CN104576821B - 太阳能电池的背面接触设计及其制造方法 - Google Patents

太阳能电池的背面接触设计及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了太阳能电池的背面接触设计及其制造方法。本发明公开了一种方法，该方法包括在位于太阳能电池衬底上方的背面接触层上的多个位置处直接沉积间隔件。在背面接触层和间隔件的上方形成吸收层。吸收层部分与间隔件接触同时部分与背面接触层直接接触。加热太阳能衬底，以在介于吸收层和背面接触层之间的间隔件的位置处形成空隙。

Description

太阳能电池的背面接触设计及其制造方法
技术领域
本发明总体涉及太阳能电池，更具体地，涉及薄膜光伏电池及其制造方法。
背景技术
光伏电池或太阳能电池是利用太阳光直接生成电流的光伏组件。由于对清洁能源需求的不断增强，近年来，太阳能电池的制造业大幅扩张并且仍将继续扩大。太阳能电池包括衬底、衬底上的背面接触层、背面接触层上的吸收层、吸收层上的缓冲层以及缓冲层上方的正面接触层。在沉积工艺期间，例如使用喷溅和/或共蒸，可以将这些层应用到衬底上。
在一些太阳能电池的吸收层的至少一部分中可以使用半导体材料。例如，在沉积工艺之后，使用诸如铜铟镓硒化合物（CIGS）（也称为薄膜太阳能电池材料）的黄铜矿基半导体材料来形成吸收层。
在半导体材料中，术语“复合”指电子与空穴复合，向第二电子释放多余能量而不是作为光子释放能量。然后，第二电子（以及接连的电子）在一系列的碰撞中释放附加的能量，返回到（relaxing back）能带的边缘。因此，产生的效果是多个粒子（包括多个电子和空穴）之间的相互作用的结果。净效果是会另外产生有用功率的多个电子-空穴对复合，并且消除载流子。
因为复合是基于载流子交换能量的能力，所以复合的概率随着的载流子的浓度变高而提高。
在高强度的太阳光下，复合大幅降低了太阳能电池的效率。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种方法，包括：在直接位于太阳能电池衬底上方的背面接触层上的多个位置处沉积间隔件；在所述背面接触层和所述间隔件的上方形成吸收层，所述吸收层部分地与所述间隔件接触且部分地与所述背面接触层直接接触；以及加热所述太阳能电池衬底，以在所述吸收层和所述背面接触层之间的所述间隔件的位置处形成空隙。
在该方法中，沉积所述间隔件的步骤包括在所述背面接触层上喷射间隔件材料粒子。
在该方法中，所述间隔件材料包括金属氧化物。
在该方法中，所述间隔件材料包括二氧化硅或高电阻化合物半导体。
在该方法中，所述间隔件材料粒子的尺寸介于约100nm至约500nm之间。
在该方法中，沉积所述间隔件的步骤包括：在所述背面接触层上喷射纳米粒子。
在该方法中，沉积所述间隔件的步骤包括：在所述背面接触层上沉积二氧化硅膜或绝缘膜；以及使用光刻工艺去除所述二氧化硅膜或绝缘膜的位于所述间隔件的位置外侧的部分。
在该方法中，沉积所述间隔件的步骤包括：用间隔件材料覆盖所述背面接触层的约70%至约80%。
在该方法中，加热步骤包括：将所述衬底加热至约400℃至约600℃的温度。
在该方法中，沉积所述间隔件的步骤包括在约70%至80%的所述背面接触层上喷射尺寸介于约100nm至约500nm之间的二氧化硅粒子；以及加热步骤包括将所述衬底加热至约400℃至约600℃之间的温度。
根据本发明的另一方面，提供了一种方法，包括：在直接位于太阳能电池衬底上方的背面接触层上的多个位置处喷射间隔件材料；以及在所述背面接触层和所述间隔件材料的上方形成吸收层，使得约10%至约80%的所述吸收层与所述间隔件材料直接接触，以及约90%至约20%的所述吸收层与所述背面接触层直接接触。
该方法还包括：加热所述太阳能电池衬底，以在所述吸收层和所述背面接触层之间的所述间隔件的位置处形成空隙。
在该方法中，所述间隔件材料包括二氧化硅。
在该方法中，所述间隔件材料包括尺寸介于约100nm至约500nm之间的粒子。
根据本发明的又一方面，提供了一种太阳能电池，包括：太阳能电池衬底；背面接触层，位于所述太阳能电池衬底的上方；吸收层，包括吸收层材料且位于所述背面接触层上方，所述吸收层材料部分地与所述背面接触层直接接触，所述吸收层材料其中具有多个空隙，所述空隙直接位于所述背面接触层上；缓冲层，位于所述吸收层的上方；以及正面接触层，位于所述缓冲层的上方。
该太阳能电池还包括：直接位于所述背面接触层上并且在所述多个空隙内的间隔件。
在该太阳能电池中，所述间隔件包括绝缘材料。
在该太阳能电池中，所述间隔件包括尺寸介于约100nm至约500nm之间的粒子。
在该太阳能电池中，所述吸收层的约20%至约90%的底面与所述背面接触层直接接触，并且所述吸收层的其余部分面对由所述空隙和所述空隙内的绝缘间隔件所构成的组中的至少一个。
在该太阳能电池中，所述空隙随意地分布在所述背面接触层上。
附图说明
图1是根据本发明实施例的太阳能电池的截面图。
图2是根据一些实施例的沿着图1中剖面线2-2所截取的图1的太阳能电池的截面图。
图3是根据其他实施例的沿着图1中剖面线2-2所截取的图1的太阳能电池的截面图。
图4是示出了图1的太阳能电池各层的扫描电子显微镜照片。
图5是制造图1中的太阳能电池的方法的流程图。
图6A是图5中的间隔件沉积步骤的一个实施例的流程图。
图6B是图5中的间隔件沉积步骤的另一实施例的流程图。
图7是示出了由图1中的太阳能电池得到的提高的发电量（power generation）的示图。
具体实施方式
结合附图阅读示例性实施例的该描述，附图被认为是整个书面描述的一部分。在附图中，相同的参考标号表示相同的元件。
在描述中，应该将关系术语“下面的”、“上面的”、“水平的”、“垂直的”、“上方的”、“下方的”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”及其派生词（例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等）理解为指的是正在讨论的附图所描述或示出的定向。这些关系术语是为了便于描述且不需要以特定定向来构造或操作装置。
本发明描述了各种光伏电池，在这些光伏电池中，将间隔件或空隙直接设置在背面接触层的顶面上。间隔件或空隙减少了吸收层和背面接触层之间的接触面积，从而提供了复合降低并且太阳能效率较高的太阳能电池。本发明也描述了制造太阳能电池的方法。
图1是根据一些实施例的太阳能电池100的截面图。太阳能电池100包括太阳能电池衬底102、背面接触层104、吸收层107、吸收层内的多个空隙106、缓冲层108以及正面接触层110。
衬底102能够包括诸如玻璃的任何合适的衬底材料。在一些实施例中，衬底102包括玻璃衬底（诸如钠钙玻璃）、柔性金属箔或聚合物（诸如，聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN））。其他实施例仍包括其他衬底材料。
背面接触层104包括任何合适的背面接触材料，诸如，金属。在一些实施例中，背面接触层104能够包括钼（Mo）、铂（Pt）、金（Au）、银（Ag）、镍（Ni）或铜（Cu）。其他实施例还包括其他背面接触材料。在一些实施例中，背面接触层104的厚度介于约50nm至约2μm之间。
在一些实施例中，吸收层107包括任何合适的吸收材料，诸如p型半导体。在一些实施例中，吸收层107能够包括黄铜矿基材料，例如，Cu（In，Ga）Se2（CIGS）、碲化镉（CdTe）、CuInSe2（CIS）、CuGaSe2（CGS）、Cu（In，Ga）Se2（CIGS）、Cu（In，Ga）（Se，S）2（CIGSS）、CdTe或非晶硅。其他实施例还包括其他吸收材料。在一些实施例中，吸收层107的厚度介于约0.3μm至约3μm之间。
吸收层107包含直接位于背面接触层的顶面上的多个空隙106。如本发明使用的术语“吸收层内的空隙”指的是吸收层107内部的体积106，在该体积内不存在吸收层材料。在一些实施例中，空隙106包含真空。在一些实施例中，空隙106包含下文所述的间隔件材料。在一些实施例中，空隙106包含用于形成间隔件材料的一种或多种前体。在一些实施例中，空隙106包含间隔件材料分解后的一种或多种残留物。在一些实施例中，空隙包括真空、间隔件材料、间隔件材料前体和/或间隔件材料分解后的残留物中的一种或多种的组合。因此，术语“吸收层内的空隙”包括其中具有或没有材料的吸收层107内的空隙106。空隙106提供吸收层107的各部分和下面的背面接触层104的各部分之间的绝缘空间或绝缘材料。空隙106使得吸收层107和背面接触层104之间形成不连续的导电界面。
在一些实施例中，空隙106包括由诸如氧化物的绝缘间隔件材料所形成的间隔件。在一些实施例中，间隔件材料包括二氧化硅。在一些实施例中，间隔件材料包括金属氧化物，诸如，TiO、TaO、Al2O3、ZrO2、MoO2、或BaTiO3。在一些实施例中，间隔件材料包括高电阻化合物半导体，诸如，HfO2。在一些实施例中，间隔件材料包括尺寸介于约50nm至约1000nm之间的粒子。在一些实施例中，间隔件材料包括尺寸介于约100nm至约500nm之间的粒子。在其他实施例中，间隔件材料包括尺寸介于约1nm至约100nm之间的纳米粒子。
在一些实施例中，吸收层107中10%至80%的底面与空隙106或空隙内的间隔件相接触。在一些实施例中，吸收层107中约90%至约20%的底面与背面接触层104直接接触，并且吸收层107的剩余部分面对空隙106或空隙内的绝缘间隔件。
在一些实施例中，间隔件用间隔件材料覆盖背面接触层104的约70%至约80%。约30%至约20%的吸收层107与下面的背面接触层104直接接触。发明人已经确定其中约80%的吸收层107与空隙106邻接以及约20%的吸收层与背面接触层直接接触的阳能电池100具有的太阳能模块效率为吸收层107内没有空隙106的其他相似太阳能电池的太阳能模块效率的约105%至106%。其中约80%的吸收层107与空隙106邻接以及约20%的吸收层与背面接触层104直接接触的太阳能电池100不会增加吸收层分层的风险。
缓冲层108包括任何合适的缓冲材料，诸如，n型半导体。在一些实施例中，缓冲层108可以包括硫化镉（CdS）、硫化锌（ZnS）、硒化锌（ZnSe）、硫化铟（III）（In2S3）、硒化铟（In2Se3）或Zn1-xMgxO（例如，ZnO）。其他实施例还包括其他缓冲材料。在一些实施例中，缓冲层108的厚度介于约1nm至约500nm之间。
在一些实施例中，正面接触层110包括经过退火的透明导电氧化物（TCO）层。在一些实施例中，TCO层110是高度掺杂。例如，TCO层110的载流子密度能够介于约1×1017cm-3至约1×1018cm-3之间。退火后的TCO层的TCO材料可以包括任何合适的正面接触材料，诸如，金属氧化物和金属氧化物前体。在一些实施例中，TCO材料可以包括氧化锌（ZnO）、氧化镉（CdO）、氧化铟（In2O3）、二氧化锡（SnO2）、五氧化二钽（Ta2O5）、氧化铟镓（GaInO3）、（CdSb2O3）或氧化铟（ITO）。TCO材料也可以掺杂有合适的掺杂物。在一些实施例中，ZnO可以掺杂有铝（Al）、镓（Ga）、硼（B）、铟（In）、钇（Y）、钪（Sc）、氟（F）、钒（V）、硅（Si）、锗（Ge）、钛（Ti）、锆（Zr）、铪（Hf）、镁（Mg）、砷（As）或氢（H）中的任何一种。在其他实施例中，SnO2可以掺杂有锑（Sb）、F、As、铌（Nb）或钽（Ta）。在其他实施例中，In2O3可以掺杂有锡（Sn）、Mo、Ta、钨（W）、Zr、F、Ge、Nb、Hf或Mg。在其他实施例中，CdO可以掺杂有In或Sn。在其他实施例中，GaInO3可以掺杂有Sn或Ge。在其他实施例中，CdSb2O3可以掺杂有Y。在其他实施例中，ITO可以掺杂有Sn。其他实施例还包括其他TCO材料和相应的掺杂物。在一些实施例中，正面接触层110位于划线P2之外、位于划线P2的侧壁上以及位于划线P2的底部上（直接位于背面接触层104上）的厚度分别介于约5nm至约3μm之间、约0.5nm至约3μm之间以及约5nm至约3μm之间。
太阳能电池100也包括互连结构，而互连结构包括被称为P1、P2和P3的三条划线。划线P1延伸穿过背面接触层104并且填充有吸收层材料。划线P2延伸穿过缓冲层108和吸收层107并且填充有正面接触层材料。划线P3延伸穿过正面接触层110、缓冲层108和吸收层107。
图2是在向下观看背面接触层104和空隙106时，沿着图1的剖面线2-2截取得到的太阳能电池100的截面图。吸收层107包括位于背面接触层104上方的吸收层材料，其中，吸收层材料与背面接触层104部分直接接触，并且在吸收层材料内具有多个空隙106。空隙106直接位于背面接触层104上。
在图2的实施例中，空隙106均匀地或基本均匀地分布在背面接触层104的顶面（除了划线区P1、P2和P3之外）上方。如以下在图6B的描述中所论述的，通过沉积均匀的间隔件材料膜和实施光刻步骤可以形成图2所示的均匀分布的空隙106。空隙106的均匀分布提供了良好的工艺控制。在一些实施例中，间隔件密度介于约1×108个间隔件/cm2至4×1010个间隔件/cm2之间。
图3示出了太阳能电池200的另一个实施例，其中，空隙随意地分布在背面接触层104的顶面（除了划线区P1、P2和P3）的上方。如以下图6A的描述所示，通过将间隔件材料直接喷射在背面接触层104上来形成如图3所示的随意分布的空隙106。喷射的间隔件材料的间隔件密度可与图案化的间隔件材料的间隔件密度相同，例如，介于约1×108个间隔件/cm2至4×1010个间隔件/cm2之间。通过喷射工艺可以低成本地沉积随意分布的间隔件材料。
图4是示出图1的太阳能电池100的截面的具体细节的扫描电子显微镜（SEM）图像。示出了背面接触层104、空隙106、吸收层107、缓冲层108和正面接触层110。在图4中，空隙106几乎不含有固体材料。在一些实施例中，沉积在背面接触层104上的间隔件材料是绝缘材料，该绝缘材料的蒸发温度小于在对其余各层（吸收层107、缓冲层108和正面接触层110）中的一层或多层进行沉积和/或退火时所使用的处理温度。如图4所示，例如，如果间隔件材料的蒸发温度为400℃或低于400℃（或者为600℃或低于600℃），则基本上可将间隔件材料从吸收层107和背面接触层104之间的界面上去除，从而剩下空的空隙106。其余的吸收层107和背面接触层104之间直接接触的面积占背面接触层104的总表面积的5%以上。在一些实施例中，其余的吸收层107和背面接触层104之间直接接触的面积占背面接触层104的总表面积的10%以上。在一些实施例中，其余的吸收层107和背面接触层104之间直接接触的面积占背面接触层104的总表面积的约20%。
图5是制造图1的太阳能电池100的方法的流程图。
在步骤502中，在太阳能电池衬底的上方形成背面接触层104。在一些实施例中，可以通过在太阳能电池衬底102的上方溅射金属（诸如，钼）来沉积背面接触层104。在完成背面接触层沉积之后，形成（例如，划出或蚀刻）穿过背面接触层104的划线P1。
在步骤504中，将间隔件106直接沉积在位于太阳能电池衬底102上方的背面接触层104上的多个位置处。以下参考图6A和图6B，提供间隔件沉积步骤的一些实施例的具体细节。
在步骤506中，在背面接触层104和间隔件106的上方形成吸收层107。吸收层107的底部部分与间隔件106接触同时部分与背面接触层106接触。在一些实施例中，吸收层包括CIGS。在一些实施例中，多个CIGS前体被溅射在间隔件106以及背面接触层104的暴露部分上。在一些实施例中，CIGS前体包括通过溅射所施加的Cu/In、CuGa/In和/或CuInGa。吸收层材料填充划线P1。在溅射这些前体之后，实施硒化。
在步骤508中，在吸收层107的上方形成缓冲层108。例如，在一些实施例中，通过化学浴沉积（CBD）来形成CdS、ZnS或InS层。在其他实施例中，通过溅射或原子层沉积（ALD）来沉积缓冲层108。在沉积缓冲层108之后，形成（诸如，划出或蚀刻）穿过吸收层107和缓冲层108的划线P2。
在步骤510中，在缓冲层的上方形成正面接触层110。在一些实施例中，正面接触层110是通过溅射所施加的i-ZnO或AZO。在其他实施例中，正面接触层110是通过金属有机化学汽相沉积（MOCVD）所施加的BZO。正面接触层材料共形地覆盖划线P2的侧壁和底壁。在沉积正面接触层110之后，形成（诸如，划出或蚀刻）穿过正面接触层、缓冲层108和吸收层107的划线P3。
在步骤512中，在一些实施例中，加热太阳能电池衬底102，以在介于吸收层107和背面接触层104之间的间隔件位置处形成空隙106。在一些实施例中，加热步骤包括将衬底加热到介于约400℃到约600℃之间的温度。在一些实施例中，通过退火步骤来实现加热步骤512。在一些实施例中，在对正面接触（窗口）层110进行退火的步骤中包含加热步骤512。因此，无需将附加退火工艺添加至太阳能电池制造工艺就可实现加热步骤512。在一些实施例中，在加热步骤之后，空隙106包含真空、间隔件材料、间隔件材料前体、间隔件材料分解残留物或以上材料的组合。例如，在一些实施例中，在退火步骤之后，空隙106仅包含真空或低压（部分真空）下的间隔件材料分解残留物。
图6A是示出图5的步骤504的实施例的流程图。在图6A中，步骤504包括步骤600：直接在背面接触层104上喷射间隔件材料。在一些实施例中，间隔件材料粒子的尺寸介于约100nm至约500nm的范围内。在一些实施例中，沉积间隔件106的步骤包括在背面接触层上喷射纳米粒子。在一些实施例中，沉积间隔件106的步骤包括在约70%至约80%的背面接触层104上喷射尺寸介于约100nm至约500nm之间的二氧化硅粒子。
喷射间隔件材料的步骤可以与太阳能生产线集成。例如，在一些实施例中，可以通过沉积背面接触层104的同一工艺室内的一个或多个喷嘴来实施喷射。多个喷嘴可以用于提高间隔件粒子的均匀性。
图6B是图5的步骤504的可选实施例的流程图。在图6B的实施例中，步骤504包括步骤610至步骤616。
在步骤610中，在背面接触层104上沉积间隔件材料膜。在一些实施例中，均匀地沉积间隔件材料膜。均匀的材料沉积工艺可以包括物理汽相沉积（PVD）、化学汽相沉积（CVD）、溅射、ALD、外延形成等中的一种或多种。在一些实施例中，沉积均匀的二氧化硅膜。
在步骤612中，在间隔件材料膜上沉积光刻胶。
在步骤614中，图案化光刻胶。通过光掩模选择性地对光刻胶进行曝光，并且对曝光后的光刻胶进行显影和烘烤。可以和合适的光掩模一起使用正性或负性光刻胶。光刻胶中位于间隔件位置的部分变为（或保持）不可溶解，而光刻胶中位于间隔件位置外侧的部分变为（或保持）可溶解。溶解和去除可溶解的光刻胶，保留包括位于间隔件位置处的部分光刻胶的硬掩模。
在步骤616中，如图2所示，对间隔件位置外侧的间隔件材料膜进行回蚀，形成间隔件106均匀分布的区域。
图7是示出了由于包括在部分吸收层下面并且直接位于背面接触层上的空隙和/或间隔件106而改进的开路电压（Voc）的示图。曲线702对应于以上所述的没有空隙/间隔件的太阳能电池。曲线704对应于以上所述的具有空隙/间隔件的太阳能电池。表1通过将没有和具有空隙/间隔件的太阳能电池进行比较总结了相关性能数据。
表1
表1中的第一数据列（CdS/CIGS Seff（cm/s））提供了图1中的太阳能电池（具有空隙/间隔件）和控制太阳能电池（没有空隙/间隔件）的表面复合速度（Seff）。将半导体表面上的复合速度定义为表面处的电子（或空穴）电流密度的法向分量与表面处的多余电子（或空穴）电荷密度的比率。曲线中与约32至37之间的电流密度（对应于太阳照明等级）范围（沿着Y轴）相对应的部分具有特别的益处。具有间隔件时的Seff的值约为100cm/s，而没有间隔件时的Seff的值约为100,000cm/s。因此，含有间隔件将表面复合速度降低了三个数量级。表1还示出了短路电流Jsc从没有空隙/间隔件时的33.97mA/cm2提高到具有空隙/间隔件时的34.11mA/cm2。开路电压Voc从没有空隙/间隔件时的0.6657V增加到具有空隙/间隔件时的0.6907V。填充系数从没有空隙/间隔件时的0.8195增加到具有空隙/间隔件时的0.8298。将填充系数定义为实际可获得的最大功率与开路电压和短路电流的乘积的比率。填充系数描述了电流/电压曲线702和704的曲率，并且较高的填充系数表示性能的提高。
由于复合从吸收层中去除了电子-空穴对，所以复合速度降低为没有空隙/间隔件时的复合速度的千分之一时，可以将整体太阳能电池效率（Eff.）从18.54%（没有空隙/间隔件）提高到19.55%。这表示太阳能效率提高了约5.4%。
上文描述了提供与p-n结型太阳能电池的背面接触层104直接接触的空隙/间隔件的实例。本发明描述的空隙/间隔件方法可以与其他薄膜太阳能电池一起使用，其他薄膜太阳能电池包括但不限于非晶硅薄膜太阳能电池、具有p-n结、p-i-n结构、金属绝缘半导体（MIS）结构、多结（诸如，两个或三个吸收层顺序堆叠形成的p-n-p-n或p-n-p-n-p-n结构）的CIGS和CdTe太阳能电池等。
在一些实施例中，一种方法包括：在位于太阳能电池衬底上方的背面接触层上的多个位置处直接沉积间隔件；在背面接触层和间隔件的上方形成吸收层，其中，吸收层部分与间隔件接触同时部分与背面接触层直接接触；以及加热太阳能电池衬底以在介于吸收层和背面接触层之间的间隔件的位置处形成空隙。
在一些实施例中，沉积间隔件的步骤包括在背面接触层上喷射间隔件材料粒子。
在一些实施例中，间隔件材料包括金属氧化物。
在一些实施例中，间隔件材料包括二氧化硅。
在一些实施例中，间隔件材料粒子的尺寸介于约100nm至约500nm之间。
在一些实施例中，沉积间隔件的步骤包括在背面接触层上喷射纳米粒子。
在一些实施例中，沉积间隔件的步骤包括：在背面接触层上沉积二氧化硅膜；以及使用光刻胶工艺去除二氧化硅膜中位于间隔件位置以外的部分。
在一些实施例中，沉积间隔件的步骤包括用间隔件材料覆盖背面接触层的约70%至约80%。
在一些实施例中，加热步骤包括将衬底加热至约400℃至约600℃的温度。
在一些实施例中，沉积间隔件的步骤包括在约70%至约80%的背面接触层上喷射尺寸介于约100nm至约500nm之间的二氧化硅粒子；以及加热步骤包括将衬底加热至约400℃至约600℃的温度。
在一些实施例中，一种方法包括：在位于太阳能电池衬底上方的背面接触层上的多个位置处直接喷射间隔件材料；以及在背面接触层和间隔件材料的上方形成吸收层，使得约10%至约80%的吸收层与间隔件材料直接接触，而约90%至约20%的吸收层与背面接触层直接接触。
一些实施例还包括加热太阳能电池衬底以在介于吸收层和背面接触层之间的间隔件的位置处形成空隙。
在一些实施例中，间隔件材料包括二氧化硅。
在一些实施例中，间隔件材料包括尺寸介于约100nm至约500nm之间的粒子。
在一些实施例中，太阳能电池包括：太阳能电池衬底；太阳能电池衬底上方的背面接触层；吸收层，包括背面接触层上方的吸收层材料，该吸收层材料部分与背面接触层直接接触，吸收层材料其中具有多个空隙，并且空隙直接位于背面接触层上；吸收层上方的缓冲层；以及缓冲层上方的正面接触层。
一些实施例还包括直接位于背面接触层上并且在多个空隙内的间隔件。
在一些实施例中，间隔件包括绝缘材料。
在一些实施例中，间隔件包括尺寸介于约100nm至约500nm之间的粒子。
在一些实施例中，吸收层的约20%至约90%的底面与背面接触层直接接触，而吸收层的其余部分面对由空隙和空隙内的绝缘间隔件所构成的组中的至少一个。
在一些实施例中，空隙随意分布在背面接触层上。
尽管根据示例性实施例描述了主题类型，但是本发明不限于此。当然，应该将所附权利要求广义的解释为包括本领域技术人员进行的其他变型例和实施例。

Claims (21)

1.一种用于制造太阳能电池的方法，包括：
在直接位于太阳能电池衬底上方的背面接触层上的多个位置处沉积间隔件；
在所述背面接触层和所述间隔件的上方形成吸收层，所述吸收层部分地与所述间隔件接触且部分地与所述背面接触层直接接触；以及
加热所述太阳能电池衬底，以在所述吸收层和所述背面接触层之间的所述间隔件的位置处形成空隙。
2.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，沉积所述间隔件的步骤包括在所述背面接触层上喷射间隔件材料粒子。
3.根据权利要求2所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，所述间隔件材料包括金属氧化物。
4.根据权利要求2所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，所述间隔件材料包括二氧化硅或高电阻化合物半导体。
5.根据权利要求2所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，所述间隔件材料粒子的尺寸介于100nm至500nm之间。
6.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，沉积所述间隔件的步骤包括：在所述背面接触层上喷射纳米粒子。
7.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，沉积所述间隔件的步骤包括：
在所述背面接触层上沉积二氧化硅膜；以及
使用光刻工艺去除所述二氧化硅膜的位于所述间隔件的位置外侧的部分。
8.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，沉积所述间隔件的步骤包括：
在所述背面接触层上沉积绝缘膜；以及
使用光刻工艺去除所述绝缘膜的位于所述间隔件的位置外侧的部分。
9.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，沉积所述间隔件的步骤包括：用间隔件材料覆盖所述背面接触层的70％至80％。
10.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，加热步骤包括：将所述衬底加热至400℃至600℃的温度。
11.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，
沉积所述间隔件的步骤包括在70％至80％的所述背面接触层上喷射尺寸介于100nm至500nm之间的二氧化硅粒子；以及
加热步骤包括将所述衬底加热至400℃至600℃之间的温度。
12.一种用于制造太阳能电池的方法，包括：
在直接位于太阳能电池衬底上方的背面接触层上的多个位置处喷射间隔件材料；以及
在所述背面接触层和所述间隔件材料的上方形成吸收层，使得10％至80％的所述吸收层与所述间隔件材料直接接触，以及90％至20％的所述吸收层与所述背面接触层直接接触。
13.根据权利要求12所述的用于制造太阳能电池的方法，还包括：加热所述太阳能电池衬底，以在所述吸收层和所述背面接触层之间的所述间隔件的位置处形成空隙。
14.根据权利要求12所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，所述间隔件材料包括二氧化硅。
15.根据权利要求12所述的用于制造太阳能电池的方法，其中，所述间隔件材料包括尺寸介于100nm至500nm之间的粒子。
16.一种太阳能电池，包括：
太阳能电池衬底；
背面接触层，位于所述太阳能电池衬底的上方；
吸收层，包括吸收层材料且位于所述背面接触层上方，所述吸收层材料部分地与所述背面接触层直接接触，所述吸收层材料其中具有多个空隙，所述空隙直接位于所述背面接触层上；
缓冲层，位于所述吸收层的上方；以及
正面接触层，位于所述缓冲层的上方。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池，还包括：直接位于所述背面接触层上并且在所述多个空隙内的间隔件。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中，所述间隔件包括绝缘材料。
19.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中，所述间隔件包括尺寸介于100nm至500nm之间的粒子。
20.根据权利要求16所述的太阳能电池，其中，所述吸收层的20％至90％的底面与所述背面接触层直接接触，并且所述吸收层的其余部分面对由所述空隙和所述空隙内的绝缘间隔件所构成的组中的至少一个。
21.根据权利要求16所述的太阳能电池，其中，所述空隙随意地分布在所述背面接触层上。
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