)及/或后側(cè)可包含電絕緣的鈍化層。形成鈍化層的適合材料包括(例如)化學(xué)計量及非化學(xué)計量氧化硅、氮化硅及氮氧化硅，其中添加或未添加氫。具體地說，鈍化層可包含(例如)SiNxOyU彡4/3且y彡2)、氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、富硅氧化物(SiOx，X < 2)或富硅氮化物(SiNx，X < 4/3)。所述鈍化層保護(hù)半導(dǎo)體材料以避免環(huán)境降解，減少電洞及電子的表面重組且為前表面提供抗反射性質(zhì)。如下所述，描述通過鈍化層傳遞摻雜劑材料的工藝。對本文中所述的動態(tài)模塊及電池處理來說，實時測量可用于估計在沿半導(dǎo)體材料的不同物理位置處的性能特征，例如載流子壽命?？?例如)使用非破壞性光學(xué)技術(shù)進(jìn)行測量，所述光學(xué)技術(shù)可提供對相對較大片中的半導(dǎo)體材料的快速評估。光學(xué)測量可在選定分辨率下進(jìn)行，且其它外推法及內(nèi)插法可補充直接測量。測量隨后可用以選擇電池大小及/或摻雜劑放置以通過電流性能的改進(jìn)匹配而改進(jìn)所得電池及模塊的效率。然而，為利用所述測量，切割半導(dǎo)體及/或沿半導(dǎo)體放置摻雜劑的對應(yīng)有效技術(shù)可以基于測量的實時可調(diào)整程序?qū)嵤Ｔ谝恍嵤├?，從較大的半導(dǎo)體材料片切割多個太陽能電池。通常，可使用任何合理的切割方法。舉例來說，機械切割、流體噴射切割或基于輻射的切割可用于切割較大片。在一些實施例中，基于輻射的切割(例如用激光)可有效地用以進(jìn)行鋒利分割以形成個別電池。半導(dǎo)體片在切割工藝期間可支撐于襯底上。對半導(dǎo)體為薄箔的實施例來說，可能尤其需要支撐半導(dǎo)體片以使得經(jīng)切割片段不太可能在處置中遭受損壞。經(jīng)切割區(qū)段可能或可能不相對于在光生伏打模塊內(nèi)的放置而重新定位。換來說之，在一些實施例中，原始半導(dǎo)體片可經(jīng)選擇以提供用于光生伏打模塊或其選定部分的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，且隨后通過切割工藝將半導(dǎo)體片再分成個別電池。舉例來說，半導(dǎo)體片或多個半導(dǎo)體片可固定到模塊的透明前片以供切割，以使得經(jīng)切割的電池結(jié)構(gòu)被適當(dāng)定位以供進(jìn)一步處理成完整模塊，而不改變半導(dǎo)體材料在透明前片上的位置。在替代實施例中，從單個片切割的經(jīng)切割半導(dǎo)體片段可單獨裝配到多個模塊中，例如一部分區(qū)段裝配到第一模塊中且另一部分區(qū)段裝配到第二模塊中。在其它實施例中，經(jīng)切割區(qū)段可與從一個或一個以上其它半導(dǎo)體片切割的區(qū)段一起裝配到單個模塊中，或經(jīng)切割區(qū)段可與從其它半導(dǎo)體片切割的區(qū)段組合以用于裝配到多個模塊中。一般來說，摻雜劑可以任何合理工藝施加于半導(dǎo)體材料以形成摻雜觸點。舉例來說，包含摻雜劑元素的液體成分可經(jīng)沉積以并入半導(dǎo)體中?；蛘撸衙枋鲇糜趶膿诫s氧化硅粒子獲得摻雜劑以轉(zhuǎn)移到硅襯底的方法。在其它實施例中，摻雜硅粒子可用于形成與半導(dǎo)體片相關(guān)聯(lián)的摻雜硅域。這些方法在下文中在用于摻雜薄硅/鍺箔的印刷方法的上下文中進(jìn)一步論述。對于針對光生伏打裝置沉積摻雜劑來說，分辨率就具有微米規(guī)模分辨率的意義來說通常是中等的，但在當(dāng)前集成電路組件的甚至更小的規(guī)模上并不是中等的。因此，噴墨印刷、其它印刷方法或其類似方法可便于在沿電池的選擇位置(例如沿電池的后方或背側(cè))沉積液體摻雜劑成分，從而提供摻雜劑原子以便隨后形成相應(yīng)的η+摻雜域及p+摻雜域。雖然常規(guī)噴墨頭可適于此用途，但用于特定應(yīng)用的經(jīng)重新設(shè)計的印刷頭可類似地用以在選定位置從儲集處傳遞所要體積的液體。除印刷方法外，可沉積包含摻雜劑的摻雜劑層，且激光或其它輻射束可用于將摻雜劑固定在選定位置處以在所述位置處形成摻雜觸點。墨水可用于形成層。
一般來說，適于傳遞呈墨水形式的摻雜劑原子的任何成分均可并入墨水中。摻雜劑墨水被廣泛視為能夠提供所要摻雜劑元素的液體成分。確切地說，以相對較高濃度分散的納米級粒子可用于摻雜劑墨水中。摻雜劑墨水可包含具有選定成分的粒子以傳遞所要濃度的所要摻雜劑。舉例來說，高度摻雜的氧化硅粒子及/或硅粒子可提供摻雜劑，而不會引入任何相對于基于硅的半導(dǎo)體片的顯著量的污染物。在其它實施例中，摻雜劑墨水可包含非粒子摻雜劑成分。噴墨工藝使摻雜接觸區(qū)的處理具有極大靈活性。具體地說，對特定半導(dǎo)體片來說，摻雜工藝可以直接方式動態(tài)調(diào)整。因此，基于對特定半導(dǎo)體片的測量，可選擇摻雜區(qū)的位置。如上所述，個別電池的大小可基于半導(dǎo)體片的表面上的半導(dǎo)體性質(zhì)來選擇。如果電池大小是基于半導(dǎo)體測量來選擇，則基于電池的選定大小，摻雜劑域可被對應(yīng)選擇以適配在特定電池大小及形狀內(nèi)。此外，即使電池大小不是被動態(tài)選擇，亦即，如果電池是形成為具有相同大小，則摻雜劑放置可基于半導(dǎo)體測量來選擇。類似地，如果需要，則也可基于關(guān)于半導(dǎo)體性質(zhì)的測量來選擇摻雜劑放置以及個別摻雜觸點的大小及/或摻雜劑含量。使用本文中所述的沉積方法，摻雜劑墨水或其它摻雜劑調(diào)配物可在選定位置實時印刷或沉積以實現(xiàn)快速且有效的處理。一般來說，墨水可包含適合液體以形成粒子的分散液。使金屬氧化物及非金屬氧化物粒子分散的適合液體通常可包含水、乙醇、其它有機溶劑及其混合物。下文描述使硅粒子分散的其它液體。分散液可具有低濃度到約50重量百分比或更大的濃度。良好分散的粒子可具有合理的小次級粒子大小，其指示粒子在分散液中不高度聚結(jié)。在適當(dāng)實施例中，用于形成墨水的摻雜粒子可通過任何合理的工藝(例如火焰熱解、基于溶液的方法或其類似方法)來合成。然而，可(例如)使用激光熱解來制造具有所要性質(zhì)的高度摻雜粒子，激光熱解是一種用于合成具有一定范圍的可選擇摻雜劑的高度均勻的次微米級粒子的便利且通用的方法。確切地說，通過適當(dāng)選擇反應(yīng)物流的成分及處理條件，可形成并入有所要金屬/非金屬成分化學(xué)計量(任選地具有選定摻雜劑)的次微米級粒子。雖然原則上一定范圍的摻雜粒子是適合的，但具有不超過約500nm的平均初級粒子直徑的摻雜次微米級粒子或納米粒子由于其能夠形成良好分散液而是合乎需要的。在一些實施例中，摻雜粒子包含S1、Ge、Si02、Ge02、其組合、其合金或其混合物?？捎孟嚓P(guān)聯(lián)成分對摻雜粒子進(jìn)行表面改質(zhì)以使粒子分散液穩(wěn)定。一般來說，處理方法的任何合理組合均可適于摻雜劑的相對于半導(dǎo)體襯底上的選定摻雜劑位置的放置。最終電池結(jié)構(gòu)可包括除透明前片、半導(dǎo)體片、集電器及摻雜劑區(qū)以外的其它層。這些額外層可包括(例如)粘接層、介電層、抗反射層、保護(hù)層及其類似物。下文中進(jìn)一步描述用于摻雜劑及觸點結(jié)構(gòu)的一般放置的一般方法。然而，對關(guān)于硅箔半導(dǎo)體的特定實施例提供更詳細(xì)的描述，其中摻雜劑沿后表面沉積且所有觸點對應(yīng)地沿電池的后表面放置。在一些實施例中，為了形成后觸點太陽能電池，可通過在引入與半導(dǎo)體層相關(guān)聯(lián)的摻雜觸點之前將鈍化介電層沉積到半導(dǎo)體后表面上來實現(xiàn)有效處理。隨后，可移除部分鈍化層以暴露半導(dǎo)體表面以允許與摻雜劑接觸?？?例如)使用激光或其類似方法來穿過鈍化層放置開口 /孔洞，但例如機械鉆孔或蝕刻等其它方法可為替代或額外方法?？煽刂萍す忏@孔或其它方法以暴露半導(dǎo)體表面，而不顯著損壞半導(dǎo)體表面?？蛇x擇孔洞大小、孔洞數(shù)目及/或孔洞放置以產(chǎn)生所要程度的摻雜及電池性能。
一般來說，特定電池上存在具有相反極性的多個摻雜劑位置。如果動態(tài)選擇個別電池的大小，則特定電池的大小可直接影響摻雜觸點的數(shù)目及放置。又，摻雜區(qū)的對應(yīng)放置可基于對特定電池上半導(dǎo)體性質(zhì)的測量，以便平衡與η+摻雜觸點及ρ+摻雜觸點相關(guān)聯(lián)的性能，從而相對于摻雜觸點的純幾何放置來說，可實現(xiàn)電池的改進(jìn)電流輸出。只要合理方法可用于形成集電器，便可選擇摻雜劑位置以產(chǎn)生高電流收獲效率。因此，摻雜觸點放置也應(yīng)考慮到基于針對集電器放置選定的工藝而適當(dāng)放置集電器。關(guān)于處理步驟的協(xié)調(diào)，孔洞穿過鈍化層的放置可基于摻雜域沿半導(dǎo)體表面放置的選定圖案。在一些實施例中，圖案化分層結(jié)構(gòu)可用于形成所要集電器配置。平版印刷(lithography)、光刻(photolithography)或其類似技術(shù)的使用可適于形成分層集電器結(jié)構(gòu)。然而，與有效且快速的處理方法以及摻雜劑位置的動態(tài)選擇一致的印刷方法也可用以形成集電器。一般來說，合理的大量摻雜劑域的使用可能合乎需要，因為這樣P摻雜區(qū)及η摻雜區(qū)就可相對于鄰近摻雜區(qū)具有較短距離。如果鄰近摻雜區(qū)彼此接近，則可發(fā)生光電流的更有效收獲。在沿半導(dǎo)體表面的選定位置處沉積摻雜劑墨水后，可進(jìn)一步處理摻雜劑以形成摻雜觸點。對摻雜劑成分及摻雜氧化硅粒子來說，摻雜劑通常在沉積位置處驅(qū)入半導(dǎo)體材料層中，例如通過在烘箱中加熱結(jié)構(gòu)以使摻雜劑移動，摻雜劑隨后遷移到半導(dǎo)體材料中。摻雜劑原子的擴(kuò)散視時間及擴(kuò)散條件而定。一般來說，基于烘箱的方法相對減緩且趨向于驅(qū)使摻雜劑進(jìn)入半導(dǎo)體材料中的相對較深處以獲得摻雜劑在半導(dǎo)體內(nèi)的所要含量。替代地或另外，可使用強光源將摻雜劑驅(qū)入半導(dǎo)體中。舉例來說，可將激光束脈沖到表面上以沿表面熔融極薄層，從而形成淺摻雜區(qū)，但在一些實施例中可使用深摻雜區(qū)。確切地說，激光可在相對較大的區(qū)域上提供強脈沖以將摻雜劑處理到表面中。通常，適合激光可發(fā)射具有在紅外到紫外范圍內(nèi)的波長的光?？芍貜?fù)對激光的脈沖以實現(xiàn)驅(qū)入表面中的所要含量的摻雜劑。如果使用氧化硅粒子來提供摻雜劑原子，則在將摻雜劑驅(qū)入半導(dǎo)體中之后，可通過適當(dāng)蝕刻工藝從表面移除來自摻雜劑墨水的粒子的殘余物。在一些實施例中，此操作可在不移除鈍化層的情況下進(jìn)行。對使用硅粒子來將摻雜劑原子傳遞到摻雜區(qū)的實施例來說，可使硅粒子在所述位置熔化以直接形成摻雜區(qū)。一些摻雜劑可能或可能不在此熔化工藝期間擴(kuò)散到下伏硅片中。因此，所得摻雜接觸區(qū)可呈位于半導(dǎo)體片上及/或半導(dǎo)體片的表面內(nèi)的薄島形式。在任一情況下均可發(fā)生光電流的有效收獲，因為半導(dǎo)體片上的薄摻雜觸點可與半導(dǎo)體片內(nèi)的觸點相似地發(fā)揮作用。一旦通過適當(dāng)摻雜形成ρ+摻雜區(qū)及η+摻雜區(qū)，便將具有相同極性的摻雜區(qū)連接到相應(yīng)的集電器。在適當(dāng)實施例中，可使用穿過鈍化層的孔洞來形成與摻雜域的電連接。多種方法可用于沉積集電器材料。舉例來說，集電器可使用銀墨來形成，銀墨例如用噴墨或絲網(wǎng)印刷沉積在適當(dāng)位置處。適合商業(yè)銀墨包括(例如)道康寧 (DowCorning )牌高導(dǎo)電銀墨及來自美泰克公司(Metech，Elverson, PA)的導(dǎo)電銀墨2512。替代地或另外，物理氣相沉積或其類似技術(shù)可用于沉積集電器材料。沉積集電器材料之后，適當(dāng)時，可將結(jié)構(gòu)加熱以使集電器材料交聯(lián)、熔化及/或退火。在一些實施例中，可沉積集電器的種子層且使用電化學(xué)沉積來完成集電器形成。集電器通常應(yīng)經(jīng)連接以將鄰近電池串聯(lián)連接。為實現(xiàn)此目標(biāo)，集電器材料可以延伸以通過電阻橋或其類似物連接電池的配置沉積，且/或可使用額外布線或其類似物來連接鄰近電池的集電器。粘接劑及/或襯里材料可放置在電池后表面上以保護(hù)后表面且有助于處置。具體地說，例如聚合物片的襯里結(jié)構(gòu)可放置在模塊的整個背部及/或側(cè)面上。電池模塊可在放置襯里材料或其類似物之前或之后放置到適當(dāng)框架中。陽極及陰極的電導(dǎo)線應(yīng)在完成模塊后可與外部電路連接，但導(dǎo)線可被覆蓋或以其它方式保護(hù)以供運輸及/或儲存。本文中所述的后半導(dǎo)體摻雜區(qū)結(jié)構(gòu)非常適于改進(jìn)的處理方法且適于放置在可用于形成電池結(jié)構(gòu)的薄半導(dǎo)體襯底上。通常，薄半導(dǎo)體層在處理期間支撐于襯底上。使用后側(cè)摻雜區(qū)的處理方法減少了轉(zhuǎn)移薄半導(dǎo)體材料的需要，從而減少處理步驟且減少損壞薄半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的機率。實時動態(tài)處理太陽能電池及對應(yīng)模塊的能力提供對給定量的材料來說改進(jìn)模塊性能以便改進(jìn)(亦即降低)功率產(chǎn)生的單位平均成本的能力。對應(yīng)地，可改進(jìn)模塊的均勻性，因為在電池處理中可能考慮半導(dǎo)體片內(nèi)的變化，以使得模塊更接近于平均半導(dǎo)體片的規(guī)格來發(fā)揮作用。因此，可減少工藝變化的一個方面。一般來說，適當(dāng)摻雜方法提供摻雜劑放置的便利實時計劃，其允許基于半導(dǎo)體測量來調(diào)整電池大小以改進(jìn)其它模塊性能及(可能)個別電池的性能。在一些實施例中，便利處理方法包含在工藝中電池與透明前片相對較早關(guān)聯(lián)及沿電池的后方發(fā)生的額外處理。樽塊及電池結(jié)構(gòu)光生伏打模塊通常具有透明前片及保護(hù)性襯里層，太陽能電池在透明前片與保護(hù)性襯里層之間。多個太陽能電池通常在光生伏打模塊內(nèi)串聯(lián)連接。光生伏打電池的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可為薄硅箔，但本文中的處理方法可應(yīng)用于其它半導(dǎo)體材料及格式。每一電池通常具有多個摻雜域以形成用于電池的兩個極性的集電器的觸點。通常，太陽能電池可為后表面或背表面觸點太陽能電池，但在其它實施例中可采用其它觸點結(jié)構(gòu)。從本文中所述的結(jié)構(gòu)可預(yù)期高電池性能。光生伏打模塊的示意圖展示于圖1中。光生伏打模塊100可包含透明前片102、保護(hù)性襯里層104、保護(hù)性密封件106、多個光生伏打電池108及端子110、112。截面圖展示于圖2中。透明前片102可為對適當(dāng)太陽光波長透明且對例如濕氣等環(huán)境攻擊提供合理障壁的氧化硅玻璃或其它適合材料的片。模塊組件的適合材料在以下部分中更詳細(xì)論述。襯里層104可為以適當(dāng)成本提供對模塊的保護(hù)及合理處置的任何適合材料。襯里層104不需要是透明的且在一些實施例中可具反射性以將穿過半導(dǎo)體層而透射的光通過半導(dǎo)體層反射回去，其中一部分反射光可被吸收。保護(hù)性密封件106可形成前保護(hù)性片102與保護(hù)性襯里層104之間的密封。在一些實施例中，可使用例如可熱密封聚合物膜等單個材料將襯里層104及密封件106形成為單一結(jié)構(gòu)。太陽能電池108經(jīng)放置以使其前表面抵靠著透明前片102，以使得日光可到達(dá)光生伏打電池的半導(dǎo)體材料。太陽能電池可使用集電器120、導(dǎo)電線或其類似物串聯(lián)電連接。串聯(lián)中的末端電池可分別連接于端子110、112，所述端子提供模塊與外部電路的連接。在一些實施例中，一些太陽能電池可并聯(lián)連接以增加電流，而電壓補償性降低，且/或如果每一電池串聯(lián)產(chǎn)生適當(dāng)量的電壓，則串聯(lián)連接的光生伏打電池組可連接到與大模塊相關(guān)聯(lián)的單獨端子。此外，每一光生伏打電池的平均大小可經(jīng)調(diào)整以實現(xiàn)所要的模塊性質(zhì)。舉例來說，具有較少、較大串聯(lián)連接的電池的模塊的形成在較低電壓下相對于較大量的較小電池來說在相同模塊占據(jù)面積上產(chǎn)生相對較大量的電流。通過將個別串聯(lián)連接電池的個別電壓相加而確定來自電池串聯(lián)的電壓。特定預(yù)期應(yīng)用通常影響模塊大小的選擇。舉例來說，可能的應(yīng)用范圍為從小型個別外部燈到用于住宅的太陽電池板到用于商業(yè)規(guī)模發(fā)電設(shè)施的太陽電池板。合理模塊大小可(例如)在四平方厘米(cm2)或四平方厘米以下到若干平方米或更大的范圍內(nèi)。一旦選定了模塊的總大小，即可選擇平均個別電池大小以平衡電流對電壓以及處理考慮因素及材料考慮因素。本文中的處理方法可適于任何這些具有適當(dāng)對應(yīng)設(shè)備設(shè)計的選定實施例。在一些實施例中，模塊包含至少10個電池，在其它實施例中包含至少20個電池且在額外實施例中包含約24個電池到約200個電池。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確范圍內(nèi)的額外電池數(shù)范圍且其屬于本發(fā)明。光生伏打模塊130的實施例的仰視圖展示于圖3中，襯里層已移除。在所述實施例中，將具有不同面積的光生伏打電池132安裝在透明前片134上。在一些實施例中，模塊中的整個電池集合是從單個大半導(dǎo)體片切割，或所述模塊的電池組是從單個半導(dǎo)體片切害I]。動態(tài)電池切割及摻雜工藝可允許有效地選擇具有與電流產(chǎn)生更好地匹配的面積的電池。如圖3中所示，多個電池切割成具有大致相同的電池寬度，同時選擇電池長度以將電池的電流產(chǎn)生調(diào)整到選定值。參考圖4及圖5，展示個別光生伏打電池的實施例。在一些實施例中，光生伏打電池150可包含半導(dǎo)體層152、前表面鈍化層154、后表面鈍化層156、負(fù)觸點或集電極160，及正觸點或發(fā)射極162。如圖5中的橫截面圖中所示，集電極160通常與η+摻雜區(qū)164電接觸。如圖5中所示，發(fā)射極162通常與ρ+摻雜區(qū)166電接觸。摻雜區(qū)164、166可定位于鈍化層156中的孔洞168下方，且孔洞168可填充有集電器材料以與摻雜區(qū)164、166電接觸。圖6中展示集電器材料已移除的太陽能電池的仰視圖。一般來說，摻雜區(qū)及穿過鈍化層的對應(yīng)孔洞或開口可具有任何合理的形狀，其分離電池的不同極。舉例來說，穿過鈍化層的孔洞/開口可具有大致圓柱形狀、凹槽形狀或其它所要形狀?？杀憷厥褂帽疚闹兴龅墓に囆纬纱蟾艌A柱狀的孔洞。舉例來說，可通過激光鉆孔來形成孔洞。類似地，可通過在脈沖之間適當(dāng)移動激光束來形成呈凹槽狀的開口。如果移除較大量的鈍化材料，則摻雜區(qū)的對應(yīng)大小增加。因此，如果移除較多鈍化材料，則接觸電阻可降低，但電洞及電子的表面重組可增加以使得這些效應(yīng)之間的平衡可影響電池設(shè)計?！銇碚f，孔洞可具有在約5微米到約100微米的范圍內(nèi)且在其它實施例中在約10微米到約30微米的范圍內(nèi)的平均直徑，其為對不同孔洞以及非圓形形狀的平均值?？锥吹拈g隔可為約50微米到約500微米且在其它實施例中為約80微米到約240微米。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確范圍內(nèi)的額外孔洞大小及間隔范圍且其屬于本發(fā)明。在穿過層156的孔洞168內(nèi)可見η+摻雜區(qū)164及ρ+摻雜區(qū)166的交替行。為使圖式簡化，僅有兩行用參考數(shù)字164、166標(biāo)記，但明確這些觸點如何與圖4中的集電器條帶一起排列以使η+摻雜區(qū)與負(fù)集電極160電接觸，且ρ+摻雜區(qū)與正集電極162電接觸。類似地，圖中僅標(biāo)記兩個實例孔洞，但每一摻雜區(qū)均與孔洞相關(guān)聯(lián)。雖然孔洞在圖4中以矩形柵格展示，但孔洞放置可基于表面上的半導(dǎo)體性質(zhì)測量來執(zhí)行以便動態(tài)地確定特定結(jié)構(gòu)的孔洞放置，而放置受形成適當(dāng)集電器的能力的約束。圖7及圖8中展示太陽能電池的一替代實施例。如圖8中所示，在此實施例中，光生伏打電池178具有η+摻雜區(qū)180及ρ+摻雜區(qū)182，其以棋盤方式排列。如圖7中所示，負(fù)觸點184及正觸點186對應(yīng)地對準(zhǔn)于成角度的條帶中。隨后，負(fù)觸點184與η+摻雜區(qū)180電接觸，且正觸點186與ρ+摻雜區(qū)182電接觸。雖然圖6及圖8描繪幾何排列的觸點，但如下文進(jìn)一步所述，觸點放置的動態(tài)選擇可涉及觸點的較低程度的對稱放置。在圖7中的結(jié)構(gòu)中，兩極的集電器材料以共同含量沉積于所述結(jié)構(gòu)上。對后觸點光生伏打電池來說，已描述具有使相反極性電極分離的絕緣層的雙層集電器結(jié)構(gòu)。見斯萬森(Swanson)的標(biāo)題為“制造后表面點觸點太陽能電池的方法”Method ofFabricatingBack Surface Point Contact Solar Cells")的第4，927，770號美國專利及沃林頓(Verlinden)等人的標(biāo)題為“制造娃太陽能電池的方法”("Method of Fabricatinga Silicon Solar Cell")的第6，423，568號美國專利，所述兩個專利均以引用的方式并入本文中。雖然雙層集電器結(jié)構(gòu)可并入本文中所述的結(jié)構(gòu)中，但雙層結(jié)構(gòu)將增加處理步驟。不管金屬指狀物的配置如何，金屬指狀物及相關(guān)聯(lián)的金屬表面均可經(jīng)設(shè)計以覆蓋盡可能大的面積，而不使相反極觸碰，因為金屬還充當(dāng)后光反射器。因此，指狀物寬度可大致為指狀物間距(亦即指狀物中心之間的間隔)的至少約40%，且在其它實施例中為指狀物間距的至少約50%且在額外實施例中為指狀物間距的約60%到約85%。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋這些明確范圍內(nèi)的額外指狀物間距范圍且其屬于本發(fā)明。上文的論述集中于具有后觸點的薄膜半導(dǎo)體太陽能電池。然而，本文中的例如動態(tài)電池處理程序等一些處理程序可應(yīng)用于其它電池配置。舉例來說，具有前觸點及后觸點的組合的薄膜太陽電池進(jìn)一步描述于平石(Hiraishi)等人的標(biāo)題為“制造薄膜光生伏打模塊的方法” ("Method of Fabricating ThinFilm Photovoltaic Module")的第6，455，347號美國專利中，所述專利以引用的方式并入本文中。具有前觸點及后觸點的另一代表性光生伏打模塊結(jié)構(gòu)描述于木戶口(Kidoguchi)等人的標(biāo)題為“制造集成薄膜太陽能電池的方法” ("Method of Fabricating Integrated Thin Film Solar Cells")的第5，956, 572號美國專利中。本文中所述的一些動態(tài)工藝可基于本文中的教不而適于處理具有前觸點及后觸點兩者的電池。對這些實施例來說，電池的動態(tài)切割可在將半導(dǎo)體片轉(zhuǎn)移到透明前片之前執(zhí)行，以便可在將電池固定到透明前表面之前相對于前表面觸點的放置而處理半導(dǎo)體層的前表面。在將電池固定到透明襯底之后，可對后表面執(zhí)行其余處理。光生伏打組合件的材料下文中描述并入光生伏打模塊中的適合材料的實例。透明前片可(例如)為氧化硅玻璃、其它無機玻璃材料、透明聚合材料、其復(fù)合物或其類似物。透明前片可在一個或兩個表面上具有抗反射涂層或其它光學(xué)涂層。適合的聚合襯里層包括(例如)來自杜邦公司(DuPont)的泰德拉* (Tedlar )“S”型聚氟乙烯膜。關(guān)于反射材料，襯里層的聚合物片可涂有薄金屬膜，例如金屬化麥拉 (MyWg;)聚酯膜。使透明前片及襯里層接合的保護(hù)性密封件可由粘接劑、天然或合成橡膠或其它聚合物或其類似物形成。一般來說，如果材料可形成為可適當(dāng)切割成選定電池大小的片，則適用于太陽能電池的任何合理半導(dǎo)體材料均可如本文中所述來處理。然而，多晶硅提供所要水平的性能，同時具有可用于形成可切割成個別太陽能電池的大面積半導(dǎo)體片的合理成本材料。確切地說，適合半導(dǎo)電材料包括(例如)多晶硅薄箔。硅或其它無機半導(dǎo)體的薄箔可形成于犧牲釋放層上。在一些實施例中，釋放層具有機械上較弱，以使得釋放層可破裂而對釋放層上的硅層無損壞。通過光反應(yīng)性沉積(LRDTM)形成薄娃片進(jìn)一步描述于海斯默爾(Hieslmair)等人在2007年3月13日申請的標(biāo)題為“娃或鍺薄片及由薄片形成的光生伏打裝置”("Thin Silicon or GermaniumSheetsand Photovoltaics Formed From Thin Sheets")的第 2007/0212510A 號公開美國專利申請案中，所述申請案以引用的方式并入本文中。類似地，可使用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法在大氣壓或亞大氣壓下將釋放層上的硅薄膜形成到多孔釋放層上。到多孔釋放層上的CVD工藝進(jìn)一步描述于海斯默爾(Hieslmair)等人在2008年I月25日申請的標(biāo)題為“到釋放層上用于合成無機箔的沉積”("Deposition Onto a Release Layer forSynthesizingInorganic Foils")的第61/062，398號美國臨時專利申請案中，所述申請案以引用的方式并入本文中。如海斯默爾(Hielsmair)等人在2008年I月25日申請的標(biāo)題為“薄硅膜的區(qū)域溶融再結(jié)晶” ("Zone Melt Recrystallization for Thin Silicon Films")的共同待決的第61/062，420號美國臨時專利申請案中進(jìn)一步所述，硅箔的性質(zhì)可通過經(jīng)設(shè)計供釋放層上的薄箔使用的有效區(qū)域熔融再結(jié)晶工藝來改進(jìn)，所述申請案以引用的方式并入本文中。薄硅片的使用降低了材料用量，同時保證良好的電池性能。薄硅片通常具有不超過約250微米的厚度。在一些實施例中，薄硅箔可具有不超過約100微米的厚度，在其它實施例中約5微米到約100微米，在其它實施例中約10微米到約80微米且在其它實施例中約30微米到約60微米，及這些范圍內(nèi)的任何子范圍。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋所述明確范圍內(nèi)的額外箔厚度范圍且其屬于本發(fā)明。借助于使用犧牲釋放層形成的薄半導(dǎo)體箔，可對頂表面進(jìn)行清潔、紋理化、涂布及/或以其它方式準(zhǔn)備，且隨后可將薄箔從下伏襯底直接分離到透明襯底上。在一些實施例中，一個或一個以上額外層(例如鈍化層)可沉積在硅層之上及/或硅層之下。硅箔可轉(zhuǎn)移到透明前片，例如，使用粘接劑成分粘接硅箔或使用靜電相互作用來轉(zhuǎn)移。適合的粘接劑包括(例如)硅酮粘接劑或EVA粘接劑。其它合理的粘接劑可用于光生伏打模塊組合件中的其它用途，例如粘接襯里材料、附著于框架、形成結(jié)構(gòu)內(nèi)的密封件及其類似用途。例如橡膠等其它聚合物也可用于形成密封件。用于將薄無機箔轉(zhuǎn)移到接收表面的工藝及設(shè)備進(jìn)一步描述于莫索(Mosso)等人在2008年I月25日申請的標(biāo)題為“大面積無機箔的層轉(zhuǎn)移”("Layer Transfer for Large Area Inorganic Foils")的共同待決的第61/062，399號美國臨時專利申請案中，所述申請案以引用的方式并入本文中。在一些實施例中，半導(dǎo)體層的前側(cè)及后側(cè)可包含電絕緣的鈍化層。形成鈍化層的適合材料包括(例如)化學(xué)計量及非化學(xué)計量氧化硅、氮化硅及氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅、其組合及其混合物，其中添加或未添加氫。在一些實施例中，鈍化層可包含(例如)SiNxOy (X彡4/3且y彡2),氧化娃(SiO2),氮化娃(Si3N4),富娃氧化物(SiOx, x < 2)或富硅氮化物(SiNx，X < 4/3)。鈍化層可保護(hù)半導(dǎo)體材料以避免環(huán)境降解，減少電洞及電子的表面重組，提供結(jié)構(gòu)設(shè)計特征及/或輔助一些處理步驟，且為前表面提供抗反射性質(zhì)。在一些實施例中，前鈍化層可包含SiNxOy或其它透明介電材料。鈍化層通常也具有化學(xué)惰性以使得電池對任何環(huán)境污染物更具抗性。
鈍化層可以形成薄結(jié)晶硅層的相似反應(yīng)性沉積工藝形成，但鈍化層可由例如CVD或PVD技術(shù)等其它技術(shù)使用(例如)商業(yè)沉積設(shè)備或借助光反應(yīng)性沉積來形成。光反應(yīng)性沉積(LRD )進(jìn)一步描述于畢(Bi)等人的標(biāo)題為“通過反應(yīng)性沉積進(jìn)行的涂層形成”("Coating Formation By Reactive Deposition ")的共同待決的第09/715,935號美國專利申請案、畢(Bi)等人的標(biāo)題為“通過反應(yīng)性沉積進(jìn)行的涂層形成，，(" CoatingFormation By Reactive Deposition ")的共同待決的第 10/414，443號美國專利申請案及切魯沃魯(Chiruvolu)等人的標(biāo)題為“通過反應(yīng)性沉積進(jìn)行的密集涂層形成”("DenseCoating Formation By Reactive Deposition")的共同待決的第11/017，214號美國專利申請案中，所述申請案以引用的方式并入本文中。鈍化層可用等離子CVD或其類似技術(shù)來沉積。鈍化層通?？删哂型ǔ募s10納米(nm)到200nm且在其它實施例中從30nm到180nm且在其它實施例中從50nm到150nm的厚度。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確范圍內(nèi)的額外厚度范圍且其屬于本發(fā)明。前鈍化層及/或后鈍化層通?？删哂屑y理以將光散射到半導(dǎo)體層中(例如)以增加有效光路徑及對應(yīng)的光吸收。在一些實施例中，紋理化材料可包含具有從約50nm到約100微米的平均峰值間距離的粗糙表面。紋理可在用以形成鈍化層的沉積工藝期間引入及/或紋理可在沉積步驟之后添加。如上所述，將半導(dǎo)體材料處理成太陽能電池涉及傳遞摻雜劑材料以形成摻雜觸點。一般來說，可使用能夠?qū)⑺獡诫s劑原子傳遞到所暴露硅的任何合理墨水。舉例來說，可沉積含有磷或硼的液體。確切地說，適合墨水可包含(例如)磷酸三辛酯、乙二醇及/或丙二醇中的磷酸或乙二醇及/或丙二醇中的硼酸。在一些實施例中，可沉積裝填有無機粒子的墨水以提供摻雜劑。舉例來說，無機粒子可包含摻雜氧化硅或摻雜硅。摻雜氧化硅玻璃一直用以使用光刻工藝來傳遞用于光生伏打電池的摻雜劑。具有摻雜粒子的墨水的使用可提供摻雜劑在所要位置處的印刷，例如使用噴墨印刷。在受特別關(guān)注的實施例中，摻雜粒子具有不超過約250nm、在其它實施例中不超過約lOOnm、在其它實施例中不超過約50nm且在額外實施例中不超過約25nm的平均初級粒子大小。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確范圍內(nèi)的額外粒子大小范圍且其屬于本發(fā)明。一般來說，摻雜粒子通?？捎苫诜磻?yīng)流的方法或基于溶液的方法來形成。具有各種成分的次微米級無機粒子可通過熱解(尤其是基于光的熱解或激光熱解)單獨或與額外處理一起來產(chǎn)生。在基于光的熱解/激光熱解中，來自強電磁輻射源的光驅(qū)動反應(yīng)以形成粒子。為了方便起見，本申請案可互換地提及基于光的熱解及激光熱解，因為可使用適合的強電磁輻射源替代激光。激光熱解適用于形成在成分、結(jié)晶度及大小上高度均勻的粒子。此外，可(例如)使用激光熱解有效地形成無機粒子，所述激光熱解產(chǎn)生具有引起高分散性且易于并入所要結(jié)構(gòu)中的所要表面性質(zhì)的粒子，但可使用其它粒子源。確切地說，已開發(fā)激光熱解方法以用于合成次微米級多金屬/非金屬氧化物復(fù)合物粒子及其它復(fù)合金屬/非金屬粒子成分以及其摻雜成分。將金屬/非金屬元素引入反應(yīng)物流中。通過適當(dāng)選擇反應(yīng)物流的成分及處理條件，可形成并入有所要金屬/非金屬成分化學(xué)計量的任選地帶有選定摻雜劑的次微米級粒子。用激光熱解合成摻雜粒子進(jìn)一步描述于霍恩(Horne)等人的標(biāo)題為“光學(xué)材料及光學(xué)裝置”("Optical Materials andOpticalDevices;/ )的第6，849，334號美國專利中，所述專利以引用的方式并入本文中。
一般來說，墨水可包含適合液體以形成粒子的分散液。使金屬氧化物及非金屬氧化物粒子分散的適合液體通?？砂⒋?、其它有機溶劑及其混合物。分散液可具有低濃度到約50重量百分比或在一些實施例中到約20重量百分比或更大的濃度。良好分散的粒子可具有合理的小次級粒子大小，其指示粒子在分散液中不高度聚結(jié)。粒子可受到表面改質(zhì)以使粒子分散液穩(wěn)定且/或分散液中可包括其它表面活性劑。通過激光熱解形成的粒子通常具有待以中等濃度來分散的適當(dāng)表面化學(xué)性質(zhì)。粒子分散液的穩(wěn)定性可通過對粒子的表面改質(zhì)在較高粒子濃度下改進(jìn)。一般來說，粒子的表面性質(zhì)影響粒子的分散。粒子的表面性質(zhì)通常視合成方法以及合成后處理而定。一些表面活性劑(例如許多表面活性劑)通過與粒子表面的非鍵結(jié)相互作用起作用。在一些實施例中，通過使用與粒子表面化學(xué)鍵結(jié)的表面改質(zhì)劑來獲得所要的性質(zhì)。適合的表面改質(zhì)劑包括(例如)烷氧基硅烷，其通過O-Si鍵與金屬氧化物及非金屬氧化物粒子化學(xué)鍵結(jié)。確切地說，三烷氧基硅烷與粒子表面形成穩(wěn)定鍵。硅烷的側(cè)基影響表面改質(zhì)粒子的所得性質(zhì)。當(dāng)處理干燥合成原樣粉末時，已發(fā)現(xiàn)在表面改質(zhì)之前形成粒子的良好分散會有助于表面改質(zhì)工藝且產(chǎn)生具有較高程度的表面改質(zhì)的粒子。粒子的表面改質(zhì)可增加適合液體的范圍，且尤其提供粒子在較小極性溶劑中的良好分散。一些形式的混合、超聲波處理或其類似技術(shù)可用于改進(jìn)粒子的分散。在一些實施例中，平均次級粒子大小可為不超過平均初級粒子大小的四倍、在其它實施例中不超過平均初級粒子大小的約3倍且在額外實施例中不超過平均初級粒子大小的約2倍的因數(shù)。此外，體積平均粒子大小可不超過約I微米，在其它實施例中不超過約250nm，在額外實施例中不超過約lOOnm，在其它實施例中不超過約75nm且在一些實施例中為約5nm到約50nm。對印刷應(yīng)用來說，可能需要形成膠狀分散液。因此，在一些實施例中，分散液可為含有少量使分散液的PH值升高的氨或其它成分的水性分散液。為了由無機粒子分散液形成墨水，如果需要，則可包括其它添加劑，例如粘度改質(zhì)劑、表面活性劑或其類似物。對一些實施例來說，粘度可為0.1mPa.s到約IOOmPa.S，且在其它實施例中約0.5mPa.s到約25mPa.S。對一些實施例來說，分散液/墨水可具有約2.0到約6.0N/m2且在其它實施例中約2.2到約5.0N/m2且在額外實施例中約2.5到約4.5N/m2的表面張力。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確范圍內(nèi)的額外粘度及表面張力范圍且其屬于本發(fā)明。用于執(zhí)行半導(dǎo)體摻雜的包含氧化硅粒子的適合墨水的形成描述于海斯默爾(Hieslmair)等人在2008年I月2日申請的標(biāo)題為“用于沉積半導(dǎo)體襯底的硅/鍺氧化物粒子墨水、噴墨印刷及工藝”("Silicon/Germanium Oxide Particle Inks, InkjetPrinting andProcesses for Doping Semiconductor Substrates")的共同待決的第12/006，459號美國專利申請案中，所述申請案以引用的方式并入本文中。用于形成摻雜半導(dǎo)體域的包含娃粒子的適合墨水的形成進(jìn)一步描述于海斯默爾(Hieslmair)等人在2008年I月2日申請的標(biāo)題為“用于半導(dǎo)體應(yīng)用的硅/鍺粒子墨水、摻雜粒子、印刷及工藝，，(〃 Silicon/GermaniumParticIe Inks, Doped Particles, Printing and Processesfor Semiconductor Applications")的共同待決的第12/006，453號美國專利申請案中，所述申請案以引用的方式并入本文中。這些專利申請案中所述的這些材料可應(yīng)用于本文中所述的工藝中。電池處理及樽塊處理
在此所述的處理步驟適用于且有效用于處理光生伏打模塊，其任選地帶有模塊內(nèi)動態(tài)設(shè)計的太陽能電池。在一些實施例中，太陽能電池經(jīng)設(shè)計以便由呈半導(dǎo)體片形式的薄硅箔制造。然而，至少一些處理程序通常適用于且有利于制造具有任何厚度的硅片的光生伏打電池以及由其它半導(dǎo)體材料形成的電池。一些處理步驟或一系列處理步驟明確針對于從電池收獲電流的后側(cè)觸點的有效產(chǎn)生。摻雜劑可穿過鈍化層中的孔洞來放置，其可與集電器材料的小心放置組合以用于以減少數(shù)目的處理步驟來形成后觸點電池，同時實現(xiàn)保證以減少量的材料實現(xiàn)改進(jìn)性能的所要結(jié)構(gòu)。一些實施例的動態(tài)處理是根據(jù)在半導(dǎo)體表面上的位置分布下的預(yù)期性能的測量而構(gòu)成。隨后，基于選定算法，使用性能測量動態(tài)地設(shè)計其它處理。此動態(tài)處理可包括(例如)選擇用于將半導(dǎo)體片切割成個別太陽能電池的位置及/或選擇摻雜觸點沿電池的放置。一旦設(shè)計完成，即執(zhí)行額外處理步驟以相對于由半導(dǎo)體材料形成的不具有動態(tài)處理優(yōu)勢的模塊來說，以改進(jìn)性能完成光生伏打模塊。在一些實施例中，下文論述中的一些處理步驟明確針對于從電池收獲電流的后側(cè)觸點的形成，但可執(zhí)行用于如上所述的其它電池觸點配置的動態(tài)處理。一般來說，如圖9中所示，處理步驟可包含(例如)半導(dǎo)體片準(zhǔn)備190、半導(dǎo)體測量192、動態(tài)電池設(shè)計194、電池結(jié)構(gòu)處理196及模塊完成198。在本文中所述的總處理方法的一些實施例中，所述工藝通常涉及一個或一個以上半導(dǎo)體(例如硅)大片的使用，所述大片在工藝期間基于片上的各點處的半導(dǎo)體性質(zhì)的測量而分成個別電池。一般來說，工藝可提供材料的適當(dāng)處置以及有效處理，同時廢物減少且處理步驟數(shù)目減少，而無損于模塊性能的質(zhì)量。對不執(zhí)行動態(tài)處理的實施例來說，可省略關(guān)于半導(dǎo)體測量192及動態(tài)電池設(shè)計194的步驟。半導(dǎo)體片準(zhǔn)備190是針對初始半導(dǎo)體片的形成以便為執(zhí)行其它處理以由所述半導(dǎo)體片形成太陽能電池作準(zhǔn)備。初始半導(dǎo)體片結(jié)構(gòu)可通常通過任何適合方法來形成。舉例來說，半導(dǎo)體片可從硅錠切割。然而，在其它實施例中，半導(dǎo)體片至少部分地用反應(yīng)性沉積工藝來形成。上文描述用于形成半導(dǎo)體片的適當(dāng)反應(yīng)性沉積工藝。通過反應(yīng)性沉積工藝，可形成極薄的硅箔以供模塊中使用。即使硅箔較薄，其仍可用避免對所述硅箔造成損壞的適當(dāng)轉(zhuǎn)移技術(shù)來處置。與電池結(jié)構(gòu)處理196有關(guān)的一些步驟可在半導(dǎo)體片準(zhǔn)備190之前執(zhí)行。舉例來說，鈍化層可在形成半導(dǎo)體片之前沉積，半導(dǎo)體片沉積到鈍化層上。所述鈍化層中的一者或其兩者可作為反應(yīng)性沉積工藝的一部分形成。通常將鈍化層紋理化。類似地，一些電池結(jié)構(gòu)處理步驟196可能或可能不在對半導(dǎo)體片執(zhí)行測量192之前執(zhí)行。舉例來說，半導(dǎo)體的表面可經(jīng)暴露以用于執(zhí)行測量，以使得鈍化層可能不在進(jìn)行測量之前放置于兩個表面上。對這些實施例來說，一個鈍化層可在執(zhí)行半導(dǎo)體測量之前放置，且/或半導(dǎo)體層可在執(zhí)行半導(dǎo)體測量之前與透明層相關(guān)聯(lián)。透明襯底可在后續(xù)處理步驟期間為半導(dǎo)體片提供機械支撐。然而，在替代實施例中，半導(dǎo)體測量可在形成頂部鈍化層及底部鈍化層之后執(zhí)行。所述鈍化層中的一者或其兩者可作為反應(yīng)性沉積工藝的一部分形成。在一些實施例中，在反應(yīng)性沉積工藝中，具有半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)的所述一個或一個以上層連續(xù)形成到釋放層上。釋放層可具有提供所述結(jié)構(gòu)從原始襯底破裂或釋放的成分及/或機械性質(zhì)。視對硅箔的其它處置而定，硅箔的后表面或前表面可抵靠釋放層形成。在替代實施例中，硅直接沉積到透明前片上，以使得電池的前表面形成到透明前片上而無需釋放層或?qū)?yīng)轉(zhuǎn)移。在任一定向中，所述結(jié)構(gòu)可受到進(jìn)一步處理(例如熱處理)，同時與原始襯底相關(guān)聯(lián)。雖然原則上電池的摻雜區(qū)可通過反應(yīng)性沉積工藝形成，但本文中描述用于形成摻雜劑觸點的有效且便利的方法，其提供與摻雜觸點的電連接。在涉及釋放層的反應(yīng)性沉積工藝中，釋放層可沉積到可再使用的襯底上。釋放層可為可通過反應(yīng)性沉積工藝沉積的多孔微粒陶瓷成分，且適合的成分包括(例如)與適于鈍化層的成分相似的成分。因為襯底可再使用，所以可使用高質(zhì)量襯底而不會過度增加成本。在實施例的一實例中，薄氮化硅或氮氧化硅后鈍化層可沉積在釋放層上。隨后，結(jié)晶硅層可沉積在后鈍化層上。在一些實施例中，薄前鈍化層可沉積在結(jié)晶硅層上。如果沉積后鈍化層，則半導(dǎo)體的測量可在將所述結(jié)構(gòu)與釋放層分離之前執(zhí)行。如果沉積前鈍化層，則半導(dǎo)體層的測量可在與釋放層分離且任選地移除釋放層的殘余物之后，在半導(dǎo)體的經(jīng)暴露后表面上執(zhí)行。形成硅箔及鈍化層的反應(yīng)性沉積進(jìn)一步描述于上文材料部分中。在一些實施例中，可隨后加熱通過反應(yīng)性沉積形成的結(jié)構(gòu)以使鈍化層固結(jié)及/或使結(jié)晶硅層退火及/或以其它方式修改層的性質(zhì)。上文也提及用于執(zhí)行薄硅箔的區(qū)域熔融再結(jié)晶的改進(jìn)方法。為估計太陽能電池中的性能而進(jìn)行的半導(dǎo)體測量192可基于載流子壽命評估。確切地說，半導(dǎo)體材料的光電流產(chǎn)生可作為半導(dǎo)體的載流子壽命的函數(shù)來估計。通常在摻雜及/或切割個別電池之前執(zhí)行評估以估計片上的不同位置處的性能。確切地說，測量可在沿半導(dǎo)體片的選定點柵格上執(zhí)行。載流子壽命的額外值可相對于所測量點使用已確立的線性或非線性擬合慣例來內(nèi)插及或外推。因此，為了方便起見，測量可基于具有一定間隔的矩形柵格，所述間隔可至少部分地基于測量技術(shù)的分辨率。對沿測量柵格(邊緣可能為格柵區(qū)域的片段)的每一柵格位置來說，沿柵格的區(qū)段的面積可設(shè)定在(例如)約0.0OOlmm2到約400mm2的分辨率，其中這些柵格區(qū)分別對應(yīng)于約10微米到約20mm的分辨率。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋這些明確范圍內(nèi)的額外分辨率范圍且其屬于本發(fā)明。測量設(shè)備及/或半導(dǎo)體片可在平臺或其它傳送器系統(tǒng)上相對于彼此平移以執(zhí)行測量。在一些實施例中，可移動光學(xué)組件以掃描半導(dǎo)體表面。這些測量可用于確定電池配置及對應(yīng)電池觸點放置。確切地說，光學(xué)技術(shù)可用于評估半導(dǎo)體的載流子密度及/或載流子壽命。在一些實施例中，載流子密度可用于估計載流子壽命，載流子壽命與作為光電導(dǎo)體的材料的電流產(chǎn)生相關(guān)。沿半導(dǎo)體表面圖(map)的少數(shù)載流子擴(kuò)散長度的光學(xué)測量(可用于評估載流子壽命)描述于石(Shi)等人的標(biāo)題為“用于確定樣品的一個或一個以上性質(zhì)的方法及系統(tǒng)”("Methods and Systems for Determining one or More Properties of aSpecimen")的第2007/0126458A號公開美國專利申請案中，所述申請案以引用的方式并入本文中。此外，載流子密度可由形成鈍化層之前或之后在半導(dǎo)體材料上映射的紅外壽命來估計。紅外壽命可(例如)用在光譜的紅外部分中操作的用以測量樣本的紅外傳輸?shù)碾姾神詈舷鄼C來測量?？煽焖佾@得材料的高分辨率掃描。伊森博格(Isenberg)等人的文章描述了使用紅外激光及商業(yè)CCD相機以獲得半導(dǎo)體材料的表面上的下至30微米的分辨率。引用伊森博格的文章的是《應(yīng)用物理學(xué)報》(Journal of Applied Physics,93(7):4268-4275(2003年4月I日))，標(biāo)題為“用于對少數(shù)載流子密度及壽命的橫向分辨的測量的成像方法:測量原理及首次應(yīng)用”("Imaging method for laterally resolvedmeasurement ofminority carrier densities and lifetimes -Measurement principleand first applications")，其以引用的方式并入本文中。戈德施米特(Goldschmidt)等人的文章論述了基于對載流子壽命的測量來計算短路電流及開路電壓。戈德施米特的文章是在第20屆歐洲光生伏打太陽能會議及展覽(the 20th European Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition，2005 年 6 月 6-10 日，西班牙，巴塞羅那)上提出，標(biāo)題為“由載流子密度圖像預(yù)測多晶娃太陽能電池參數(shù)Predicting Mult1-CrystallineSilicon Solar Cell Parameters FromCarrier Density Images")，其以弓I用的方式并入本文中。用于硅材料的電荷-電流性能的無觸點估計的替代方法描述于特魯克(Tioipke)等人，《應(yīng)用物理通訊》(Applied PhysicsLetters 87:093503(2005))中，標(biāo)題為“太陽-光致發(fā)光:對娃晶片的電流-電壓特征的無觸點確定”("Suns-photoluminescence:Contactless determination of current-voltagecharacteri sties of si I iconwafers")，其以引用的方式并入本文中。特魯克的文章中的工藝可推廣用于半導(dǎo)體表面上的空間分辨率。半導(dǎo)體測量可用于執(zhí)行動態(tài)電池設(shè)計194，參見圖9的工藝步驟。一般來說，基于半導(dǎo)體表面上的測量，可使用一系列算法來布局所得電池。一般來說，使初始材料性質(zhì)與最終電池功率特征相關(guān)的能力允許人們調(diào)整電池大小、觸點間隔/間距，及甚至將電池“串行"(stringing)(使電池子集串聯(lián)及/或并聯(lián)連接)以增加整個模塊的功率產(chǎn)生且補償具有不良性能的區(qū)域。給定硅箔的載流子壽命圖，可選擇電池大小以使得電池在預(yù)期峰值功率點處的輸出電流良好匹配。較低載流子壽命及/或載流子密度測量與所述區(qū)域在峰值功率點處每單位面積的較低預(yù)期電流相關(guān)。因此，與較高載流子壽命區(qū)域比較，較低載流子壽命區(qū)域應(yīng)制成較大電池。初始材料載流子壽命與適當(dāng)電池面積之間為實現(xiàn)電流匹配的比例可憑經(jīng)驗確定且無需一定是線性的。確切地說，對特定太陽能電池設(shè)計來說，可進(jìn)行來自所測量域的光電流的測量，以確定具有對應(yīng)光電流的材料載流子壽命與電壓之間的函數(shù)關(guān)系。這些函數(shù)關(guān)系隨后可用以執(zhí)行動態(tài)電池設(shè)計。因為光生伏打模塊通常以串聯(lián)及/或并聯(lián)形式安裝在某一地點，所以常常需要模塊具有某種額定電流(串聯(lián))或額定電壓(并聯(lián))。給定硅箔或其它半導(dǎo)體材料的載流子壽命映射以及電池制造過程及所得電池性質(zhì)的經(jīng)驗知識，可設(shè)計方案以將箔分成電池，以便在較高功率下實現(xiàn)目標(biāo)電流或目標(biāo)電壓。為實現(xiàn)目標(biāo)電流，劃分電池以使得每一電池產(chǎn)生大致為目標(biāo)值的電流。隨后，模塊的串聯(lián)連接電池產(chǎn)生大致等于目標(biāo)值的總電流。為了達(dá)到目標(biāo)電壓，可使用電池的粗略電壓值來選擇電池總數(shù)以達(dá)到目標(biāo)值。隨后，將片適當(dāng)分成電池，其串聯(lián)相加達(dá)到目標(biāo)值。通常通過損失某一程度的功率性能來同時設(shè)定目標(biāo)電流及電壓是可能的。一般來說，通過動態(tài)處理，模塊中任何兩個電池之間的電流變化可減少到不超過所述電池的平均電流的8 %，且在其它實施例中，不超過在等效照明下在組合電池的最大功率點處的電流的約5%變化。類似地，個別電池具有更均勻電流產(chǎn)生的模塊的功率因模塊的對應(yīng)電流增加而大致更高。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確范圍內(nèi)的額外電流及功率改進(jìn)范圍且其屬于本發(fā)明。人們已關(guān)注于將反相器整合到模塊中。如果所述反相器變得商業(yè)上可行，則不要求目標(biāo)電壓或電流。在所述情況下，可完全選擇電池大小、觸點間距及電池串行以實現(xiàn)增加的功率產(chǎn)生。經(jīng)整合的反相器可將模塊功率輸出調(diào)節(jié)成標(biāo)準(zhǔn)的120V 60Hz輸出(美國)，其可直接饋送到電力線，或饋送到選定的其它標(biāo)準(zhǔn)電力輸出。作為代表性實例，考慮將半導(dǎo)體襯底分成一個或一個以上條帶。如圖1OA中所示，展示襯底220，其中線224指示片最后分成兩個條帶226、228。線224的位置可基于來自每一條帶的估計總電流。作為基于圖1OA中所示的實施例的假設(shè)實例，如果預(yù)期來自頂部條帶中的所有測量的電流估計值相加比來自底部條帶中的所有測量的總和的電流估計值高，則頂部條帶的面積可制成適當(dāng)小于底部條帶的面積以作補償。隨后，每一條帶可再分以使得劃分后來自每一電池的電流大致相等。此劃分是基于針對片及對應(yīng)每一條帶選定的電池總數(shù)。在一些實施例中，每一測量點周圍區(qū)域的估計電流可假定為在此點周圍大致恒定。或者，可使用線性或非線性算法來外推或內(nèi)插每一測量點處的估計電流?？煽紤]條帶大小。隨后，從總估計電流除以條帶中的電池總數(shù)中獲得來自條帶中的每一電池的估計電流。隨后，可確定每一電池的面積以產(chǎn)生目標(biāo)電流。圖1OA中展示代表性劃分成10個電池232。圖1OB中展示切割成10個電池232之后的片，襯底234支撐經(jīng)切割的電池。圖1OB也展示摻雜域236的定位，其中摻雜域位置經(jīng)動態(tài)選擇以使得位置不在矩形柵格上。在替代方案中，摻雜觸點可放置在矩形柵格上。在圖1OB中所示的實施例中，選擇每一垂直但未必筆直的行以接收相同摻雜劑，以使得觸點可沿行而形成。一旦確定電池大小，即可確定摻雜工藝的摻雜域的數(shù)目及放置。摻雜域放置的選擇可基于保持電池內(nèi)摻雜域數(shù)目恒定且基于電池的實際大小將摻雜域放置于特定電池中以根據(jù)選定圖案大致均勻地間隔摻雜域。或者，摻雜域之間的間隔可以一固定值為目標(biāo)，且隨后通過根據(jù)電池中的可用空間、基于摻雜域的目標(biāo)間隔及大小配合最多摻雜域來相應(yīng)地放置摻雜域。將半導(dǎo)體片切割成個別電池之后的另一實施例展示于圖11中。在此實施例中，將片切割成五個大致相等大小的行240、242、244、246、248。隨后，基于半導(dǎo)體性質(zhì)的測量將每一行切割成具有適當(dāng)大小的電池。如上所述，電池數(shù)目通?？苫谀繕?biāo)模塊性能來選擇，例如基于目標(biāo)電壓來選擇。一般來說，光生伏打模塊可包含(例如)2到2000個太陽能電池，且在其它實施例中10到500個太陽能電池，以及這些明確范圍內(nèi)的任何范圍。通常，布局可首先基于如上文實例中劃分成行，或劃分可為改進(jìn)電流匹配的任何數(shù)目的數(shù)學(xué)算法，例如以相等面積電池開始且改變面積以補償電流差異的迭代過程，此校正過程持續(xù)直到電流經(jīng)估計在指定公差內(nèi)是相等的。進(jìn)一步處理半導(dǎo)體片以通過形成收獲光電流的摻雜觸點及放置引導(dǎo)所收獲光電流的集電器而形成太陽能電池。在受特別關(guān)注的實施例中，個別太陽能電池是從較大半導(dǎo)體片切割。太陽能電池可經(jīng)定位以接收穿過透明前片的光。本文中的論述集中于后觸點太陽能電池的形成，但基于本文中的教示至少一些處理步驟可推廣用于其它摻雜觸點放置。電池結(jié)構(gòu)處理196 (圖9)可包含(例如)圖12中的一個或一個以上步驟，但當(dāng)對處理考慮來說不必要時，所述步驟不必以所呈現(xiàn)的順序來執(zhí)行，且通常對于特定商業(yè)設(shè)計可包括額外處理步驟。此外，電池結(jié)構(gòu)處理196的一些步驟可在圖9的半導(dǎo)體測量192及/或動態(tài)電池設(shè)計194有關(guān)的步驟之前進(jìn)行或同時與所述步驟并行進(jìn)行。一般來說，參考圖12，電池結(jié)構(gòu)處理196可包含(例如)沉積一個或一個以上額外層260，將半導(dǎo)體轉(zhuǎn)移到透明前片262，切割電池264，使所述結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備進(jìn)行摻雜劑沉積266，沉積摻雜劑成分268，使摻雜劑固化270，沉積電池集電器272且使集電器固化274，但可使用額外步驟，且一些步驟可組合或任選。額外層的沉積可涉及沿半導(dǎo)體片的頂表面及/或底表面形成(例如)鈍化層。在替代實施例中，一個或一個以上鈍化層可在用于形成半導(dǎo)體層的工藝期間形成。上文描述用于形成鈍化層的成分、參數(shù)及方法。也可沉積可為臨時的或為完成的太陽能電池的層的額外保護(hù)層、粘接層及處理層。用于半導(dǎo)體層的相應(yīng)側(cè)面的鈍化層可在工藝中的適當(dāng)時間沉積。通常將鈍化層紋理化。紋理化可用等離子蝕刻或其它適合方法來進(jìn)行，且/或紋理可在沉積期間并入層中。適當(dāng)時可沉積額外層以形成所要結(jié)構(gòu)，例如分層集電器。類似地，蝕刻工藝及平版印刷及光刻方法可用于將層圖案化。關(guān)于將半導(dǎo)體片轉(zhuǎn)移到透明前片262，此工藝在很大程度上視半導(dǎo)體的性質(zhì)而定。一般來說，對較厚半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)來說，可直接執(zhí)行此工藝。對薄硅箔來說，可直接從包含多孔微粒釋放層的結(jié)構(gòu)執(zhí)行此工藝，或可預(yù)先執(zhí)行轉(zhuǎn)移步驟以使得向透明前片的轉(zhuǎn)移可從臨時接收表面發(fā)生。用于處置及轉(zhuǎn)移薄無機箔的工藝及設(shè)備進(jìn)一步描述于莫索(Mosso)等人在2008年I月25日申請的標(biāo)題為“大面積無機箔的層轉(zhuǎn)移”("LayerTransfer for LargeArea Inorganic Foils")的共同待決的第61/062，399號美國臨時專利申請案中，所述申請案以引用的方式并入本文中。具有任何鈍化層及其類似物的半導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可用透明粘接劑或其類似物層壓到透明前片。對適當(dāng)實施例來說，使用半導(dǎo)體片上的半導(dǎo)體性質(zhì)的測量，電池可基于上文所論述的動態(tài)電池設(shè)計而布局在片上。電池在電池結(jié)構(gòu)處理過程中的適當(dāng)點從半導(dǎo)體片切割264。通常，片是在半導(dǎo)體測量(如果執(zhí)行)之后且在形成完整模塊的最終處理步驟之前的某一點切割成電池。另外，太陽能電池可在定位于透明前片上之前或之后從半導(dǎo)體片切害I]。在放置于透明前片上之后切割免去任何單獨對準(zhǔn)步驟，但除非執(zhí)行額外移除及置換步驟，否則此處理順序通?；蚨嗷蛏俚卮_定電池的特定配置。在電池的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)處于透明襯底上的適當(dāng)位置中的情況下，可在電池的背側(cè)上執(zhí)行額外處理直到電池完成且整合到模塊中。太陽能電池可基于選定劃分從半導(dǎo)體片切割，所述劃分任選地可在動態(tài)電池設(shè)計期間映射。如果不執(zhí)行動態(tài)電池設(shè)計，則片通常經(jīng)劃分以形成大致相等大小的電池。因為光生伏打模塊通常以串聯(lián)及/或并聯(lián)形式安裝于某一地點，所以常常需要模塊具有某種額定電流(串聯(lián))或額定電壓(并聯(lián))。為了實現(xiàn)目標(biāo)電流，劃分電池以使得每一電池產(chǎn)生大致為目標(biāo)值的電流。隨后，模塊的串聯(lián)連接電池產(chǎn)生大致等于目標(biāo)值的總電流。為了實現(xiàn)目標(biāo)電壓，可使用電池的粗略電壓值來選擇電池總數(shù)以達(dá)到目標(biāo)值。隨后，將片適當(dāng)分成電池，其串聯(lián)相加達(dá)到目標(biāo)值。通常通過損失某一程度的功率性能，同時設(shè)定電流及電壓目標(biāo)是可能的。雖然電池可在不使用測量的情況下以規(guī)則圖案來劃分，但通過將電池動態(tài)切割成更密切匹配來自個別電池的電流的大小可獲得優(yōu)點。電池可使用合理機械方法來切割，例如用具有硬刃刀片的鋸、流體噴射切割設(shè)備或其它機械方法來切割。然而，可用的激光切割技術(shù)提供尤其關(guān)于電池放置的實時確定的特定便利性。適合激光切割系統(tǒng)可從牛津激光有限公司(Oxford Lasers, Inc.，Shirley, MA, USA)及 IPG 光電技術(shù)公司(IPGPhotonicsCorp., Oxford, MA, USA)以及其它商業(yè)來源購買。一般來說，可使用使材料扁平(oblate)的任何合理激光頻率，例如在1070nm下操作的鐿激光。如果半導(dǎo)體片是在粘接于透明襯底的同時被切割，則選定切割方法可輕微切割到透明襯底中而不損害電池性能，只要透明襯底維持其機械完整性即可。一般來說，電池的激光切割可在與形成摻雜觸點有關(guān)的步驟之前、之后或之間執(zhí)行。摻雜劑沉積的準(zhǔn)備266 (如果執(zhí)行)通常涉及相對于鈍化層或可沿半導(dǎo)體表面放置的其它層以及摻雜劑提供到達(dá)半導(dǎo)體表面的通路。在一些實施例中，鈍化層可經(jīng)圖案化以提供可接受摻雜劑的經(jīng)暴露區(qū)。光刻技術(shù)、可涉及各種蝕刻方法的其它平版印刷技術(shù)可用于結(jié)構(gòu)的圖案化。原則上，如果可放置摻雜劑而無顯著遷移，則鈍化層或其它覆蓋層的圖案化可在摻雜工藝之后執(zhí)行，但摻雜的此處理順序首先提供對其它處理步驟的約束，且涉及相當(dāng)精確的相對定位以適當(dāng)暴露所得摻雜劑。在一些實施例中，所要的方法包含穿過鈍化層鉆孔。摻雜劑可印刷到孔洞中，所述孔洞變成摻雜觸點的位置。提及孔洞并非意圖暗指圓柱狀結(jié)構(gòu)，且孔洞可具有選定形狀及大小。上文論述適當(dāng)?shù)目锥创笮》秶??？稍诿恳浑姵貎?nèi)確定供摻雜的適當(dāng)位置。在上文圖4-8的背景中，論述用于定位摻雜觸點的圖案。舉例來說，供摻雜劑放置的孔洞可放置在矩形柵格或其它適當(dāng)?shù)膸缀闻帕猩?。在一些實施例中，可在每一電池?nèi)動態(tài)地確定供摻雜劑沉積的適當(dāng)位置。摻雜劑放置的動態(tài)選擇可基于半導(dǎo)體片上的半導(dǎo)體性質(zhì)的測量?？杉す忏@取或機械鉆取穿過鈍化層的孔洞。舉例來說，激光鉆孔可使用綠色到UV激光，其可以10毫微米(ns)到IOOns的短脈沖來使用，但可使用其它激光頻率及啟動序列。估計每脈沖約2到約30J/cm2的激光通量適于單脈沖以用來開孔。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確激光參數(shù)范圍內(nèi)的額外范圍且其屬于本發(fā)明。實驗已展示，對具有約60nm的厚度的富硅氮化硅薄膜來說，在355nm波長下來自三倍波長YAG激光的單個25ns脈沖以4.3J/cm2的通量形成適合開口。所得孔洞的顯微照片展示于圖13中。預(yù)期較短波長及較短脈沖時間對下伏硅引起的損害較少，但從商業(yè)角度(例如成本)看可能存在一定范圍的取舍。預(yù)期激光鉆孔會產(chǎn)生一些碎片。淺蝕刻可移除碎片以及硅中的受損層?？捎孟跛?氫氟酸混合物、氫氧化四甲基銨(TMAH)或氫氧化鉀(KOH)蝕刻成分執(zhí)行適合的化學(xué)蝕刻。蝕刻之后所得結(jié)構(gòu)的示意性截面圖展示于圖14中，其中孔洞290延伸穿過鈍化層292且部分地延伸進(jìn)入半導(dǎo)體294。一般來說，在激光切除、化學(xué)蝕刻及/或其它移除步驟之后，約I %到約50%、在其它實施例中約5%到約30%且在額外實施例中約10%到約25%的介電鈍化層經(jīng)移除以暴露孔洞下方的干凈、有效未受損的硅，其余部分由鈍化層覆蓋。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確范圍內(nèi)的額外鈍化層移除范圍且其屬于本發(fā)明。摻雜劑成分隨后可通過孔洞施加以接觸暴露的硅。在一些實施例中，摻雜劑在攜帶摻雜劑的墨水中傳遞，所述墨水可(例如)使用噴墨印刷機或其類似物來分配。目前易于獲得200到800dpi的大面積上的噴墨分辨率，其足以用單滴圖案化100到200跨距線以覆蓋激光切劃的孔洞。此外，噴墨分辨率持續(xù)改進(jìn)。通常使用兩種墨水，一種墨水提供η型摻雜劑，例如磷及/或砷，且第二種墨水提供P型摻雜劑，例如硼、鋁及/或鎵。上文描述適合墨水，其可包含呈液體形式或溶解于液體中的摻雜劑成分，或包含摻雜劑粒子，例如摻雜氧化硅粒子或摻雜硅粒子。
在沉積摻雜劑之后，適當(dāng)時可使摻雜劑固化270 (圖12)以提供摻雜觸點與半導(dǎo)體材料之間的所要電相互作用。舉例來說，在沉積摻雜劑墨水之后，可使用任選的干燥步驟移除溶劑及/或其它有機物。在一些實施例中，可留下具有小于I微米的厚度的薄膜以進(jìn)行其它摻雜劑固化處理。摻雜劑固化的性質(zhì)視摻雜劑成分的性質(zhì)而定。對包含液體的摻雜劑及氧化硅粒子墨水來說，將摻雜劑驅(qū)入硅層中以形成摻雜觸點，而對硅粒子墨水來說，可使硅在適當(dāng)位置熔化以形成摻雜觸點。對適當(dāng)實施例來說，在驅(qū)入步驟期間，將所沉積的摻雜劑元素驅(qū)入硅中以在硅中形成摻雜觸點?？捎迷诤嫦渲屑訜醽韴?zhí)行驅(qū)入以使固態(tài)擴(kuò)散加速。摻雜劑的熱驅(qū)入通常產(chǎn)生摻雜劑在娃中的高斯分布(Gaussian profile),以便通常獲得相對較深的摻雜劑結(jié)構(gòu)以獲得所要總摻雜含量。通常，摻雜劑含量可為每立方厘米(cc)約5.0 X IO18到約5 X IO19個原子。然而,在一些實施例中，(例如)用UV激光例如準(zhǔn)分子激光(excimer laser)來執(zhí)行激光驅(qū)入，但廣泛范圍的激光頻率可適于基于激光的摻雜劑驅(qū)入。確切地說，10到IOOOns的準(zhǔn)分子激光脈沖可使硅在超過1400°C的溫度下熔融到20到80nm的深度。作為一特定實例，20ns脈沖的約0.75J/cm2的準(zhǔn)分子激光通量或200ns脈沖的1.8J/cm2的準(zhǔn)分子激光通量是用于熔融區(qū)的適合參數(shù)，但適當(dāng)時可使用其它激光、激光頻率及其它功率參數(shù)。上覆層中的摻雜劑快速擴(kuò)散到熔融硅中，但通常極少擴(kuò)散超過熔融硅。因此，可實現(xiàn)大致逐步的摻雜劑分布，摻雜劑濃度可能達(dá)到大于溶解度的水平。另外，硅層及下層的塊體在環(huán)境室溫下或接近環(huán)境室溫下保留，且較低溫度工藝可為有利的，因為消耗較少能量。在一些實施例中，使用基于激光的驅(qū)入，可以相對較淺的分布形成重度摻雜的觸點，厚度為約IOnm到約500nm且在其它實施例中約20nm到約lOOnm。在具有淺分布的一些實施例中，摻雜劑分布具有半導(dǎo)體中在半導(dǎo)體表面的約500nm內(nèi)且在其它實施例中在半導(dǎo)體表面的約IOOnm內(nèi)的至少約95原子百分比的摻雜劑。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，涵蓋上文明確范圍內(nèi)的額外摻雜觸點深度范圍且其屬于本發(fā)明。摻雜劑分布可使用次級離子質(zhì)譜分析(SIMS)評估元素成分連同從表面濺鍍或其它蝕刻以取樣不同深度來測量。類似地，可使硅半導(dǎo)電片的表面上的摻雜硅沉積物熔融以形成與半導(dǎo)電片相關(guān)聯(lián)的摻雜觸點。硅粒子可在烘箱或其類似物中熔融，或通過將所述結(jié)構(gòu)放置于基于光的加熱系統(tǒng)例如基于激光的掃描設(shè)備中來熔融。同樣，例如激光等具有廣泛頻率范圍的光源可適于將娃粒子固化成摻雜觸點。一些摻雜劑墨水在驅(qū)入之后可能留下很少(如果留下)殘余物。通常在摻雜劑驅(qū)入之后從表面清除使用摻雜氧化硅(SiO2)的摻雜劑墨水?？捎肏F蝕刻移除殘余SiO2及一些雜質(zhì)。在額外或替代實施例中，摻雜劑沉積268及摻雜劑固化270可隨不同摻雜劑成分而以多個交替步驟執(zhí)行。確切地說，第一摻雜劑成分可形成為層。隨后，使用照射束(例如激光束)執(zhí)行驅(qū)入步驟。輻射束可聚焦以使摻雜劑在所要位置固化，例如在對應(yīng)于穿過鈍化層的孔洞的位置。摻雜劑可包含摻雜劑液體及/或摻雜粒子，例如硅粒子或氧化硅粒子。如上所述來執(zhí)行固化。在第一摻雜劑在選定位置處固化之后，(例如)用有機溶劑或蝕刻成分洗去層的殘余部分，其中至少顯著部分的固化摻雜劑保留。隨后，涂覆不同摻雜劑的第二層。使用照射來使第二摻雜劑在第二組位置處固化。隨后，移除第二摻雜劑層的殘余物。以此方式，η摻雜劑及P摻雜劑可以任一順序依次沉積。旋涂、噴涂或其它便利的涂布方法可用于(例如)用如本文中所述的摻雜劑墨水來形成層。參考圖12，將集電器材料沉積272以形成與摻雜觸點的電連接，以使得所收獲的光電流可引導(dǎo)到電池外部。形成集電器以電連接摻雜觸點從而形成電池的兩極，所述極適于與模塊端子或另一電池連接。在電池內(nèi)，摻雜觸點在電池配置內(nèi)電連接，通常以特定極性(亦即摻雜劑觸點類型)并聯(lián)連接。可(例如)使用噴墨直接沉積金屬化材料或沉積供后續(xù)電鍍的導(dǎo)電種子圖案來執(zhí)行集電器材料的沉積。在一些實施例中，金屬化材料的直接沉積可包含用噴墨機來沉積具有聚合物-銀粒子復(fù)合物的墨水。對基于電鍍的實施例來說，種子層可包含任何導(dǎo)電材料，例如Cu、Ag或Ni的層。種子層的使用及后續(xù)電鍍進(jìn)一步描述于(例如)霍瑞(Horii)的標(biāo)題為“用于使用電鍍方法形成半導(dǎo)體存儲器裝置的電容器的方法，，("Method for Forming Capacitor of Semiconductor Memory DeviceUsingElectroplating Method")的第6，630，387號美國專利中，所述專利以引用的方式并入本文中。用于固化集電器材料274(圖12)的適當(dāng)方法視集電器材料的性質(zhì)而定。在一些實施例中，可加熱集電器材料以使金屬或其它材料退火以形成良好接合。聚合物金屬粒子復(fù)合物可在有效使聚合物交聯(lián)的適度加熱后固化成高度導(dǎo)電的材料。一些聚合物復(fù)合物可用輻射來固化。在一些實施例中，如果使用橋跨越從切割電池形成的間隙，則可延伸噴墨金屬化以將多個太陽能電池串聯(lián)連接。橋應(yīng)由電性絕緣填充劑形成。適合填充劑包括(例如)順應(yīng)性柔性聚合物，其不會將應(yīng)變引入模塊結(jié)構(gòu)中。適合聚合物可使用直接工藝，例如擠壓、模制或其類似工藝來沉積。橋的形成及橋上的噴墨金屬化使得無需將電池焊接在一起。或者，電池可與銅線或其類似物焊接在一起，或可使用其它形成電連接的方法。參考圖9，一旦電池完成，即可執(zhí)行其它處理步驟以完成模塊形成198。在完成模塊的最終處理步驟期間，太陽能電池的電極可串聯(lián)連接，且可按需要形成其它電連接件。此夕卜，串聯(lián)末端處的適當(dāng)電池電極連接到模塊端子。具體地說，一旦完成電池之間的電連接，即可形成外部模塊連接，且可密封模塊的后平面。可涂覆襯里層以密封電池的后方。因為后方密封材料不需要是透明的，所以如上文所論述，可使用一定范圍的材料及工藝。如果使用熱密封膜，則將所述膜放置于適當(dāng)位置，且將模塊加熱到適中的溫度以形成密封件而不影響其它組件。隨后，按需要可將模塊安裝到框架中。上文的實施例希望是說明性的且不是限制性的。額外實施例在權(quán)利要求書內(nèi)。另夕卜，盡管已參照特定實施例描述了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神及范疇的情況下，可在形式及細(xì)節(jié)上進(jìn)行改變。對上文文檔的任何引用方式的并入加以限制，以便不并入與本文中的明確揭示內(nèi)容相反的標(biāo)的物。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池，其包含半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有:前表面、從所述前表面延伸并進(jìn)入所述半導(dǎo)體層的第一摻雜域、后表面、在至少一部分所述后表面之上的反射涂層、沿著至少一部分所述后表面的第二摻雜域、第一電互連件以及第二電互連件； 其中從所述前表面延伸的所述第一摻雜域的部分包含摻雜的硅、摻雜的鍺或合金或其組合；以及其中所述第一電互連件與所述第一摻雜域接觸且所述第二電互連件與所述第二摻雜域接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其進(jìn)一步包含與所述前表面接觸的介電層，且其中所述第一摻雜域延伸進(jìn)所述介電層的窗口。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述第一摻雜域包含η型摻雜劑。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池，其中所述第一摻雜域包含選自由如下組成的群組的摻雜劑:Ρ、As、Sb及其組合。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中在延伸進(jìn)入所述半導(dǎo)體層的第一摻雜域部分中的至少約95原子百分比的摻雜劑在所述前表面的約IOOnm內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述第一摻雜域包含選自由如下組成的群組的P型摻雜劑:Β、Al、Ga、In及其組合。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述第一摻雜域具有濃度為約5.0xlO18至約5χ1019的原子每立方厘米的摻雜劑。
8.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述半導(dǎo)體層的厚度為約5微米至約100微米。
9.如權(quán)利要求2所述的太陽能電池，其中與所述前表面接觸的所述介電層包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其組合。
10.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其進(jìn)一步包括與所述前表面和多個摻雜域接觸的介電層，所述多個摻雜域延伸進(jìn)入所述介電層的窗口。
11.如權(quán)利要求10所述的太陽能電池，其中穿過所述介電層的開口的平均直徑為約5微米至約100微米。
12.如權(quán)利要求10所述的太陽能電池，其中穿過所述介電層的開口的間隔為約5微米至約100微米。
13.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述第一摻雜域包含η型摻雜劑，且其中所述半導(dǎo)體層包含摻雜有P型摻雜劑的經(jīng)摻雜半導(dǎo)體層。
14.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述第二摻雜域包含P型摻雜劑且所述第一摻雜域包含η型摻雜劑。
15.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其進(jìn)一步包括與所述后表面接觸的第二介電層，且其中所述第二摻雜域延伸進(jìn)所述第二介電層的窗口。
16.如權(quán)利要求15所述的太陽能電池，其中穿過所述介電層的開口的平均直徑為約5微米至約100微米。
17.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述第一摻雜域或所述第二摻雜域具有濃度為約5.0xlO18至約5χ1019的原子每立方厘米的摻雜劑。
全文摘要
光生伏打模塊可包含太陽能電池，所述太陽能電池沿所述電池的后側(cè)具有相反極性的摻雜域。所述摻雜域可位于穿過介電鈍化層的開口內(nèi)。在一些實施例中，所述太陽能電池由薄硅箔形成。摻雜域可通過沿半導(dǎo)電片的后表面印刷墨水來形成。摻雜劑墨水可包含具有所要摻雜劑的納米粒子。光生伏打模塊可形成有多個具有不同大小的結(jié)構(gòu)的太陽能電池以改進(jìn)模塊性能。所述大小可基于半導(dǎo)體的所估計性質(zhì)來動態(tài)地確定，以使得所述模塊中的所述電池的電流輸出彼此更相似。所述模塊相對于具有不產(chǎn)生匹配電流的相似的相等大小電池的模塊來說可產(chǎn)生較高的功率。本發(fā)明描述適當(dāng)?shù)膭討B(tài)處理方法，其包括根據(jù)電池設(shè)計中的動態(tài)調(diào)整來提供處理調(diào)整的處理步驟。
文檔編號H01L31/0224GK103077978SQ20131001317
公開日2013年5月1日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者亨利·希斯梅爾 申請人:納克公司