CN103378181A - 包括低复合电接头的太阳能电池及其形成系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称是包括低复合电接头的太阳能电池及其形成系统和方法。包括低复合速度电接头的太阳能电池及其形成系统和方法。太阳能电池包括限定正面和相对的背面的电池体。太阳能电池进一步包括与电池体正面形成电连接的正面电接头、与电池体背面形成电连接的背面电接头、和包括电绝缘层并位于电池体和正面电接头和/或背面电接头之间的至少一个中间层。

Description

包括低复合电接头的太阳能电池及其形成系统和方法
技术领域
本公开涉及太阳能电池，和更具体地涉及包括具有低移动载流子复合速度电接头的电接头的太阳能电池。
背景技术
太阳能电池——本文也可称为光伏电池，是直接将光诸如阳光转化成电流的设备。太阳能电池可由从阳光吸收光子的半导体材料形成。当吸收的光子的能量大于半导体材料的带隙能量时，该吸收可从半导体材料的价带激发电子至半导体材料的导带，由此产生电子空穴对，其在本文中也可被称为自由电子和空穴和/或被称为移动载流子。自由电子和空穴可在太阳能电池内移动以产生DC电流。
太阳能电池将阳光转化为电能的效率由多种因素控制，其包括可用于吸收阳光的太阳能电池的表面积比例、太阳能电池从吸收的阳光产生移动载流子的效率、和/或产生的移动载流子可从太阳能电池供应并供应给外部电路的效率。半导体材料内移动载流子的复合——其可包括自由电子和空穴的复合以及自由电子从半导体材料的导带至半导体材料的价带的跃迁，可减少太阳能电池的总效率，这是因为复合的移动载流子不再可用于供应给外部电路。在半导体材料内产生的移动载流子复合的速率在本文可被称为复合速度和/或被称为复合率。
移动载流子复合速度在半导体材料内可起到复合位点作用的缺陷处和/或不调和(incongruity)处可增速。作为说明性实例，诸如可存在于半导体材料和配置来形成与半导体材料的电连接的电接头之间的界面处的半导体材料的表面，由于该表面处半导体材料的不连续性质、可存在于该表面处的悬空键和/或半导体材料和电接头之间的化学组成的改变，可包括高浓度的复合位点。减少这些复合位点的浓度和/或消除这些复合位点，可通过降低在表面处和/或接近表面的移动载流子的复合速度，提供太阳能电池效率的显著增加。因此，对太阳能电池应用的改进的电接头存在需要。
发明内容
包括低复合速度电接头的太阳能电池及其形成系统和方法。太阳能电池包括限定正面和相对的背面的电池体。太阳能电池进一步包括与电池体正面形成电连接的正面电接头、与电池体背面形成电连接的背面电接头、和包括电绝缘层并位于电池体和正面电接头和/或背面电接头之间的至少一个中间层。
根据本公开的一个方面，提供了太阳能电池，其包括：限定正面和相对的背面的电池体，其中电池体包括发射极层，所述发射极层包括n-型III-V半导体材料和p-型III-V半导体材料之一，其中电池体进一步包括基极层，所述基极层包括n-型III-V半导体材料和p-型III-V半导体材料中的另一种，和进一步其中基极层位于发射极层和电池体的背面之间；与电池体正面形成电连接的正面电接头，其中正面电接头包括光学透明的正面电极和金属正面电极；正面中间层，其包括正面电绝缘层并位于电池体的正面和正面电接头之间；背面电接头，其与电池体背面形成电连接，其中背面电接头包括金属背面电极；和背面中间层，其包括背面电绝缘层并位于电池体的背面和背面电接头之间。
根据本公开的一个方面，提供了包括沉积的电绝缘层的中间层。在一些实施方式中，中间层包括天然氧化物层和/或生长的氧化物层。在一些实施方式中，中间层进一步包括表面钝化层。在一些实施方式中，电绝缘层和表面钝化层限定平行层，其中表面钝化层位于电池体和电绝缘层之间。
根据本公开的另一个方面，提供了太阳能电池，其包括：限定正面和相对的背面的电池体，其中电池体由半导体材料形成；与电池体正面形成电连接的正面电接头；与电池体背面形成电连接的背面电接头；和位于电池体和正面电接头和背面电接头中的至少一个之间的中间层，其中中间层包括电绝缘层，和进一步其中电绝缘层包括沉积的电绝缘层。
有利地，电池体包括发射极层，所述发射极层包括n-型III-V半导体材料和p-型III-V半导体材料之一，其中电池体进一步包括基极层，所述基极层包括n-型III-V半导体材料和p-型III-V半导体材料中的另一种，和进一步其中基极层位于发射极层和电池体的背面之间。
有利地，太阳能电池进一步包括发射极层，其中发射极层形成正面电接头的一部分，和进一步其中电池体进一步包括基极层。
有利地，电绝缘层包括氧化物、氧化铝、氮化硅、氧化硅、二氧化硅、硫化锌、氧化铪和氮氧化硅中的至少一种。
有利地，电绝缘层具有至少1nm并小于6nm的厚度。
有利地，中间层进一步包括表面钝化层，其配置来降低电池体表面处的移动载流子复合速度。
有利地，表面钝化层具有小于2nm的厚度。
有利地，表面钝化层和电绝缘层限定平行层，和进一步其中表面钝化层位于电池体和电绝缘层之间。
有利地，中间层为位于电池体和正面电接头之间的正面中间层。
有利地，中间层为位于电池体和背面电接头之间的背面中间层。
有利地，太阳能电池包括多个中间层，所述中间层包括位于电池体和正面电接头之间的正面中间层和位于电池体和背面电接头之间的背面中间层。
有利地，正面电接头沉积在电池体的正面和中间层中的至少一个上并与其电连通。
优选地，正面电接头包括金属正面电极。优选地，正面电接头包括光学透明的正面电极。
有利地，背面电接头沉积在电池体的背面和中间层中的至少一个并与其电连通。优选地，背面电接头包括金属背面电极。可选地，背面电接头包括光学透明的背面电极。
有利地，正面电接头和背面电接头中的至少一个包括金属电极和光学透明的电极，和进一步其中光学透明的电极位于金属电极和电池体之间。
有利地，电池体的正面为电池体的光入射面。
在一些实施方式中，正面电接头包括金属正面电极和/或光学透明的正面电极。在一些实施方式中，背面电接头包括金属背面电极和/或光学透明的背面电极。在一些实施方式中，电池体包括由第一电导率类型的半导体材料形成的发射极层和由第二电导率类型的半导体材料形成的基极层。在一些实施方式中，正面电接头限定发射极层，并且电池体包括基极层。
根据本公开进一步的方面，提供了太阳能电池，其包括：限定正面和相对的背面的电池体，其中电池体包括发射极层，所述发射极层包括n-型III-V半导体材料和p-型III-V半导体材料之一，其中电池体进一步包括基极层，所述基极层包括n-型III-V半导体材料和p-型III-V半导体材料中的另一种，和进一步其中基极层位于发射极层和电池体的背面之间；与电池体正面形成电连接的正面电接头；与电池体背面形成电连接的背面电接头；和位于电池体和正面电接头和背面电接头中的至少一个之间的中间层，其中中间层包括电绝缘层。
有利地，电绝缘层包括沉积的电绝缘层。
有利地，电绝缘层包括氧化物、氧化铝、氮化硅、氧化硅、二氧化硅、硫化锌、氧化铪和氮氧化硅中的至少一种。
有利地，电绝缘层包括天然氧化物层和生长的氧化物层中的至少一个。
有利地，电绝缘层具有至少1nm并小于6nm的厚度。
附图说明
图1为包括根据本公开的中间层的太阳能电池的说明性的、非排他性的实例的示意图示。
图2提供了图1的太阳能电池的一部分的更少示意性的但仍是说明性的、非排他性的实例，其包括界面，所述界面包括根据本公开的中间层并位于正面电接头和电池体之间。
图3提供了图1的太阳能电池的一部分的另外的更少示意性的但仍是说明性的、非排他性的实例，其包括界面，所述界面包括根据本公开的中间层并位于正面电接头和电池体之间。
图4提供了图1的太阳能电池的一部分的更少示意性的但仍是说明性的、非排他性的实例，其包括界面，所述界面包括根据本公开的中间层并位于电池体和背面电接头之间。
具体实施方式
根据本公开，图1-4提供了太阳能电池10和/或其部分的说明性的、非排他性的实例。起到相似或至少基本上相似目的的元件在图1-4的每一个中用相同的数字标记，并且这些元件可在此参考图1-4的每一个详细讨论。类似地，所有的元件都可能不在图1-4的每一个中标记，但为了一致性，可仍然在本文中使用与之相关的参考数字。通常，以实线显示可能包括在给出实施方式中的元件，而以虚线显示对于给出实施方式为任选的元件。然而，以实线显示的元件对所有实施方式不是必不可少的，并且以实线显示的元件可从具体实施方式省略在本公开的范围内。
图1为根据本公开的太阳能电池10的说明性的、非排他性的实例的示意图示。太阳能电池10包括正面14，其在本文也可被称为光入射面14，其被配置来接收光诸如阳光和/或其他形式的电磁辐射，用于吸收入其中；和背面18，其在本文中也可被称为光相对面18，其与正面14相反或相对。太阳能电池10进一步包括电池体20，其包括正面24和相对的背面28；与正面24形成电连接的正面电接头60；与背面28形成电连接的背面电接头80；和位于正面电接头60和电池体20之间和/或背面电接头80和电池体20之间的至少一个中间层100，诸如正面中间层101和/或背面中间层102。
中间层100可包括配置来改善正面电接头60和正面24之间的电连接和/或改善背面电接头80和背面28之间的电连接的任何合适的结构。这可包括提供低电阻电连接的结构，以及减少在正面电接头60和正面24之间的界面26处的移动载流子复合速度和/或减少在背面电接头80和背面28之间的界面30处的移动载流子复合速度的结构。根据本公开的中间层100的说明性的、非排他性的实例在本文中更详细地讨论。
中间层100可包括和/或限定任何合适的形状，这在本公开的范围内。作为说明性的、非排他性的实例，中间层100可包括和/或为至少基本上平面的或平面的中间层100。
中间层100也可包括任何合适的化学组成和/或可具备任何合适的机械、电学和/或化学性质。作为说明性的、非排他性的实例，并如图1所示的，中间层100可包括和/或为电绝缘层110。根据本公开的电绝缘层110的说明性的、非排他性的实例包括沉积的绝缘层、沉积的氧化物层、天然氧化物层、生长的氧化物层、氧化铝层、氮化硅层、氧化硅层、二氧化硅层、硫化锌层、氧化铪层和/或氮氧化硅层。通常地，电绝缘材料可用于中断、阻碍和/或以其他方式减缓通过其中的电流流动。然而，如果电绝缘材料形成为薄层，则存在有限的下述可能性：存在于薄层的第一面上的电子可隧穿(tunnel)通过该薄层至薄层的第二面，提供穿过其的电流流动。当薄层的厚度减少时，该隧穿可能性增加。
因此，并且当它们可由表现为绝缘体同时处于块状的材料构成时，根据本公开的电绝缘层110可提供穿过其的电流流动。另外，在根据本公开的太阳能电池10的例子中，在电池体20和正面电接头60和/或背面电接头80之间存在电绝缘层110可减少电池体20和正面电接头60和/或背面电接头80之间的界面处的移动载流子的复合速度，由此增加太阳能电池10的效率。
电绝缘层110可包括和/或限定任何合适的厚度104。作为说明性的、非排他性的实例，电绝缘层可包括至少0.1纳米(nm)、至少0.2nm、至少0.25nm、至少0.3nm、至少0.4nm、至少0.5nm、至少0.6nm、至少0.7nm、至少0.75nm、至少0.8nm、至少0.9nm、至少1nm、至少1.1nm、至少1.2nm、至少1.25nm、至少1.3nm、至少1.4nm、至少1.5nm、至少1.6nm、至少1.7nm、至少1.75nm、至少1.8nm、至少1.9nm、至少2nm、至少2.25nm、至少2.5nm、至少3nm、至少3.5nm、至少4nm、至少4.5nm、至少5nm或至少5.5nm的厚度。另外地或可选地，电绝缘层也可包括小于15nm、小于14nm、小于13nm、小于12nm、小于11nm、小于10nm、小于9nm、小于8nm、小于7.5nm、小于7nm、小于6.5nm、小于6nm、小于5.5nm、小于5nm、小于4.5nm、小于4nm、小于3.5nm或小于3nm的厚度。
通常地，电绝缘层110将包括相对高的体电阻率。根据本公开的电绝缘层110的体电阻率的说明性的、非排他性的实例包括大于104Ohm*cm、大于105Ohm*cm、大于106Ohm*cm、大于107Ohm*cm、大于108Ohm*cm、大于109Ohm*cm、大于1010Ohm*cm、大于1011Ohm*cm、大于1012Ohm*cm、大于1013Ohm*cm、大于1014Ohm*cm、大于1015Ohm*cm、大于1016Ohm*cm、大于1017Ohm*cm或大于1018Ohm*cm的体电阻率。
如本文更详细地讨论的，以下在本公开的范围内：电绝缘层110可包括平面的或至少基本上平面的电绝缘层，其可与电池体20的全部或至少基本上全部的正面24和/或背面28同延。另外地或可选地，以下也在本公开的范围内：电绝缘层110仅存在于正面24和/或背面28的一部分上，诸如存在于由正面电接头60和/或背面电接头80覆盖的和/或与正面电接头60和/或背面电接头80接触的部分上。
作为另一个说明性的、非排他性的实例，并且也如图1所示的，中间层100也可包括和/或为表面钝化层120。表面钝化层120可包括任何合适的配置来降低电池体20的正面24和/或背面28处和/或其附近的移动载流子的复合速度的结构。作为说明性的、非排他性的实例，表面钝化层120可被配置来降低正面24和/或背面28上和/或接近正面24和/或背面28的断裂键和/或复合位点的浓度。作为另一个说明性的、非排他性的实例，表面钝化层120可包括和/或为电池体20的表面，诸如正面24和/或背面28，其已经接收表面钝化处理。作为仍另一个说明性的、非排他性的实例，表面钝化层120可包括和/或为介电层。
表面钝化层120可延伸穿过正面24和/或背面28的任何合适的部分。作为说明性的、非排他性的实例，表面钝化层120可包括和/或为平面的或至少基本上平面的表面钝化层和/或可与全部的或至少基本上全部的正面24和/或背面28同延。
以下在本公开的范围内：表面钝化层120可包括和/或限定任何合适的厚度104。作为说明性的、非排他性的实例，表面钝化层120的厚度104可为小于5nm、小于4nm、小于3nm、小于2nm、小于1nm、小于0.8nm、小于0.6nm、小于0.5nm、小于0.4nm、小于0.3nm、小于0.2nm或小于0.1nm。
作为仍另一个说明性的、非排他性的实例，中间层100也可包括和/或为电绝缘层110和表面钝化层120两者。当中间层100包括电绝缘层110和表面钝化层120两者时，所述层可限定平行层、平面的层和/或基本上平面的层，并可以任何合适的方式相互定向。作为说明性的、非排他性的实例，表面钝化层120可位于电池体20和电绝缘层110之间。当中间层100包括电绝缘层110和表面钝化层120两者时，厚度104可包括和/或为中间层100的总厚度104，诸如可被限定为电绝缘层110的厚度和表面钝化层120的厚度的总和。
正面电接头60可包括任何合适的配置来与电池体20的正面24形成电连接并可以任何合适的方式形成电连接的结构。作为说明性的、非排他性的实例，正面电接头60可包括金属正面电极64和/或光学透明的正面电极68。作为另一个说明性的、非排他性的实例，正面电接头60可被置于与电池体20的正面24电连通、形成在电池体20的正面24上、由电池体20的正面24形成和/或沉积在电池体20的正面24上。
金属正面电极64可对入射在其上的光不透明，可反射入射在其上的光远离太阳能电池10，和/或可吸收入射在其上的光。这样，可设计太阳能电池10以便金属正面电极64仅覆盖电池体20的正面24的一部分，并且金属正面电极64在本文中也可被称为包括多条金属线66。这在图1中以虚线示意性显示，其中金属正面电极64仅存在于太阳能电池10的左侧上。根据本公开的金属正面电极64的说明性的、非排他性的实例包括镍锗金、钯锗金、铜和/或铝金属正面电极64。
另外地，并且当太阳能电池10包括金属正面电极64时，正面保护层(cap layer)70可位于金属正面电极64和电池体20之间和/或电池体20的正面24和正面中间层101之间——当存在时。正面保护层70可被配置来对金属正面电极64和电池体20之间的扩散起到屏障作用，和/或可减少其间的扩散。
光学透明正面电极68可被配置为对由电池体20吸收的光透明或至少基本上透明，以产生电池体内的移动载流子。这可包括光学透明正面电极68，所述光学透明正面电极68对在一定波长内的入射在电池体20上的光的至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少97.5%、至少99%或至少99.9%透明，以便该光可由电池体20吸收以产生移动载流子。
光学透明正面电极68可包括任何合适的结构和/或组成。根据本公开的光学透明正面电极68的说明性的、非排他性的实例包括可由任何合适的材料形成的任何合适的光学透明正面电极68，其说明性的、非排他性的实例包括氧化铟锡、氧化锌、氧化锡、硒化锌、石墨烯、碳纳米管、氮化镓和/或金刚石。
因为光学透明正面电极68对入射在其上的光至少部分透明，所以光学透明正面电极68可覆盖电池体20的正面24的大部分和/或全部。这在图1中以虚线显示。
正面电接头60也可包括金属正面电极64和光学透明正面电极68两者。当正面电接头60包括金属正面电极64和光学透明正面电极68两者时，光学透明正面电极68可位于金属正面电极64和电池体20之间并且将金属正面电极64和电池体20电分离。金属正面电极64和光学透明正面电极68的组合可通过增加与正面电接头60接触、接近正面电接头60和/或由正面电接头60覆盖的正面24的比例，改善移动载流子从电池体20的正面24至正面电接头60的传导。这可提供相对于包括金属正面电极64但不包括光学透明正面电极68的正面电接头60增加包括在金属正面电极64中的多条金属线66之间的间隔。该间隔的增加可增加正面24的可用于吸收入射在其上的光和/或减少金属正面电接头64的光反射和/或吸收的比例。
背面电接头80可包括和/或为金属背面电极84和/或光学透明背面电极88。另外，背面保护层90可存在于金属背面电极84和电池体20之间和/或电池体20的背面28和背面中间层102之间——当存在时，以减少其间的扩散。背面电接头80、金属背面电极84、光学透明背面电极88、背面保护层90和/或其组合的材料和/或构造，可分别基本上类似于正面电接头60、金属正面电极64、光学透明正面电极68和/或正面保护层70的材料和/或构造，并且参考正面电接头60更详细地进行讨论。
除了参考正面电接头60讨论的配置，并且因为背面电接头80不需要对入射在其上的光透明，所以背面电接头80也可包括覆盖电池体20的背面24的大部分和/或全部的金属背面电极84。因此，当背面电接头80包括金属背面电极84和光学透明背面电极88两者时，这两个电极可限定平行和/或基本上平面的层，其中光学透明背面电极88位于电池体20和金属背面电极84之间。
覆盖电池体20的背面28的大部分或全部的金属背面电极84的使用可在电池体20和背面电接头80之间和/或在中间层100和背面电接头80之间提供高度反射界面30。高度反射界面30可反射通过电池体20前进至界面30再返回电池体20的光，由此增加由于吸收来自光的光子而产生移动载流子的可能性和增加太阳能电池的总效率。
电池体20可包括任何合适的被配置来吸收入射在其上的光以从其中产生移动载流子和/或将产生的移动载流子提供给正面电接头60和/或背面电接头80的结构。作为说明性的、非排他性的实例，电池体20可包括和/或为限定正面24和背面28的基本上平面的电池体20。作为另一个说明性的、非排他性的实例，电池体20可包括半导体材料22、由半导体材料22形成和/或形成在半导体材料22上，其说明性的、非排他性的实例包括III-V半导体材料、砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、砷化氮化铟镓、磷化铟、砷化铟镓、锗和/或硅。
当电池体20包括半导体材料22时，以下在本公开的范围内：电池体20的第一部分可包括第一电导率类型42，而电池体20的第二部分可包括不同于第一电导率类型的第二电导率类型50。第一电导率类型和第二电导率类型的说明性的、非排他性的实例包括n-型和p-型。作为说明性的、非排他性的实例，电池体20的第一部分可包括n-型半导体材料，其中自由电子构成在其中存在的移动载流子的大部分，而电池体20的第二部分可包括p-型半导体材料，其中空穴构成在其中存在的移动载流子的大部分。作为另一个说明性的、非排他性的实例，电池体20的第一部分可包括p-型半导体材料，而电池体20的第二部分可包括n-型半导体材料。
电池体20可包括多个层，其在本文中也可被称为电池体20的区域和/或部分。这些层可包括窗口层36、发射极层40、基极层48和/或背表面场层56。
窗口层36，当存在时，可位于电池体20的正面24上和/或形成电池体20的正面24，可位于正面电接头60和发射极层40和/或基极层48之间，可位于减反射层32——其在本文中更详细地讨论——和发射极层40和/或基极层48之间，和/或可位于正面中间层101和发射极层40和/或基极层48之间。另外地或可选地，正面中间层101可位于正面电接头60和窗口层36之间。
窗口层36可被配置和/或设计来降低在电池体20内和/或在电池体20和正面电接头60之间的界面26处的移动载流子的复合速度，并且可包括可对可由电池体剩余部分吸收以产生移动载流子的波长范围的入射光至少基本上透明的任何合适的材料。作为说明性的、非排他性的实例，窗口层可包括宽带隙半导体材料和/或第一电导率类型42的半导体材料。
窗口层36可包括任何合适的厚度。较厚的窗口层36通常对其中的移动载流子产生较低的复合速度，但也减少穿过窗口层入射到电池体20的正面24上以在电池体20剩余部分内产生移动载流子的光的比例。因此，对于窗口层构造存在太阳能电池性能或效率的权衡。
当与可大量降低移动载流子的复合速度的正面中间层101结合使用时，以下在本公开的范围内：太阳能电池10可利用比可用于包括窗口层36但不包括正面中间层101的相当的太阳能电池10的窗口层36更薄的窗口层36。可选地，太阳能电池10可不包括窗口层36，这也在本公开的范围内。当存在时，根据本公开的窗口层36厚度的说明性的、非排他性的实例包括小于500埃
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小于
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小于
Figure BDA00003095904700113
小于
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小于
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小于
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小于
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小于
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小于100
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小于
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小于
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或小于
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的窗口层36厚度，以及大于10
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大于
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大于
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大于
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大于大于
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大于
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大于大于
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大于
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或大于
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的窗口层厚度。
根据本公开的太阳能电池10包括可存在于电池体20内和/或可形成正面电接头60的一部分的发射极层40。当发射极层40形成电池体20的一部分时，发射极层40可包括第一电导率类型42的半导体材料。可选地，并且当发射极层40形成正面电接头60的一部分时，发射极层40可包括参考光学透明正面电极68更详细讨论的任何材料。
当发射极层40形成电池体20的一部分时，发射极层40可位于窗口层36和基极层48之间、正面中间层101和基极层48之间、正面电接头60和基极层48之间和/或减反射层32和基极层48之间。另外地或可选地，正面中间层101可位于正面电接头60和发射极层40之间和/或减反射层32和发射极层40之间。
当发射极层40形成正面电接头60的一部分时，发射极层40可包括在光学透明正面电极68中和/或为光学透明正面电极68。另外，中间层100可位于发射极层40和基极层48之间和/或发射极层40和电池体20之间。
基极层48可包括第二电导率类型50的半导体材料和/或可占电池体20的厚度的大部分。基极层48可位于发射极层40和背表面场层56之间、发射极层40和背面电接头80之间、正面电接头60和背表面场层56之间和/或正面电接头60和背面电接头80之间。另外地或可选地，正面中间层101可位于基极层48和正面电接头60之间和/或背面中间层102可位于基极层48和背面电接头80之间。
以下在本公开的范围内：电池体20可包括一个或多个抛光面和/或粗糙面，诸如正面24和/或背面28。当电池体20包括抛光表面时，抛光表面的均方根粗糙度可为小于100纳米(nm)、小于75nm、小于50nm、小于40nm、小于30nm、小于20nm、小于10nm、小于5nm、小于4nm、小于3nm、小于2nm或小于1nm。另外地或可选地，并且当电池体20包括粗糙表面时，粗糙表面的均方根粗糙度可为至少0.1微米(um)、至少0.2um、至少0.3um、至少0.4um、至少0.5um、至少0.75um、至少1um、至少1.25um、至少1.5um或至少2um。另外地或可选地，粗糙表面的均方根粗糙度也可为小于3um、小于2.5um、小于2um、小于1.5um、小于1.25um或小于1um。
背表面场层56，当存在时，可包括第二电导率类型50的半导体材料，可包括移动载流子，或浓度高于移动载流子的掺杂剂，或集中在基极层48内的掺杂剂，和/或可被配置来降低太阳能电池10内的移动载流子复合。背表面场层56可位于基极层48和背面电接头80之间和/或基极层48和背面中间层102之间。另外地或可选地，背面中间层102可位于背表面场层56和背面电接头80之间。
减反射层32可包括任何合适的被配置来减少自电池体20的光反射和/或增加电池体20内的光吸收的结构。根据本公开的减反射层32的说明性的、非排他性的实例包括薄膜减反射层、平面减反射层、基本上平面的减反射层和/或介电减反射层。
减反射层32可覆盖任何合适的部分，其在本文中也可被称为电池体20的正面24和/或太阳能电池10的正面14的一部分。作为说明性的、非排他性的实例，并且如图1所示，减反射层32可覆盖不包括金属正面电极64的正面24的一部分和/或配置为传播入射的光通过那里用于电池体20内吸收的正面24的一部分。作为另一个说明性的、非排他性的实例，减反射层32可限定太阳能电池10的正面14的至少一部分和/或暴露的正面的至少一部分和/或正面电接头60。作为仍另一个说明性的、非排他性的实例，减反射层32可包括和/或限定其中的多个开口34，其被配置为提供在正面电接头60和电池体20之间的电连接。
图2提供了图1的太阳能电池10的一部分的更少示意性但仍然是说明性的、非排他性的实例，所述太阳能电池10包括界面26，所述界面26包括正面电接头60和电池体20之间的正面中间层101。在图2中，正面电接头60包括金属正面电极64并可包括在正面中间层101和电池体20的正面24之间的正面保护层70。当太阳能电池10包括正面保护层70时，正面保护层70仅可存在于与金属正面电极64相对的正面24的一部分上。减反射层32可覆盖不包括金属正面电极64的电池体20的正面24的一部分，并且可包括多个开口34，所述多个开口34可提供在金属正面电极64和中间层100和/或电池体20之间的电连接。
在图2中，正面中间层101包括电绝缘层110和/或表面钝化层120。当正面中间层101包括电绝缘层110和表面钝化层120两者时，所述层可形成基本上平行的层，其中表面钝化层120将电绝缘层110与电池体20分离。如图2所示，正面中间层101和/或其电绝缘层110和/或表面钝化层120至少存在于金属正面电极64和电池体20之间，并可存在于基本上全部或全部的正表面24上，由此将减反射层32——当存在时——与电池体20分离。
图2的电池体20可包括窗口层36，并包括发射极层40，其可由第一电导率类型42的半导体材料形成。电池体20也包括基极层48，并可包括背表面场层56，其可由第二电导率类型50的半导体材料形成。然而，以下在本公开的范围内：电池体20可不包括窗口层36和/或背表面场层56。
图3提供图1的太阳能电池10的一部分的另外的更少示意性的但仍是说明性的、非排他性的实例，所述太阳能电池10包括界面26，所述界面26包括在正面电接头60和电池体20之间的正面中间层101。在图3中，正面电接头60包括光学透明正面电极68。正面电接头60也可包括金属正面电极64，其可通过减反射层32中的开口34延伸，并可与光学透明正面电极68电连通。
正面中间层101可包括电绝缘层110和/或表面钝化层120。当正面中间层101包括电绝缘层110和表面钝化层120两者时，所述层可形成基本上平行的层，其中表面钝化层120将电绝缘层110与电池体20分离。
如本文更详细地讨论的，发射极层40可由光学透明正面电极68限定和/或可形成电池体20的一部分。当发射极层40形成电池体20的一部分时，它可存在于正面中间层101和基极层48之间，并可由第一电导率类型42的半导体材料构成。电池体20进一步包括基极层48并也可包括背表面场层56，这两者可由第二电导率类型50的半导体材料构成。
图4提供了图1的太阳能电池10的一部分的更少示意性的但仍是说明性的、非排他性的实例，所述太阳能电池10包括界面30，所述界面30包括在电池体20和背面电接头80之间的背面中间层102。电池体20可基本上类似于图2-3的电池体20，并参考其更详细地进行讨论。
背面中间层102可位于电池体20和背面电接头80之间，并可包括电绝缘层110和/或表面钝化层120。当背面中间层102包括电绝缘层110和表面钝化层120两者时，所述层可形成基本上平行的层，其中表面钝化层120将电绝缘层110与电池体20分离。
背面电接头80可包括配置来与电池体20形成电连接的任何合适的结构。作为说明性的、非排他性的实例，背面电接头80可包括金属背面电极84和/或光学透明背面电极88。如本文更详细地讨论的，背面电接头80可覆盖电池体20的基本上全部和/或全部的背面28，并且背面保护层90可减少在电池体20和背面电接头80之间的扩散可能。另外，并且如也在本文中更详细地讨论的，当背面电接头80包括金属背面电极84和光学透明背面电极88两者时，光学透明背面电极88可位于金属背面电极84和中间层100之间。
尽管图2-4说明了将正面电接头60与背面电接头80分离的单一电池体20，但以下在本公开的范围内：太阳能电池10可包括多个电池体20，所述多个电池体20至少包括正面电池体和背面电池体，其中该多个电池体20被布置在多个至少基本上同延的层上并在多个至少基本上同延的层中相互电连通。当太阳能电池10包括多个电池体20时，多个电池体20的第一部分可被配置来吸收与多个电池体20的第二部分相比不同的波长或波长范围的入射光，其可增加可由太阳能电池10吸收的入射光的总分数。当太阳能电池10包括多个电池体20时，正面电接头60可被配置来与正面电池体形成电连接，并且背面电接头80可被配置来与背面电池体形成电连接。
通常地，半导体制造技术，特别是太阳能电池制造技术，提供了形成、构造或制造参考图1-4在本文中更详细讨论的太阳能电池的多种方法。这可至少包括自顶向下、自底向上和/或剥离(lift-off)制造技术。这样，以上讨论的结构不表示被限于单一的构造方法并可以任何合适的方式形成。
为此，并如本文所用的，术语“位于”意在表达给出的元件被放置于、设置于、安排于、形成于、制造于、沉积于、移植于和/或生长于给定的位置处。作为说明性的、非排他性的实例，当第一层位于第二层和第三层之间时，以下在本公开的范围内：第一层可放置于第二层和第三层之间；设置于第二层和第三层之间；安排于第二层和第三层之间；形成于第二层和第三层之间；形成于第二层上，其中第三层位于第一层上；形成于第三层，其中第二层位于第一层上；制造于第二层和第三层之间；制造于第二层上，其中第三层位于第一层上；制造于第三层上，其中第二层位于第一层上；沉积于第二层和第三层之间；沉积于第二层上，其中第三层位于第一层上；沉积于第三层上，其中第二层位于第一层上；移植于第二层和第三层之间；移植于第二层中，其中第三层位于第一层上；移植于第三层中，其中第二层位于第一层上；生长于第二层和第三层之间；生长于第二层上，其中第三层位于第一层上；和/或生长于第三层上，其中第二层位于第一层上。以下也在本公开的范围内：一个或多个另外的层可位于第一层和第二层之间和/或第一层和第三层之间。
因此，在图1-4中公开的太阳能电池10可描述制造给出的太阳能电池的方法，其中方法包括相对于任何其他合适的层放置、设置、安排、形成、制造、沉积、移植和/或生长任何合适的层。作为说明性的、非排他性的实例，并且参考图1，形成太阳能电池10的方法可包括制造电池体20、制造正面电接头60、制造背面电接头80和制造在电池体20和正面电接头60之间和/或电池体20和背面电接头80之间的中间层100。
由于以上讨论的制造变化，以下在本公开的范围内：太阳能电池10内的两个层和/或结构之间的界面可包多种结构。作为说明性的、非排他性的实例，并且当第一层通过外延生长方法与第二层接触地形成时，界面可限定接近原子级平坦的表面，所述表面显示了在第一层的组成和第二层的组成之间几乎完美的步骤变化。作为另一个说明性的、非排他性的实例，并且当第一层通过扩散和/或移植方法与第二层接触地形成时，界面可限定在第一层的体组成(bulk composition)和第二层的体组成之间的浓度梯度区域。为此，短语“面”或“表面”，当在本文中参考太阳能电池10的层和/或结构使用时，可指在第一层的组成或结构和第二层的组成或结构之间的任何合适的描述，并可包括分离的或至少基本上分离的界面，以及两个层或结构之间的浓度梯度区域内的位置。
根据本公开的发明主题的说明性的、非排他性的实例在以下列举的段落中描述：
A1、太阳能电池，其包括：
电池体，其包括正面和相对的背面；
正面电接头，其与正面形成电连接；
背面电接头，其与背面形成电连接；和
形成装置，其用于形成电池体与正面电接头和背面电接头中的至少一个之间的低移动载流子复合速度连接。
A2、段落A1所述的太阳能电池，其中形成装置包括位于电池体与正面电接头和背面电接头中的至少一个之间的中间层。
B1、太阳能电池，其包括：
电池体，其包括正面和相对的背面；
正面电接头，其与正面形成电连接；
背面电接头，其与背面形成电连接；和
中间层，其位于电池体与正面电接头和背面电接头中的至少一个之间。
C1、段落A2-B1中任一个所述的太阳能电池，其中中间层包括至少基本上平面的中间层和任选地平面的中间层。
C2、段落A2-C1中任一个所述的太阳能电池，其中中间层包括电绝缘层和任选地为电绝缘层。
C3、段落C2所述的太阳能电池，其中电绝缘层包括沉积的绝缘层，和任选地其中沉积的绝缘层包括沉积的氧化物层。
C4、段落C2-C3中任一个所述的太阳能电池，其中电绝缘层包括氧化物、氧化铝、氮化硅、氧化硅、二氧化硅、硫化锌、氧化铪和氮氧化硅中的至少一种。
C5、段落C2所述的太阳能电池，其中电绝缘层包括天然氧化物层和生长的氧化物层中的至少一种。
C6、段落C2-C5中任一个所述的太阳能电池，其中电绝缘层具有至少0.1纳米(nm)、至少0.2nm、至少0.25nm、至少0.3nm、至少0.4nm、至少0.5nm、至少0.6nm、至少0.7nm、至少0.75nm、至少0.8nm、至少0.9nm、至少1nm、至少1.1nm、至少1.2nm、至少1.25nm、至少1.3nm、至少1.4nm、至少1.5nm、至少1.6nm、至少1.7nm、至少1.75nm、至少1.8nm、至少1.9nm、至少2nm、至少2.25nm、至少2.5nm、至少3nm、至少3.5nm、至少4nm、至少4.5nm、至少5nm或至少5.5nm的厚度和/或小于15nm、小于14nm、小于13nm、小于12nm、小于11nm、小于10nm、小于9nm、小于8nm、小于7.5nm、小于7nm、小于6.5nm、小于6nm、小于5.5nm、小于5nm、小于4.5nm、小于4nm、小于3.5nm或小于3nm的厚度。
C7、段落C2-C6中任一个所述的太阳能电池，其中电绝缘层的电阻率大于104Ohm*cm、大于105Ohm*cm、大于106Ohm*cm、大于107Ohm*cm、大于108Ohm*cm、大于109Ohm*cm、大于1010Ohm*cm、大于1011Ohm*cm、大于1012Ohm*cm、大于1013Ohm*cm、大于1014Ohm*cm、大于1015Ohm*cm、大于1016Ohm*cm、大于1017Ohm*cm或大于1018Ohm*cm。
C8、段落C2-C7中任一个所述的太阳能电池，其中电绝缘层为平面的、或至少基本上平面的电绝缘层，其与电池体的正面和电池体的背面中的至少一个的全部或至少基本上全部同延。
C9、段落C2-C7中任一个所述的太阳能电池，其中电绝缘层为平面的、或至少基本上平面的电绝缘层，其存在于正面电接头和电池体之间，和任选地其中电绝缘层不存在于不包括正面电接头的电池体的正面的一部分上。
C10、段落A2-C9中任一个所述的太阳能电池，其中中间层包括表面钝化层和任选地为表面钝化层。
C11、段落C10所述的太阳能电池，其中表面钝化层被配置来降低电池体表面处的移动载流子的复合速度，任选地其中电池体的表面包括正面和背面中的至少一个，和进一步任选地其中电池体的表面包括其中的至少一个与表面钝化层的一部分接触和形成表面钝化层的一部分的电池体的表面。
C12、段落C10-C11中任一个所述的太阳能电池，其中表面钝化层被配置来降低在电池体的表面上和任选地接近电池体的表面的断裂键和复合位点中的至少一个的浓度，电池体的表面中的至少一个与表面钝化层的一部分接触和形成表面钝化层的一部分。
C13、段落C10-C12中任一个所述的太阳能电池，其中表面钝化层具有小于5nm、小于4nm、小于3nm、小于2nm、小于1nm、小于0.8nm、小于0.6nm、小于0.5nm、小于0.4nm、小于0.3nm、小于0.2nm或小于0.1nm的厚度。
C14、段落C10-C13中任一个所述的太阳能电池，其中表面钝化层包括已经经历表面钝化处理的电池体的表面。
C15、段落C10-C14中任一个所述的太阳能电池，其中表面钝化层包括介电层和任选地为介电层。
C16、段落C10-C15中任一个所述的太阳能电池，其中中间层包括表面钝化层和电绝缘层，任选地其中表面钝化层和电绝缘层限定平行层，任选地其中表面钝化层和电绝缘层限定基本上平面的层，和进一步任选地其中表面钝化层位于电池体和电绝缘层之间。
C17、段落C10-C16中任一个所述的太阳能电池，其中表面钝化层为平面的、或至少基本上平面的表面钝化层，其与电池体的正面和电池体的背面中的至少一个的全部或至少基本上全部同延。
C18、段落A2-C17中任一个所述的太阳能电池，其中中间层为位于电池体和正面电接头之间的正面中间层。
C19、段落A2-C17中任一个所述的太阳能电池，其中中间层为位于电池体和背面电接头之间的背面中间层。
C20、段落A2-C17中任一个所述的太阳能电池，其中太阳能电池包括多个中间层，包括段落C16的正面中间层和段落C17的背面中间层。
C21、段落A1-C20中任一个所述的太阳能电池，其中正面电接头沉积在电池体的正面上并与电池体的正面电连通。
C22、段落A1-C21中任一个所述的太阳能电池，其中正面电接头包括金属正面电极，和任选地其中金属正面电极包括镍锗金、钯锗金、铜和铝中的至少一种。
C23、段落C22所述的太阳能电池，其中正面电接头进一步包括位于金属正面电极和电池体之间的正面保护层，任选地其中正面保护层配置来减少金属正面电极扩散入电池体，和进一步任选地其中正面保护层位于正面中间层和电池体之间。
C24、段落A1-C23中任一个所述的太阳能电池，其中正面电接头包括光学透明正面电极，和任选地其中光学透明正面电极包括氧化铟锡、氧化锌、氧化锡、硒化锌、石墨烯、碳纳米管、氮化镓和金刚石中的至少一种。
C25、段落A1-C24中任一个所述的太阳能电池，其中正面电接头包括金属正面电极和光学透明正面电极两者，任选地其中光学透明正面电极位于金属正面电极和电池体之间，任选地其中金属正面电极包括多条正面金属线，和进一步任选地其中在选择的多条正面金属线之一和邻近的多条正面金属线之一之间的间隔大于包括金属正面电极但不包括光学透明正面电极的相当太阳能电池中的间隔。
C26、段落A1-C25中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头沉积在电池体的背面上并与电池体的背面电连通。
C27、段落A1-C26中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头包括金属背面电极，和任选地其中金属背面电极包括铜和铝中的至少一种。
C28、段落C27所述的太阳能电池，其中背面电接头进一步包括位于金属背面电极的一部分和电池体之间的背面绝缘体。
C29、段落C27-C28中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头进一步包括位于金属背面电极和电池体之间的背面保护层，任选地其中背面保护层被配置来减少金属背面电极扩散入电池体，和进一步任选地其中背面保护层位于背面中间层和电池体之间。
C30、段落A1-C29中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头包括光学透明背面电极，和任选地其中光学透明背面电极包括氧化铟锡、氧化锌、氧化锡、硒化锌、石墨烯、碳纳米管、氮化镓和金刚石中的至少一种。
C31、段落A1-C30中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头包括金属背面电极和光学透明背面电极两者。
C32、段落C31所述的太阳能电池，其中光学透明背面电极位于金属背面电极和电池体之间。
C33、段落C31-C32中任一个所述的太阳能电池，其中金属背面电极包括多条背面金属线，和任选地其中选择的多条背面金属线之一和邻近的多条背面金属线之一之间的间隔大于包括金属背面电极但不包括光学透明背面电极的相当太阳能电池中的间隔。
C34、段落C31-C33中任一个所述的太阳能电池，其中金属背面电极和光学透明背面电极限定平行和/或基本上平面的电极层。
C35、段落A1-C34中任一个所述的太阳能电池，其中电池体包括基本上平面的电池体和任选地平面的电池体。
C36、段落A1-C35中任一个所述的太阳能电池，其中太阳能电池包括减反射层，任选地其中减反射层限定电池体的正面，和进一步任选地其中减反射层限定太阳能电池的暴露的正面的至少一部分。
C37、段落C36所述的太阳能电池，其中减反射层包括平面的减反射层和基本上平面的减反射层中的至少一个。
C38、段落C33-C37中任一个所述的太阳能电池，其中减反射层包括介电减反射层，和任选地其中减反射层包括配置来提供在正面电接头和电池体之间的电连接的多个开口。
C39、段落A1-C38中任一个所述的太阳能电池，其中电池体包括窗口层。
C40、段落C39所述的太阳能电池，其中窗口层位于减反射层和发射极层之间。
C41、段落C40所述的太阳能电池，其中中间层位于窗口层和减反射层之间，任选地其中中间层形成在窗口层上，和进一步任选地其中减反射层形成在中间层上。
C42、段落C39-C41中任一个所述的太阳能电池，其中窗口层包括宽带隙半导体材料。
C43、段落C39-C42中任一个所述的太阳能电池，其中窗口层为至少基本上光学透明的。
C44、段落C39-C43中任一个所述的太阳能电池，其中窗口层包括窗口层厚度，任选地其中窗口层厚度小于500埃
Figure BDA00003095904700211
小于小于
Figure BDA00003095904700213
小于
Figure BDA00003095904700214
小于小于
Figure BDA00003095904700216
小于
Figure BDA000030959047002120
小于150
Figure BDA00003095904700217
小于
Figure BDA00003095904700218
小于小于
Figure BDA00003095904700219
或小于
Figure BDA000030959047002110
和进一步任选地其中窗口层厚度大于
Figure BDA000030959047002111
大于
Figure BDA000030959047002112
大于大于大于
Figure BDA000030959047002114
大于
Figure BDA000030959047002115
大于
Figure BDA000030959047002116
大于
Figure BDA000030959047002117
大于
Figure BDA000030959047002118
大于
Figure BDA000030959047002119
或大于
Figure BDA000030959047002123
C45、段落C39-C44中任一个所述的太阳能电池，其中窗口层包括第一电导率类型的半导体材料。
C46、段落A1-C45中任一个所述的太阳能电池，其中电池体，和任选地太阳能电池，不包括窗口层。
C47、段落A1-C46中任一个所述的太阳能电池，其中电池体包括发射极层。
C48、段落C47中任一个所述的太阳能电池，其中发射极层位于窗口层和基极层之间。
C49、段落C48所述的太阳能电池，其中窗口层为与发射极层接触、沉积在发射极层上和形成在发射极层中的至少一种。
C50、段落C47所述的太阳能电池，其中发射极层位于减反射层和基极层之间。
C51、段落C47-C50中任一个所述的太阳能电池，其中发射极层为与基极层接触、沉积在基极层上和形成在基极层中的至少一种。
C52、段落C47所述的太阳能电池，其中中间层位于发射极层和减反射层之间，任选地其中减反射层形成在中间层上，任选地其中中间层形成在发射极层上，任选地其中发射极层形成在基极层上，和进一步任选地其中太阳能电池不包括窗口层。
C53、段落C47-C52中任一个所述的太阳能电池，其中发射极层包括第一电导率类型的半导体材料。
C54、段落A1-C46中任一个所述的太阳能电池，其中太阳能电池包括发射极层，和进一步其中发射极层形成正面电接头的一部分。
C55、段落C54所述的太阳能电池，其中中间层位于发射极层与电池体和电池体的基极层中的至少一个之间。
C56、段落C54-C55中任一个所述的太阳能电池，其中发射极层为与中间层接触和沉积在中间层上的至少一种。
C57、段落C54-C56中任一个所述的太阳能电池，其中中间层为以下的至少一种：与电池体和电池体的基极层中的至少一个接触、沉积在电池体和电池体的基极层中的至少一个上和形成在电池体和电池体的基极层中的至少一个中。
C58、段落A1-C57中任一个所述的太阳能电池，其中电池体进一步包括基极层。
C59、段落C58所述的太阳能电池，其中基极层包括第二电导率类型的半导体材料。
C60、段落C58-C59中任一个所述的太阳能电池，其中基极层位于发射极层和背表面场层之间。
C61、段落C58-C60中任一个所述的太阳能电池，其中发射极层为与基极层接触、沉积在基极层上和形成在基极层中的至少一种。
C62、段落C58-C60中任一个所述的太阳能电池，其中中间层位于发射极层和基极层之间。
C63、段落C62所述的太阳能电池，其中中间层为与基极层接触、形成在基极层上和形成在基极层中的至少一种。
C64、段落C62-C63中任一个所述的太阳能电池，其中发射极层为与中间层接触和形成在中间层上中的至少一种。
C65、段落C58-C64中任一个所述的太阳能电池，其中基极层包括至少一个粗糙面，任选地其中至少一个粗糙面包括至少0.1微米(um)、至少0.2um、至少0.3um、至少0.4um、至少0.5um、至少0.75um、至少1um、至少1.25um、至少1.5um或至少2um的均方根粗糙度，任选地其中至少一个粗糙面包括小于3um、小于2.5um、小于2um、小于1.5um、小于1.25um或小于1um的均方根粗糙度，和进一步任选地其中至少一个粗糙面包括基极层的正面和基极层的背面中的至少一个和任选地两者。
C66、段落C58-C65中任一个所述的太阳能电池，其中基极层包括至少一个抛光面，任选地其中至少一个抛光面包括小于100纳米(nm)、小于75nm、小于50nm、小于40nm、小于30nm、小于20nm、小于10nm、小于5nm、小于4nm、小于3nm、小于2nm或小于1nm的均方根粗糙度，和进一步任选地其中至少一个抛光面包括基极层的正面和基极层的背面中的至少一个和任选地两者。
C67、段落A1-C66中任一个所述的太阳能电池，其中电池体包括背表面场层。
C68、段落C67所述的太阳能电池，其中背表面场层包括第二电导率类型的半导体材料，和任选地其中背表面场层中的移动载流子浓度大于电池体的基极层中的移动载流子浓度。
C69、段落C67-C68中任一个所述的太阳能电池，其中背表面场层位于基极层和背面电接头之间。
C70、段落C67-C69中任一个所述的太阳能电池，其中背表面场层为与基极层接触、形成在基极层上和形成在基极层中的至少一种。
C71、段落A1-C70中任一个所述的太阳能电池，其中太阳能电池包括多个电池体，其中多个电池体至少包括正面电池体和背面电池体，和进一步其中多个电池体被布置在多个同延层上并在多个同延层中相互电连通。
C72、段落C71所述的太阳能电池，其中多个电池体的第一部分被配置来吸收与多个电池体的第二部分相比不同的波长或波长范围的电磁辐射。
C73、段落C71-C72中任一个所述的太阳能电池，其中正面电接头被配置来与正面电池体形成电连接，和进一步其中背面电接头被配置来与背面电池体形成电连接。
C74、段落C1-C73中任一个所述的太阳能电池，其中电池体的正面被配置为电池体的光入射面。
D1、段落A1-B1中任一个所述的太阳能电池，其中电池体包括：
基极层，其中基极层包括第二电导率类型的半导体材料，和进一步其中基极层位于与电池体的背面相比更接近电池体的正面；和
背表面场层，其中背表面场层包括第二电导率类型的半导体材料，和进一步其中背表面场层位于基极层和电池体的背面之间。
D2、段落D1所述的太阳能电池，其中背表面场层为与基极层接触、形成在基极层上和形成在基极层中的至少一种。
D3、段落D1-D2中任一个所述的太阳能电池，其中背表面场层中的移动载流子浓度大于基极层中的移动载流子浓度。
D4、段落D1-D3中任一个所述的太阳能电池，其中太阳能电池进一步包括减反射层，其中基极层位于减反射层和背表面场层之间。
D5、段落D1-D4中任一个所述的太阳能电池，其中中间层为位于正面电接头和电池体之间的正面中间层。
D6、段落D5所述的太阳能电池，其中正面中间层包括表面钝化层和电绝缘层，和进一步其中表面钝化层位于电绝缘层和电池体之间。
D7、段落D5-D6中任一个所述的太阳能电池，其中正面电接头包括光学透明正面电极。
D8、段落D7所述的太阳能电池，其中光学透明正面电极限定太阳能电池的发射极层。
D9、段落D5-D6中任一个所述的太阳能电池，其中电池体进一步包括发射极层，其中发射极层包括第一电导率类型的半导体材料，和进一步其中发射极层位于正面中间层和基极层之间。
D10、段落D9所述的太阳能电池，其中发射极层为与基极层接触、形成在基极层上和形成在基极层中的至少一种。
D11、段落D9-D10中任一个所述的太阳能电池，其中电池体进一步包括窗口层，其中窗口层包括第一电导率类型的半导体材料，和进一步其中窗口层位于发射极层和正面中间层之间。
D12、段落D11所述的太阳能电池，其中窗口层处于减反射层和发射极层之间。
D13、段落D11-D12中任一个所述的太阳能电池，其中减反射层包括多个开口，所述开口被配置来提供正面电接头和电池体之间的电连接，其中正面电接头包括金属正面电极，和进一步其中正面电接头包括位于金属正面电极和电池体之间的正面保护层，其中正面保护层配置来减少金属正面电极扩散入电池体。
D14、段落D9-D10中任一个所述的太阳能电池，其中正面电接头包括金属正面电极，其中太阳能电池不包括在正面电接头和发射极层之间的窗口层，和任选地其中太阳能电池不包括在正面电接头和发射极层之间的正面保护层。
D15、段落D14所述的太阳能电池，其中电绝缘层位于金属正面电极和发射极之间，但不位于不包括基本上相对的金属正面电极的发射极的部分上。
D16、段落D14所述的太阳能电池，其中电绝缘层覆盖发射极层的基本上全部和任选地全部。
D17、段落D1-D16中任一个所述的太阳能电池，其中中间层为位于背面电接头和电池体之间的背面中间层，任选地其中太阳能电池包括多个中间层，和进一步任选地其中太阳能电池包括背面中间层和正面中间层。
D18、段落D17所述的太阳能电池，其中背面中间层包括表面钝化层和电绝缘层，和进一步其中表面钝化层位于电绝缘层和电池体之间。
D19、段落D17-D18中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头包括金属背面电极，和任选地其中金属背面电极包括平面的金属背面电极和基本上平面的金属背面电极中的至少一种。
D20、段落D19所述的太阳能电池，其中金属背面电极覆盖电池体的背面的基本上全部和任选地全部。
D21、段落D19-D20中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头进一步包括位于金属背面电极和背面中间层之间的背面保护层。
D22、段落D17-D18中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头包括光学透明背面电极，和任选地其中光学透明背面电极包括光学透明的平面的背面电极和光学透明的基本上平面的背面电极中的至少一种。
D23、段落D22所述的太阳能电池，其中光学透明背面电极覆盖电池体的背面的基本上全部和任选地全部。
D24、段落D22-D23中任一个所述的太阳能电池，其中背面电接头进一步包括金属背面电极，和进一步其中光学透明背面电极位于金属背面电极和背面中间层之间。
D25、段落D24所述的太阳能电池，其中金属背面电极覆盖电池体的背面的基本上全部和任选地全部。
D26、段落D1-D25中任一个所述的太阳能电池，结合段落C1-C74中任一个所述的太阳能电池的任何特征。
D27、段落A1-D26中任一个所述的太阳能电池，其中电池体的至少一部分由半导体材料形成。
D28、段落D27所述的太阳能电池，其中半导体材料包括第一电导率类型的半导体材料和第二电导率类型的半导体材料。
D29、段落D28所述的太阳能电池，其中第一电导率类型包括n-型和p-型之一，和进一步其中第二电导率类型包括n-型和p-型中的另一个。
D30、段落D27-D29中任一个所述的太阳能电池，其中半导体材料包括III-V半导体材料、砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、锗、砷化氮化铟镓、磷化铟、砷化铟镓和硅中的至少一种。
E1、在太阳能电池中形成低移动载流子复合速度电接头的方法，该方法包括：
制造电池体，其中电池体至少包括基极层和发射极层，所述基极层包括第二电导率类型的半导体材料，所述发射极层包括第一电导率类型的半导体材料，和进一步其中电池体限定正面和相对的背面；
制造与正面形成电连接的正面电接头；
制造与背面形成电连接的背面电接头；和
制造中间层，其包括在以下的至少一个之间的至少一个电绝缘层：
(1)正面电接头和电池体；和
(2)背面电接头和电池体。
E2、段落E1所述的方法，其中中间层进一步包括表面钝化层。
E3、段落E1-E2中任一个所述的方法，其中太阳能电池包括段落A1-D30中任一个所述的太阳能电池。
F1、段落A1-D30中任一个所述的任一个太阳能电池使用段落E1-E3中任一个所述的任何方法的用途。
F2、段落E1-E3中任一个所述的任何方法使用段落A1-D30中任一个所述的任一个太阳能电池的用途。
F3、至少包括电绝缘层的中间层降低太阳能电池中移动载流子的移动载流子复合速度的用途。
如本文所用，术语“选择性的”和“选择性地”，当修饰一种或多种部件动作、移动、配置或其他活动或装置的特性时，表示具体的动作、移动、配置或其他活动为装置的一个方面或一种或多种部件的用户操作的直接或间接结果。
如本文所用，术语“适于”和“配置”表示元件、部件或其他主题被设计和/或意欲实施给出的功能。因此，术语“适于”和“配置”的使用不应被理解为表示给出的元件、部件或其他主题简单地“能够”实施给出的功能，而是为了实施功能的目的，所述元件、部件和/或其他主题被具体地选择、产生、执行、利用、安排和/或设计。以下也在本公开的范围内：叙述为适于实施具体功能的元件、部件和/或其他叙述的主题可另外地或可选地被描述为被配置为实施该项功能，反之亦然。
本文公开的装置的各种公开元件和方法步骤对于根据本公开的所有装置和方法不是必须的，并且本公开包括本文公开的各种元件和步骤的所有新型和非显而易见的组合和亚组合。此外，本文公开的各种元件和步骤中的一种或多种可限定与全部的公开装置或方法分离和脱离的独立发明主题。因此，这种发明主题不要求与本文明确公开的具体装置和方法相关联，并且这种发明主题可在本文没有明确公开的装置和/或方法中得到应用。

Claims (15)

1.太阳能电池，包括：
电池体(20)，其限定正面(14)和相对的背面(18)，其中所述电池体(20)由半导体材料形成；
正面电接头(60)，其与所述电池体的所述正面(14)形成电连接；
背面电接头(80)，其与所述电池体的所述背面(18)形成电连接；和
中间层(100)，其位于所述电池体(20)与所述正面电接头(60)和所述背面电接头(80)的至少一个之间，其中所述中间层(100)包括电绝缘层，和进一步其中所述电绝缘层(110)包括沉积的电绝缘层。
2.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述电池体(20)包括发射极层(40)，所述发射极层(40)包括n-型III-V半导体材料和p-型III-V半导体材料之一，其中所述电池体(20)进一步包括基极层(48)，所述基极层(48)包括所述n-型III-V半导体材料和所述p-型III-V半导体材料中的另一种，和进一步其中所述基极层(48)位于所述发射极层(40)和所述电池体的背面之间。
3.权利要求1或2所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池进一步包括发射极层，其中所述发射极层形成所述正面电接头(60)的一部分，和进一步其中所述电池体(20)进一步包括基极层。
4.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述电绝缘层(110)包括氧化物、氧化铝、氮化硅、氧化硅、二氧化硅、硫化锌、氧化铪和氮氧化硅中的至少一种。
5.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述电绝缘层(110)具有至少1nm并小于6nm的厚度。
6.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述中间层(100)进一步包括配置来降低所述电池体表面处的移动载流子的复合速度的表面钝化层(120)。
7.权利要求6所述的太阳能电池，其中所述表面钝化层(120)具有小于2nm的厚度。
8.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述中间层(100)为位于所述电池体(20)和所述正面电接头(60)之间的正面中间层(101)。
9.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述中间层(100)为位于所述电池体(20)和所述背面电接头(80)之间的背面中间层(102)。
10.权利要求1-9中任一项所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池包括多个中间层(100)，包括位于所述电池体和所述正面电接头(60)之间的正面中间层(100)和位于所述电池体(20)和所述背面电接头(80)之间的背面中间层(102)。
11.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述正面电接头(60)沉积在所述电池体(20)的正面(24)和所述中间层(100)中的至少一个上并与其电连通。
12.权利要求11所述的太阳能电池，其中所述正面电接头(60)包括金属正面电极(64)或光学透明正面电极(68)。
13.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述背面电接头(80)沉积在所述电池体(20)的背面(28)和所述中间层(100)中的至少一个上并与其电连通。
14.权利要求13所述的太阳能电池，其中所述背面电接头(80)包括金属背面电极(84)或光学透明背面电极(88)。
15.权利要求1所述的太阳能电池，其中所述电池体(20)的正面为所述电池体(20)的光入射面。
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