本申請為申請日為2011年10月26日，申請?zhí)枮?01110329046.4，發(fā)明名稱為“包含異質(zhì)結(jié)的光電子器件”的申請的分案申請。

發(fā)明背景

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明的實施方式大體涉及光電子半導(dǎo)體器件，例如包括太陽能電池的光伏器件，以及制備這樣的光電子器件的方法。

相關(guān)技術(shù)描述

因為化石燃料正以日益增長的速率耗盡，所以對替代能源的需要變得越來越明顯。源自風、源自太陽及源自流水的能量提供對諸如煤、石油和天然氣的化石燃料的可再生的、環(huán)境友好的替代物。由于太陽能在地球上的幾乎任何地方都容易得到，所以太陽能可能有朝一日成為可行的替代物。

為了利用來自太陽的能量，太陽能電池的結(jié)吸收光子以產(chǎn)生電子-空穴對，這些電子-空穴對被結(jié)的內(nèi)部電場分離以產(chǎn)生電壓，從而將光能轉(zhuǎn)化為電能。所產(chǎn)生的電壓可通過串聯(lián)連接太陽能電池而增加，且電流可通過并聯(lián)連接太陽能電池而增加。太陽能電池可在太陽電池板上組合在一起。逆變器可耦接至若干太陽電池板以將直流功率轉(zhuǎn)換為交流功率。

然而，生產(chǎn)太陽能電池的當前高成本相對于當代器件的低效率水平阻止太陽能電池成為主流能源，并且限制太陽能電池可適用的應(yīng)用。在光伏器件的常規(guī)制造工藝期間，金屬觸點常常通過氣相沉積工藝沉積，并且在熱退火工藝期間，通常被加熱到高于300℃的溫度。這些高溫過程由于過度消耗時間和能量而往往是昂貴的。此外，高溫過程經(jīng)常破壞光伏器件內(nèi)包含的敏化材料。

因此，存在對具有提高的效率的光電子器件以及以與常規(guī)太陽能電池相比的降低的成本來制造這樣的光電子器件的方法的需求。

發(fā)明概述

本發(fā)明的實施方式大體涉及包括光伏電池的光電子半導(dǎo)體器件，以及形成這樣的器件的制造工藝。

在一個實施方式中，光電子半導(dǎo)體器件包含由砷化鎵(gaas)制成并且僅具有一種摻雜型的吸收層。發(fā)射極層比吸收層更靠近器件的背面，發(fā)射極層由與吸收層不同的材料制成且具有比吸收層高的帶隙。異質(zhì)結(jié)在發(fā)射極層和吸收層之間形成，且p-n結(jié)在發(fā)射極層和吸收層之間偏離異質(zhì)結(jié)的位置處形成。p-n結(jié)響應(yīng)于器件在器件的正面處暴露于光而在器件中引起電壓產(chǎn)生。

在一個實施方案中，所述p-n結(jié)位于所述異質(zhì)結(jié)的兩個耗盡長度內(nèi)。

在一個實施方案中，所述p-n結(jié)與所述異質(zhì)結(jié)的偏離是通過位于所述吸收層和所述發(fā)射極層之間的中間層來提供的，所述中間層具有與所述吸收層相同的摻雜型，并且包含所述不同的材料。

在一個實施方案中，所述中間層包含緩變層和背窗口層，所述緩變層具有從更接近所述吸收層側(cè)處的gaas至所述發(fā)射極層的所述不同的材料的材料緩變，所述背窗口層不具有緩變且具有近似均勻組成的所述不同的材料。

在一個實施方案中，所述發(fā)射極層的材料為砷化鋁鎵(algaas)。

在一個實施方案中，所述光電子半導(dǎo)體器件為單一載流子輸送太陽能電池。

在一個實施方案中，所述光電子半導(dǎo)體器件還包含：n-金屬觸點，其布置在所述器件的正面上；p-金屬觸點，其布置在所述器件的背面上，其中所述正面布置在所述背面之上；抗反射涂層，其布置在所述n-金屬觸點上；以及電池，其布置在所述正面和所述背面之間，所述電池包含布置在p-型膜堆棧之上的n-型膜堆棧，其中：所述n-型膜堆棧包含n-型觸點層，所述n-型觸點層包含砷化鎵，所述n-型觸點層布置在n-型前窗口上，所述n-型前窗口布置在所述吸收層上，所述吸收層包含n-型砷化鎵并且布置在所述中間層上，所述中間層包含n-型砷化鋁鎵；以及所述p-型膜堆棧包含所述發(fā)射極層，所述發(fā)射極層包含布置在p-型觸點層上的p-型砷化鋁鎵，所述p-型觸點層包含p-型砷化鎵。

在一個實施方案中，所述光電子半導(dǎo)體器件還包含：布置在所述器件的背面上的n-金屬觸點和p-金屬觸點；抗反射涂層，其布置在所述器件的正面上，其中所述正面布置在所述背面之上；以及電池，其布置在所述正面和所述背面之間，并且包含布置在p-型膜堆棧之上的n-型膜堆棧，其中：所述n-型膜堆棧包含n-型觸點層，所述n-型觸點層包含砷化鎵，所述n-型觸點層布置在n-型前窗口上，所述n-型前窗口布置在所述吸收層上，所述吸收層包含n-型砷化鎵，所述吸收層布置在所述中間層上，所述中間層包含n-型砷化鋁鎵，所述p-型膜堆棧包含發(fā)射極層，所述發(fā)射極層布置在p-型觸點層上，其中所述n-金屬觸點耦接到所述吸收層，且所述p-金屬觸點耦接到所述p-型觸點層。

在另一個實施方式中，太陽能電池包含吸收層和發(fā)射極層，吸收層由砷化鎵(gaas)制成并且僅具有一種摻雜型，發(fā)射極層由與吸收層不同的材料制成并且具有比吸收層高的帶隙。中間層設(shè)置在吸收層和發(fā)射極層之間，中間層具有與吸收層相同的摻雜型，其中中間層包含從更接近吸收層側(cè)處的gaas至發(fā)射極層的更接近發(fā)射極層側(cè)處的不同材料的材料緩變。異質(zhì)結(jié)在發(fā)射極層和吸收層之間形成，且p-n結(jié)在發(fā)射極層和吸收層之間形成并至少部分在偏離異質(zhì)結(jié)的位置處的所述不同材料內(nèi)。p-n結(jié)響應(yīng)于所述器件在太陽能電池的正面處暴露于光而在電池中引起電壓產(chǎn)生。

在一個實施方案中，所述中間層包含緩變層和背窗口層，所述緩變層具有緩變，所述背窗口層不具有緩變且具有近似均勻組成的所述不同的材料。

在一個實施方案中，所述緩變層位于鄰近所述吸收層，并且其中所述背窗口層位于所述緩變層和所述發(fā)射極層之間。

在一個實施方案中，所述發(fā)射極層的材料為砷化鋁鎵(algaas)。

在一個實施方案中，所述中間層沿所述發(fā)射極層至所述吸收層的方向包含約30％鋁70％gaas至約100％gaas的材料緩變。

在一個實施方案中，所述發(fā)射極層比所述吸收層更靠近所述器件的背面，使得在所述器件中提供單一載流子輸送。

在另一個實施方式中，光伏電池包含吸收層和發(fā)射極層，吸收層由砷化鎵(gaas)制成并且僅具有一種摻雜型，發(fā)射極層由與吸收層不同的材料制成并且具有比吸收層高的帶隙。異質(zhì)結(jié)在發(fā)射極層和吸收層之間形成，且p-n結(jié)在發(fā)射極層和吸收層之間形成并至少部分在偏離異質(zhì)結(jié)的位置處的不同材料內(nèi)。吸收層的大部分在由p-n結(jié)形成的耗盡區(qū)的外部，p-n結(jié)響應(yīng)于電池在電池的正面處暴露于光而在電池中引起產(chǎn)生電壓。

在一個實施方案中，所述p-n結(jié)位于所述異質(zhì)結(jié)的兩個耗盡長度內(nèi)。

在一個實施方案中，所述發(fā)射極層的材料為砷化鋁鎵(algaas)。

在一個實施方案中，所述p-n結(jié)與所述異質(zhì)結(jié)的偏離是通過位于所述吸收層和所述發(fā)射極層之間的中間層來提供的，所述中間層具有與所述吸收層相同的摻雜型，其中所述中間層包含從更接近所述吸收層側(cè)處的gaas至所述發(fā)射極層的所述不同的材料的材料緩變。

在一個實施方案中，所述發(fā)射極層比所述吸收層更靠近所述電池的背面，使得在所述電池中提供單一載流子輸送。

在另一個實施方式中，形成光電子半導(dǎo)體器件的方法包括在吸收層上形成中間層，其中吸收層由砷化鎵(gaas)制成并且僅具有一種摻雜型，中間層具有與吸收層相同的摻雜型。在中間層上形成發(fā)射極層，使得發(fā)射極層比吸收層更靠近器件的背面，發(fā)射極層由與吸收層不同的材料制成且具有比吸收層高的帶隙。中間層包含發(fā)射極層的不同材料。異質(zhì)結(jié)在發(fā)射極層和吸收層之間形成，且p-n結(jié)在發(fā)射極層和吸收層之間形成并在偏離異質(zhì)結(jié)的位置處。p-n結(jié)響應(yīng)于器件暴露于光而在器件中引起電壓產(chǎn)生。

在一個實施方案中，所述中間層包含從更接近所述吸收層側(cè)處的gaas至更接近所述發(fā)射極層側(cè)的所述發(fā)射極層的所述不同的材料的材料緩變。

在一個實施方案中，所述光電子半導(dǎo)體器件為單一載流子輸送太陽能電池。

附圖簡述

因此，可詳細理解本發(fā)明的上述特征的方式，上文簡要概述的本發(fā)明的更具體的描述可參照實施方式進行，一些實施方式在附圖中示出。然而，應(yīng)注意，附圖僅示出本發(fā)明的典型實施方式，且因此不應(yīng)被視為其范圍的限制，因為本發(fā)明可允許其它同等有效的實施方式。

圖1a-1b描繪了根據(jù)本文描述的一個實施方式的光伏單元的橫截面視圖；

圖1c-1d描繪了根據(jù)本文描述的不同實施方式的圖1a-1b的光伏單元的一部分的橫截面視圖；

圖2描繪了根據(jù)本文描述的一些實施方式的雙面光伏電池的橫截面視圖；以及

圖3描繪了根據(jù)本文描述的其他實施方式的單面光伏電池的橫截面視圖。

詳述

本發(fā)明大體涉及光電子半導(dǎo)體器件和工藝包括光伏器件和工藝，且更具體地涉及光伏電池和形成這樣的光伏電池和金屬觸點的制造工藝。一些制造工藝包括外延生長薄膜型砷化鎵材料，該薄膜型砷化鎵材料通過外延層剝離(elo)工藝被進一步處理。本文描述的光伏電池的一些實施方式提供包含布置在p-型膜堆棧(p-typefilmstack)上的含n-型膜堆棧的砷化鎵基電池，使得n-型膜堆棧面向正面或太陽面，而p-型膜堆棧在電池的背面上。在一個實施方式中，光伏電池為雙面光伏電池，且具有布置在正面上的n-金屬觸點，而p-金屬觸點布置在電池的背面上。在另一個實施方式中，光伏電池為單面光伏電池，且具有布置在電池背面上的n-金屬觸點和p-金屬觸點。光電子器件的實施方式包含吸收層、發(fā)射極層、在發(fā)射極層和吸收層之間形成的異質(zhì)結(jié)以及在發(fā)射極層和吸收層之間并在與異質(zhì)結(jié)偏離位置處的p-n結(jié)，正如以下更加詳細描述的。相比于傳統(tǒng)的太陽能電池，本文所描述的創(chuàng)新可允許光伏器件具有更大的效率和韌性。

本發(fā)明的一些實施方式提供了以大于5μm/hr例如約10μm/hr或更大、約20μm/hr或更大、約30μm/hr或更大、例如約60μm/hr或更大包括約100μm/hr或更大或約120μm/hr或更大的高生長速率外延生長第iii-v族材料的工藝。第iii-v族材料為薄膜型外延生長層，該薄膜型外延生長層包含砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化鋁鎵銦、磷化鋁鎵或其組合。

圖1a圖示了含砷化鎵基電池140的光伏單元90的橫截面視圖，砷化鎵基電池140與生長晶片101通過布置在其間的犧牲層104連接。在光伏單元90內(nèi)沉積含不同組成的多層外延材料，包括緩沖層102、犧牲層104及包含在砷化鎵基電池140內(nèi)的許多層?？赏ㄟ^沉積工藝例如化學氣相沉積(cvd)工藝、金屬有機化學氣相沉積(mocvd)工藝或分子束外延(mbe)工藝來生長或以其他方式來形成外延材料的多層。

在本文描述的另一個實施方式中，光伏單元90可暴露于濕蝕刻溶液，以在外延層剝離(elo)工藝期間，蝕刻犧牲層104并且將砷化鎵基電池140與生長晶片101分離。濕蝕刻溶液通常包含氫氟酸，并且還可包含各種添加劑、緩沖劑和/或表面活性劑。濕蝕刻溶液選擇性地蝕刻犧牲層104，而保留砷化鎵基電池140和生長晶片101。一旦分離，如圖1b所描述的，則可進一步處理砷化鎵基電池140，以形成各種光伏器件，包括光伏電池和模塊，如通過本文若干實施方式所描述的。

第iii-v族材料為薄膜型外延生長層，其可包含砷化鎵、砷化鋁鎵及其他。一些層例如窗口層可包含包括磷化鋁鎵銦、磷化鋁鎵或其組合的另外的材料?？稍诟呱L速率氣相沉積工藝期間通過生長第iii-v族材料來形成外延生長層。與小于5μm/hr的通常觀察到的沉積速率相比，高生長速率沉積工藝允許大于5μm/hr的生長速率，例如約10μm/hr或更大、約20μm/hr或更大、約30μm/hr或更大、例如約60μm/hr或更大包括約100μm/hr或更大或約120μm/hr或更大。

本工藝包括：在處理系統(tǒng)內(nèi)，將晶片加熱到約550℃或更高的沉積溫度，將晶片暴露于含有化學前體的沉積氣體，例如用于砷化鎵沉積工藝的鎵前體氣體和砷化氫(arsine)，并且將含有砷化鎵的層沉積在晶片上。可采用高生長速率沉積工藝來沉積多種材料，包括砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化鋁鎵、磷化鋁鎵銦、磷化鋁銦、其合金、其摻雜變體或其組合。在本沉積工藝的一些實施方式中，沉積溫度可在約550℃至約900℃的范圍內(nèi)。在其他實施例中，沉積溫度可在約600℃至約800℃的范圍內(nèi)。在其他實施例中，沉積溫度可在約650℃至約750℃的范圍內(nèi)。在其他實施例中，沉積溫度可在約650℃至約720℃的范圍內(nèi)。

在一個實施方式中，可通過在進入或穿過噴頭之前在氣體歧管內(nèi)組合或混合兩種、三種或更多種化學前體來形成沉積氣體。在另一個實施方式中，可通過在穿過噴頭之后在反應(yīng)區(qū)內(nèi)組合或混合兩種、三種或更多種化學前體來形成沉積氣體。沉積氣體還可包含一種、兩種或更多種載氣，該載氣可在穿過噴頭之前或之后與前體氣體組合或混合。

沉積氣體可包含鎵、鋁、銦、砷、磷或其他的一種或多種化學前體。沉積氣體可包含為烷基鎵化合物的鎵前體氣體，例如三甲基鎵或三乙基鎵。沉積氣體還可包含為烷基鋁化合物的鋁前體氣體，例如三甲基鋁或三乙基鋁。沉積氣體還可包含為烷基銦化合物的銦前體氣體，例如三甲基銦。

在一些實施方式中，沉積氣體還包含載氣。載氣可包含氫氣(h2)、氮氣(n2)、氫氣和氮氣的混合物、氬氣、氦氣或其組合。在許多實施例中，載氣包含氫氣、氮氣或氫氣和氮氣的混合物?？梢砸约s5sccm(標準立方厘米每分鐘)至約300sccm的流速向處理室提供每一種沉積氣體?？梢砸约s500sccm至約3,000sccm的流速向處理室提供載氣。

在其他實施方式中，沉積氣體包含約3或更大、或可以為約4或更大、或可以為約5或更大、或可以為約6或更大、或可以為約7或更大的砷化氫/鎵前體比的砷化氫和鎵前體氣體。在一些實施例中，砷化氫/鎵前體氣體的比可在約5至約10的范圍內(nèi)。在其他實施方式中，第iii-v族材料可由包含約30:1、或40:1、或50:1、或60:1或更大的第v族前體與第iii族前體的比的沉積氣體形成或生長。在一些實施例中，沉積氣體具有約50:1的磷化氫(phosphine)化氫/第iii族前體。

處理系統(tǒng)可具有約20托至約1,000托范圍內(nèi)的內(nèi)部壓力。在一些實施方式中，內(nèi)部壓力可為環(huán)境壓力或大于環(huán)境壓力，例如在約760托至約1,000托的范圍內(nèi)。在一些實施例中，內(nèi)部壓力可在約800托至約1,000托的范圍內(nèi)。在其他實施例中，內(nèi)部壓力在約780托至約900托的范圍內(nèi)，例如約800托至約850托。在其他實施方式中，內(nèi)部壓力可為環(huán)境壓力或小于環(huán)境壓力，例如在約20托至約760托、優(yōu)選為約50托至約450托、且更優(yōu)選為約100托至約250托的范圍內(nèi)。

如本文描述的沉積或形成第iii-v族材料的沉積工藝可在單晶片沉積室、多晶片沉積室、固定式沉積室或連續(xù)供給沉積室中進行。在于2009年5月29日提交的共同轉(zhuǎn)讓的美國序列號12/475,131和12/475,169中描述了可用來生長、沉積或以其他方式形成第iii-v族材料的一個連續(xù)供給沉積室，美國序列號12/475,131和12/475,169兩者在此通過引用并入本文。

在一個實施方式中，可在生長晶片101上形成一個或多個緩沖層102，以便開始形成光伏單元90。生長晶片101可包含n-型或半絕緣材料，且可包含與一個或多個隨后沉積的緩沖層相同或相似的材料。例如，當產(chǎn)生砷化鎵或n-摻雜砷化鎵的緩沖層時，生長晶片101可包含砷化鎵或n-摻雜砷化鎵。p-摻雜物可選自碳、鎂、鋅或其組合，而n-摻雜物可選自硅、硒、碲或其組合。在一些實施方式中，p-型摻雜物前體可包括用于碳摻雜物的四溴化碳(cbr4)、用于鎂摻雜物的雙(環(huán)戊二烯基)鎂(cp2mg)及用于鋅摻雜物的二烷基鋅化合物包括二甲基鋅或二乙基鋅。在其他實施方式中，n-型摻雜物前體可包括用于硅摻雜物的硅烷(sih4)或乙硅烷(si2h6)、用于硒摻雜物的硒化二氫(h2se)以及用于碲摻雜物的二烷基碲化合物包括二甲基碲、二乙基碲和二異丙基碲。

緩沖層102可在生長晶片101和最終光伏單元的半導(dǎo)體層之間提供中介物，當形成多個外延層時，該中介物可適應(yīng)其不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。一個或多個緩沖層102可沉積為約100nm至約600nm的厚度，例如約500nm的厚度。一個或多個緩沖層102中的每個可包含第iii-v族化合物半導(dǎo)體，例如砷化鎵，這取決于最終光伏單元的期望組成。緩沖層102還可以是摻雜的，例如n-摻雜材料，如n-摻雜砷化鎵。

犧牲層104可沉積在緩沖層102上。犧牲層104可包含合適的材料，例如砷化鋁或砷化鋁合金，且可以沉積為具有約3nm至約20nm范圍內(nèi)的厚度，例如從約5nm至約10nm，如約10nm。犧牲層104還可以是摻雜的，例如n-摻雜材料，如n-摻雜砷化鋁。當在elo工藝期間將砷化鎵基電池140與生長晶片101分離時，蝕刻并移除犧牲層104(也被稱為釋放層)。在被蝕刻之前，犧牲層104還用于形成在砷化鎵基電池140內(nèi)包含的隨后且外延生長層例如n-型觸點層105的晶格結(jié)構(gòu)。

砷化鎵基電池140包含含有布置在含p-摻雜砷化鎵材料的p-型膜堆棧130上的n-摻雜砷化鎵材料的n-型膜堆棧120。n-型膜堆棧120和p-型膜堆棧130中的每個獨立地包含含有砷化鎵材料的不同組成材料的多層。在一個實施方式中，n-型膜堆棧120包含n-型觸點層105、n-型前窗口(n-typefrontwindow)106、鄰近n-型前窗口106形成的n-型吸收層108以及任選的中間層114。p-型膜堆棧130包含p-型發(fā)射極層110和在p-型發(fā)射極層110上形成的p-型觸點層112。

如在一個實施方式中所描述的，在制造工藝期間，n-型觸點層105或界面層可沉積在犧牲層104上。n-型觸點層105包含第iii-v族材料，例如砷化鎵,這取決于最終光伏單元的期望組成。n-型觸點層105是n-摻雜的，且對于一些實施方式，摻雜濃度可在大于約1×10¹⁸原子/cm³的范圍內(nèi)，例如大到6×10¹⁸原子/cm³，如大于約1×10¹⁸原子/cm³至約1×10¹⁹原子/cm³。n-型觸點層105可以形成為約10nm至約1,000nm或約10nm至約100nm范圍內(nèi)的厚度，例如約25nm至約75nm如約50nm。諸如砷化鎵基電池140的一部分的n-型觸點層105可以在elo工藝之前的該階段形成?？蛇x擇地，在另一個實施方式中，n-型觸點層105可在elo工藝之后的稍后的階段形成。在elo工藝之前形成n-型觸點層105作為砷化鎵基電池140的一部分的優(yōu)點是n-型觸點層105有助于保護n-型前窗口106在后續(xù)處理步驟期間例如當在elo工藝期間蝕刻犧牲層104時免受不期望的破壞或材料污染。

可在犧牲層104上或如果存在的話在任選的觸點層105上形成n-型前窗口106(也稱為鈍化層)。n-型前窗口106可包含第iii-v族材料，例如鋁鎵、砷化鋁鎵、其合金或其組合。n-型前窗口106材料可以是n-摻雜的，且對于一些實施方式，摻雜濃度可以在大于約1×10¹⁸原子/cm³的范圍內(nèi)，例如大到3×10¹⁸原子/cm³，如大于約1×10¹⁸原子/cm³至約1×10¹⁹原子/cm³。n-型前窗口106材料可以是未摻雜的。砷化鋁鎵可具有摩爾比的式，alxga1-xas，例如al0.3ga0.7as的摩爾比。n-型前窗口106可沉積為具有約5nm至約75nm范圍內(nèi)的厚度，例如約30nm或約40nm。n-型前窗口106可以是透明的以允許光子穿過砷化鎵基電池140的正面上的n-型前窗口106至其他下面的層。

可選擇地，n-型前窗口106可包含諸如磷化鋁鎵、磷化鋁鎵銦、其合金、其衍生物或其組合的材料。這些磷化鋁鎵化合物提供大的帶隙，例如約2.2ev，以及在n-型前窗口106內(nèi)使用時在較低波長下的高的收集器效率。

可在前窗口106上形成吸收層108。吸收層108可包含第iii-v族化合物半導(dǎo)體，例如砷化鎵。吸收層108可以是單晶。吸收層108可例如僅具有一種摻雜型，例如n-摻雜，且對于一些實施方式，n-型吸收層108的摻雜濃度可以在約1×10¹⁶原子/cm³至約1×10¹⁹原子/cm³的范圍內(nèi)，例如約1×10¹⁷原子/cm³。n-型吸收層108的厚度可以在約300nm至約3,500nm的范圍內(nèi)，例如從約1,000nm至約2,000nm(約1.0μm至約2.0μm)，如2,000nm。

如圖1b所圖示的，可鄰近吸收層108形成發(fā)射極層110，發(fā)射極層110在一些實施方式中還稱為背窗口。發(fā)射極層110可例如是p-摻雜的。p-型發(fā)射極層110可包含與n-型吸收層108一起形成異質(zhì)結(jié)的第iii-v族化合物半導(dǎo)體。例如，如果n-型吸收層108包含砷化鎵，則p-型發(fā)射極層110可包含不同的半導(dǎo)體材料，例如砷化鋁鎵。如果p-型發(fā)射極層110和n-型前窗口106均包含砷化鋁鎵，則p-型發(fā)射極層110的alxga1-xas組成可以與n-型前窗口106的alyga1-yas組成相同或不同。例如，p-型發(fā)射極層110可具有al0.3ga0.7as的摩爾比。p-型發(fā)射極層110可以是單晶。p-型發(fā)射極層110可以是重度p-摻雜的，且對于一些實施方式，p-摻雜的發(fā)射極層的摻雜濃度可以在約1×10¹⁷原子/cm³至約1×10²⁰原子/cm³的范圍內(nèi)，例如約1×10¹⁹原子/cm³。p-型發(fā)射極層110的厚度可以在約100nm至約500nm的范圍內(nèi)，例如約300nm。對于一些實施方式，n-型吸收層108的厚度可具有約800nm或更小的厚度，例如約500nm或更小，例如在約100nm至約500nm的范圍內(nèi)。

在一些實施方式中，n-型吸收層108與p-型發(fā)射極層110的接觸產(chǎn)生用于吸收光子的p-n界面層。在本發(fā)明的n-型吸收層108包含一種材料(例如砷化鎵)而p-型發(fā)射極層110包含具有與吸收層108的材料不同帶隙的不同的材料(例如砷化鋁鎵)的實施方式中，p-n界面層為異質(zhì)結(jié)。如在本文的實施方式中所描述的，觀察到異質(zhì)結(jié)具有比常規(guī)光伏材料的同質(zhì)結(jié)減小的暗電流、增大的電壓產(chǎn)出以及改進的輻射復(fù)合。在本文描述的一些實施方式中，p-型發(fā)射極層110的材料具有比n-型吸收層108的材料高的帶隙。

當光在p-n界面層附近被吸收以產(chǎn)生電子-空穴對時，p-n結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)建電場可迫使空穴到p-摻雜側(cè)且迫使電子到n-摻雜側(cè)。自由電荷的該位移導(dǎo)致n-型吸收層108與p-型發(fā)射極層110之間的電壓差，使得電子流可在負載連接在耦接至這些層的端子兩端時流動。

在本文描述的實施方式中，p-型發(fā)射極層110比n-型吸收層108更接近電池140的背面，即，n-型吸收層更接近電池140的正面。在一些實施方式中，發(fā)射極層在吸收層下的這種布置可在太陽能電池中提供單一載流子輸送，其中發(fā)射極和p-n結(jié)被設(shè)置成更接近電池的背面，使得吸收層吸收器件上的大多數(shù)入射光子，并產(chǎn)生載流子的大多數(shù)，從而產(chǎn)生基本上單一類型的載流子。例如，當發(fā)射極層110由比吸收層高的帶隙材料制成時，發(fā)射極層適于吸收藍光譜光子，該藍光譜光子沒有滲透入器件中那么遠，且因此這些光子中的許多未到達比吸收層108離頂部側(cè)遠的發(fā)射極層。

根據(jù)本文描述的一些實施方式制造較薄的基極/吸收層允許使用n-摻雜的基極/吸收層。與p-摻雜層內(nèi)的空穴的遷移率相比，n-摻雜層內(nèi)的電子的較高遷移率可導(dǎo)致如本文實施方式所描述的n-型吸收層108內(nèi)較低的摻雜密度。其他實施方式可使用p-摻雜的基極/吸收層和n-摻雜的背面/發(fā)射極層。例如，在具有較厚吸收層的實施方式中，由于載流子的擴散長度，基極/吸收層可以是p-摻雜的。

在其他實施方式中，如圖1b所示，可在n-型吸收層108和p-型發(fā)射極層110之間形成中間層114。中間層114可提供n-型吸收層108和p-型發(fā)射極層110之間的材料過渡。

圖1c示出了包含吸收層108、中間層114和發(fā)射極層110的電池140的一個實施方式150的一部分。在一些實施方式中，中間層114包含與發(fā)射極層110相同或基本上相同的材料，例如，諸如在其中發(fā)射極層110包含砷化鋁鎵的實施方式中的砷化鋁鎵。另外，中間層114具有與吸收層108相同的摻雜型。例如，中間層可具有alxga1-xas的摩爾比的式，例如al0.3ga0.7as的摩爾比，并且以約1×10¹⁶原子/cm³至約1×10¹⁹原子/cm³的范圍例如1×10¹⁷原子/cm³被n-摻雜。摻雜濃度可與n-型吸收層108相同或基本上相同。在一些實施方式中，中間層114可具有約兩個耗盡長度(depletionlength)的厚度，其中耗盡長度是圍繞p-n結(jié)形成的耗盡區(qū)的寬度。例如，在一些實施方式中，中間層114可具有約0nm至200nm范圍的厚度。

電池140的該實施方式提供這樣的結(jié)構(gòu)：允許產(chǎn)生電池電壓的p-n結(jié)與由具有不同帶隙的材料提供的異質(zhì)結(jié)偏離。例如，p-n結(jié)152在發(fā)射極層110和中間層114的n-型材料和p-型材料之間的界面處。因此，在一個描述的實施方式中，p-n結(jié)設(shè)置成至少部分在主要組成發(fā)射極層110和中間層114的較高帶隙的材料(例如algaas)內(nèi)，而異質(zhì)結(jié)122位于中間層114和吸收層108之間的界面處(例如gaas和algaas之間的界面)。這種偏離比重合的p-n結(jié)和異質(zhì)結(jié)提供一些優(yōu)點。例如，設(shè)置在algaas層之間的偏離的p-n結(jié)可減小algaas和gaas層之間的界面處的勢壘效應(yīng)。在一些實施方式中，吸收層108的大部分在由p-n結(jié)形成的耗盡區(qū)的外部。

在一些實施方式中，異質(zhì)結(jié)154位于p-n結(jié)152的兩個耗盡長度內(nèi)。例如，在一些實施方式中，耗盡區(qū)的寬度可為約(100nm)。在過了耗盡區(qū)、在p-n結(jié)的約兩個耗盡區(qū)寬度(耗盡長度)內(nèi)，耗盡區(qū)通常還具有耗盡效應(yīng)。位于離p-n結(jié)的距離比此距離遠的異質(zhì)結(jié)可以不允許耗盡效應(yīng)跨越異質(zhì)結(jié)界面，且因此可能存在勢壘。

如圖1d示出的，在中間層114的另一個實施方式160中，中間層114可包含布置在吸收層108和發(fā)射極層110之間的緩變層115和背窗口層117。例如，在n-型背窗口117上形成p-型發(fā)射極層110之前，可在n-型吸收層108上形成n-型緩變層115，且可在n-型緩變層115上形成n-型背窗口117。緩變層115和n-型背窗口層117中的每個可以是n-摻雜的，且對于一些實施方式，摻雜濃度可以在約1×10¹⁶原子/cm³至約1×10¹⁹原子/cm³的范圍內(nèi)，例如約1×10¹⁷原子/cm³，且摻雜濃度優(yōu)選與n-型吸收層108相同或基本上相同。在不同實施方式中，緩變層115和背窗口117的厚度可廣泛變化，而整個中間層114可維持標準厚度(例如約2個耗盡長度，如在一些實施方式中的0nm至200nm的范圍)。背窗口117還可提供鈍化，以減少吸收層108表面處的復(fù)合。

160的實施方式包含在n-摻雜層117和p-摻雜層110之間形成的p-n結(jié)162。p-n結(jié)162與設(shè)置在具有不同帶隙的兩種材料之間的異質(zhì)結(jié)164偏離。在實施方式160的實例中，材料為在吸收層108中的gaas和在緩變層115中的algaas。雖然在圖1d中基于示例性的目的示出了異質(zhì)結(jié)164在緩變層的中間處，但由于材料緩變，所以異質(zhì)結(jié)可以在層115內(nèi)的任何點處或整個寬度的層可被視為異質(zhì)結(jié)。如在圖1c的實施方式中，p-n結(jié)優(yōu)選在兩個耗盡長度內(nèi)與異質(zhì)結(jié)偏離。

緩變層115可以是包含從吸收層變化至背窗口117的材料緩變的緩變層，其中緩變從吸收層在更接近于吸收層的緩變層側(cè)處的材料變化至背窗口117在更接近于背窗口側(cè)處的材料。因此，使用上文描述的示例性材料，緩變材料可以從鄰近n-型吸收層108的砷化鎵開始，且具有沿背窗口方向的逐漸增大量的鋁和逐漸減少量的gaas的緩變，使得緩變鄰近n-型背窗口117以與背窗口117的材料近似相同的砷化鋁鎵材料(摩爾比)結(jié)束。在許多實施例中，緩變的窗口端部處的砷化鋁鎵可具有摩爾比的式，alxga1-xas；例如如可使用al0.3ga0.7as的摩爾比。緩變層115的緩變可以是拋物線式或指數(shù)式或線性式緩變。n-型背窗口117還可包含砷化鋁鎵，且可具有摩爾比的式alxga1-xas，例如al0.3ga0.7as的摩爾比。在其他實施方式中，中間層114僅包含緩變層115，或中間層114僅包含非緩變的背窗口117(如圖1c示出的)。

任選地，可在p-型發(fā)射極層110上形成p-型觸點層112。p-型觸點層112可包含第iii-v族化合物半導(dǎo)體，例如砷化鎵。p-型觸點層112通常為單晶，且是p-摻雜的，且對于一些實施方式，p-型觸點層112的摻雜濃度可以大于1×10¹⁸原子/cm³，例如從約6×10¹⁸原子/cm³至約2×10¹⁹原子/cm³，如約1×10¹⁹原子/cm³。p-型發(fā)射極層110可具有約10nm至約100nm范圍內(nèi)的厚度，例如約50nm。

一旦形成p-型發(fā)射極層110，就可在p-型發(fā)射極層110(或任選的p-型觸點層112)內(nèi)形成空腔或凹槽(未示出)，這些空腔或凹槽足夠深以到達下面的基極n-型吸收層108。例如，可以通過使用光刻法將掩模應(yīng)用于p-型發(fā)射極層110(或任選的p-型觸點層112)，且可使用諸如濕式或干式蝕刻的技術(shù)移除p-型發(fā)射極層110(和任選的p-型觸點層112)內(nèi)的未被掩模覆蓋的材料來形成這樣的凹槽。以此方式，可經(jīng)由砷化鎵基電池140的背面接近n-型吸收層108。

在其他實施方式中，在上述層中可使用相反的摻雜型，和/或可使用可以提供所描述的異質(zhì)結(jié)和p-n結(jié)的其他材料。此外，在其他實施方式中，可以以與上述順序不同的順序沉積或形成層。

與可以是數(shù)微米厚的常規(guī)太陽能單元相比，以此方式產(chǎn)生的光伏單元具有相當薄的吸收層(例如，小于500nm)。吸收層的厚度與光伏單元內(nèi)的暗電流電平成比例(即，吸收層越薄，暗電流越低)。暗電流為即使沒有光子進入器件時也流過光伏單元或其它類似感光器件(例如，光電二極管)的小電流。該背景電流可作為熱離子發(fā)射或其它效應(yīng)的結(jié)果而存在。因為當暗電流在感光半導(dǎo)體器件內(nèi)減小時，開路電壓(voc)增加，所以對給定光強度而言，較薄的吸收層最可能產(chǎn)生較大的voc，且因此導(dǎo)致效率提高。只要吸收層能夠捕集光，則效率隨吸收層厚度的減小而提高。

吸收層的薄度可能不僅僅受薄膜技術(shù)能力及elo能力的限制。例如，效率隨著吸收層的薄度而提高，但吸收層應(yīng)足夠厚以承載電流。然而，較高摻雜程度可允許電流流動，甚至在極薄的吸收層內(nèi)流動。因此，可利用增加的摻雜來制造極薄的吸收層，并具有甚至更大的效率。常規(guī)光伏器件可遭受體積復(fù)合效應(yīng)，因此這樣的常規(guī)器件未能在吸收層內(nèi)使用高摻雜。當確定適當厚度時，還可考慮吸收層的薄層電阻。

包含如本文描述的薄吸收層的光伏器件通常比具有數(shù)微米厚度的常規(guī)太陽能電池的韌性強。此外，本文描述的薄吸收層比常規(guī)太陽能電池提供增大的效率。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的光伏單元可比常規(guī)太陽能電池適于更多種應(yīng)用。

圖2描繪了光伏電池200的一個實施方式，該光伏電池200為雙面光伏器件，且因此包含布置在光伏電池200的相對面上的諸如p-金屬觸點層204和n-金屬觸點層208的觸點中的每個。n-金屬觸點層208布置在正面或太陽面上以接收光210，而p-金屬觸點層204布置在光伏電池200的背面上。光伏電池200可由如圖1b描述的及通過本文實施方式描述的砷化鎵基電池140形成。

在一個實施方式中，在n-型觸點層105上沉積n-金屬觸點層208，且隨后通過n-金屬觸點層208和n-型觸點層105形成凹槽，以暴露光伏電池200的正面上的n-型前窗口106。在可選擇的實施方式中，可在n-型觸點層105內(nèi)開始形成凹槽，以暴露光伏電池200的正面上的n-型前窗口106。此后，可在n-型觸點層105的剩余部分上形成n-金屬觸點層208，同時留下暴露的n-型前窗口106。n-型觸點層105包含n-摻雜的砷化鎵材料，該n-摻雜的砷化鎵材料可具有大于約3×10¹⁸原子/cm³的摻雜濃度，例如在大于約6×10¹⁸原子/cm³至約1×10¹⁹原子/cm³的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，抗反射涂覆(arc)層202可布置在暴露的n-型前窗口106以及n-型觸點層105和n-金屬觸點層208上。arc層202包含允許光通過而阻止光從arc層202的表面反射的材料。例如，arc層202可包含氟化鎂、硫化鋅、二氧化鈦、氧化硅、其衍生物或其組合。可通過諸如濺射的技術(shù)將arc層202施于n-型前窗口106。arc層202可具有約25nm至約200nm范圍內(nèi)的厚度，例如約50nm至約150nm。

對于一些實施方式，在涂覆arc層202之前，n-型前窗口106、p-型發(fā)射極層110、和/或p-型觸點層112可被粗糙化或紋理化?？赏ㄟ^蝕刻工藝例如濕式蝕刻工藝或干式蝕刻工藝對n-型前窗口106、p-型發(fā)射極層110和/或p-型觸點層112中的每個進行粗糙化。紋理化可通過在涂覆arc層202之前將小粒子(例如，聚苯乙烯球體)涂覆至n-型前窗口106的表面來完成。通過將n-型前窗口106、p-型發(fā)射極層110和/或p-型觸點層112粗糙化或紋理化，在arc層202與n-型前窗口106之間的界面處提供了不同的角度，這可以具有不同的折射率。以此方式，根據(jù)斯涅爾定律，可使更多的入射光子透射入n-型前窗口106中，而不是因為一些光子的入射角度過高而從arc層202與n-型前窗口106之間的界面反射。因此，將n-型前窗口106、p-型發(fā)射極層110和/或p-型觸點層112粗糙化或紋理化可提供增強的光捕集。

在一些實施方式中，n-型前窗口106可包含多個窗口層。如圖2所圖示的，對于這些實施方式，在涂覆arc層202之前，可如上所述將最外面的窗口層(例如，最靠近光伏電池200的正面的窗口層)粗糙化或紋理化。在一個實施方式中，n-型前窗口106包含被布置成鄰近n-型吸收層108的第一窗口層(未示出)和置于第一窗口層與arc層202之間的第二窗口層(未示出)。第一窗口層和第二窗口層可包含如上所述的適于n-型前窗口106的任何材料，例如砷化鋁鎵，但通常使用不同的組成。例如，第一窗口層可包含al0.3ga0.7as，且第二窗口層可包含al0.1ga0.9as。此外，對于一些實施方式，多個窗口層中的一些可以是摻雜的，而其它可以是未摻雜的。例如，第一窗口層可以是摻雜的，而第二窗口層可以是未摻雜的。

p-金屬觸點層204和/或n-金屬觸點層208各自包含為導(dǎo)電材料的觸點材料，例如金屬或金屬合金。優(yōu)選地，在制造光伏電池200期間所使用的任何工藝步驟期間，包含在p-金屬觸點層204和/或n-金屬觸點層208內(nèi)的觸點材料不擴散穿過其他層，例如半導(dǎo)體層。通常，p-金屬觸點層204和n-金屬觸點層208中的每個包含相同的或不同的觸點材料的多層。觸點材料優(yōu)選具有1×10^-3ω-cm²或更小的比接觸電阻。優(yōu)選的觸點材料還具有在約1×10¹⁸原子/cm³的載流子濃度時約0.8ev或更大的肖特基勢壘高度(φbn)。合適的觸點材料可包括金、銅、銀、鋁、鈀、鉑、鈦、鋯、鎳、鉻、鎢、鉭、釕、鋅、鍺、鈀鍺合金、其衍生物、其合金或其組合。

在本文描述的一些實施方式中，可通過諸如通過光刻印、光刻法、絲網(wǎng)印刷的真空蒸發(fā)的方法將p-金屬觸點層204和/或n-金屬觸點層208制造在光伏電池200上，或僅沉積在光伏電池200的已被抗蝕劑掩模(resistmask)、蠟或另一保護性材料部分覆蓋的暴露表面上。

任選地，可在p-金屬觸點層204上沉積金屬保護層或金屬粘附層。金屬保護層可包含包括鎳、鉻、鈦、其合金或其組合的材料。金屬保護層優(yōu)選呈現(xiàn)對p-摻雜的砷化鎵的良好的粘附。在一個示例性實施方式中，金屬保護層可沉積為約至約范圍內(nèi)的厚度，并且具有約80％或更大的反射度(reflectance)。優(yōu)選地，所沉積的金屬保護層的材料和沉積厚度使對p-金屬觸點層204的反射的任何干擾最小?？赏ㄟ^電子束沉積工藝或pvd工藝(也稱為濺射工藝)來沉積金屬保護層。

在與本申請同日提交的標題為“metalliccontactsforphotovoltaicdevicesandlow-temperaturefabricationprocessesthereof(光伏器件的金屬觸點及其低溫制造工藝)”的共同審理的美國專利申請?zhí)朹__中描述了p-金屬觸點層204、n-金屬觸點層208和適合于用于電池200的觸點層的其他觸點層、粘附層和反射層的一些示例性實施方式，且該申請通過引用并入本文。其他類型、結(jié)構(gòu)和材料的金屬觸點層也可用于電池200。

圖3描繪了光伏電池300，該光伏電池300為單面光伏器件，且因此包含布置在光伏電池300的同一面上的兩個觸點，例如，如通過本文其他實施方式所描述的p-金屬觸點302和n-金屬觸點312。如圖3所示，p-金屬觸點302和n-金屬觸點312均在光伏電池300的背面上，而arc層202在光伏電池300的接受光320的太陽面或正面上。在本文描述的一些實施方式中，p-金屬觸點302包含布置在p-金屬觸點層306上的p-金屬觸點層304，而n-金屬觸點312包含布置在n-金屬合金觸點310上的n-金屬觸點層308。

在一些實施方式中，光伏電池300可由圖1b的砷化鎵基電池140形成。在一個實施例中，可在光刻術(shù)工藝期間在p-型觸點層112的暴露表面上形成抗蝕劑掩模且可形成圖案凹槽和孔洞。圖案凹槽和孔洞延伸穿過p-型觸點層112、p-型發(fā)射極層110、n-型背窗口117以及緩變層115，并且部分延伸入n-型吸收層108中。此后，將抗蝕劑掩模移除，以便當以二維角度朝向光伏電池300的背面觀看時，將n-型吸收層108和p-型觸點層112顯露為光伏電池300的背面上的暴露表面。凹槽和孔洞的側(cè)壁顯露p-型觸點層112、p-型發(fā)射極層110、n-型背窗口117和緩變層115的暴露表面，并且部分顯露至n-型吸收層108中。

在一個實施方式中，在暴露的p-型觸點層112的一部分上形成p-金屬觸點層306，并且在暴露的n-型吸收層108的一部分上形成n-金屬合金觸點310。在此后，絕緣層216可沉積在光伏電池300的表面上，以覆蓋所有的暴露表面包括p-金屬觸點層306和n-金屬合金觸點310。隨后，通過用光刻將圖案孔洞蝕刻進絕緣層來216顯露p-金屬觸點層306和n-金屬合金觸點310的暴露表面。在一些實施方式中，在elo工藝期間將砷化鎵基電池140與生長晶片101分離之前，形成p-金屬觸點層306和n-金屬合金觸點310，而絕緣層216在elo工藝之后形成?？稍趐-金屬觸點層306和絕緣層216的一部分上形成p-金屬觸點層304，且可在n-金屬合金觸點310和絕緣層216的其他部分上形成n-金屬觸點層308，從而形成如圖3描繪的光伏電池300。在一些實施例中，如在每個和其他實施例中，可形成包含相同組成的材料層的p-金屬觸點層304和n-金屬觸點層308，可使p-金屬觸點層304和n-金屬觸點層308在相同的金屬化步驟期間同時形成在光伏電池300上。

在可選擇的實施方式中，可整體地或部分地制造p-金屬觸點302和n-金屬觸點312，并且隨后，絕緣層216可以形成遍布p-金屬觸點302和n-金屬觸點312之間的且圍繞p-金屬觸點302和n-金屬觸點312的凹槽的側(cè)壁且可以形成在該凹槽的側(cè)壁上。在另一個可選擇的實施方式中，在形成p-金屬觸點302和n-金屬觸點312之前，可在光伏電池300上整體地或部分地形成絕緣層216。

盡管所有觸點例如p-金屬觸點302和n-金屬觸點312都處于光伏電池300的背面上以減少太陽能陰影，但是當設(shè)計有效的光伏器件例如光伏電池300時，暗電流以及其隨時間與溫度的穩(wěn)定性可能仍是問題。因此，對于一些實施方式，絕緣層216可沉積或以其他方式形成在光伏電池300的背面上。絕緣層216包含有助于減小光伏電池300內(nèi)的暗電流的電絕緣材料或漿(grout)。

絕緣層216可包含電絕緣材料或漿，例如氧化硅、二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、聚硅氧烷或硅酮、溶膠-凝膠材料、二氧化鈦、氧化鉭、硫化鋅、其衍生物或其組合?？赏ㄟ^鈍化方法例如通過濺射工藝、蒸發(fā)工藝、旋涂工藝或cvd工藝來形成絕緣層216。

在另一個實施方式中，絕緣層216消除或基本上減少p-金屬觸點302和n-金屬觸點312之間發(fā)生電短路。絕緣層216包含具有至少0.5mω(百萬歐姆)或更大電阻例如約1mω至約5mω或更大范圍內(nèi)的電阻的電絕緣漿和/或其他電絕緣材料。示例性的漿或其他電絕緣材料可包含聚合物材料，例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、聚酰亞胺、聚氨酯、其衍生物或其組合。在一個實施例中，電絕緣材料包含光敏聚酰亞胺涂層。在另一個實施例中，電絕緣漿包含熱固性聚合物材料。

在許多實施方式中，可通過低溫工藝包括低溫沉積工藝隨后是低溫熱退火工藝來形成n-金屬合金觸點310。通過低溫沉積工藝沉積在n-金屬合金觸點310內(nèi)的合適的觸點材料可包括鈀、鍺、鈀鍺合金、鈦、金、鎳、銀、銅、鉑、其合金或其組合及其他。

在另一個實施方式中，n-金屬合金觸點310可包含多層包括鈀鍺合金的導(dǎo)電材料，n-金屬合金觸點310布置在n-型吸收層108和n-金屬觸點層308之間，用于提供其間的強的歐姆接觸。n-金屬合金觸點310內(nèi)的鈀鍺合金允許從n-型吸收層108內(nèi)的砷化鎵材料，穿過n-金屬合金觸點310，并至n-金屬觸點層308的電勢的高導(dǎo)電率。n-金屬合金觸點310還可包含可設(shè)置在例如鈀鍺合金層上的金屬覆蓋層。在一些實施方式中，覆蓋層可包含粘附層和高導(dǎo)電率層。例如，粘附層可允許導(dǎo)電率層粘附到合金層。在一些實施例中，粘附層可包含鈦、錫、鋅、其合金或其組合，并且高導(dǎo)電率層可包含金、銀、鎳、銅、鋁、其合金或其組合或多個不同金屬層和/或合金層的堆棧。在一個實施例中，n-金屬合金觸點310包含布置在含鈦的粘附層上的含金的高導(dǎo)電率層，該含鈦的粘附層布置在鈀鍺合金上。

與上文關(guān)于在電池200上的p-金屬觸點層204和/或n-金屬觸點層208所描述的相似制造方法和實施方式可用于光伏電池300上的p-金屬觸點層306。在與本申請同日提交的標題為“metalliccontactsforphotovoltaicdevicesandlow-temperaturefabricationprocessesthereof(光伏器件的金屬觸點及其低溫制造工藝)”的共同審理的專利申請___中描述了n-金屬合金觸點304、p-金屬觸點302、n-金屬觸點312、n-金屬合金觸點310和適合于用于電池300的觸點層的其他層的一些示例性實施方式，且該申請通過引用并入本文。其他類型、結(jié)構(gòu)和材料的金屬觸點層也可用于電池300。

盡管上文是針對本發(fā)明的實施方式，但是可設(shè)計本發(fā)明的其他及另外的實施方式而不偏離本發(fā)明的基本范圍，且本發(fā)明的范圍由隨后的權(quán)利要求確定。