CN102751347B - 光伏器件和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及光伏器件和制造方法。在本发明的一个方面，提供光伏器件。该光伏器件包括：透明层；设置在该透明层上的第一多孔层，其中该第一多孔层包括多个延伸通过该第一多孔层的厚度的孔；设置在该多个孔中来形成图案化的第一半导体层的第一半导体材料；以及设置在该第一多孔层和该图案化的第一半导体层上的第二半导体层，其中该图案化的第一半导体层是大致上透明的。也提供制造光伏器件的方法。
Description
技术领域
本发明大体上涉及光伏器件。更具体地，本发明涉及光伏器件的改进的界面。
背景技术
薄膜太阳能电池或光伏器件典型地包括多个设置在透明衬底上的半导体层，其中一层充当窗口层，并且第二层充当吸收体层。该窗口层允许太阳能辐射穿透到该吸收体层，其中光能被转换成可用的电能。基于碲化镉/硫化镉(CdTe/CdS)异质结的光伏电池是薄膜太阳能电池的一个这样的示例。
基于碲化镉(CdTe)的光伏器件典型地展示出相对低的功率转换效率，其可归因于与该材料的带隙有关的相对低的开路电压(Voc)，其部分由于CdTe中的低有效载流子浓度和短少数载流子寿命造成。由于碲的低可获得性以及还由于增加的对具有“n-i-p”配置的光伏器件的兴趣，还存在增加的减小CdTe层的厚度的动力。然而，当前的CdTe器件在CdS和CdTe之间的前界面处可具有显著的电子空穴对复合。此外，较薄的CdTe也可导致电子空穴对在CdTe光伏器件的背接触处的复合。电子空穴对的复合可导致较低的开路电压以及从而造成较低的效率。
从而，在薄膜CdTe光伏电池中的前界面和背界面中的一个或两者处最小化电子/空穴对的复合，这可是可取的。从而，存在提供具有期望的短路电流(JSC)、开路电压值(VOC)、填充因数(FF)和效率值的改进的光伏器件配置的需要。
发明内容
提供本发明的实施例来满足这些和其他需要。一个实施例是光伏器件。该光伏器件包括：透明层；设置在该透明层上的第一多孔层，其中该第一多孔层包括多个延伸通过该第一多孔层的厚度的孔；设置在该多个孔中的第一半导体材料，用于形成图案化的第一半导体层；以及设置在该第一多孔层和该图案化的第一半导体层上的第二半导体层，其中该图案化的第一半导体层是大致上透明的。
一个实施例是方法。该方法包括：在支撑物上设置透明层；在该透明层上设置第一多孔层，其中该第一多孔层包括多个延伸通过该第一多孔层的厚度的孔；在该多个孔中设置第一半导体材料来形成图案化的第一半导体层；并且在该第一多孔层和该图案化的第一半导体层上设置第二半导体层，其中该图案化的第一半导体层是大致上透明的。
一个实施例是光伏器件。该光伏器件包括：透明层；设置在该透明层上的第一半导体层；设置在该第一半导体层上的第二半导体层；设置在该第二半导体层上的第二多孔层，其中该第二多孔层包括多个延伸通过该第二多孔层的厚度的孔；以及设置在该第二多孔层上的金属层。
一个实施例是方法。该方法包括：在支撑物上设置透明层；在该透明层上设置第一半导体层；在该第一半导体层上设置第二半导体层；在该第二半导体层上设置第二多孔层，其中该第二多孔层包括多个延伸通过该第二多孔层的厚度的孔；并且在该第二多孔层上设置金属层。
另一个实施例是光伏器件。该光伏器件包括：透明层；设置在该透明层上的第一多孔层，其中该第一多孔层包括多个延伸通过该第一多孔层的厚度的孔；设置在该多个孔中的第一半导体材料，用于形成图案化的第一半导体层，其中该图案化的第一半导体层是大致上透明的；设置在该第一多孔层和该图案化的第一半导体层上的第二半导体层；设置在该第二半导体层上的第二多孔层，其中该第二多孔层包括：多个延伸通过该第二多孔层的厚度的孔；设置在该第二多孔层中的多个孔中的p+型半导体材料，用于形成图案化的p+型半导体层；以及设置在该第二多孔层和该图案化的p+型半导体层上的金属层。
附图说明
当下列详细说明参照附图阅读时，本发明的这些和其他特征、方面和优势将变得更好理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图2是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图3是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图4是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图5是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图6是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图7是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图8是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图9是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图10是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图11是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图12是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图13是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图14是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图15是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
图16是根据本发明的一个实施例的光伏器件的示意图。
具体实施方式
如下文详细论述的，本发明的实施例中的一些提供光伏器件中改进的界面。在一些实施例中，提供改进的前界面。在某些示范性实施例中，改进的前界面包括设置在前TCO(透明导电氧化物)层和吸收体层(例如，CdTe)之间的多孔层。该多孔层中的孔用窗口层材料(例如，CdS)填充来形成图案化的窗口层。因此，在这样的实施例中，该图案化的窗口层包括窗口材料的不连续区域，其可起用于电荷收集的点接触的作用。与接触于该吸收体层的窗口层材料的连续层相反，根据本发明的一个实施例，图案化的窗口层可有利地用于最小化界面复合。此外，窗口层和吸收体层之间减少的接触面积和较低的界面复合可也引起较低的漏电流密度。较低的漏电流密度可有利地导致该光伏器件的开路电压(VOC)增加。此外，薄图案化的窗口层可允许更多的光传递到该吸收体层，其可导致更高的短路电流密度(JSC)。
在一些其他实施例中，提供改进的背界面。在某些示范性实施例中，改进的背界面包括设置在吸收体层(例如，CdTe)和背接触层(例如，金属)之间的多孔层，其中该多孔层中的孔用p+型半导体材料填充。因此，在这样的实施例中，该图案化的p+型半导体层包括p+型材料的不连续区域，从而减少该p+型和背接触层之间的接触面积。p+型材料的不连续区域可起用于电荷收集的点接触的作用，并且最小化在该背接触处的界面复合。此外，在该背接触处减少的接触面积和较低的界面复合可引起较低的漏电流密度。较低的漏电流密度可有利地导致该光伏器件的开路电压(VOC)增加。在特别实施例中，提供具有改进的前和背界面两者的光伏器件配置。
如在本文中在说明书和权利要求书中使用的近似语言可应用于修饰任何定量表示，其可以获准地改变而不引起它与之有关的基本功能中的变化。因此，由例如“大约”等术语或多个术语修饰的值不限于规定的精确值。在一些实例中，该近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精确度。
在下列说明书和权利要求书中，单数形式“一”和“该”包括复数个指代物，除非上下文清楚地另外指明。
如本文使用的术语“透明区域”和“透明层”指允许入射电磁辐射平均透射至少80％的区域或层，该电磁辐射具有在从大约300nm至大约850nm的范围中的波长。如本文使用的，术语“设置在...上”指层直接互相接触设置或通过在其之间具有插入层而间接设置，除非另外具体指明。
如下文详细论述的，本发明的一些实施例针对光伏器件中改进的界面。在一个实施例中，提供具有改进的前界面的光伏器件。如本文使用的，“前界面”指第一半导体层(例如，CdS)和第二半导体层(例如，CdTe)之间的界面。根据本发明的一个实施例的光伏器件100在图1-3中图示。如在图1-3中示出的，该光伏器件100包括透明层120，和设置在该透明层120上的第一多孔层140。在一个实施例中，该透明层120设置在支撑物110上。此外，如在图1中指示的，该第一多孔层140包括多个延伸通过该第一多孔层140的厚度的孔142。在一个实施例中，如在图2中指示的，第一半导体材料设置在该多个孔142中来形成图案化的第一半导体层150。在一个实施例中，该光伏器件100进一步包括设置在该第一多孔层140和该图案化的第一半导体层150上的第二半导体层160，如在图2中指示的。
图案化的第一半导体层150是大致上透明的。如较早提到的，大致上透明意思是图案化的第一半导体层150允许入射电磁辐射平均透射至少80％到第二半导体层160，该电磁辐射具有在从大约300nm至大约850nm的范围中的波长。
在一些实施例中，图案化的第一半导体层150和第二半导体层160可用p型掺杂剂或n型掺杂剂掺杂来形成异质结。如在该上下文中使用的，异质结是半导体结，其由具有不相似半导体材料的层构成。这些材料通常具有不相等的带隙。作为示例，异质结可以通过一个导电性类型的层或区域与相反导电性的层或区域之间的接触形成，例如“p-n”结。在一些实施例中，多孔层140、图案化的第一半导体层150和第二半导体层160的组合可有利地提供光伏器件100中改进的前界面。
如在图1-3中指示的，透明层120进一步设置在支撑物110上。如在图3中图示的，在这样的实施例中，太阳能辐射10从该支撑物110进入，并且在通过透明层120、第一多孔层140和图案化的第一半导体层150后进入第二半导体层160，其中发生入射光(例如，阳光)的电磁能到电子空穴对(即，到自由电荷)的转换。
在一个实施例中，支撑物110在所期望的通过支撑物110的透射的波长范围上是透明的。在一个实施例中，支撑物110可对于具有在从大约400nm至大约1000nm的范围中的波长的可见光是透明的。在一些实施例中，支撑物110包括能够耐受大于大约600℃的热处理温度的材料，例如硅石或硼硅酸盐玻璃等。在一些其他实施例中，支撑物110包括具有低于600℃的软化温度的材料，例如钠钙玻璃或聚酰亚胺等。在一些实施例中，某些其他层可设置在透明层120和支撑物110之间，例如抗反射层或阻挡层(没有示出)等。
在一个实施例中，透明层120包括设置在支撑物110上的导电层(或前接触层)132。在一些实施例中，第一多孔层140直接设置在该导电层132上。在备选实施例中，如在图3中指示的，透明层120包括设置在支撑物110上的导电层132，并且另外的缓冲层134插入该导电层132和图案化的第一半导体层150之间。在这样的实施例中，第一多孔层140可设置在缓冲层134上。在一个实施例中，透明层120具有在从大约100纳米至大约600纳米的范围中的厚度。
在一个实施例中，导电层132包括透明导电氧化物(TCO)。透明导电氧化物的非限制性示例包括氧化镉锡(CTO)、氧化铟锡(ITO)、掺氟氧化锡(SnO:F或FTO)、掺铟氧化镉、锡酸镉(Cd2SnO4或CTO)以及掺杂氧化锌(ZnO)，例如掺铝氧化锌(ZnO:Al或AZO)、氧化铟锌(IZO)、以及氧化锌锡(ZnSnOx)或其组合。依赖于采用的特定TCO及它的薄层电阻，在一个实施例中导电层132的厚度可在从大约50nm至大约600nm的范围中。
在一些实施例中，如较早提到的，光伏器件100进一步包括缓冲层(可选的)，也叫做高电阻透明(HRT)层134，如在图3中指示的，其插入第一多孔层140和导电层132之间。在一个实施例中，该缓冲层134的厚度在从大约50nm至大约200nm的范围中。该缓冲层134的适合材料的非限制性示例包括二氧化锡(SnO2)、氧化锌锡(ZTO)、掺锌的氧化锡(SnO2:Zn)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)或其的组合。
在一些其他实施例中，缓冲层134可设置在第一多孔层140的孔内，并且第一半导体材料可设置在第一多孔层140的孔内的缓冲层134上(没有示出)。在这样的实施例中，透明层120包括导电层132，并且第一多孔层140设置在该导电层132上。
如较早提到的，光伏器件100包括第一多孔层140，其具有多个延伸通过该第一多孔层的厚度的孔142，如在图1中图示的。在一个实施例中，该第一多孔层140是大致上透明的。在一个实施例中，该第一多孔层140包括绝缘材料。在一个实施例中，该第一多孔层140包括具有对第二半导体材料的钝化性质的材料，即不允许在该第一多孔层140和第二半导体层160之间的界面处的电子空穴复合的材料。在一些实施例中，该第一多孔层140或钝化层具有小于大约1x105cm/s的表面/界面复合速度。在一个实施例中，该第一多孔层140包括具有对碲化镉的钝化性质的材料。在一个实施例中，该第一多孔层140包括从由氧化硅、氧化钛、氮化硅和其的组合构成的组选择的材料。
此外，如在图2中图示的，第一多孔层140具有与第二半导体层160的第二表面163接触的第一表面141。此外，第一多孔层140具有与透明层120的第一表面121接触的第二表面143。在一些实施例中，第一多孔层140的第一表面141邻接第二半导体层160的第二表面163设置。此外，第一多孔层140的第二表面143邻接透明层120的第一表面121设置。在一个实施例中，第一多孔层140设置在透明层120上使得在第一多孔层140和透明层120之间没有插入层。
没有被任何理论约束情况下，认为可对电荷收集优化第一多孔层140中的孔与孔之间的距离和孔的大小，电荷收集可取决于CdTe中的局部场强、电流集聚和电荷载流子的扩散长度。在一个实施例中，多个孔142具有在小于大约1000纳米的范围中的平均直径。在另一个实施例中，多个孔142具有在小于大约500纳米的范围中的平均直径。在再另一个实施例中，多个孔142具有在小于大约100纳米的范围中的平均直径。在特别实施例中，多个孔142具有在从大约100纳米至大约1000纳米的范围中的平均直径。
在一个实施例中，孔与孔之间的平均距离在小于大约1000纳米的范围中。在另一个实施例中，孔与孔之间的平均距离在小于大约500纳米的范围中。在再另一个实施例中，孔与孔之间的平均距离在小于大约100纳米的范围中。在特别实施例中，孔与孔之间的平均距离在从大约100纳米至大约1000纳米的范围中。
第一多孔层的厚度可由多个孔142的期望深度以及图案化的第一半导体层150的期望厚度确定。在一个实施例中，第一多孔层具有在从大约25纳米至大约250纳米的范围中的厚度。在另一个实施例中，第一多孔层具有在从大约50纳米至大约200纳米的范围中的厚度。在特别实施例中，第一多孔层具有在从大约50纳米至大约100纳米的范围中的厚度。
在一个实施例中，多个孔142具有环形形状，其具有垂直侧壁，如在图1中图示的。然而，孔142的形状没有被限制，并且孔可包括任何适合的形状。例如，孔142可具有椭圆形或具有圆角的正方形，或另一个更复杂的形状。在另一个实施例中，多个孔142可具有锥形侧壁。
如较早提到的，第一半导体材料设置在第一多孔层140的多个孔142中来形成图案化的第一半导体层150，如在图2和3中指示的。图5进一步图示根据本发明的示范性实施例的第一多孔层140和该图案化的第一半导体层150的顶视图。如在图5中图示的，第一多孔层140包括多个孔142，并且第一半导体材料设置在该多个孔142中。如本文使用的术语“图案化的第一半导体层”指设置在第一多孔层140的多个孔142内的第一半导体材料的多个不连续区域150，如在图5中指示的。应该进一步注意到，术语“图案化的”不应该解释成将该层限制于任何特别的配置(例如，随机与非随机)或制造方法。
在图5中，多个不连续区域150指示为环形形状并且具有一致的形状和大小。然而，在一些其他实施例中，图案化的半导体层150可包括多个不连续区域，其中这些区域可具有不同的形状或大小。从而，通过示例在一些实施例中，图案化的半导体层150可包括多个图案化的区域，使得该多个区域的横截面积可在区域之间变化。在一些其他实施例中，图案化的半导体层150可包括多个图案化的区域，其具有大致上相同的横截面积。在一个实施例中，如在图5中图示的，图案化的第一半导体层150可包括多个具有环形形状的不连续区域。然而，这些区域的形状没有被限制，并且这些区域可包括任何适合的形状。例如，区域150可具有椭圆形或具有圆角的正方形，或另一个更复杂的形状。在一个实施例中，图案化的第一半导体层中的区域的形状和平均大小可由第一多孔层中的多个孔的形状和大小、沉积方法或两者确定。
在一些实施例中，多个图案化的区域150可进一步特征在于本文中限定为厚度对平均直径的比例的长宽比。在一个实施例中，多个图案化的区域150具有小于大约1.5的长宽比。在另一个实施例中，多个图案化的区域150具有小于大约1.0的长宽比。在另一个实施例中，多个图案化的区域具有小于大约0.5的长宽比。在再另一个实施例中，多个图案化的区域150具有小于大约0.05的长宽比。
在一个实施例中，第一半导体材料设置在多个孔142中使得第一半导体材料与透明层120接触。如图3中指示的，图案化的第一半导体层150具有第一表面151和第二表面153。在一个实施例中，图案化的第一半导体层150的第二表面153与透明层120的第一表面121接触。在一些实施例中，第一半导体材料设置在多个孔142中使得第一半导体材料与导电层132接触。在一些其他实施例中，其中使用可选的缓冲层134，第一半导体材料设置在多个孔中使得第一半导体材料与该缓冲层134接触。
在一个实施例中，第一半导体材料填充第一多孔层140的孔。在一个实施例中，图案化的半导体层150的厚度可被有利地控制使得第一半导体材料仅设置在多个孔142内。在一个实施例中，第一半导体材料设置在多个孔142内使得图案化的第一半导体层150不在孔外延伸。
在一个实施例中，第一半导体材料设置在多个孔142中来形成图案化的第一半导体层150，该图案化的第一半导体层150具有小于第一多孔层140的厚度或与其大致上相同的厚度。与其中第一半导体材料是连续膜并且第一多孔层140不存在的第一半导体层相反，本发明的图案化的第一半导体层150有利地允许更多太阳能辐射通过它。此外，与其中第一半导体材料设置在多个孔142中并且还在第一多孔层140的孔外延伸的第一半导体层相反，本发明的图案化的第一半导体层150有利地允许更多太阳能辐射通过它。没有被任何理论约束的情况下，认为图案化的第一半导体层150减小的厚度可允许更多的太阳能辐射通过并且实现光伏器件100中更高的JSC。在一个实施例中，图案化的第一半导体层150具有在从大约30nm至大约150nm的范围中的厚度。
此外，在一个实施例中，多个孔142的平均直径大于图案化的第一半导体层150的厚度。在一个实施例中，多个孔142可进一步特征在于本文中限定为厚度对平均直径的比例的长宽比。在一个实施例中，多个孔142具有小于大约1.5的长宽比。在另一个实施例中，多个孔142具有小于大约1.0的长宽比。在另一个实施例中，多个孔142具有小于大约0.5的长宽比。在再另一个实施例中，多个孔142具有小于大约0.05的长宽比。
再次参照图3，在一个实施例中，图案化的第一半导体层150具有第二表面153使得该第二表面153与第二半导体层160的第一表面161接触。因此，大致上透明的、图案化的第一半导体层150允许太阳能辐射从透明层120传递到第二半导体层160并且提供电接触。在一些实施例中，如在图3中指示的，图案化的第一半导体层150可起窗口层的作用。即，对于图2和3中示出的配置，图案化的第一半导体层或该窗口层150是光伏器件100的结形成层。
在一些实施例中，图案化的第一半导体层150中的不连续区域150可起用于电荷收集的点接触的作用。在一个实施例中，与接触于第二半导体层160的第一半导体材料的连续层相反，根据本发明的一个实施例，不连续的图案化的第一半导体层150可有利地用于最小化在第一半导体层150和第二半导体层160之间的界面处的界面复合。没有被任何理论约束的情况下，进一步认为如在图2和3中指示的，当第一和第二半导体层之间的接触面积降低时发生漏电流的总面积可减小。较低的界面复合和减小的接触面积可导致较低的漏电流密度。较低的漏电流密度可有利地导致光伏器件100的开路电压(VOC)中的增加。
在一些实施例中，第一半导体材料包括n型半导体材料。在这样的实施例中，第二半导体层160可掺杂为p型，并且图案化的第一半导体层150和第二半导体层160可形成“n-p”异质结。第一半导体材料的非限制性示范性材料包括硫化镉(CdS)、硫化铟III(In2S3)、硫化锌(ZnS)、碲化锌(ZnTe)、硒化锌(ZnSe)、硒化镉(CdSe)、充氧硫化镉(CdS:O)、氧化铜(Cu2O)、氢氧化锌(ZnO，H)及其组合。在特别实施例中，第一半导体材料包括CdS。
在一个实施例中，图案化的第一半导体层150可跨该第一半导体层150的厚度在成分上渐变。如本文使用的，术语“在成分上渐变”意思是该图案化的第一半导体层150的成分可从第一表面151(与透明层接触)变化到第二表面153(与第二半导体层接触)。在一个实施例中，图案化的第一半导体层150的材料成分可跨图案化的第一半导体层150的厚度连续变化。
在另一个实施例中，如在图4中指示的，第二半导体层160的一部分可进一步设置在多个孔142中来形成与图案化的第一半导体层150的接触。在这样的实施例中，第一半导体材料和第二半导体材料可一起填充第一多孔层140的孔。在一个实施例中，该第一半导体材料可设置在第一多孔层140的多个孔142中达到预定的厚度，并且随后该第二半导体材料可设置在该第一半导体材料上面。在某些实施例中，对于在图4中示出的配置，该第一半导体材料和第二半导体材料的成分可在第一和第二半导体层之间的界面处连续变化。如较早提到的，较薄的图案化第一半导体层150可允许更多的光传递到第二半导体层160，其可导致更高的JSC。
在一些实施例中，第二半导体层160包括吸收体层。典型地，当太阳能辐射10入射在光伏器件100上时，吸收体层160中的电子从较低能量的“基态”(其中电子被约束于固体中的特定原子)激发到较高的“激发态”(其中电子可以移动通过固体)。
在一个实施例中，第二半导体层160包括p型半导体材料。在一个实施例中，第二半导体层160具有在从大约1x1013每立方厘米至大约1x1016每立方厘米的范围中的载流子密度。如本文使用的，术语“载流子密度”指材料中空穴和电子的浓度。在这样的实例中，图案化的第一半导体层150可掺杂成n型，并且第二半导体层160和图案化的第一半导体层150可形成如上文提及的“p-n”或“n-p”结。
在一个实施例中，光敏材料用于形成第二半导体层160。适合的光敏材料包括碲化镉(CdTe)、碲化镉锌(CdZnTe)、碲化镉镁(CdMgTe)、碲化镉锰(CdMnTe)、碲化镉硫(CdSTe)，碲化锌(ZnTe)、硫化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS)和其的组合。上文提及的光敏半导体材料可独自或组合使用。此外，这些材料可在超过一层中存在，每层具有不同类型的光敏材料或具有分开的层中的材料的组合。在一个特别实施例中，第二半导体层160包括碲化镉(CdTe)。在一个特别实施例中，第二半导体层160包括p型碲化镉(CdTe)。
在一个实施例中，第二半导体层160具有在从大约1000nm至大约3000nm的范围中的厚度。在特别实施例中，第二半导体层160具有在从大约1500nm至大约2000nm的范围中的厚度。如较早提到的，根据本发明的一些实施例的第一多孔层140和图案化第一半导体层150的使用有利地提供CdS和CdTe之间改进的界面，提供采用薄CdTe层(例如具有在小于大约2微米的范围中的厚度)的光伏器件的低复合前界面。
在一个实施例中，光伏器件100进一步包括设置在第二半导体层160上的p+型半导体层180，如在图3中指示的。如本文使用的术语“p+型半导体层”指具有与第二半导体层160中的p型电荷载流子或空穴密度相比过量的移动p型载流子或空穴密度的半导体层。在一个实施例中，p+型半导体层具有在大于大约1x1017每立方厘米的范围中的p型载流子密度。在另一个实施例中，p+型半导体层具有在大于大约5x1017每立方厘米的范围中的p型载流子密度。在再另一个实施例中，p+型半导体层具有在大于大约1018每立方厘米的范围中的p型载流子密度。在特别实施例中，p+型半导体层具有在从大约1017每立方厘米至大约1020每立方厘米的范围中的p型载流子密度。
在一些实施例中，p+型半导体层180可用作第二半导体层160和金属层或背接触层190之间的界面。与器件内的其他电阻相比，p+型半导体层180的较高载流子密度可最小化背接触层的串联电阻。在一个实施例中，p+型半导体层180具有在从大约50nm至大约200nm的范围中的厚度。
在一个实施例中，p+型半导体层180包括从由非晶Si:H、非晶SiC:H、结晶Si、微晶Si:H、微晶SiGe:H、非晶SiGe:H、非晶Ge、微晶Ge、GaAs、BaCuSF、BaCuSeF、BaCuTeF、LaCuOS、LaCuOSe、LaCuOTe、LaSrCuOS、LaCuOSe06Te0.4、BiCuOSe、BiCaCuOSe、PrCuOSe、NdCuOS、Sr2Cu2ZnO2S2、Sr2CuGaO3S和其的组合构成的组选择的重掺杂p型材料。
在另一个实施例中，p+型半导体层180包括从由碲化锌、碲化镁、碲化锰、碲化铍、碲化汞、碲化砷、碲化锑、碲化铜和其的组合构成的组选择的重掺杂p+掺杂材料。在一些实施例中，p+掺杂的材料进一步包括从由铜、金、氮、磷、锑、砷、银、铋、硫、钠和其的组合构成的组选择的掺杂剂。
在一个实施例中，光伏器件100进一步包括金属层，也叫做背接触层190。在一些实施例中，该金属层190直接设置在第二半导体层160(没有示出)上。在一些其他实施例中，如在图3中指示的，该金属层190设置在p+型半导体层180上，该p+型半导体层180设置在第二半导体层160上。在一些实施例中，p+型半导体层180可提供该金属层190和第二半导体层160之间改进的扩散性质。因此，在一些实施例中，可选择具有期望的导电性和反射率的任何适合的金属作为该背接触层190。在一个实施例中，该金属层190包括金、铂、钼、钨、钽、钯、铝、铬、镍或银。在某些实施例中，例如铝的另一个金属层(没有示出)可设置在该金属层190上来提供到外部电路的横向导电。
在一个实施例中，提供具有改进的“背界面”的光伏器件。如本文使用的，“背界面”指第二半导体层(例如，CdTe)和背接触层之间的界面。
在图6-10中图示根据本发明的一个实施例的具有改进的背界面的光伏器件200。如在图6-10中示出的，该光伏器件200包括透明层220和设置在该透明层220上的第一半导体层250。在一个实施例中，该透明层220设置在支撑物210上。此外，如在图6中指示的，第二半导体层260设置在该第一半导体层250上。如在图6中指示的，第二多孔层270设置在该第二半导体层260上，其中该第二多孔层270包括多个延伸通过该第二多孔层270的厚度的多个孔272。在一个实施例中，金属层290设置在该第二多孔层上。
在一个实施例中，如在图7中指示的，金属层290设置在第二多孔层270上，其中该金属层的一部分292延伸通过第二多孔层270中的多个孔272来与第二半导体层260接触。此外，如在图7中图示的，该金属层290的选择部分292与第二半导体层260接触。在这样的实施例中，第二多孔层270和金属层290可提供光伏器件200中改进的背界面。
在另一个实施例中，如在图8中指示的，p+型半导体层280插入第二半导体层260和第二多孔层270之间。此外，在一些实施例中，如在图8中图示的，金属层290设置在第二多孔层270上，其中该金属层的一部分292延伸通过第二多孔层270中的多个孔272来与p+型半导体层280接触。在这样的实施例中，第二多孔层270、p+型半导体层280和金属层290可提供光伏器件200中改进的背界面。
如在图8中图示的，金属层290的选择部分292与p+型半导体层280接触。在一些实施例中，与p+型半导体层280接触的金属层的这些部分292可起用于电荷收集的点接触的作用。在一个实施例中，与接触于p+型半导体层的连续金属层相反，根据本发明的一个实施例，不连续的金属层290可有利地用于最小化在背界面处的界面复合。没有被任何理论约束的情况下，认为如在图8中指示的，当第二半导体层和背接触层之间的接触面积降低时在界面处发生漏电流的总面积可减小。较低的界面复合和减小的接触面积可导致整个面积上较低的漏电流密度。较低的漏电流密度可有利地导致光伏器件200的开路电压(VOC)中的增加。
在备选实施例中，如在图9中图示的，光伏器件200包括设置在第二半导体层260上的第二多孔层270，其中该第二多孔层包括延伸通过该第二多孔层270的厚度的多个孔272。p+型半导体材料设置在该第二多孔层270的该多个孔272中来形成图案化的p+型半导体层282。如在图9中图示的，金属层290设置在该第二多孔层270和该图案化的p+型半导体层282上。在这样的实施例中，该第二多孔层270、图案化的p+型半导体层282和金属层290可提供光伏器件200中改进的背界面或背接触。
如本文使用的术语“图案化的p+型半导体层”指设置在第二多孔层270的多个孔内的p+型半导体材料的多个不连续区域282，如在图11中指示的。在图11中，多个不连续区域282指示为环形形状并且具有一致的形状和大小。然而，在一些其他实施例中，图案化的p+型半导体层282可包括多个不连续区域，其中这些区域可具有不同的形状或大小。从而，通过示例在一些实施例中，图案化的p+型半导体层282可包括多个图案化的区域使得该多个区域的横截面积可在区域与区域之间变化。在一些其他实施例中，图案化的p+型半导体层282可包括多个图案化的区域，其具有大致上相同的横截面积。在一个实施例中，如在图11中图示的，图案化的p+型半导体层282可包括多个具有环形形状的不连续区域。然而，这些区域的形状没有被限制，并且这些区域可包括任何适合的形状。例如，区域282可具有椭圆形或具有圆角的正方形，或另一个更复杂的形状。在一个实施例中，图案化的p+型半导体层中的区域的形状和平均大小可由第二多孔层中的多个孔的形状和大小、沉积方法或两者确定。
在一个实施例中，p+型半导体材料设置在多个孔中使得p+型半导体材料与第二半导体层260接触。在一个实施例中，p+型半导体材料填充第二多孔层270的孔272。在一个实施例中，图案化的p+型半导体层282的厚度可被有利地控制使得p+型半导体材料仅设置在多个孔272内。在一个实施例中，p+型半导体材料设置在多个孔272中使得形成图案化的p+型半导体层282，该图案化的p+型半导体层282具有小于第二多孔层270的厚度或与其大致上相同的厚度。
如较早提到的，在一些实施例中，图案化的p+型半导体层282中的不连续区域282可起用于电荷收集的点接触的作用。在一个实施例中，与接触于第二半导体层260的p+型半导体材料的连续层相反，根据本发明的一个实施例，不连续的图案化的p+型半导体层282可有利地用于最小化在背界面处的界面复合。没有被任何理论约束的情况下，认为如在图9中指示的，当层与层之间的接触面积降低时在界面处发生漏电流的总面积可减小。较低的界面复合和减小的接触面积可导致整个面积上较低的漏电流密度。较低的漏电流密度可有利地导致光伏器件200的开路电压(VOC)中的增加。
此外，在一些实施例中，第二多孔层240和图案化p+型半导体282的使用有利地提供CdTe层260和背接触层290之间改进的界面，提供采用薄CdTe层(例如具有在小于大约2微米的范围中的厚度)的光伏器件的低复合背界面。
在一个实施例中，图案化的p+型半导体层282可跨图案化的p+型半导体层282的厚度在成分上渐变。如本文使用的，术语“在成分上渐变”意思是该图案化的第一半导体层的成分可从第一表面(与第二半导体层接触)变化到第二表面(与金属层接触)。在一个实施例中，图案化的p+型半导体层282的材料成分可跨图案化的p+型半导体层282的厚度连续变化。
在一些其他实施例中，如在图10中指示的，金属层的一部分可进一步设置在第二多孔层270中的多个孔272中来形成与图案化的p+型半导体层282的接触。在这样的实施例中，图案化的p+型半导体材料和金属可一起填充第二多孔层的孔。在一个实施例中，图案化的p+型半导体层282可设置在第二多孔层的多个孔中达到预定的厚度，并且随后该金属可设置在该图案化的p+型半导体层282的上面。在某些实施例中，对于在图10中示出的配置，该p+型半导体材料和金属的成分可在界面处连续变化。
在一个实施例中，第二多孔层270包括绝缘材料。在一个实施例中，第二多孔层270包括具有对第二半导体材料的钝化性质的材料，即不允许在第二多孔层和第二半导体层之间的界面处的电子空穴复合的材料。在一个实施例中，该第二多孔层270包括具有对碲化镉的钝化性质的材料。在一个实施例中，第二多孔层270包括从由氧化硅、氧化钛、氮化硅和其的组合构成的组选择的材料。
没有被任何理论约束的情况下，认为可对电荷收集优化孔与孔之间的距离和孔的大小，电荷收集可取决于CdTe中的局部场强、电流集聚和电荷载流子的扩散长度。在一个实施例中，第二多孔层270中的多个孔272具有在小于大约1000纳米的范围中的平均直径。在另一个实施例中，第二多孔层270中的多个孔272具有在小于大约500纳米的范围中的平均直径。在再另一个实施例中，第二多孔层270中的多个孔272具有在小于大约100纳米的范围中的平均直径。在特别实施例中，第二多孔层270中的多个孔272具有在从大约100纳米至大约1000纳米的范围中的平均直径。
在一个实施例中，第二多孔层270中的孔272与孔272之间的平均距离在小于大约1000纳米的范围中。在另一个实施例中，孔与孔之间的平均距离在小于大约500纳米的范围中。在再另一个实施例中，孔与孔之间的平均距离在小于大约100纳米的范围中。在特别实施例中，孔与孔之间的平均距离在从大约100纳米至大约1000纳米的范围中。
第二多孔层270的厚度可由多个孔272的期望深度以及背接触的期望厚度确定。在一个实施例中，第二多孔层270具有在从大约10纳米至大约200纳米的范围中的厚度。在另一个实施例中，第二多孔层270具有在从大约20纳米至大约150纳米的范围中的厚度。
在一个实施例中，多个孔272具有环形形状，其具有垂直侧壁，如在图6中图示的。然而，孔272的形状没有被限制，并且孔可包括任何适合的形状。例如，孔272可具有椭圆形或具有圆角的正方形，或另一个更复杂的形状。在另一个实施例中，孔272可具有锥形侧壁。
支撑物210、透明层220、图案化的第一半导体层250和第二半导体层260可包括如本文较早描述的材料和配置。p+型半导体层280、图案化的p+型半导体层282和金属层290可包括如本文较早描述的材料。
在一个实施例中，提供具有改进的前和背界面的光伏器件。在图12-16中图示根据本发明的一个实施例的光伏器件300。如在图12-16中示出的，该光伏器件300包括透明层320和设置在该透明层320上的第一多孔层340。在一个实施例中，该透明层320设置在支撑物310上。此外，如在图12中指示的，该第一多孔层340包括多个延伸通过该第一多孔层340的厚度的多个孔342。在一个实施例中，如在图12中指示的，第一半导体材料设置在该多个孔342中来形成图案化的第一半导体层350。在一个实施例中，如在图12中指示的，该光伏器件300进一步包括设置在该第一多孔层340和该图案化的第一半导体层350上的第二半导体层360。如较早提到的，该第一多孔层340、图案化的第一半导体层350和第二半导体层360可提供改进的前界面。
此外，在一个实施例中，p+型半导体层380设置在第二半导体层360上，并且第二多孔层370设置在该p+型半导体层380上。如在图12中指示的，该第二多孔层包括多个延伸通过该第二多孔层370的厚度的多个孔372。
此外，在一个实施例中，如在图13中图示的，金属层390设置在第二多孔层370上，其中该金属层的一部分392延伸通过第二多孔层370中的多个孔372来与p+型半导体层380接触。在这样的实施例中，第二多孔层370、p+型半导体层380和该金属层390可提供光伏器件300中改进的背界面。
在备选实施例中，如在图14中图示的，光伏器件300包括设置在第二半导体层360上的第二多孔层370，其中该第二多孔层包括延伸通过该第二多孔层370的厚度的多个孔372。此外，如在图15中指示的，p+型半导体材料设置在该第二多孔层370的该多个孔372中来形成图案化的p+型半导体层382。如在图15中图示的，金属层390进一步设置在该第二多孔层370和该图案化的p+型半导体层382上。在这样的实施例中，该第二多孔层370、图案化的p+型半导体层382和金属层390可提供光伏器件300中改进的背界面或背接触。
在一个实施例中，图案化的第一半导体层350可跨图案化的第一半导体层350的厚度在成分上渐变。在一些其他实施例中，如在图16中指示的，第二半导体层360的一部分可进一步设置在第二多孔层340中的多个孔342中来形成与该图案化的第一半导体层350的接触。
在另一个实施例中，图案化的p+型半导体层382可跨图案化的p+型半导体层382的厚度在成分上渐变。在一些其他实施例中，如在图16中指示的，金属层390的一部分可进一步设置在第二多孔层370中的多个孔372中来形成与该图案化的p+型半导体层382的接触。
支撑物310、透明层320、第一多孔层340、图案化的第一半导体层350和第二半导体层360可包括如本文较早描述的材料和配置。p+型半导体层360、第二多孔层370、图案化的p+型半导体层382和金属层390可包括如本文较早描述的材料。
在一个特别实施例中，提供具有如在图15中指示的配置的光伏器件。参照图15，该光伏器件300包括透明层320以及设置在该透明层320上的第一多孔层340，其中该第一多孔层340包括多个延伸通过该第一多孔层340的厚度的孔342。第一半导体材料设置在该第一多孔层340中的该多个孔342中来形成大致上透明的、图案化的第一半导体层350。第二半导体层360设置在该第一多孔层340和该图案化的第一半导体层350上。该光伏器件300进一步包括设置在该第二半导体层360上的第二多孔层370，其中该第二多孔层370包括多个延伸通过该第二多孔层370的厚度的孔372。p+型半导体材料设置在该第二多孔层370的多个孔372中来形成图案化的p+型半导体层382，并且金属层390设置在该第二多孔层370和该图案化的p+型半导体层382上。
在一些实施例中，提供制造具有改进的前界面的光伏器件的方法。参照图3，在一些实施例中，该方法包括通过任何适合的技术(例如溅射、化学气相沉积、旋涂、喷涂或浸涂等)在支撑物110上设置导电层132来形成透明层120。参照图3，在一些实施例中，可选的缓冲层134可使用例如溅射而沉积在该导电层132上来形成透明层120。
参照图3，第一多孔层140进一步设置在透明层120上。在其中使用缓冲层134的一些实施例中，该第一多孔层140设置在该缓冲层134上。在一些其他实施例中，该第一多孔层140直接设置在导电层132上。在一个实施例中，该第一多孔层140通过任何适合的技术(例如溅射、化学气相沉积、旋涂、喷涂或浸涂等)以期望的厚度沉积适合的绝缘材料层而设置在透明层120上。参照图1，在一些实施例中，多个孔142通过遮蔽和蚀刻法在该沉积层中形成，来形成该第一多孔层140。在这样的实施例中，多个孔142可通过化学蚀刻、等离子蚀刻或光刻中的一个或多个形成。
再次参照图3，该方法进一步包括在多个孔中设置第一半导体材料来形成图案化的第一半导体层150(窗口层)。该第一半导体材料(例如，CdS)选择性地沉积在孔中使得CdS与透明层120接触，并且仅沉积在孔内而不沉积在孔142外。在一个实施例中，CdS可例如通过溅射沉积，并且剥离工艺(lift-off process)可去除沉积在第一多孔层140的孔外的CdS。在备选实施例中，CdS可优选地使用例如电化学沉积而沉积在孔内。
在一些实施例中，该方法进一步包括在第一多孔层140和图案化的第一半导体层150上设置第二半导体层(吸收体层)160。在一个实施例中，该第二半导体层160可通过采用从近空间升华(CSS)、气相传输法(VTM)、离子辅助物理气相沉积(IAPVD)、射频或脉冲磁控溅射(RFS或PM)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、(MOCVD)和电化学沉积(ECD)中选择的一个或多个方法沉积。
在一个实施例中，当第二半导体层160是p型碲化镉层时，第二半导体层160可用氯化镉处理。在一个实施例中，第二半导体层160可用CdCl2盐的溶液处理。在另一个实施例中，第二半导体层160可用CdCl2蒸气处理。已知用CdCl2的处理将增加第二半导体层160的载流子密度。用氯化镉的处理可后跟蚀刻或冲洗步骤。在一个实施例中，蚀刻可使用适合的酸进行。在其他实施例中，CdCl2可从表面被冲洗掉，在界面处产生化学计量比的碲化镉，主要从表面去除氧化镉和CdCl2残留物，在表面处留下大约1的镉碲比率。蚀刻通过去除工艺期间在表面形成的非化学计量比材料起作用。也可采用本领域内已知的可在背界面处产生化学计量比的碲化镉的其他蚀刻技术。
参照图3，在一个实施例中，p+型半导体层180可进一步通过使用任何适合的技术(例如PECVD)沉积p+型材料而设置在第二半导体层160上。在备选实施例中，p+型半导体层180可通过化学处理第二半导体层160而设置在第二半导体层160上来增加第二半导体层160的背侧(与金属层接触并且在与第一半导体层相对的侧)上的载流子密度。在一个实施例中，光伏器件100可通过在该p+型半导体层上沉积背接触层(例如，金属层190)而完成。
在一些实施例中，提供制造具有改进的背界面的光伏器件200的方法。参照图6，该方法包括使用如较早描述的适合的技术在支撑物210上设置透明层220。该方法进一步包括在该透明层220上设置第一半导体层250。该第一半导体层250的沉积方法的非限制性示例包括近空间升华(CSS)、气相传输法(VTM)、溅射、电化学浴沉积(ECD)或化学浴沉积(CBD)中的一个或多个。该方法进一步包括使用如较早描述的适合的技术在该第一半导体层250上设置第二半导体层260。该方法进一步包括在该第二半导体层260上设置第二多孔层270以及在该第二多孔层270上设置金属层290。
参照图8，在一个实施例中，该方法进一步包括在设置第二多孔层270之前在第二半导体层上设置p+型半导体层280。在一个实施例中，p+型半导体层280可通过使用任何适合的技术(例如PECVD)沉积p+型材料而设置在第二半导体层260上。在备选实施例中，p+型半导体层280可在设置第二多孔层270之前通过化学处理第二半导体层260而设置在第二半导体层260上来增加第二半导体层260的背侧(与金属层接触并且在与第一半导体层相对的侧)上的载流子密度。
在一个实施例中，第二多孔层270通过任何适合的技术(例如溅射、化学气相沉积、旋涂、喷涂或浸涂等)以期望的厚度沉积适合的绝缘材料层而设置在第二半导体层260或p+型半导体层280上。参照图6，在一些实施例中，多个孔272通过遮蔽和蚀刻法在该沉积层中形成，来形成该第二多孔层270。在这样的实施例中，该多个孔272可通过化学蚀刻、等离子蚀刻或光刻中的一个或多个形成。
在一个实施例中，光伏器件可通过在第二多孔层270上沉积背接触层(例如，金属层290)而完成。参照图7，在一些实施例中，该金属层采用该金属层的一部分292延伸通过第二多孔层270中的多个孔272来接触第二半导体层260这样的方式沉积。参照图8，在一些其他实施例中，该金属层采用该金属层的一部分292延伸通过第二多孔层270中的多个孔272来接触p+型半导体层280这样的方式沉积。
在备选实施例中，如在图9中指示的，该方法包括在第二多孔层270中的多个孔272中设置p+型半导体材料来形成图案化的p+型半导体层282。该p+型半导体材料选择性地沉积在孔中使得该p+型半导体材料与第二半导体层260接触，并且仅沉积在孔内而不沉积在孔272外。在一个实施例中，该p+型半导体材料例如通过第二多孔层270选择性地化学处理第二半导体层260而设置在多个孔272中来增加第二半导体层260的选择区域中的载流子密度。在一个实施例中，如在图9中指示的，光伏器件200可通过在第二多孔层270和图案化的p+型半导体层282上沉积背接触层(例如，金属层290)而完成，。
在一些实施例中，提供制造具有改进的前和后界面的光伏器件300的方法。参照图12，在一些实施例中，该方法包括在支撑物310上设置透明层320。参照图12，该方法包括在该透明层320上设置第一多孔层340。在其中使用缓冲层的一些实施例中，该第一多孔层340设置在该缓冲层(没有示出)上。在一些其他实施例中，该第一多孔层340直接设置在导电层(没有示出)上。该方法进一步包括在第一多孔层340中的多个孔中设置第一半导体材料来形成图案化的第一半导体层350。在一些实施例中，该方法进一步包括在第一多孔层340和该图案化的第一半导体层350上设置第二半导体层(吸收体层)360。
参照图13，在一个实施例中，该方法进一步包括在第二半导体层360上设置p+型半导体层380以及在该p+型半导体层380上设置第二多孔层370。该方法进一步包括在该第二多孔层370上设置金属层390，使得该金属层的一部分392延伸通过该第二多孔层370中的多个孔来接触p+型半导体层380以完成光伏器件300。
参照图14和15，在备选实施例中，该方法包括在第二半导体层360上设置第二多孔层370以及在该第二多孔层370中的多个孔372中设置p+型半导体材料来形成图案化的p+型半导体层382。该方法进一步包括在该第二多孔层370和该图案化的p+型半导体层382上设置金属层390来完成光伏器件300。可使用较早描述的适合的技术沉积透明层320、第一多孔层340、图案化的第一半导体层350、第二半导体层360、p+型半导体层380、图案化的p+型半导体层382、第二多孔层370和金属层390。
附上的权利要求意在如它已经设想的那样宽泛地要求保护本发明并且本文呈现的示例说明从所有可能实施例的集合中选择的实施例。因此，申请者的意图是附上的权利要求不受到用于说明本发明的特征的示例选择的限制。如在权利要求中使用的，词“包括”和它的语法变化形式还在逻辑上对应于并且包括变化和不同程度的短语，例如但不限于“基本上包含”和“包含”。在必要的情况下，已经提供范围；那些范围包括其之间的所有子范围。预计的到，这些范围中变化形式将为本领域内以及还未致力于公众的地方的普通技术人员所想起，如可能的话那些变化形式应该解释为由附上的权利要求涵盖。还预期科学和技术的进步将使由于语言的不精确而现在未预想的等同物和替代成为可能，并且如可能，这些变化形式还应该解释为由附上的权利要求涵盖。
部件列表
Claims (9)
1.一种光伏器件（100），其包括：
透明层（120）；
设置在所述透明层（120）上的第一多孔层（140），其中所述第一多孔层（140）包括延伸通过所述第一多孔层（140）的厚度的多个孔（142），其中所述第一多孔层（140）包括从由氧化硅、氧化钛、氮化硅及其组合构成的组中选择的材料；
设置在所述多个孔（142）中的第一半导体材料，用于形成图案化的第一半导体层（150）；以及
设置在所述第一多孔层（140）和所述图案化的第一半导体层（150）上的第二半导体层（160），
其中所述图案化的第一半导体层（150）是透明的。
2.如权利要求1所述的光伏器件（100），其中所述图案化的第一半导体层（150）的厚度小于所述第一多孔层（140）的厚度或者与所述第一多孔层（140）的厚度相同。
3.如权利要求1所述的光伏器件（100），其中所述多个孔（142）的平均直径大于所述图案化的第一半导体层（150）的厚度。
4.如权利要求1所述的光伏器件（100），进一步包括：
设置在所述第二半导体层（160）上的p+型半导体层（180）；
设置在所述p+型半导体层（180）上的第二多孔层（170），其中所述第二多孔层（170）包括延伸通过所述第二多孔层（140）的厚度的多个孔（172）；以及
设置在所述第二多孔层（170）上的金属层（190），其中所述金属层的一部分（192）延伸通过所述第二多孔层（170）中的所述多个孔（172）来接触所述p+型半导体层（180）。
5.如权利要求1所述的光伏器件（100），进一步包括：
设置在所述第二半导体层（160）上的第二多孔层（170），其中所述第二多孔层（170）包括延伸通过所述第二多孔层（170）的厚度的多个孔（172）；
设置在所述第二多孔层（170）中的所述多个孔（172）中的p+型半导体材料，用于形成图案化的p+型半导体层（182）；以及
设置在所述第二多孔层（170）和所述图案化的p+型半导体层（182）上的金属层（190）。
6.一种制造光伏器件的方法，其包括：
在支撑物（110）上设置透明层（120）；
在所述透明层（120）上设置第一多孔层（140），其中所述第一多孔层（140）包括延伸通过所述第一多孔层（140）的厚度的多个孔（142），其中所述第一多孔层（140）包括从由氧化硅、氧化钛、氮化硅及其组合构成的组中选择的材料；
在所述第一多孔层（140）中的所述多个孔（142）中设置第一半导体材料来形成图案化的第一半导体层（150）；以及
在所述第一多孔层（140）和所述图案化的第一半导体层（150）上设置第二半导体层（160），
其中所述图案化的第一半导体层（150）是透明的。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：
在所述第二半导体层（160）上设置p+型半导体层（180）；
在所述p+型半导体层（180）上设置第二多孔层（170），其中所述第二多孔层（170）包括延伸通过所述第二多孔层（170）的厚度的多个孔（172）；以及
在所述第二多孔层（170）上设置金属层（190）使得所述金属层的一部分（192）延伸通过所述第二多孔层（170）中的所述多个孔（172）来接触所述p+型半导体层（180）。
8.如权利要求6所述的方法，进一步包括：
在所述第二半导体层（160）上设置第二多孔层（170），其中所述第二多孔层（160）包括延伸通过所述第二多孔层（170）的厚度的多个孔（172）；
在所述第二多孔层（170）中的所述多个孔（172）中设置p+型半导体材料来形成图案化的p+型半导体层（182）；以及
在所述第二多孔层（170）和所述图案化的p+型半导体层（182）上设置金属层（190）。
9.一种光伏器件（300），其包括：
透明层（320）；
设置在所述透明层（330）上的第一多孔层（340），其中所述第一多孔层（340）包括延伸通过所述第一多孔层（340）的厚度的多个孔（342），其中所述第一多孔层（340）包括从由氧化硅、氧化钛、氮化硅及其组合构成的组中选择的材料；
设置在所述第一多孔层（340）中的所述多个孔（342）中的第一半导体材料，用于形成图案化的第一半导体层（350），其中所述图案化的第一半导体层（350）是透明的；
设置在所述第一多孔层（340）和所述图案化的第一半导体层（350）上的第二半导体层（360）；
设置在所述第二半导体层（360）上的第二多孔层（370），其中所述第二多孔层（370）包括延伸通过所述第二多孔层（370）的厚度的多个孔（372）；
设置在所述第二多孔层（370）中的所述多个孔（372）中的p+型半导体材料，用于形成图案化的p+型半导体层（382）；以及
设置在所述第二多孔层（370）和所述图案化的p+型半导体层（382）上的金属层（390）。
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