CN102714229A - 太阳能电池和用于制造这种太阳能电池的方法 - Google Patents

太阳能电池和用于制造这种太阳能电池的方法 Download PDF

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Abstract

太阳能电池包括第一导电类型的硅半导体基板。基板具有前表面和后表面，其前表面被布置用于捕获辐射能。后表面包括多个第一电触点和多个第二电触点。将第一电触点和第二电触点布置为彼此交替地相邻。每个第一电触点是作为用于少数载流子的触点的第一类型的异质结构，并且，硅半导体基板的前表面包括高掺杂硅前面场层。前面场层的电导率具有第一导电类型。

Description

太阳能电池和用于制造这种太阳能电池的方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池。而且，本发明涉及一种用于制造这种太阳能电池的方法。
背景技术
从现有技术中，高效硅太阳能电池是已知的。为了获得相对高的效率用于将辐射能转换成电能，在这种高效电池中，已在太阳能电池的后表面上布置了少数载流子（少子，minority charge carriers）和多数载流子（多子，majority charge carriers）的触点，同时，使被布置用于捕获辐射能的前表面不接触任何会遮蔽太阳能电池的半导体材料并减小太阳能电池捕获的辐射的一个或多个导体和/或一个或多个触点。
例如，从下述中可得知这种后触式太阳能电池：Tucci等人“BackEnhanced Heterostructure with INterDigitated contactBEHIND-solar cell”，IUMRS-ICEM 2008电子材料国际会议2008，悉尼，澳大利亚，2008年7月28日至2008年8月1日。
现有技术太阳能电池在基板的后表面上包括交叉指型正触点和负触点。将正触点型和负触点型两者布置为异质结结构（heterojunctionstructure），其包括本征半导体材料层和掺杂半导体材料层。正触点的导电类型与负触点的导电类型相反。
为了获得正触点和负触点的交叉指型结构（interdigitated structure），用于制造现有技术太阳能电池的方法包括：首先以覆盖模式（blanketmode）沉积一种类型的异质结构，基本上覆盖后表面。接下来，在后表面上布置掩模。通过干法蚀刻，穿过这一种类型的异质结构的掩模部分中的开口而去除。在掩模仍处于原地时，通过掩模的开口在后表面上沉积另一种类型的异质结构。交叉指型方法的分辨率由于掩模的屏蔽效果而相对较低。结果，无法非常精确地限定正触点和负触点的尺寸。这可能不利影响至少少数载流子的收集效率以及对多数载流子和少数载流子的再结合（recombination）的阻力。
在后概念（behind concept）的一个可能的问题是，如果使用整个表面区域，则已经难以收集所有通过异质结表面区域的电流。如果仅使用该表面的一小部分，例如用于多数载流子触点，则所有电流必须通过更小的可用表面。
发明内容
本发明的目的是，从现有技术减少或去除一个或多个缺点。
该目的由包括第一导电类型的硅半导体基板的太阳能电池实现，基板具有前表面和后表面；前表面被布置用于捕获辐射能；后表面包括多个第一电触点（电接触部，electric contact）和多个第二电触点，第一电触点和第二电触点被布置为彼此交替地相邻，
其中，每个第一电触点是作为用于少数载流子的触点的第一类型的异质结构，
其中，硅基板的前表面包括作为高掺杂硅层的前面场层（前表面场层，front surface field layer），前面场层的电导率具有第一导电类型。
有利地，用作前面场层的高掺杂硅层促进了朝着后表面上相应电触点的用于多数载流子的改进的欧姆导电路径（ohmic conductance path）。基本上，前面场层提供沿着前表面的横向导电路径（侧向导电路径，lateralconductive path），对基本上在相应电触点上方的前表面上的位置具有相对低的电阻，在所述电触点处，多数载流子可朝着相应电触点在基本上垂直于前表面的方向上穿过基板。多数载流子的流实际上集中在此欧姆导电路径中。结果，明显地降低了少数载流子和多数载流子在基板的体积中的再结合和多数载流子的欧姆损耗。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第一类型的异质结构包括第二导电类型的半导体材料层，第二导电类型与第一导电类型相反，其中，第二导电类型的半导体材料层位于基板的后表面上。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第一类型的异质结构包括本征半导体层和第二导电类型的半导体材料层，第二导电类型与第一导电类型相反，其中，本征半导体层位于基板的后表面上，而第二导电类型的半导体材料层位于本征半导体层的顶部上。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，本征半导体层是本征非晶硅的层。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第一类型的异质结构包括介电层和第二导电类型的半导体材料层，第二导电类型与第一导电类型相反，其中，介电层位于基板的后表面上，而第二导电类型的半导体材料层位于介电层的顶部上。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第二导电类型的半导体材料层是第二导电类型的掺杂非晶硅层。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，前面场层具有电阻率的横向调节（lateral modulation），包括作为前面场层中的位置的函数的不同电阻的电阻区域。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，电阻率的横向调节由前表面中的一系列彼此交替相邻地布置的第一区域和第二区域体现，每个第一区域具有更低的电阻，而每个第二区域具有相对更高的电阻。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，电阻率的横向调节由包括基极层（base layer）和局部掺杂区域的前面场层体现，基极层沿着基板的前表面延伸，局部掺杂区域沿着基极层布置，基极层具有基极电阻，基极层和局部掺杂区域的组合具有比基极层的基极电阻相对更低的电阻。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第二电触点各自由一对第一电触点之间的高掺杂区域体现；高掺杂区域具有第一导电类型。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，将每个第二电触点布置在相邻第一电触点的本征半导体层和第二导电类型的半导体材料层的开口内。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开口与第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口相等。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，本征半导体层和半导体材料层中的开口与第二电触点的宽度相等。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开口比第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口更小，并且本征半导体层中的开口与第二电触点的宽度相等。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，本征半导体层和半导体材料层中的开口比第二电触点的宽度更大。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开口与第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口相等，并且第二电触点的宽度比本征半导体层和半导体材料层中的开口更大。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开口比第二电触点的宽度更小，并且，第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口比本征半导体层中的开口更大。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第二导电类型的半导体材料层中的开口与第二电触点的宽度相等。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第二导电类型的半导体材料层中的开口比第二电触点的宽度更大。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，第一电触点的本征半导体层中的开口与第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口相等，并且，本征半导体层和半导体材料层中的开口等于、或小于、或大于第二电触点的宽度，
其中，第二电触点的区域的一部分被钝化层覆盖。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能电池，其中，钝化层包括选自由硅氮化物、氧化铝、二氧化硅和非晶硅或其堆叠或组合组成的组中的钝化材料。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造太阳能电池的方法，包括：
提供第一导电类型的硅半导体基板，基板具有前表面和后表面；将前表面布置用于捕获辐射能；
在后表面上产生多个第一电触点和多个第二电触点，将第一电触点和第二电触点布置为彼此交替地相邻，其中，第一电触点是作为用于少数载流子的触点的第一类型的异质结构；
在硅半导体基板的前表面中产生作为前面场层的高掺杂硅层，前面场层的电导率具有第一导电类型。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，将前面场层布置为具有电阻率的横向调节，包括作为前面场层中的位置的函数的不同电阻的电阻区域。
在本申请所附的从属权利要求中定义了其他实施方式。
下面，将参考一些附图说明本发明，这些附图旨在仅出于说明目的，而不是为了如在所附权利要求中限定的一样而限制保护范围。
附图说明
图1示出了根据第一实施方式的太阳能电池的横截面；
图2示出了根据一个实施方式的太阳能电池的前表面的平面图；
图3a-3b示出了根据第二实施方式的太阳能电池的横截面；
图4示出了根据第三实施方式的太阳能电池的横截面；
图5a、图5b示意性地示出了根据本发明的太阳能电池的后表面的平面图；
图6a-6c示出了根据本发明的太阳能电池的细节的横截面；
图7a-7c示出了根据本发明的太阳能电池的细节的横截面；以及
图8a-8c示出了根据本发明的太阳能电池的细节的横截面。
具体实施方式
本发明认识到，为了改进后触式太阳能电池的效率，与收集多数载流子的区域（面积，area）相比，收集少数载流子的区域应当相对较大。以此方式，增强少数载流子的收集效率。另外，通过更大的收集少数载流子的区域，增大两个用于多数载流子收集的触点之间的距离。这减小了太阳能电池的总再结合损耗（overall recombination loss），但是可以导致电阻的一些增加。
图1示出了根据本发明的第一实施方式的太阳能电池的横截面。太阳能电池M包括硅半导体基板1。硅半导体基板1已经稍微掺杂有适当的杂质原子，以获得第一导电类型的体积电导率。根据杂质物质的类型，第一导电类型是用于施主杂质（例如磷或砷）的n型，或用于受主杂质（例如硼或铝）的p型。
硅基板具有前表面F和后表面R。前表面将用作用于从辐射源如太阳捕获光的表面。
在后表面R上，布置多个第一电触点E1和第二电触点E2。在第一方向X上，邻近于每个第一电触点E1，设置第二电触点E2，反之亦然。第一电触点E1和第二电触点E2可以在第二方向Y上延伸，第二方向Y垂直于第一方向X和基板的厚度方向Z。
用第一异质结构2，3体现第一电触点E1，第一异质结构2，3包括本征硅层2，典型地是非晶硅，以及掺杂硅层3，典型地是非晶硅。本征硅层2位于硅基板1的后表面R上，掺杂硅层3位于本征硅层2的顶部上。掺杂硅层具有与第一导电类型相反的第二导电类型的电导率。以此方式，第一电触点是用于少数载流子的触点。
在一个可替换的实施方式中，可用薄介电层代替本征硅层2。薄介电层可包括氧化物层，在另一个实施方式中，薄介电层可以是二氧化硅层。
可替换地，可将第一电触点E1在没有本征半导体层2的情况下体现为可替换异质结构3，其包括掺杂硅层3，典型地是非晶硅，其中，掺杂硅层3直接位于没有中间本征硅层2的硅半导体基板1的顶部上。
在第一实施方式中，第二电触点E2由每两个第一电触点E1之间的硅半导体基板中的高掺杂区域体现。高掺杂区域相对于基板的掺杂剂浓度具有高掺杂剂浓度，并具有和基板的导电类型相同的导电类型，即第一导电类型。
可用各种方法来在后表面上产生第一电触点和第二电触点。
方法的一个实例可包括在通过激光辐射而局部加热的后表面上沉积掺杂硅氮化物层（或者可替换地，掺杂非晶硅层、或硅氮化物层、或非晶硅层、或氧化硅层，或其他具有在其顶部上沉积的掺杂剂源的钝化层）。在加热过程中，通过掺杂剂从掺杂硅氮化物、或氧化硅、或非晶硅层、或其他钝化层或这种层的顶部上的源的扩散，在加热位置处在后表面中产生掺杂区域，而同时用激光消融硅氮化物（氧化硅或非晶硅或其他钝化层）。
另一个实例可包括沉积掺杂非晶硅层，通过图案化而选择性地去除该掺杂非晶硅层，然后，应用局部加热（例如通过激光）的掺杂剂源以在后表面中形成掺杂区域。可通过激光消融、机械去除（划线（雕合，scribing））、选择性和/或掩蔽蚀刻（湿法或干法）来实现该选择性去除。
在另一个实例中，该方法可包括第一导电类型的非晶硅的掩蔽沉积。掩蔽掺杂（非晶）硅层的沉积，同时，作为形成异质结的结果，本征非晶硅层已经存在于整个后表面上，以提供表面钝化。在此另一个实例中，还掩蔽第一导电类型的非晶硅的现有沉积，或者，选择性地局部去除该层，使得下面的该本征层实际上仍是完整的。
可替换地，该方法可包括，在施加非晶硅层接着局部去除非晶硅以获得图案化的非晶硅层之前，或者，在施加通过掩蔽a-Si沉积而获得的图案化的非晶硅层之前，（从高温过程）对硅后表面提供（选择性地施加）局部扩散的接触区域。如本领域的技术人员将理解的，对硅表面提供（选择性地施加）局部扩散的接触区域并不是一个单独步骤的工艺。
在前表面F上，硅基板包括高掺杂层5和涂布层6。
同样是第一导电类型的高掺杂层5位于硅基板1的前表面上。涂布层6位于高掺杂层5的顶部上。
可以技术人员已知的各种方式形成高掺杂层5：例如，通过沉积，或通过第一导电类型的掺杂剂物质的向内扩散，或通过掺杂剂物质与硅基板的表面的反应，或通过离子注入。
在一个实施方式中，高掺杂层5均匀地覆盖基板的前表面。
涂布层6包括一个或多个提供抗反射的层，并且，还包括表面的钝化和表面的结构化（纹饰，texturing）。
高掺杂层5用作前面场（FSF）层，其被布置为减小前表面的横向电阻并减小或最小化前表面再结合。以此方式，产生了沿着前表面的用于多数载流子的欧姆导电路径。因此，允许多数载流子移动至基本上在后表面上的第二电触点E2上方的区域，并沿着垂直于基板表面的最短路径与硅基板的体积（本体，bulk）交叉（cross）。因此，主导电路径包括对第二电触点上方的区域的横向路径和与基板（即基本上基板的厚度）交叉的路径。如技术人员将理解的，电导率遵循欧姆定律。
通过沿着前表面对横向路径提供相对低的电阻，本发明允许可增大每两个用于多数载流子的第二电触点之间的距离，并且，还可增大两个第二电触点之间的作为少数载流子的第一电触点的区域，和/或可使用（更）薄的电池。
通过将高掺杂区域4提供为第二电触点E2，与由第一异质结构区域组成的第二电触点相比，这些区域4中的最大容许电流密度可以相对较高。结果，对于相同的电流，由高掺杂区域组成的第二电触点可比异质结构区域更小。另外，应指出，产生高掺杂区域4的方法具有相对高的分辨率，允许以相对高的精度产生具有相对小的尺寸的触点。
有利地，因此，由前面场层产生的增强的导电路径和用高掺杂区域作为第二电触点，可允许用第一电触点的更大的区域来收集少数载流子。而且，第二电触点之间的更大的距离会减少总再结合和欧姆损耗。
图2示出了根据本发明的太阳能电池的前表面的平面图。
通过产生前面场层5，将出现相对更高电导率和相对更高再结合损耗之间的平衡。通过局部改变前面场层5的掺杂剂杂质能级，可影响此平衡。这产生a）具有更高总电导率的区域，该电导率引起相对更高的再结合损耗，但是允许用于多数载流子的电触点（即第二电触点E2）之间的相对更大的距离，以及b）具有更低电导率和相对更低再结合损耗的区域。由于与用于少数载流子触点（第一电触点E1）的区域相比，可将用于多数载流子触点（第二电触点E2）的区域保持较小，所以，与均匀掺杂的前面场层5相比，总体效率增加是可能的。
在这里示出的实施方式中，前面场层5包括作为前面场层5中的位置的函数的不同电阻的电阻区域5a，5b。
区域5a具有相对低的电阻，而区域5b具有相对高的电阻。通过在垂直于第一方向X的方向Y上调节电阻区域，进一步改进多数载流子的导电路径朝着第二电触点E2在第二电触点上方与基板厚度垂直地交叉，在第一方向X上，第一电触点E1与第二电触点E2交替。电阻区域是指形的，并在第一方向X上沿着前表面延伸。
如图1所示，虚线I-I表示太阳能电池的横截面。
图3a-3b示出了根据第二实施方式的沿着图1所示的虚线III-III的太阳能电池的横截面。
在图3a-3b中，具有与之前的图中所示相同的参考数字的实体表示相应的实体。为了详细地描述这些实体，参考图1和图2及其描述。
在第二实施方式中，前面场层5包括作为前面场层5中的位置的函数的不同电阻的电阻区域5c，5d；5e，5f。通过在第二方向Y上调节电阻区域，进一步改进朝着第二电触点E2在第二电触点上方与基板厚度垂直地交叉的多数载流子的导电路径。
前面场层中的电阻区域的位置并非必须与后表面中的第一电触点和第二电触点的位置重合。在第二实施方式中，在硅基板的后表面R上，布置多个第一电触点E1和第二电触点E2。邻近于每个第一电触点E1设置第二电触点E2。将每个第一电触点E1体现为第一异质结构2，3。将每个第二电触点E2体现为每两个第一电触点E1之间的高掺杂区域。
图3a示出了第二实施方式的一个实例，在该实例中，前面场层5包括具有基极电阻的基极层5d和局部掺杂区域5c。
基极层5c沿着基板的前表面基本上在第二方向Y上延伸。通过基极层5c和局部掺杂区域5d的组合，局部地减小电阻。
图3b示出了第二实施方式的一个实例，在该实例中，通过一系列彼此交替相邻地布置的第一区域5e和第二区域5f，沿着第二方向Y调节前面场层5。将第一区域5e布置为具有更低的电阻，并将第二区域5f布置为具有相对更高的电阻。
通过使用图案化扩散源层例如包含掺杂剂的玻璃或硅酸盐层，和/或通过局部地通过激光和/或通过选择性深腐蚀而在掺杂剂中驱动，可获得第一区域和第二区域的调节。
图4示出了根据第三实施方式的太阳能电池的横截面。
在第三实施方式中，将第二电触点E2体现为第二异质结构2，8，其包括本征硅层2，典型地是非晶硅，以及第二掺杂硅层8，典型地是非晶硅。本征硅层2位于硅基板1的后表面R上，而第二掺杂硅层8位于本征硅层2的顶部上。第二掺杂硅层8具有第一导电类型的电导率。以此方式，第二异质结构2，8具有与第一异质结构2，3的导电类型相反的导电类型。因此，第二电触点E2是用于多数载流子的触点。
在此实施方式中，如参考图3a或图3b描述的，可调节前面场层。
图5a示意性地示出了根据本发明的太阳能电池的后表面R的平面图，其包括第一触点配置。
在后表面R上，太阳能电池包括第一电触点E1和第二电触点E2。在图5a的实施方式中，将用作用于多数载流子的电极的第二电触点E2布置为点，同时，将第一电触点E1体现为覆盖后表面的剩余部分的层。第二电触点E2所覆盖的表面区域相对地比第一电触点E1所覆盖的区域更小。以此方式，减小再结合损耗并提高太阳能电池的效率。
导电层位于两个电触点E1和E2的表面上（未示出）。导电层在电触点E1和E2之间中断，以将两个触点彼此隔离。中断元件可以是缝隙（或间隙）或隔离元件中的一种。隔离元件典型地包括绝缘（或介电）材料。导电层可包括金属层（例如铝和/或银）和/或透明导电氧化物层（例如铟锡氧化物或氧化锌）。
可在第一电触点和第二电触点的顶部上布置附加层（未示出），以对第二电触点E2提供附加电导率。附加层与第一电触点E1隔离。可使附加层图案化。
在此实施方式中，虚线A-A’表示在沿着第一方向X的图1至图4的任何一个中所示的太阳能电池的横截面。
图5b示意性地示出了根据本发明的太阳能电池的后表面的平面图。
在后表面R上，太阳能电池包括第一电触点E1和第二电触点E2。在图5b的实施方式中，将用作用于多数载流子的电极的第二电触点E2和第一电触点E1布置为交叉指型结构，在该结构中，通过第一杆B1使第一电触点E1互相连接，并通过第二杆B1使第二电触点E2互相连接。第二电触点E2所覆盖的表面区域相对地比第一电触点E1所覆盖的区域更小。以此方式，减小再结合损耗并提高太阳能电池的效率。导电层位于两个电触点E1和E2的表面上（未示出）。导电层在电触点E1和E2之间中断，以将两个触点彼此隔离。中断元件可以是缝隙（或间隙）或隔离元件中的一种。隔离元件典型地包括绝缘（或介电）材料。导电层可包括金属层（例如铝和/或银）和/或透明导电氧化物层（例如铟锡氧化物或氧化锌）。
可在第一电触点和第二电触点的顶部上布置附加层（未示出），以对第二电触点E2提供附加电导率。附加层与第一电触点E1隔离。可使附加层图案化。
在此实施方式中，虚线B-B’表示在沿着第一方向X的图1至图4的任何一个中所示的太阳能电池的横截面。
图6a-6c示出了根据本发明的太阳能电池的细节的横截面。
图6a-6c示出了当用于制造太阳能电池的方法包括下述顺序时的第一电触点和第二电触点的布置，在该顺序中，在产生高掺杂第二电触点E2之前产生第一电触点E1。在通过首先沉积本征半导体层2然后沉积第二导电类型的半导体材料来产生第一电触点E1之后，产生开口O（例如蚀刻、消融）并且例如通过激光辅助的掺杂产生第二电触点E2。可替换地，可通过层2和/或3的掩蔽沉积来产生开口O。
图6a示出了以下情况的详细横截面，将本征半导体层2和掺杂半导体层3布置为具有相同的开口，并将第二电触点E2布置为完全填充开口O。
图6b示出了以下情况的详细横截面，将本征半导体层2中的开口布置为比掺杂半导体层的开口更小，并将第二电触点E2布置为完全填充开口O。
图6c示出了以下情况的详细横截面，将第二电触点布置为部分地填充本征半导体层和掺杂半导体层中的开口。
当用于制造太阳能电池的方法包括以下顺序时，可能出现相同的情况，在该顺序中，在产生高掺杂第二电触点E2之后产生第一电触点E1。另外，可能出现如图7a-7c所示的以下情况。
图7a-7c示出了根据本发明的太阳能电池的细节的横截面。用于制造太阳能电池的方法包括以下顺序，在该顺序中，在产生高掺杂第二电触点E2之后产生第一电触点E1。在此顺序中，产生第一电触点和第二电触点，然后，沉积一层本征半导体材料2，接着沉积第二导电类型的半导体材料层3。在这些沉积之后，在每个第二电触点E2上产生开口O。
图7a示出了这样的情况，在该情况中，所产生的开口比第二电触点E2的区域的尺寸更小。本征半导体层2和掺杂半导体层3具有相同的有利于改进表面钝化的开口。
图7b示出了这样的情况，在该情况中，本征半导体层2的所产生的开口比第二电触点E2的区域的尺寸更小，而掺杂半导体材料层3中的开口与第二电触点E2的区域的尺寸基本上相同。同样，此布置有利于改进表面钝化。
图7c示出了这样的情况，在该情况中，本征半导体层2的所产生的开口比第二电触点E2的区域的尺寸更小，而掺杂半导体材料层3中的开口比第二电触点E2的区域的尺寸更大。本征半导体层2对第二电触点E2的部分覆盖可改进表面钝化。
图8a-8c示出了根据本发明的太阳能电池的细节的横截面。用于制造太阳能电池的方法包括以下顺序，在该顺序中，在产生高掺杂第二电触点E2之后产生第一电触点E1。在此顺序中，产生第一电触点和第二电触点，然后，沉积一层本征半导体材料2如非晶硅，接着沉积第二导电类型的半导体材料层3。在这些沉积之后，在每个第二电触点E2上产生开口O。还可通过与掩蔽技术组合地应用这些沉积来产生开口O。
图8a示出了这样的情况，在该情况中，所产生的开口与第二电触点E2的宽度w的大小基本上相等。另外，所产生的开口区域的一部分被钝化层8覆盖，以通过这样的方式使第二电触点E2表面钝化，使得第二电触点E2的（中心）区域保持打开并且第二电触点E2的剩余区域（邻近于第一电触点附近）被钝化层覆盖。
钝化层8可由任何已知的钝化材料或材料的组合组成，例如堆叠层。优选地，钝化材料选自硅氮化物（SiNx）、氧化铝（Al2O3）和二氧化硅。而且，钝化层可以由非晶硅组成。
在本征半导体材料是非晶硅且钝化层的钝化材料是非晶硅的情况下，那么钝化层的厚度与本征半导体材料层2的厚度不同（即，比其更大）。
图8b示出了这样的情况，在该情况中，本征半导体层2和第二导电类型的半导体材料的层3的所产生的开口比第二电触点E2的宽度w的尺寸更小。另外，所产生的开口区域的一部分被钝化层8覆盖，以通过这样的方式使第二电触点E2表面钝化，使得第二电触点E2的（中心）区域保持打开并且第二电触点E2的剩余区域被钝化层覆盖。
图8c示出了这样的情况，在该情况中，本征半导体层2和第二导电类型的半导体材料的层的所产生的开口比第二电触点E2的宽度的尺寸更大。所产生的开口区域的一部分被钝化层8覆盖，以通过这样的方式使第二电触点E2表面钝化，使得第二电触点E2的（中心）区域保持打开并且所产生的开口区域的剩余区域被钝化层8覆盖。
在图8a-8c所示的实施方式中，钝化层与本征半导体层2邻接。注意，本征半导体层2和钝化层8之间可能由于实际限制如不对准或掩蔽/遮蔽效应而存在小间隙。同样地，可能出现钝化层8和本征半导体层2的少量重叠，其中，任一钝化层与本征半导体层重叠，或者反过来。
如本领域技术人员应当理解的，小间隙或重叠的出现将不会显著地影响第二电触点的钝化。
对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不背离本发明的精神的情况下，可设想本发明的其他可替换和等价实施方式并且将其变为实践，本发明的范围仅由所附权利要求限制。

Claims (23)

1.一种太阳能电池，包括第一导电类型的硅半导体基板，所述基板具有前表面和后表面；所述前表面被布置用于捕获辐射能；
所述后表面包括多个第一电触点和多个第二电触点，所述第一电触点和第二电触点被布置为彼此交替地相邻，
其中，每个第一电触点是作为用于少数载流子的触点的第一类型的异质结构，
其中，所述硅基板的前表面包括作为高掺杂硅层的前面场层，所述前面场层的电导率具有第一导电类型。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一类型的异质结构包括第二导电类型的半导体材料层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，其中，所述第二导电类型的半导体材料层位于所述基板的后表面上。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一类型的异质结构包括本征半导体层和第二导电类型的半导体材料层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，其中，所述本征半导体层位于所述基板的后表面上，而所述第二导电类型的半导体材料层位于所述本征半导体层的顶部上。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，所述本征半导体层是本征非晶硅的层。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一类型的异质结构包括介电层和第二导电类型的半导体材料层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，其中，所述介电层位于所述基板的后表面上，而所述第二导电类型的半导体材料层位于所述介电层的顶部上。
6.根据前述权利要求2-5中任一项所述的太阳能电池，其中，所述第二导电类型的半导体材料层是第二导电类型的掺杂非晶硅层。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述前面场层具有电阻率的横向调节，包括作为所述前面场层中的位置的函数的不同电阻的电阻区域。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述电阻率的横向调节由所述前表面中的一系列彼此交替相邻地布置的第一区域和第二区域体现，每个第一区域具有更低的电阻，而每个第二区域具有相对更高的电阻。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述电阻率的横向调节由包括基极层和局部掺杂区域的前面场层体现，所述基极层沿着所述基板的前表面延伸，所述局部掺杂区域沿着所述基极层布置，所述基极层具有基极电阻，基极层和局部掺杂区域的组合具有比所述基极层的基极电阻相对更低的电阻。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第二电触点各自由一对第一电触点之间的硅半导体基板中的高掺杂区域体现；所述高掺杂区域具有第一导电类型。
11.根据权利要求10和权利要求3所述的太阳能电池，其中，每个第二电触点被布置在相邻第一电触点的本征半导体层和第二导电类型的半导体材料层的开口内。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述第一电触点的本征半导体层中的开口与所述第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口相等。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池，其中，所述本征半导体层和所述半导体材料层中的开口与所述第二电触点的宽度相等。
14.根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述第一电触点的本征半导体层中的开口比所述第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口更小，并且所述本征半导体层中的开口与所述第二电触点的宽度相等。
15.根据权利要求12所述的太阳能电池，其中，所述本征半导体层和所述半导体材料层中的开口比所述第二电触点的宽度更大。
16.根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述第一电触点的本征半导体层中的开口与所述第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口相等，并且所述第二电触点的宽度比所述本征半导体层和所述半导体材料层中的开口更大。
17.根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述第一电触点的本征半导体层中的开口比所述第二电触点的宽度更小，并且
所述第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口比所述本征半导体层中的开口更大。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中，所述第二导电类型的半导体材料层中的开口与所述第二电触点的宽度相等。
19.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中，所述第二导电类型的半导体材料层中的开口比所述第二电触点的宽度更大。
20.根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述第一电触点的本征半导体层中的开口与所述第一电触点的第二导电类型的半导体材料层中的开口相等，而所述本征半导体层和所述半导体材料层中的开口等于、或小于、或大于所述第二电触点的宽度，
其中，所述第二电触点的区域的一部分被钝化层覆盖。
21.根据权利要求20所述的太阳能电池，其中，所述钝化层包括选自由硅氮化物、氧化铝、二氧化硅和非晶硅或其堆叠或组合组成的组中的钝化材料。
22.一种用于制造太阳能电池的方法，包括：
提供第一导电类型的硅半导体基板，所述基板具有前表面和后表面；将所述前表面布置用于捕获辐射能；
在所述后表面上产生多个第一电触点和多个第二电触点，将所述第一电触点和第二电触点布置为彼此交替地相邻，其中，所述第一电触点是作为用于少数载流子的触点的第一类型的异质结构；
在所述硅半导体基板的前表面中产生作为前面场层的高掺杂硅层，所述前面场层的电导率具有第一导电类型。
23.根据权利要求22所述的方法，包括：
将所述前面场层布置为具有电阻率的横向调节，包括作为所述前面场层中的位置的函数的不同电阻的电阻区域。
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