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CN103165691B - 光伏器件 - Google Patents

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CN103165691B
CN103165691B CN201210521008.3A CN201210521008A CN103165691B CN 103165691 B CN103165691 B CN 103165691B CN 201210521008 A CN201210521008 A CN 201210521008A CN 103165691 B CN103165691 B CN 103165691B
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photovoltaic device
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金英水
牟灿滨
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Seiko Epson Corp
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Zhiji Shidun Science And Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种光伏器件，该光伏器件包括：衬底，所述衬底具有基极区和发射极区，所述基极区具有第一宽度，并且所述发射极区具有第二宽度；与所述基极区相接触并电连接至所述基极区的第一电极，在所述第一电极覆在所述基极区上的位置所述第一电极具有第三宽度，所述第三宽度大于所述第一宽度，使得所述第一电极在所述基极区的至少一侧处悬垂在所述基极区上；以及与所述发射极区相接触并且电连接至所述发射极区的第二电极，在所述第二电极覆在所述发射极区上的位置所述第二电极具有第四宽度，所述第三宽度与所述第四宽度的比率为大约0.3至大约3.4。

Description

光伏器件
技术领域
各实施例涉及光伏器件。
背景技术
在光伏器件中，可以通过将n型（或p型）掺杂剂掺入p型（或n型）衬底而形成发射极，从而形成p-n结。在这种器件的操作中，（由接收的光形成的）电子空穴对被分离。然后，电子可以被n型区域的电极收集，并且空穴可以被p型区域的电极收集，从而产生电力。
发明内容
各实施例致力于一种光伏器件，该光伏器件包括：衬底，所述衬底具有基极区和发射极区，所述基极区具有第一宽度，并且所述发射极区具有第二宽度；与所述基极区相接触并电连接至所述基极区的第一电极，在所述第一电极覆在所述基极区上的位置所述第一电极具有第三宽度，所述第三宽度大于所述第一宽度，使得所述第一电极在所述基极区的至少一侧处悬垂在所述基极区上；以及与所述发射极区相接触并且电连接至所述发射极区的第二电极，在所述第二电极覆在所述发射极区上的位置所述第二电极具有第四宽度，所述第三宽度与所述第四宽度的比率为大约0.3至大约3.4。
所述第三宽度与所述第四宽度的比率可以为大约0.4至大约2.5。
所述衬底可以包括多个基极区和多个发射极区，所述多个基极区和所述多个发射极区被布置为交替的条纹，所述第一电极可以包括多个第一部分，所述第一电极的多个第一部分分别对应于所述多个基极区，并且所述第二电极可以包括多个第一部分，所述第二电极的多个第一部分分别对应于所述多个发射极区。
所述第一电极的第一部分中的每一个可以具有上部分和下部分，所述上部分具有所述第三宽度，并且所述下部分具有小于所述第三宽度的第五宽度，所述第五宽度对应于所述下部分与对应的基极区的接触界面，并且所述第二电极的第一部分中的每一个可以具有上部分和下部分，所述上部分具有所述第四宽度，并且所述下部分具有小于所述第四宽度的第六宽度，所述第六宽度对应于所述下部分与对应的发射极区的接触界面。
所述第一电极的第一部分可以通过所述第一电极的第二部分连接，并且所述第二电极的第一部分可以通过所述第二电极的第二部分连接。
所述第一电极的第一部分与所述第二电极的第一部分可交替布置。
所述基极区可以掺有第一导电类型的杂质，所述发射极区可以掺有第二导电类型的杂质，并且所述衬底可以掺有与所述基极区相同的导电类型的杂质。
所述基极区和所述发射极区可以形成在所述衬底中，或者所述基极区和所述发射极区可以形成在所述衬底上。
所述第一电极的悬垂在所述基极区上的侧部可以也与相邻的发射极区的一部分重叠。
所述第二宽度可以大于所述第一宽度。
所述光伏器件可以进一步包括介于所述第一电极的所述侧部与相邻的发射极区的所述一部分之间的绝缘层。
所述绝缘层包括可以第一层和第二层。
所述第一层和所述第二层可以由不同的材料形成。
所述第一层可以由氧化硅或氮化硅形成，并且所述第二层可以由聚合物形成。
所述第一层可以具有大约到大约的厚度，并且所述第二层可以具有大约0.5μm到大约30μm的厚度。
所述第一层可以由氧化硅或氮化硅形成，并且所述第二层可以由氧化硅或氮化硅形成。
所述第一层可以具有大约到大约的厚度，并且所述第二层可以具有大约到大约的厚度。
所述绝缘层可以是具有大约或更大厚度的单层。
所述第一电极可以通过所述绝缘层中的接触孔接触所述基极区，并且所述第二电极可以通过所述绝缘层中的另一接触孔接触所述发射极区。
所述衬底的与所述第一电极和所述第二电极相对的前表面上可以具有钝化层，所述钝化层由掺杂的非晶半导体材料形成。
附图说明
通过结合附图详细描述示例性实施例，各特征对于本领域技术人员来说将变得明显，附图中：
图1示出根据示例实施例的光伏器件的示意性透视图，并且图2示出沿图1的线II-II截取的剖视图。
图3示出用于解释宽度比C的概念性示意图。
图4示出显示根据第一电极与第二电极的宽度比的串联电阻的曲线图。
图5至图7示出根据其它示例实施例的光伏器件的示意性剖视图。
图8A至图12示出制造根据示例实施例的光伏器件的方法的各阶段的示意性剖视图。
具体实施方式
现在将结合附图在下文中更充分地描述示例实施例；然而这些实施例可以以不同的形式实现，并且不应当被解释为限于这里所阐明的实施例。确切地说，这些实施例被提供为使得该公开内容全面完整，并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。
这里所使用的术语的目的仅在于描述具体实施例，而不是意在限制示例性实施例。如这里所使用的，单数形式“一/一个”和“该/所述”旨在还包括复数形式（多个），除非上下文清晰地给出其它指示。将进一步理解，词语“包括”在本说明书中使用时指明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的出现，但是并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的出现或附加。诸如“第一”和“第二”之类的词语在这里仅用于描述多种构成元件，但是这些构成元件不受这些词语的限制。这些词语仅用于将一个构成元件与另一构成元件区分开来。
在附图中，为了清晰起见，可以放大层、区域和膜的厚度。还可以理解，当一层被提及“位于”另一层或衬底“上”时，该层可以“直接位于”该另一层或衬底“上”，或者也可以出现中间层。相反，当一构成元件被描述为“直接位于”另一构成元件“上”时，该构成元件应当被解释为直接连接至该另一构成元件，而在该构成元件与该另一构成元件之间没有插入任何其它构成元件。相似的附图标记始终指代相似的元件。
图1示出根据示例实施例的光伏器件的示意性透视图，并且图2示出沿图1的线II-II截取的剖视图。
参见图1和图2，根据本示例实施例的光伏器件100可以包括半导体衬底110、形成在半导体衬底110第一表面上的钝化层120和抗反射层130、形成在半导体衬底110第二表面中的基极区140和发射极区150、电连接至基极区140的第一电极160以及电连接至发射极区150的第二电极170。包括第一绝缘层181和第二绝缘层182的绝缘层180可以提供在基极区140和发射极区150与第一电极160和第二电极170之间。可替代地，基极区和发射极区可以形成在半导体衬底上。
半导体衬底110可以由晶体硅或化合物半导体形成。例如，硅晶圆可以用作半导体衬底110。半导体衬底110可以掺有n型杂质或p型杂质。p型杂质可以是诸如硼（B）和铝（Al）的III族化合物。n型杂质可以是诸如磷（P）的V族化合物。
半导体衬底110可以具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。第一表面可以是光接收表面，并且发射极电极和基极电极（第一电极160和第二电极170）可以提供在第二表面上。
钝化层120可以提供在半导体衬底110的第一表面上，并且可以通过阻止半导体衬底110所产生的载流子的表面复合而提高载流子的收集效率。例如，钝化层120可以防止载流子移动到半导体衬底110的第一表面，从而可以防止电子与空穴在半导体衬底110第一表面处或附近复合。钝化层120可以是例如本征半导体层或掺杂半导体层。在一实施方式中，钝化层120可以形成为例如氧化硅层或氮化硅层。
在钝化层120是本征半导体层或掺杂半导体层时，钝化层120可以由沉积在半导体衬底110上的非晶硅形成。例如，钝化层120可以由掺杂了与半导体衬底110相同的第一导电类型的非晶硅形成。钝化层120可以掺杂比半导体衬底110更高的浓度，以便形成用于防止表面复合的前表面场（FSF）。
抗反射层130可以形成在钝化层120上。抗反射层130可以防止由于太阳光入射时光的反射而导致的光伏器件100的光吸收损耗，从而可以提高光伏器件100的效率。抗反射层130可以形成为例如氧化硅层或氮化硅层。例如，抗反射层130可以形成为单个氧化硅层，或者形成为包括具有不同折射率的氧化硅层和氮化硅层的复合层。
在本示例实施例中，钝化层120和抗反射层130形成为分立的层。在另一实施例中，钝化层120和抗反射层130可以形成为一层。例如，单个氮化硅层可以形成为使得可同时获得钝化效果和抗反射效果。
基极区140和发射极区150可以形成在半导体衬底110的第二表面中。基极区140和发射极区150可以交替形成。例如，基极区140和发射极区150可以以条纹图案形成并且彼此平行。发射极区150可以形成为具有大于基极区140的宽度的宽度。在一实施方式中，发射极区150的宽度W2形成为大于基极区140的宽度W1，从而可以增大短路电流Jsc。
基极区140可以掺有与半导体衬底110相同的杂质类型。发射极区150可以掺有与半导体衬底110不同的杂质类型。例如，当半导体衬底110包括n型杂质时，作为n+区的基极区140可以包括大量的n型杂质，使得所生成的电子可以容易地收集在第一电极160处，并且作为p+区域的发射极区150可以包括大量的p型杂质，使得所生成的空穴可以容易地收集在第二电极170处。在另一实施例中，基极区140可以是p+区，而发射极区150可以是n+区。
第一电极160可以包括第一汇流条162和以梳状布置形成为与第一汇流条162垂直的多个第一指状电极161。第一指状电极161可以布置在基极区140上以收集载流子。第一汇流条162可以连接至第一指状电极161，以向外传递被第一指状电极161收集的载流子。第一电极160可以由银（Ag）、金（Au）、铜（Cu）、铝（Al）、镍（Ni）或其组合物形成。在一实施方式中，第一指状电极161和第一汇流条162可以是整体。
第二电极170可以包括第二汇流条172和以梳状布置形成为与第二汇流条172垂直的多个第二指状电极171。第二指状电极171可以布置在发射极区150上以收集载流子。第二汇流条172可以连接至第二指状电极171，以向外传递被第二指状电极171收集的载流子。第二电极170可以由银（Ag）、金（Au）、铜（Cu）、铝（Al）、镍（Ni）或其组合物形成。在一实施方式中，第二指状电极171和第二汇流条172可以是整体。
第一指状电极161和第二指状电极171可以交替形成，并且交替的基极区140和发射极区150可以与基极区140和发射极区150上的第一指状电极161和第二指状电极171形成交叉梳状结构。第一电极160，具体来说是第一指状电极161可以电连接至基极区140。第二电极170，具体来说是第二指状电极171可以电连接至发射极区150。
第一指状电极161中每一个的宽度M1与第二指状电极171中每一个的宽度M2之间的比率C（C=M1/M2）可以在大约0.3到大约3.4的范围内。详细地说，宽度比C可以在大约0.4到大约2.5的范围内。在一实施例中，宽度比C可以是1.0，使得第一指状电极161中每一个的宽度M1与第二指状电极171中每一个的宽度M2可具有基本相同的值。以下结合图3和图4给出对宽度比C的详细描述。
第一指状电极161中每一个的宽度M1可以形成为大于基极区140的宽度W1。第二指状电极171中每一个的宽度M2可以形成为小于发射极区150的宽度W2。由于第一指状电极161中每一个的宽度M1被形成为大于基极区140的宽度W1，因此会存在第一指状电极161与发射极区150重叠的区域OL。由于重叠区域OL中的第一指状电极161与发射极区150具有相反的导电类型，因此会发生分流，并提供绝缘层180来防止这种分流。
在本实施例中，并且在该公开内容中其它处描述的实施例中，重叠区域OL的宽度可以描述为OL≤(M1-W1)/2。如上所述，绝缘层180可以位于发射极区150与基极电极（第一电极160和第二电极170）之间，以防止分流。然而，在发射极区150与基极电极之间发生分流的可能性会随着OL值增大而增大。为了最小化这种可能性，并防止光伏器件的效率降低，可以减小M1。例如，分流的可能性可以在M1<M2的条件下降低。
绝缘层180可以包括第一绝缘层181和第二绝缘层182。第一绝缘层181和第二绝缘层182可以形成在基极区140和发射极区150之上且第一电极160和第二电极170之下，从而防止具有相反导电类型的构成元件之间的分流。第一绝缘层181和第二绝缘层182可以包括通孔，第一电极160和第二电极170可以通过通孔分别直接接触基极区140和发射极区150。第一电极160可以通过通孔电连接至基极区140。第二电极170可以通过通孔电连接至发射极区150。
第一绝缘层181和第二绝缘层182可以形成为例如氧化硅（SiOx）层或氮化硅（SiNx）层。例如，第一绝缘层181可以形成为氧化硅层，并且第二绝缘层182可以形成为氮化硅层。在另一实施方式，第一绝缘层181可以形成为氮化硅层，并且第二绝缘层182可以形成为氧化硅层。第一绝缘层181和第二绝缘层182均可以形成为具有大约到大约的厚度。
在另一示例实施例中，第一绝缘层181可以形成为氧化硅（SiOx）层或氮化硅（SiNx）层，并且第二绝缘层182可以由聚酰亚胺形成。可替代地，第二绝缘层182可以由乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚碳酸酯（PC）形成。第一绝缘层181可以形成为具有大约到大约的厚度，并且第二绝缘层182可以形成为具有大约0.5μm到大约30μm的厚度。
在根据本示例实施例的光伏器件100中，发射极区150的宽度W2形成为大于基极区140的宽度，以增大短路电流Jsc。并且，为了减小串联电阻，第一电极160和第二电极170，具体是第一指状电极161和第二指状电极171形成为具有第一指状电极161与第二指状电极171之间的合适的宽度比C。当第一指状电极161与第二指状电极171的宽度比C不在预定范围内时，第一指状电极161和第二指状电极171之一或两者的电阻会增大，这会引起光伏器件100的总效率的降低。
现在将结合图3和图4描述根据本示例实施例的光伏器件100的第一指状电极161的宽度M1与第二指状电极171的宽度M2之间的比率C（C=M1/M2）。
图3示出用于解释宽度比C的概念性示意图。图4示出显示根据第一电极与第二电极的宽度比C（=M1/M2）的串联电阻R的曲线图。
尽管在图3中第一指状电极161和第二指状电极171的数目是2，但这仅仅是光伏器件100一部分的图示，并且第一指状电极161和第二指状电极171的数目不限于此。
图3中的参数如下。
Dn：第一指状电极161的宽度，Dn=M1
Dp：第二指状电极171的宽度，Dp=M2
Sn：基极区140的宽度，Sn=W1
Sp：发射极区150的宽度，Sp=W2
Nn：第一指状电极161的数目
Np：第二指状电极171的数目
L：第一指状电极161和第二指状电极171中每一个的长度，L>>Dn,Dp
W：光伏器件100的宽度
相应地，W=Sn×（基极区的数目）+Sp×（发射极区的数目）
单元间距：Sn+Sp
具有长度L的第一指状电极161的功率损耗Pn可以由方程（1）表示：
当第一指状电极161和第二指状电极171的数目相同时，即时，总功率损耗P可以由方程（2）表示：
然而，
光伏器件100的总功率损耗P可以由表示。此时，方程（2）的总功率损耗P可以由方程（3）表示：
在总结方程（3）时，得到方程（4）：
金属覆盖率k，即第一指状电极161和第二指状电极171与光伏器件100的第二表面的面积比可以由方程（5）表示：
针对串联电阻R求解方程（5）时，得到方程（6）：
当在方程（6）中用Dp＝CDn进行替换时，得到方程（7）：
基于方程（7），根据宽度比C值（M1/M2,Dn/Dp）的串联电阻R的值呈现在图4的曲线图中。参见图4，串联电阻R在C=1时具有最小值，如方程（8）所示，并且串联电阻R的曲线图关于C=1的点双侧对称。
在C=1时，
参见图4，第一指状电极161的宽度M1与第二指状电极171的宽度M2的比率C可以具有大约0.3到大约3.4的比率。如果宽度比C小于大约0.3或超出大约3.4，则从图4可以看出，串联电阻R会显著增大。也就是说，如果宽度比C超出大约0.3≤C≤3.4的范围，则串联电阻R会增大，使得光伏器件100的总效率会劣化。
在一实施方式中，第一指状电极161的宽度M1与第二指状电极171的宽度M2的比率C可以具有大约0.4到2.5的比率。考虑到以在C=1时填充因子（fill factor）的值为基础的填充因子下降率，宽度比C可以具有大约0.4≤C≤2.5的范围。这结合表1详细示出：
表1
C R(mΩ) F.F.drop(％)
0.1 3.142857 2.72
0.2 1.897861 1.64
0.3 1.478992 1.28
0.4 1.270997 1.1
0.5 1.16359 1.01
0.6 1.105569 0.96
0.7 1.070911 0.93
0.8 1.051474 0.91
0.9 1.051474 0.91
1 1.038961 0.9
1.1 1.042061 0.9
1.2 1.051474 0.91
1.4 1.070911 0.93
1.6 1.105569 0.96
2 1.16359 1.01
2.5 1.270997 1.1
3.4 1.478992 1.28
5 1.897861 1.64
10 3.142857 2.72
表1示出根据本示例实施例的光伏器件100中，根据宽度比C值的填充因子和串联电阻R。在根据本示例实施例的光伏器件100中，第一指状电极161和第二指状电极171形成为具有相同的宽度，并且包括具有大约35μm厚度和大约1500μm单元间距的铜。
参见表1，在具有大约1500μm单元间距的光伏器件100中，当C=1，即M1＝M2时，填充因子的下降率（F.F.drop）大约为0.9%。考虑到当C=1时F.F.drop的大约±10%的误差范围，C可以具有0.4≤C≤2.5的范围。
图5至图7示出根据其它示例实施例的光伏器件的示意性剖视图。
图5示出根据另一示例实施例的光伏器件500的示意性剖视图。
参见图5，根据本示例实施例的光伏器件500可以包括半导体衬底510、形成在半导体衬底510第一表面上的钝化层520和抗反射层530、形成在半导体衬底510第二表面中的基极区540和发射极区550、电连接至基极区540的第一电极560以及电连接至发射极区550的第二电极570。包括第一绝缘层581和第二绝缘层582的绝缘层580可以提供在基极区540和发射极区550与第一电极560和第二电极570之间。可替代地，基极区和发射极区可以形成在半导体衬底上。
在根据本示例实施例的光伏器件500中，基极区540和发射极区550可以形成为条纹图案并且彼此平行。发射极区550可以形成为具有大于基极区540的宽度的宽度。在一实施方式中，发射极区550的宽度W2可形成为大于基极区540的宽度W1，从而可以增大短路电流Jsc。
第一指状电极561中每一个的宽度M1可以大于基极区540的宽度W1。第二指状电极571中每一个的宽度M2可以小于发射极区550的宽度W2。第一指状电极561中每一个的宽度M1可以形成为大于基极区540的宽度W1。因此可以形成第一指状电极561与发射极区550重叠的区域OL。
第一指状电极561中每一个的宽度M1与第二指状电极571中每一个的宽度M2之间的比率C（C=M1/M2）可以在大约0.3到大约3.4的范围内。在一实施方式中，宽度比C可以在大约0.4到大约2.5的范围内。在一实施例中，宽度比C可以是大约1.0，使得第一指状电极561中每一个的宽度M1与第二指状电极571中每一个的宽度M2可具有基本相同的值。
根据本示例实施例的光伏器件500在光接收表面的形状方面不同于图2的光伏器件100。为了方便解释，现在在下文中将仅描述实施例之间的不同之处，而省略重复的描述。
半导体衬底510的第一表面可以有表面纹理。有表面纹理的半导体衬底510可以包括不平坦的图案，例如锥状或蜂巢状。有表面纹理的半导体衬底510具有增大的表面积，以便增大光吸收率，并降低反射率，从而提高光伏器件500的效率。
图6和图7示出根据其它示例实施例的光伏器件600和700的示意性剖视图。
参见图6，根据本示例实施例的光伏器件600可以包括半导体衬底610、形成在半导体衬底610第一表面上的钝化层620和抗反射层630、形成在半导体衬底610第二表面中的基极区640和发射极区650、电连接至基极区640的第一电极660以及电连接至发射极区650的第二电极670。绝缘层680可以位于基极区640和发射极区650与第一电极660和第二电极670之间。可替代地，基极区和发射极区可以形成在半导体衬底上。
在根据本示例实施例的光伏器件600中，基极区640和发射极区650可以形成为条纹图案并且彼此平行。发射极区650的宽度W2被形成为大于基极区640的宽度W1。由于发射极区650的宽度W2可以形成为大于基极区640的宽度W1，因此可以增大短路电流Jsc。
第一指状电极661中每一个的宽度M1可以大于基极区640的宽度W1。第二指状电极671中每一个的宽度M2可以小于发射极区650的宽度W2。第一指状电极661中每一个的宽度M1可以形成为大于基极区640的宽度W1。因此可以形成区域OL（在这里第一指状电极661与发射极区650重叠）。
第一指状电极661中每一个的宽度M1与第二指状电极671中每一个的宽度M2之间的比率C（C=M1/M2）可以在大约0.3到大约3.4的范围内。在一实施方式中，宽度比C可以在大约0.4到大约2.5的范围内。在一实施例中，宽度比C可以是大约1.0，使得第一指状电极661中每一个的宽度M1与第二指状电极671中每一个的宽度M2可具有基本相同的值。
根据本示例实施例的光伏器件600与图2的光伏器件100的不同之处在于，绝缘层680形成为单层。为了方便解释，现在将仅描述实施例之间的不同之处，而省略重复的描述。
绝缘层680可以形成在基极区640和发射极区650之上且第一电极660和第二电极670之下，从而防止具有相反导电类型的构成元件之间的分流。绝缘层680可以包括通孔，第一电极660和第二电极670通过通孔分别直接接触基极区640和发射极区650。第一电极660可以通过通孔电连接至基极区640。第二电极670可以通过通孔电连接至发射极区650。
绝缘层680可以由例如氧化硅SiOx层或氮化硅SiNx层形成。例如，绝缘层680可以形成为具有大约或更大的厚度。在由氧化硅层或氮化硅层形成的绝缘层680中可能形成针孔。在绝缘层680是单层的情况下，形成具有大约或更大厚度的绝缘层680会有助于避免在第一指状电极661与发射区650之间因形成在绝缘层680中的针孔而发生分流。
参见图7，根据本示例实施例的光伏器件700可以包括半导体衬底710、形成在半导体衬底710第一表面上的钝化层720和抗反射层730、形成在半导体衬底710第二表面中的基极区740和发射极区750、电连接至基极区740的第一电极760以及电连接至发射极区750的第二电极770。绝缘层780可以位于基极区740和发射极区750与第一电极760和第二电极770之间。可替代地，基极区和发射极区可以形成在半导体衬底上。
在其它构成元件与结合图6描述的光伏器件600的其它构成元件相同的同时，光伏器件700与图6的光伏器件600的不同之处仅在于半导体衬底710的第一表面的结构。
半导体衬底710的第一表面可以有表面纹理，并且可以包括诸如锥状或蜂巢状的不平坦的图案。有表面纹理的半导体衬底710可以增大表面积，以增大光吸收率，并且降低反射率，因此可以提高光伏器件700的效率。
图8A至图12示出制造根据示例实施例的光伏器件的方法的各阶段的示意性剖视图。图8A示出图8B的截面的透视图。
首先，可以准备半导体衬底810，例如硅晶圆。半导体衬底810可以掺有n型杂质或p型杂质。
参见图8A和图8B，可以在半导体衬底810的第二表面中形成基极区840和发射极区850。基极区840和发射极区850可以交替形成。例如，基极区840和发射极区850可以以条纹图案形成并且彼此平行。发射极区850的宽度W2可以大于基极区840的宽度W1，以增大短路电流Jsc。
基极区840可以掺有与半导体衬底810相同类型的杂质。发射极区850可以掺有与半导体衬底810不同类型的杂质。用于形成基极区840和发射极区850的杂质可以通过诸如离子注入方法或热扩散方法之类的方法掺入。
参见图9，可以由例如氧化硅SiOx层或氮化硅SiNx层形成第一绝缘层881。可以通过例如化学气相沉积（CVD）方法形成第一绝缘层881。第一绝缘层881可以形成为具有大约到大约的厚度。
参见图10，可以在第一绝缘层881中形成多个第一通孔H1。例如，在根据结合图9描述的工艺形成的第一绝缘层881上形成刻蚀防止层（未示出）之后，可以通过刻蚀未被刻蚀防止层保护的区域来形成多个第一通孔H1。
此外，在另一方法中，可以通过使用刻蚀浆来形成第一通孔H1。例如，可以通过丝网印刷方法在需形成第一通孔H1的位置处涂敷刻蚀浆。接着，可以通过执行热处理预定时间对第一绝缘层881的形成有刻蚀浆的部分进行选择性刻蚀，从而可以暴露基极区840的部分和发射极区850的部分。
参见图11，可以在第一绝缘层881上形成第二绝缘层882。第二绝缘层882可以包括诸如聚酰亚胺、EVA、PET或PC之类的材料。第二绝缘层882可以形成为具有大约0.5μm到大约30μm的厚度。在另一实施例中，第二绝缘层882可以由氧化硅SiOx层或氮化硅SiNx层形成。在此情形下，第二绝缘层821可以通过CVD方法形成为具有大约到大约的厚度。第二绝缘层882可以在与第一通孔H1对应的区域中包括相应的第二通孔H2。在第二绝缘层882包括诸如聚酰亚胺的材料时，可以涂敷聚酰亚胺，而留出与第二通孔H2相对应的区域未被涂敷。此时，聚酰亚胺可以涂敷在除了与第二通孔H2相对应的区域之外的其它区域的至少一部分上。在另一实施方式中，当第二绝缘层882包括氧化硅层或氮化硅层时，可以像结合图10所描述的那样形成第二通孔H2。
在本示例实施例中，形成包括第一绝缘层881和第二绝缘层882的绝缘层880的情形已结合图9至图11进行了描述。然而，绝缘层880可以形成为单层。作为单层的绝缘层880可以形成为氧化硅SiOx层或氮化硅SiNx层。绝缘层880可以形成为具有大约的厚度，以帮助防止由于针孔而产生分流。作为单层形成为氮化硅层或氧化硅层的绝缘层880中的通孔的形成与结合图10描述的相同。
参见图12，可以形成第一电极860和第二电极870。可以通过经丝网印刷而印刷包括诸如银（Ag）、金（Au）、铜（Cu）、铝（Al）、镍（Ni）等之类的元素的导电浆，然后烧制导电浆来形成第一电极860和第二电极870。
在另一实施例中，可以形成通过第一通孔H1和第二通孔H2与基极区840和发射极区850相接触的种子层（未示出）。第一电极860和第二电极870可以通过例如金属镀而形成在种子层上。
第一指状电极861中每一个的宽度M1可以大于基极区840的宽度W1。第二指状电极871中每一个的宽度M2可以小于发射极区850的宽度W2。第一指状电极861中每一个的宽度M1可以形成为大于基极区840的宽度W1。因此可以形成第一指状电极861与发射极区850重叠的区域OL。
第一指状电极861中每一个的宽度M1与第二指状电极871中每一个的宽度M2之间的比率C（C=M1/M2）可以在大约0.3到大约3.4的范围内。在一实施方式中，宽度比C可以在大约0.4到大约2.5的范围内。在一实施例中，宽度比C可以是大约1.0，使得第一指状电极861中每一个的宽度M1与第二指状电极871中每一个的宽度M2可具有基本相同的值。
虽然未示出，但半导体衬底810的第一表面可以有表面纹理。有表面纹理的半导体衬底810可以包括不平坦的图案，例如锥状或蜂巢状。可以通过执行例如各向异性刻蚀来形成不平坦的图案，所述各向异性刻蚀借由湿法刻蚀或使用等离子体的干法刻蚀。
此外，虽然未示出，但是可以在半导体衬底810的有表面纹理的第一表面上形成钝化层和抗反射层。钝化层可以形成为例如本征半导体层、掺杂半导体层、氧化硅层或氮化硅层。抗反射层可以形成为例如氧化硅层或氮化硅层。例如，抗反射层可以由化学气相沉积（CVD）方法形成。钝化层和抗反射层可以形成为单层，例如执行钝化和抗反射两种功能的氮化硅层。
形成钝化层和抗反射层的工艺可以在执行根据图8A的工艺之前、在执行根据图12的工艺之后或者在结合图8A到图12所描述的工艺期间执行。
通过总结和回顾，光伏器件可以具有在作为光接收表面的前表面以及后表面中每个处提供电极的结构。当在前表面处提供电极时，光接收面积减小与电极的面积一样多的面积。为了避免这种光接收面积的减小，可以使用背接触结构（其中电极仅提供在后表面上）。
如上所述，在根据各实施例的光伏器件中，发射极区可以形成为具有大于基极区的宽度的宽度，从而可以提高短路电流，第一指状电极与第二指状电极之间的宽度比C位于大约0.3到大约3.4的范围内，例如大约0.4到大约2.5的范围内，使得可以减小由于第一电极和第二电极的串联电阻而导致的功率损耗，并且光伏器件的总效率可以随着填充因子的增大而得以提高。此外，由于可以增大半导体衬底的第二表面上由第一金属电极和第二金属电极所占的面积，因此可以引起光的反射，从而可提高短路电流。
相应地，在如上所配置的光伏器件中，即使当单元间距被形成为较小，以延长载流子的寿命，即减小载流子的消亡时，也可以减小第一电极和第二电极的串联电阻，并且可以增大填充因子和短路电流，从而可以提高光伏器件的效率。
这里已公开了示例实施例，并且尽管采用了特定术语，但是这些术语仅以其广义和描述性意义来使用和解释，而不用于限制的目的。在某些情况下，对本领域普通技术人员来说明显的是，自提交本申请之时起，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元素可以单独使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元素结合使用，除非明确做出相反指示。相应地，本领域技术人员将理解，可以在不背离所附权利要求所记载的本发明的精神和范围的情况下做出形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种光伏器件，所述光伏器件包括：
衬底，所述衬底具有基极区和发射极区，所述基极区具有第一宽度，并且所述发射极区具有第二宽度；
与所述基极区相接触并电连接至所述基极区的第一电极，在所述第一电极覆在所述基极区上的位置所述第一电极具有第三宽度，所述第三宽度大于所述第一宽度，使得所述第一电极在所述基极区的至少一侧处悬垂在所述基极区上；以及
与所述发射极区相接触并且电连接至所述发射极区的第二电极，在所述第二电极覆在所述发射极区上的位置所述第二电极具有第四宽度，所述第三宽度与所述第四宽度的比率为大于等于0.3并小于1.0。
2.根据权利要求1所述的光伏器件，其中所述第三宽度与所述第四宽度的比率为大于等于0.4并小于1.0。
3.根据权利要求1所述的光伏器件，其中：
所述衬底包括多个基极区和多个发射极区，所述多个基极区和所述多个发射极区被布置为交替的条纹，
所述第一电极包括多个第一部分，所述第一电极的多个第一部分分别对应于所述多个基极区，并且
所述第二电极包括多个第一部分，所述第二电极的多个第一部分分别对应于所述多个发射极区。
4.根据权利要求3所述的光伏器件，其中：
所述第一电极的第一部分中的每一个具有上部分和下部分，所述上部分具有所述第三宽度，并且所述下部分具有小于所述第三宽度的第五宽度，所述第五宽度对应于所述下部分与对应的基极区的接触界面，并且
所述第二电极的第一部分中的每一个具有上部分和下部分，所述上部分具有所述第四宽度，并且所述下部分具有小于所述第四宽度的第六宽度，所述第六宽度对应于所述下部分与对应的发射极区的接触界面。
5.根据权利要求3所述的光伏器件，其中所述第一电极的第一部分通过所述第一电极的第二部分连接，并且所述第二电极的第一部分通过所述第二电极的第二部分连接。
6.根据权利要求3所述的光伏器件，其中所述第一电极的第一部分与所述第二电极的第一部分交替布置。
7.根据权利要求1所述的光伏器件，其中所述基极区掺有第一导电类型的杂质，所述发射极区掺有第二导电类型的杂质，并且所述衬底掺有与所述基极区相同的导电类型的杂质。
8.根据权利要求1所述的光伏器件，其中所述基极区和所述发射极区形成在所述衬底中，或者所述基极区和所述发射极区形成在所述衬底上。
9.根据权利要求1所述的光伏器件，其中所述第一电极的悬垂在所述基极区上的侧部也与相邻的发射极区的一部分重叠。
10.根据权利要求9所述的光伏器件，其中所述第二宽度大于所述第一宽度。
11.根据权利要求9所述的光伏器件，所述光伏器件进一步包括介于所述第一电极的所述侧部与相邻的发射极区的所述一部分之间的绝缘层。
12.根据权利要求11所述的光伏器件，其中所述绝缘层包括第一层和第二层。
13.根据权利要求12所述的光伏器件，其中所述第一层和所述第二层由不同的材料形成。
14.根据权利要求13所述的光伏器件，其中所述第一层由氧化硅或氮化硅形成，并且所述第二层由聚合物形成。
15.根据权利要求14所述的光伏器件，其中所述第一层具有到的厚度，并且所述第二层具有0.5μm到30μm的厚度。
16.根据权利要求12所述的光伏器件，其中所述第一层由氧化硅或氮化硅形成，并且所述第二层由氧化硅或氮化硅形成。
17.根据权利要求16所述的光伏器件，其中所述第一层具有到的厚度，并且所述第二层具有到的厚度。
18.根据权利要求11所述的光伏器件，其中所述绝缘层是具有或更大厚度的单层。
19.根据权利要求12所述的光伏器件，其中所述第一电极通过所述绝缘层中的接触孔接触所述基极区，并且所述第二电极通过所述绝缘层中的另一接触孔接触所述发射极区。
20.根据权利要求1所述的光伏器件，其中所述衬底的与所述第一电极和所述第二电极相对的前表面上具有钝化层，所述钝化层由掺杂的非晶半导体材料形成。
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