CN116368626B - 光伏设备和用于制造光伏设备的方法 - Google Patents

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Abstract

在本发明中，公开了一种制造叉指背接触(IBC)光伏设备(1)的方法，该方法包括以下步骤：提供作为n型或p型掺杂的第一型掺杂的衬底(2)；在背侧(2b)上实现半导体掺杂结构(6)，该半导体掺杂结构包括第一型掺杂的单独掺杂层部分(6’)和第二型的半导体掺杂结构(6”)；在半导体结构(6)的顶部上实现导电层(100)；在导电层(100)上实现具有接触孔(14b)和隔离孔(14c)的图形化隔离抗蚀剂层(14)；进一步将多个导电垫(16、16’)施加到接触孔(14b)；以及蚀刻导电层(100)直到第二型掺杂层(6”)以实现沟槽(20)，从而将第一型电荷收集结构(F1)与第二型电荷收集结构(F2)电气性隔断。本发明还提供了一种根据所公开的制造方法制造的叉指背接触(IBC)光伏设备(1)。本发明还涉及一种包括至少两个叉指背接触(IBC)光伏设备(1)的光伏***。

Description

光伏设备和用于制造光伏设备的方法
技术领域
本发明涉及光伏设备领域。更具体地，本发明涉及一种由晶体硅制成的光伏设备，该光伏设备具有叉指背接触(interdigitated back contact，IBC)类型的背接触，在该背接触中，收集材料被图形化，从而设备在设备的背侧包括两种类型的接触。本发明还涉及一种用于生产这种光伏设备的低成本方法。
本发明的特别有利的应用是用于低成本生产用于产生电能的高效光伏电池，但更一般地，本发明也适用于将入射辐射转换为电信号的任何类似的设备，诸如光电探测器和电离辐射探测器。
背景技术
叉指背接触硅太阳能电池(IBC)虽然效率很高，但由于叉指背接触硅太阳能电池的高度复杂的加工过程而存在困难。实际上，IBC设备的实现需要以非常高的精度将半导体p型和n型接触以及相应的导电接触结构局部化或图形化为叉指状的交替结构。现有技术中已知的大多数技术都依赖于使用复杂且昂贵的工艺。已知实现交替的p型和n型结构的各种方法。这些方法可以基于局部化扩散方法、机械掩膜工艺或甚至是对非局部化沉积进行部分回蚀刻的光刻工艺。
最近，在基于异质结接触的晶体硅IBC电池中已经证明了最高的效率。
例如在以下出版物中描述了示例：
-《Interdigitated Back Contact Silicon Heterojunction Solar Cells》，J.C.Stang，Thesis TU Berlin 2018；
-《Efficient interdigitated back-contacted silicon heterojunctionsolar cells》，N.Mingirulli等人，Phys.status solidi-Rapid Res.Lett.，vol.5，nr.4，pp.159-161，Apr.2011；
-《The role of back contact patterning on stability and performance ofSi IBC heterojunction solar cells》，U.K.DAS等人，第40届IEEE光伏专家会议论文集，2014，vol.1；
文献US6274402B1描述了需要两个图形化步骤的设备的典型示例，并且该文献基于n指状部和p指状部之间的绝缘层。US6274402B1中所描述的设备的制造工艺复杂且昂贵。
过去已经进行了多次尝试来降低IBC-HJT设备的成本。例如，在文献EP1519422B1中，已经提出了仅图形化第一硅层，该第一硅层是n掺杂层或p掺杂层，即电子或空穴收集结构。在这些设备中，第二类型的第二硅层沉积在图形化的电荷收集结构的顶部上。由此产生的设备被称为“隧道结IBC-HJT设备”。与其中两种类型的电荷收集器必须被图形化的技术相比，这种工艺流程使得工艺更简单，因为相对于第一硅层的掺杂类型具有相反掺杂类型的第二硅层形成自对准的收集结构。尽管这种设备的制造工艺比其中两种电荷载流子收集类型都被结构化的制造工艺(例如在US6274402B1种所描述的设备的情况下)简单，但实现接触结构的结构化和对准工艺仍然复杂并且实现起来昂贵。
用于实现IBC型或IBC-HJT设备的接触结构的已知工艺例如基于电镀工艺，需要多个工艺步骤，如US9362426所示。这种工艺冗长且昂贵，并且在目前的知识水平下不会更简单和更便宜。
文献US2015/0280029描述了一种背接触、背结太阳能电池，其中，结由P和N界面形成。结是高度复合的区域，必须通过在P区域和N区域之间形成沟槽来去除。沟槽必须在背侧处的硅(Si)层中实现，并且需要实现沟槽的钝化以保持高效率。必须对有源半导体执行随后的金属化步骤，并且金属层随后必须被图形化并被隔离在P区域和N区域之间。优选地使用化学蚀刻来将金属层图形化和将Si层图形化。Si沟槽形成、掩膜、蚀刻、接触开口、金属隔离以形成IBC电池的顺序是乏味且复杂的过程。
另一文献US2019/237608A1描述了实现IBC太阳能电池的工艺。US2019/237608A1中所描述的工艺很复杂，有4到6个不同的蚀刻步骤。每个蚀刻步骤意味着图形化抗蚀剂层的沉积、非保护层的蚀刻工艺以及例如通过剥离来去除抗蚀剂。因此，由于更高的操作成本和产量的降低，多个步骤显著增加了太阳能电池成本，并且不能够使得提供廉价和有效的IBC设备。
因此，需要一种更简化的工艺来实现导电接触结构，该导电接触结构应该更便宜，同时确保高可靠性和可能的提高的效率。
发明内容
本发明涉及一种光伏设备，该光伏设备使得能够减轻现有技术的缺点。特别地，本发明使得能够通过使用导电层以及使用导电化合物或膏状物触点来显著简化IBC太阳能电池的背端部工艺流程，其中，图形化叉指导电接触结构通过仅一个包括至少两种不同类型的孔的树脂掩膜层的沉积、接触垫的局部化沉积和一种蚀刻工艺来实现。特别地，永久保留在太阳能电池上的树脂层的多重功能使得能够极大简化背端部工艺流程。
在第一方面，本发明通过一种用于制造叉指背接触(interdigitated backcontact，IBC)光伏设备的方法来实现，该叉指背接触光伏设备包括衬底，该衬底限定平面(X-Y)以及平行于平面(X-Y)的纵向方向(A-A)和横向方向(B-B)，横向方向与纵向方向(A-A)正交，该方法包括以下步骤(A至E)：
步骤A：提供作为n型或p型掺杂并且具有前侧和背侧的第一型或第二型掺杂的衬底，并且在背侧上实现半导体结构，该半导体结构包括第一型掺杂的单独掺杂部分和第二型的掺杂半导体结构，以提供交替电荷类型的半导体触点。第二型是不同于第一型的另一种类型；
步骤B：在掺杂半导体结构的顶部上实现导电层；
步骤C：在导电层上实现具有背表面的图形化隔离抗蚀剂层，使得所形成的抗蚀剂层包括抗蚀剂部件和抗蚀剂孔；
步骤D：将多个导电垫施加到抗蚀剂层上，并且使得导电垫填充抗蚀剂孔，从而使导电垫与导电层电接触。此外，通过填充抗蚀剂孔，导电垫在接下来的蚀刻步骤中保护下面的导电层免受化学侵蚀；
步骤E：在由隔离抗蚀剂层中的孔限定的区域中蚀刻导电层以形成沟槽，以将第一型电荷收集结构F1与第二型电荷收集结构F2电气性隔断。通过将导电层和多个导电垫电气性隔断的沟槽，形成第一型电荷收集结构F1和第二型电荷收集结构F2，该沟槽在所述背表面到至多所述半导体结构的背表面之间延伸。
通过步骤D实现的导电垫还可以从抗蚀剂孔中突出，并且通过在表面的上方突出和/或沿抗蚀剂的X和/或Y方向从孔中突出而便于与带或导线接触，所述带或导线用于将相同极性的单独接触垫相互连接并且位于一个太阳能电池的一个极性的触点和第二个太阳能电池的相反极性的接触垫之间。这些导电垫还用作保护垫，以避免孔下面的导电层例如在进一步加工实现蚀刻工艺期间受到化学或物理侵蚀。
本发明提出的用于建立单独的导电接触结构的工艺使得能够仅使用4个主要工艺步骤，即沉积导电层或堆叠层、沉积隔离抗蚀剂层、沉积接触垫和蚀刻步骤，以隔断不同类型的触点并提供太阳能电池。即使没有详细提及，也包括附加步骤，如树脂层的干燥和/或固化，以及化学蚀刻工艺中使用的冲洗和干燥步骤。
此外，本发明的方法基于隔离抗蚀剂层的低成本沉积。隔离抗蚀剂层的沉积可以例如通过丝网印刷或喷墨印刷来完成。
在实施例中，隔离抗蚀剂层可以例如是树脂、漆、可印刷的热塑性聚合物等。隔离抗蚀剂层可以是不透明的，或在至少某个预定的波长范围内至少部分地透明或至少部分地反射。
此外，隔离抗蚀剂层保证导线或导电带的电气性隔断，导线或导电带用于将第一电池上的一个极性的垫和/或一个电池的一个极性的接触垫与第二电池的接触垫相互连接，该第二电池的接触垫对于并联连接具有相同的极性，或对于串联连接具有相反的极性。
此外，隔离抗蚀剂层通过防止导线或带与下面的导电层之间的电气接触来保证用于将一个极性的垫与相反极性的垫相互连接的导线或导电带的电气性隔断。
在实施例中，导电层包括至少一个透明导电氧化物层或至少一个金属层或它们的组合。
在实施例中，导电层的透明导电氧化物(TCO)层由以下材料中的一种的导电氧化物制成：锌(Zn)、锡(Sn)、铟(In)、钨(W)或它们的组合。为了获得更高的导电性，这些金属氧化物可以掺杂如铝、硼、镓、氟的掺杂剂。
在实施例中，至少一个金属层的材料选自：铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、锌(Zn)、锡(Sn)、铬(Cr)、铍(Be)、金(Au)或它们的合金。
导电层或堆叠层可以通过蒸发、溅射或其他已知的使用等离子体辅助沉积方法(如电子束、离子镀、(PE)-CVD沉积或它们的组合)的化学或物理工艺来沉积。
在实施例中，导电垫的材料包括导电化合物或膏状物。
导电垫优选地由导电化合物制成，导电化合物包括以下材料中的至少一种：锡(Sn)、银(Ag)、铟(in)、铋(Bi)、铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)。导电化合物可以例如是焊膏、低温或高温烧结膏、导电聚合物(例如填充有金属颗粒的环氧树脂或硅基)等。可以例如通过丝网印刷或喷墨印刷或使得能够局部地沉积导电化合物的其他方法来沉积导电垫。
在实施例中，方法可选地包括步骤F，该步骤包括通过填充至少沟槽在光伏设备的背侧上实现隔离层。
在实施例中，方法可选地包括步骤G，该步骤包括实现由隔离抗蚀剂层中的孔限定的多个附加开口。附加开口的横向尺寸可以小于10μ0(例如2μ例)，并且附加开口具有沿开口的长度限定的纵向尺寸，该纵向尺寸可以与衬底的宽度一样大。开口可以具有任何形式，如圆形、椭圆形、正方形、六边形或星形孔、长沟槽或甚至不同形式的组合。
在隔离抗蚀剂和导电层中提供孔使得能够提供可以是双面太阳能电池的太阳能电池。例如，当使用例如在太阳能电池模块中封装之后布置的诸如白色后箔的高效背反射器时，这种孔还可以改善太阳能电池的电流的增加。通过使用小开口，孔中的蚀刻速率可以较慢，这使得能够在孔中仅蚀刻金属，而不蚀刻或不完全蚀刻TCO层。保持整个TCO层完整使得能够在一侧上提供有效的电载流子收集，同时提供足够的开口以确保太阳能电池的双面性和/或背反射。
在实施例中，方法包括步骤H，该步骤包括通过相应的导电带和/或导线连接导电垫。
这些导体用于将光伏设备上相同极性的导电垫或触点相互连接。这些导体还可以用于将第一设备的具有第一极性的导电触点与第二电池的具有第二极性的导电触点相互连接，以进行串联相互连接。这些导体还可以用于将第一设备的具有第一极性的接触垫与第二电池的具有第一极性的导电触点相互连接，以进行并联相互连接。
在第二方面，本发明通过叉指背接触(IBC)光伏设备来实现，所述叉指背接触(IBC)光伏设备具有第一型电荷收集结构和第二型电荷收集结构。光伏设备包括衬底，该衬底包括限定前表面和与前表面相对的背表面的半导体结构，半导体结构在衬底的背侧上包括第一型掺杂半导体结构和第二型掺杂半导体结构，该第一型掺杂半导体结构包括多个n掺杂或p掺杂部分，该第二型掺杂半导体结构是不同于第一型掺杂结构的另一种掺杂类型的结构。
光伏设备还包括布置在半导体结构上的堆叠层。堆叠层包括：
-导电层，该导电层布置在半导体结构上；
-图形化隔离抗蚀剂层，该图形化隔离抗蚀剂层布置在导电层上，该图形化隔离抗蚀剂层包括接触孔和隔离孔，导电垫设置在抗蚀剂层上并且设置在接触孔中，其中，接触垫电气接触导电层并且能够从接触孔中伸出。
在光伏设备中，沟槽设置在导电层中以将第一型电荷收集结构F1与第二型电荷收集结构F2隔断。通过在隔离层中实现的孔的隔离来限定沟槽。沟槽具有从图形化隔离抗蚀剂层的背表面延伸到第一型或第二型掺杂半导体结构的深度。
在实施例中，导电层包括至少一个透明导电氧化物(TCO)层或至少一个金属层或它们的组合。
在实施例中，沟槽包括堆叠层的不同层的连续的开口。
在实施例中，至少一个透明导电氧化物(TCO)层中的开口的横向宽度小于导电层中的层的横向宽度中的任一个。
在实施例中，至少一个透明导电氧化物(TCO)层中的开口的横向宽度大于导电层中的层的横向宽度中的至少一个。
在实施例中，导电层在至少一个透明导电氧化物(TCO)层上包括金属层、第二金属层、附加金属层中的至少一个。
在实施例中，附加金属层与至少一个透明导电氧化物(TCO)层接触。
在实施例中，至少一个透明导电氧化物层中的开口的横向宽度小于导电层中的层的开口的横向宽度中的至少一个。
在实施例中，附加金属层中的孔的横向宽度小于至少一个金属层中的孔的横向宽度。
在实施例中，利用IBC光伏设备实现本发明，其中，半导体结构提供与晶体硅衬底的异质结接触。
在实施例中，本发明是一种隧道结异质结型IBC光伏设备，其中，第一型掺杂半导体结构局部地沉积在电池的背侧，第二型掺杂半导体结构通过至少部分地覆盖第一型掺杂半导体结构而沉积在设备的背侧。利用该工艺，在第一型和第二型掺杂半导体结构的接触区域中建立隧道结。
在实施例中，附加保护层至少在将第一型电荷收集结构F1与第二型电荷收集结构F2隔断的沟槽的区域中沉积在树脂层的顶部上。在本发明的有利实施方式中，保护层沉积在光伏设备的整个背侧上，该保护层的厚度使得能够经由保护层实现接触垫的电贯穿接触。保护层可以是例如SiN层。
在实施例中，叉指背接触IBC光伏设备1包括多个开口，多个开口从抗蚀剂层背表面延伸到导电层中的至少预定深度d2，开口沿方向x、y具有介于2μm和晶片衬底的总体尺寸之间的横向尺寸，并且可以具有任何形式，如圆形、椭圆形、正方形、六边形或星形孔、长沟槽或甚至不同形式的组合。
在实施例中，至少两个叉指背接触(IBC)光伏电池通过导体相互连接。第一电池的第一类型的导电垫连接到第二电池的第一类型的导电垫以进行并联相互连接，或第一电池的第一类型的导电垫连接到第二电池的第二类型的导电垫以进行串联相互连接。
附图说明
现在将参照附图描述本发明，在附图中：
-图1示出了根据本发明的所实现的结IBC设备的透视图。为了清晰起见，图中已经移除了硅晶片纹理，但在实际的设备中显然存在硅晶片纹理。图1和图6示出了电触点以及电荷收集指状部在本发明的设备的背侧处的隔离层的水平平面中的投影。
-图2示出了在半导体接触结构的顶部上的堆叠层上实现图形化隔离抗蚀剂。
-图3示出了沉积到树脂孔14b中并且沉积在图2的图形化隔离抗蚀剂上的导电化合物。在图3和图4a至图4d中，第二电荷型收集指状部被示出为虚线，因为第二电荷型收集指状部位于不同于图3、图4中的平面的平行平面中。
-图4a至图4d示出了根据本发明的设备的实施例的竖直横截面。
-图5示出了具有填充至少所实现的沟槽的附加绝缘层的本发明的可选版本。
-图6示出了根据本发明的设备的背侧的俯视图，并且示出了面向n型和p型电荷收集器的导电垫的水平布局。图6示出了电荷收集指状部在根据本发明的设备的背侧处的隔离层的水平平面中的投影。
-图7示出了根据图3的设备沿如图6所示的包括隧道结的横向(B-B)横截面的竖直横截面。
-图8示出了包括隧道结的设备的横向和竖直横截面，并且示出了布置在导电垫上的导线的对准。
-图9示出了包括孔阵列的隔离抗蚀剂层。
-图10示出了在本发明的设备的隔离抗蚀剂层中具有孔的设备的横向竖直横截面。
-图11示出了包括在蚀刻之后所实现的附加孔的设备版本的横截面。
-图12至图14示出了本发明的设备的多层结构中孔横截面的典型变型。
具体实施方式
本发明将根据特定实施例并且参照某附图进行说明，但是本发明不限于该特定实施例或附图。所描述的附图仅为示意性的并且为非限制性的。在附图中，一些元件的尺寸可被放大并且出于说明的目的而不以比例绘出。尺寸和相对尺寸不对应于本发明的实际实施。
应当注意，说明书和权利要求书中的术语“包括”不应当被解释为限制于其后列出的装置，即不排除其他元件。
在整个说明书中，对“实施例”的引用是指在本发明的至少一个实施例中包括关于实施例描述的特征、结构或特性。因此，在整个说明书的各个地方出现的措词“在实施例中”或“在变型中”不一定都是指同一实施例，而是指多个实施例。此外，特征、结构或特性在一个或多个实施例中可以以任何适合的方式组合，这对于本公开的技术人员来说是显而易见的。类似地，为了使本公开更容易地阅读并提高对各种发明方面中的一个或多个方面的理解，本发明的各种特征有时被组合在单个实施例、附图或描述中。此外，尽管下文描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但不包括其他特征，但是如果不同的实施例意味着在本发明的范围内并且来自不同的实施例，则包括特征的组合。例如，任何要求保护的实施例都可以以任何组合使用。还应当理解，本发明可以在没有所阐述的众多具体细节中的一些细节的情况下实施。在其他情况下，为了不模糊对描述和/或附图的理解，并非所有结构都被详细示出。
本文中的水平平面被限定为与衬底3的面平行的X-Y平面。“水平横截面”一词是指X-Y平面中的横截面。这里的“竖直”一词是指垂直于衬底，并且限定了Z-轴线。竖直横截面是包括了垂直轴线Z的X-Z或Y-Z平面中的横截面。径向方向是指限定在水平横截面中的方向。横向方向被限定在水平平面中的X和/或Y方向上。
纵向方向被限定为大致沿导线长度的方向，导线不一定是直导线，而是可以具有正弦形状或包括曲线或阶梯。横向方向被限定为与纵向方向正交的方向。导线主要沿纵向方向延伸，因此沿纵向方向(附图中的A-A)的延伸比沿横向方向(附图中的B-B)的延伸大得多。
宽度被限定为结构的横跨水平平面中的虚拟线的宽度，宽度也被限定为直径。本文中的厚度被限定为沿竖直Z方向的厚度。
本文中使用的术语“全区域层”被限定为沉积在例如整个衬底3的整个表面上的层。
本文中的术语“接触孔”用于限定被构造成引入用于电接触目的的导电层的至少一部分的孔。
术语“隔离孔”是指用于隔离相邻的导电层或导电层部分的孔。
术语“开口的横向宽度”被限定在水平X-Y平面中，并且垂直于该开口的长度。开口的纵向宽度是指在开口的长度中限定的宽度，该长度垂直于该横向宽度限定。
本发明提供了一种IBC太阳能电池1，诸如晶体硅IBC光伏设备，该晶体硅IBC光伏设备尤其是在大批量生产机器中可以以低成本工艺制造。本文中所描述的IBC电池还包括具有隧道结的IBC电池。
在第一方面，本发明通过一种用于制造叉指背接触(interdigitated backcontact，IBC)光伏设备1的方法来实现，该叉指背接触光伏设备包括衬底2，该衬底限定平面(X-Y)以及平行于平面(X-Y)的纵向方向(A-A)和横向方向(B-B)，横向方向与纵向方向(A-A)正交，该方法包括以下步骤(步骤A至E)：
步骤A：提供作为n型或p型掺杂并且具有前侧2a和背侧2b的第一型或第二型掺杂的衬底2，并且在背侧2b上实现半导体层，该半导体层还被限定为半导体结构6，该半导体结构包括第一型掺杂的单独掺杂层部分6’和第二型(第二型是不同于第一型的另一种类型)的掺杂半导体层部分6”，以使得能够形成交替类型的半导体触点。半导体结构6具有底部表面6a和顶部表面6b，该顶部表面与该底部表面6a相对。
步骤B：在掺杂半导体结构6’和6”的顶部上实现导电层100；
图2所示的步骤C：在导电层100上实现具有背表面140的图形化隔离抗蚀剂层14，使得所形成的抗蚀剂层包括抗蚀剂部件14a和抗蚀剂孔14b、14c；
图3所示的步骤D：将多个导电垫16、16’施加到抗蚀剂层14上，并且使得导电垫16、16’填充抗蚀剂孔14b，从而使导电垫与导电层100电接触。图3将第二型导电垫16’示出为投影到图1的平面上的虚线。实际上，第二型导电垫16’位于不同于图3、图4a至图4d的平面的平行平面中。如图4a所示，第一型和第二型电荷收集结构F1、F2被限定为堆叠层，该堆叠层包括导电垫16、16’和位于导电垫16、16’下方的层，第一型和第二型电荷收集结构还被限定为电荷收集指状部。换言之，电荷收集结构F1、F2是结构化导电层100与接触垫的组合。图6示出了俯视图，并且通过注意到第二型指状部F2不在由图6的A-A截面限定的平面中，以及第二型指状部通过第二型电荷收集区域IS2’的所示的虚线部分与该平面隔断，从而使得图3、图4的这种表示更加清楚；
图4a至图4d所示的步骤E：在由隔离抗蚀剂层14中的孔14c限定的区域中蚀刻导电层100，以将第一型电荷收集区域IS1与第二型电荷收集区域IS2电气性隔断。导电层100的蚀刻以不超过半导体结构6的顶部6b的方式进行，即所实现的沟槽20不延伸到半导体结构6中，这与现有技术的设备(诸如在本文背景技术段落中评论的例如D1中所描述的)相反。
对于IBC电池的不同变型，进一步详细描述所实现的沟槽20的定位。
必须注意，本发明的工艺不需要在沟槽20的表面上的钝化层或任何其他层，这与一些现有技术的设备(诸如US2015/0280029中所描述的设备)相反。本发明的工艺提供了一种相当简单的工艺，该工艺还使得能够进行更精确的蚀刻和制造可靠的设备。实际上，单独化的导电接触结构的实现仅需要4个主要工艺步骤，即沉积导电层或堆叠层、沉积隔离抗蚀剂层、沉积接触垫和蚀刻步骤，以隔断不同类型的接触并提供太阳能电池。优选地，工艺通过实现附加步骤来完成，该附加步骤诸如树脂层的干燥和/或固化以及化学蚀刻工艺中使用的冲洗和干燥步骤。
在图5所示的变型中，附加绝缘层50可以被布置到电池上，并且至少部分地填充所实现的沟槽20。
在进一步描述的变型中，导电层100可以是导电层8、10、11、12的堆叠层。
例如，导电层100可以包括透明导电氧化物层8，和/或被限定为第一金属层的金属层10，和/或第二金属层12。在变型中，导电层100可以包括多于3个的不同的层。例如，导电层可以包括至少一个附加金属层11，该至少一个附加金属层被布置在透明导电氧化物层8和第二金属层12之间。不同的层可以具有不同的厚度。
沟槽20的深度d20至多等于隔离层14的厚度d14和导电层的厚度d100之和：d最大≤d14+d100。这与现有技术的方法相反，例如在US2015/280029A1中所描述的设备中，其中，沟槽的深度延伸到衬底的掺杂硅部分中。
在有利的实施例中，沟槽20可以具有与圆柱形或圆锥形不同的形状。沟槽20可以包括限定在不同的水平平面X-Y中的阶梯，阶梯各自具有不同横截面。图12、图13、图14示出了由导电层8、10、12和隔离层14的不同相邻孔20’、20”、20”’、20””形成的阶梯形沟槽20的可能的示例。例如，在图12所示的实现中，隔离层和导电层中的孔20’、20”、20”’、20””的沿X方向限定的横向宽度A1至A4从隔离层14到半导体结构6的顶部表面6b减小。
在图13所示的另一示例中，导电层11的开口20v的横向宽度A5小于导电层10的开口20”’的宽度A3。这种尺寸减小的孔20v可以有助于避免导电层10和硅层6之间的直接接触。这种特征特别有利于避免导电层10的如铝或铜的金属离子扩散到硅层6中。
类似地，在另一实施例中，TCO层8在孔20””中具有较小的横向宽度，以避免金属离子从导电层10扩散到硅层6中。
层14、12、10、8的形成沟槽20的单独的孔20’、20”、20”、20’v都不是必须具有直的竖直壁。
在变型中，根据步骤D实现的导电垫16、16’还可以从抗蚀剂层14的接触孔14b中突出，并且通过在背表面140的上方突出和/或沿抗蚀剂层14的X和/或Y方向从孔中突出而便于与带或导线18、18’接触，该带或导线用于将相同极性的单独接触垫相互连接并且位于一个太阳能电池的一个极性的触点和第二个太阳能电池的相反极性的接触垫之间。这些导电垫16、16’还用作保护垫，以避免接触孔14b下面的导电层例如在进一步加工实现蚀刻工艺期间受到化学或物理侵蚀。
衬底2可以在每一侧2a、2b包括缓冲层4、4’。这些缓冲层4、4’用作硅衬底2上的钝化层，以减小硅表面的复合率。可以选择这些缓冲层4、4’并使其适于这些缓冲层的特定任务。例如，沉积在太阳能电池的前侧上的缓冲层4’可以具有高透明度T(在电磁波谱的可见光和/或红外部分中T>60％或T>80％)。前侧的缓冲层4’不必需要高的载流子转移效率。为此，例如，可以使用氢化非晶硅a-Si:H、氢化SiO、SiC、SiN或AlOx层。这样的层通常是本征的或仅轻微掺杂以获得最有效的钝化效果。在后侧上，有利地，可选的缓冲层4可以是高度透明的钝化层，该高度透明的钝化层还可以有效地转移电荷。为此，本征非晶硅层是优选的选择。在变型中，仅可以使用轻微掺杂的氢化非晶硅层，但原则上，可以提供上述特征的任何层都可以用于此目的。轻微掺杂的氢化非晶硅意味着掺杂浓度低于1019cm-3。
在IBC设备1的前侧(即入射光侧)上，附加第二层40可以沉积在缓冲层4’的顶部上，以通过减少光在光伏设备和光伏设备的周围材料之间的界面处的反射来进一步提高设备的效率。
相反极性的半导体接触结构可以通过不同的工艺来建立，如局部化扩散、全表面掺杂工艺以及使用可移除掩膜或通过激光移除的后局部化化学或物理回蚀刻。
此外，掺杂硅层的局部化沉积可以用于实现交替类型的半导体接触结构。
后一种技术的有利变型可以通过第一型掺杂的半导体结构6’的局部化沉积和至少部分地覆盖第一掺杂型结构6’的第二型掺杂的半导体层6”的非局部化沉积，以及在结构6’和层6”之间的接触表面处建立隧道结来实现。这些结构由非晶硅和/或纳米晶体硅组成。
图形化隔离或抗蚀剂层14的沉积必须相对于交替的半导体结构6’、6”对准。可以通过使用单独的图形结构作为对准标记或通过用半导体结构6’、6”中的任何一个建立的附加基准标记来进行对准。图形化隔离抗蚀剂层14可以通过丝网印刷、喷墨印刷、移印印刷或类似的方法沉积。图形化隔离抗蚀剂层14具有1μm至100μm的典型厚度d14。
如图1、图5、图6所示，沟槽20将第一型电荷收集区域IS1与第二型电荷收集区域IS2隔断。沟槽20可以具有任何水平(X-Y)横截面，诸如矩形或椭圆形横截面，并且可以具有均匀的宽度。沟槽20还可以由至少4个连续的沟槽形成，这些沟槽可以具有不同的宽度。
将第一型电荷收集区域IS1与第二型电荷收集区域IS2隔断的沟槽20提供了这些区域IS1、IS2的形状的宽的设计灵活性。在图1至图11所示的示例性设计中，第一型电荷收集区域IS1包括3个第一型电荷收集指状部F1，例如n型电荷收集结构，每个第一型电荷收集指状部包括导电垫16，图1示出了这种第一型电荷收集区域(也被限定为第一型电荷收集岛IS1(n型或p型))中的6个。表面的通过沟槽20与第一型电荷收集区域IS1隔断的其余部分是另一种类型的p型或n型，并且构成第二型电荷收集区域IS2。换言之，多个第一型电荷收集区域IS1中的每一个包括至少一个电荷收集结构，以收集电子或空穴，并且电池的剩余区域包括多个电荷收集结构，以收集相反的电荷。例如，在图1中，多个第一型电荷收集区域IS1可以是各自包括3个电子收集电荷的多个区域，并且电池的被限定为第二型电荷收集区域IS2的剩余区域包括多个结构以收集空穴。电子和空穴收集结构可以沿三维(3D)方向具有不同的尺寸，例如，电子和空穴收集结构可以沿一个方向具有不同的宽度，例如沿横向Y方向的宽度W3、W4，如图6所示。“区域”一词是投影的“区域”，这里的意思是下面的结构也是其一部分，即第一型电荷收集区域IS1包括区域或岛IS1下的所有层。
沟槽20的典型横向宽度WG1、WG2介于10μm至1000μm之间。这些横向宽度被限定为沟槽的投影在水平X-Y平面上的最大横向宽度。实际上，如图12至图14中进一步描述和示出的，沟槽20在竖直横截面中可以具有沿竖直方向变化的宽度。
隔离层14’和导电层8、10、11、12的每个单独的孔径A1、A2、A2、A4、A5的值通常可以是但不限于：从10μm到300μm。
通过在由隔离孔14c限定的区域中回蚀刻导电层100来实现沟槽20。蚀刻可以通过使用适于同时蚀刻所有导电堆叠层100的化学溶液在单个步骤中，或者使用适于导电层8、10、11、12的每种类型的材料的化学溶液在多个步骤中进行化学蚀刻来完成。
在本发明的有利示例中，蚀刻工艺适于使得如进一步描述的连续的层8、10、11、12、14的开口20’至20v的横向宽度A1至A5中的至少两个是不同的宽度。
在化学蚀刻工艺之间，还可以使用冲洗步骤，以及最后的干燥步骤。化学蚀刻可以在浸没浴中，或者通过将化学蚀刻剂喷洒在太阳能电池的背侧的顶部上来完成。回蚀刻还可以在内联***中完成，在该内联***中，要蚀刻的晶片的侧面仅漂浮在蚀刻剂溶液的顶部上。化学回蚀刻还可以通过物理手段(例如对隔离孔14c中的导电层进行超声激活或反向电镀)来加速。隔离孔14c中的导电层100的一部分的回蚀刻还可以使用如等离子体蚀刻的物理手段来完成。
在实施例中，方法包括步骤F，该步骤包括至少在沟槽20中附加沉积附加绝缘层50。绝缘层50例如可以是任何有机抗蚀剂层或无机介质层，如SiOx、SiN等。附加隔离层50的沉积可以通过丝网印刷、喷墨印刷或用于此目的的另一种适合的工艺来实现。介质层50可以通过CVD、溅射、ALD或其他技术上已知的方法来沉积。
隔离层50的厚度可以介于10nm到10μm之间。隔离层50的厚度在隔离层的水平平面上不一定是均匀的。
隔离层特别是在非常薄的层的情况下还可以覆盖光伏设备1的整个背侧。在还覆盖接触垫16、16’的非常薄的层的情况下，还可以通过穿过绝缘层的接触带或导线18、18’来建立导电接触，而不需要在接触点处局部打开层。
本发明还通过如本文中所描述的工艺所实现的叉指背接触(IBC)光伏设备1来实现。叉指背接触(IBC)光伏设备1具有第一型电荷收集结构F1和第二型电荷收集结构F2。光伏设备包括衬底2，该衬底包括半导体结构6，该半导体结构限定前表面6a和与前表面6a相对的背表面6a。半导体结构6在衬底2的背侧上包括由多个n型或p型掺杂部分6’组成的第一型掺杂半导体结构，和第二型掺杂半导体结构6”，该第二型掺杂半导体结构是不同于第一型掺杂结构的另一种掺杂类型的结构。
堆叠层100、14、16被布置在半导体结构6’、6”上，并且包括：
-布置在半导体结构6’、6”上的导电层100；
-布置在导电层100上的图形化隔离抗蚀剂层14，该图形化隔离抗蚀剂层包括接触孔14b和隔离孔14c；
-在抗蚀剂层14上并且在接触孔14b中的导电垫16、16’，其中，接触垫电气接触导电层100并且可以从接触孔14b中伸出。
堆叠层100、14、16还包括沟槽20，该沟槽被设置在导电层100中。如图6所示，沟槽20优选地包括4个连续的沟槽部分20a、20b、20c、20d，以将第一型电荷收集结构F1与第二型电荷收集结构F2电气性隔断。沟槽20包括隔离抗蚀剂层14中的隔离孔14c。沟槽20在背表面140到至多半导体结构6的背表面6b之间竖直地延伸。
在实施例中，导电层100是至少两个导电层的堆叠层。
在有利的实施例中，导电层100包括至少一个透明导电氧化物(transparentconductive oxide，TCO)层8或至少一个金属层10或它们的组合。
在实施例中，沟槽20由堆叠层中的至少两个不同的层14、12、10、11、8的连续的竖直的开口20’、20”、20”’、20””、20v形成。开口20’、20”、20”’、20””、20v可以具有如在下文的实施例中所说明的不同的横向宽度A1至A5。
如图6所示，沟槽20优选地在水平平面X-Y中具有由至少4个连续的沟槽20a、20、20c、20d限定的矩形布局。如图6所示，形成沟槽20的部分20a、20、20c、20d不一定都具有相同的横向宽度，并且沿其长度不一定是直的沟槽。例如，沟槽20的相对的部分20a和20c可以具有与其他2个相对的位置20b、20d不同的横向宽度。沟槽20在水平平面中可以具有其他形状，诸如椭圆形或六边形或任何其他2D形状。
在图13所示的实施例中，至少一个透明导电氧化物(TCO)8中的开口20””的横向宽度A4大于导电层100的金属层10或第二金属层12的横向宽度A2、A3。
在实施例中，至少一个透明导电氧化物(TCO)8中的开口20””的横向宽度A4小于导电层100的层的任何横向宽度。例如，在图14的实施例中，至少一个透明导电氧化物(TCO)8中的开口20””的横向宽度A4小于金属层10和第二金属层12的横向宽度。
在图13所示的实施例中，导电层100在至少一个透明导电氧化物(TCO)8上并且从至少一个透明导电氧化物(TCO)8开始依次包括：至少一个附加金属层11、第一金属层10和第二金属层12。附加层可以是银(Ag)层。第二金属层(12)可以是铜(Cu)层。
在图13所示的实施例中，附加金属层11的开口20v的横向宽度A5大于第二金属层12的横向宽度A2。在未示出的变型中，附加金属层11的开口20v的横向宽度A5小于第二金属层12的横向宽度A2。
沟槽20的中心虚拟轴线22优选地与两个不同的掺杂区域6’、6”之间的隔断界面60的中心对准。但在图4a所示的变型中，中心虚拟轴线22可以竖直地对准该界面60的下边界或上边界。在例如图4a所示的变型中，沟槽20的横向边界25与隔断界面60的下边界600对准。
图4a至图4d为示出了第一型掺杂的掺杂部分6’和第二型掺杂的掺杂半导体结构6”的布置的不同的、非排他性的版本的变型。
例如，在图4d的变型中，图形化缓冲层4被布置在掺杂半导体层6上。
图4a至图4d还示出了这些掺杂层部分6’、6”之间的不同类型的界面60。界面60可以是竖直的(即，沿Z方向)，或是与竖直方向成角度的界面。界面60可以是弯曲的界面。
在包括隧道结的IBC电池1的情况下，如图4c、图7、图8、图10、图11的横截面所示，中心虚拟轴线22优选地与第一型掺杂的单独掺杂部分6’的边界对准，优选地在几微米的余量内与第一型掺杂的单独掺杂部分的边界对准。在例如图8所示的变型中，沟槽20的横向边界24、25与第一型掺杂的单独掺杂部分6’的边界在几微米内竖直地对准。
应当理解，沟槽20的横向边界24、25被构造成使得存在不同类型的相邻电荷收集区域IS1和IS2(如空穴和电子收集区域)的电气性隔断。
在图6所示的实施例中，沟槽20可以围绕第一掺杂区域IS1中的至少一个第一掺杂区域具有不同的横向宽度WG1、WG2。
在图2至图5、图7、图8、图10、图11所示的实施例中，导电层100包括至少一个透明导电层或至少一个金属层或它们的组合。更准确地，导电层100可以是以下示例性组合中的一个，而不排除其他变型：仅TCO层、仅金属层、TCO-金属堆叠层、TCO/金属/金属堆叠层。在变型中，导电层100根本不包括TCO层。
导电层100还可以由具有或不具有导电添加剂(如碳纳米管或银纳米线)的导电有机层(即PEDOT：PSS)制成。
在导电堆叠层100的变型中，其不同层可以具有不同的厚度。
导电层100(可能是导电堆叠层)的典型厚度d100优选地介于50nm至10000nm之间，更优选地介于100nm至10000nm之间。
在实施例中，导电层8的透明导电氧化物(TCO)层由以下材料中的一种的导电氧化物制成：锌(Zn)、锡(Sn)、铟(In)、钨(W)或它们的组合。TCO层还可以是由不同类型制成的导电氧化物的堆叠层，例如ZnO和ITO的堆叠层。为了获得更高的导电性，这些金属氧化物可以掺杂如铝、硼、镓、氟的掺杂剂。层8的厚度可以介于10至500nm之间，通常为120nm，以增加红外波长区域中的反射。
在实施例中，一个或多个金属层的材料选自：铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、银(Ag)、锌(Zn)、锡(Sn)、铬(Cr)、铍(Be)或金(Au)。金属层10的厚度通常介于50nm至1000nm之间。金属层12的厚度通常介于5nm至50nm之间。
导电层或导电堆叠层100可以通过蒸发、溅射或其他已知的使用等离子体辅助沉积方法(如电子束、离子镀、(PE)-CVD沉积或它们的组合)的化学或物理工艺来沉积。
在有利的实施例中，导电垫16、16’在隔离层14中的接触孔14b的外侧沿横向方向(A-A)和/或纵向方向(B-B)延伸。例如，图4示出了PV电池的纵向横截面，并且示出了第一型收集指状部F1的纵向导电垫的典型形状。导电垫16、16’的宽度至少是导电垫沉积在其中的接触孔14b的宽度WH。
在图11所示的实施例中，光伏设备可以包括附加开口200。这可以通过附加的制造步骤G来执行，该附加的制造步骤包括实现由在隔离抗蚀剂层14中的第三型孔14d限定的多个附加开口200，并且该附加开口在导电层100中至少达到预定深度d200。附加开口200可以具有任何形式的附加开口的水平横截面，诸如圆形、椭圆形、正方形、六边形或星形孔、长沟槽或甚至不同形式的组合。附加开口的最大横向宽度可以小于10μm(例如2μm)，并且可以具有由开口的长度限定的纵向尺寸，该纵向尺寸可以与衬底的宽度一样大。
图11的实施例涉及具有隧道结的IBC电池。但在变型中，这种多个附加开口200还可以在图2至图5所示类型的IBC电池中实现。
预定深度d200取决于导电层100的各个组成。在全金属层或金属堆叠层的情况下，深度d200将是金属层或金属堆叠层d100的厚度加上隔离抗蚀剂层d14的厚度，即，d200＝d100+d14。
在其中具有厚度d8的透明导电氧化物层8首先沉积在半导体结构6’、6”的顶部上的堆叠层的情况下，厚度d200可以由以下限定：
d100+d14-d8≤d2≤d100+d14；
可以在透明导电氧化物层8内的深度d202上实现附加开口200，如图11所示。
附加开口可以具有任何形式，如圆形、椭圆形、正方形、六边形或星形孔、长沟槽或甚至不同形式的组合。
即使在不透明导电层100的情况下，附加孔200也可以保证导电层的一定的透明度和双面性，并且由此潜在地提高了由这些光伏设备制成的光伏***的效率。
在实施例中，方法包括步骤H，该步骤包括通过相应的导电带和/或导线18、18’连接导电垫16、16’。更准确地，第一型掺杂收集接触结构F1的所有导电垫16通过第一导电带和/或导线18连接，第二型收集接触结构F2的所有导电垫16’通过第二导电带和/或导线18’连接。第一和第二连接导线或连接带18、18’可以具有不同的形状、宽度、厚度或由不同的材料制成。第一和第二连接导线或连接带18、18’具有主要沿纵向方向A-A的平均长度。第一和第二连接导线或连接带18、18’不一定是直线，而可以是局部弯曲的，或折弯的。连接导线或连接带还可以用于将一个光伏设备连接到一个或多个第二光伏设备。通过建立这两个设备的串联连接，将第一设备的第一类型的极连接到第二设备的第二类型的极，和/或通过建立设备的并联连接，将第一设备的第一类型的极连接到第二设备的第一类型的极。
本发明的设备的基本方面是隔离抗蚀剂层14保证导线或带18、18’的完全电气性隔断。
在实施例中，导电垫16、16’的材料包括导电化合物。
将导电垫沉积为膏状物，该膏状物包括以下材料中的一种：锡(Sn)、铟(In)或铋(Bi)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)。这些膏状物可以是例如用于电子器件粘合或用于在太阳能电池中实现接触的钎焊膏状物或基于聚合物的膏状物或胶剂、低温灌封膏状物等。在实施例中，将可以是堆叠层8、10、12的导电层100实现在电池的后侧的整个表面上，即，至少覆盖PV电池1的后表面140的整个表面的80％以上、优选地95％以上。
导电垫16、16’的其他可能的材料例如可以是填充有石墨烯或石墨的聚合物膏状物。
在实施例中，沟槽20中的每一个是完全包围第一型收集接触结构F1的沟槽。在实施例中，沟槽20中的每一个是完全包围第二型收集接触结构F1的沟槽。沟槽20可以具有任何形状，围绕第一型电荷收集区域IS1，并且包括任何数量的相同类型F1或F2的电荷收集结构。电荷收集结构F1、F2不需要如本文中的示例性附图所示沿线对准，而是可以根据径向分布来布置，例如布置在圆形形状的岛IS1内。
尽管电荷收集垫位于平行平面中，但是为了理解清楚，其他类型的电荷收集垫16’在同一图4中示出，因此第二型电荷收集垫16’用虚线示出。
在第二方面，本发明通过具有第一型收集接触结构F1和第二型收集接触结构F2的叉指背接触IBC光伏设备1实现，光伏设备1包括衬底2，该衬底具有包括多个n掺杂或p掺杂部分6’的第一型掺杂结构，以及第二型掺杂半导体结构6”，该第二型掺杂半导体结构是不同于第一型掺杂结构的另一种掺杂类型的结构，并且由此建立交替类型的半导体触点。
在有利的实施例中，IBC电池可以包括如图4c所示的隧道结。应当理解，本文中所描述的所有实施例也适用于包括隧道结的IBC电池。
还应当理解，根据本文中所描述的方法步骤的实施例中的任何一个可以提供的所有可能的特征可以是叉指背接触IBC光伏设备1的一部分。
在第一型和/或第二型半导体结构6’、6”上布置堆叠层100、14、16，并且该堆叠层包括：
-导电层100；
-图形化隔离抗蚀剂层14，该图形化隔离抗蚀剂层包括分别为接触孔14b和隔离孔14c的第一型通孔14b和第二型通孔14c；
-导电垫16、16’，导电垫沉积在抗蚀剂层14上并且沉积到接触孔14b中，从而与导电层100形成电接触。
在例如图10、图11所示的变型中，触点16、16’可以在至少一个横截面中具有高斯曲线17的形状。设置导电层100中的沟槽20以将第一型收集接触结构F1与第二型收集接触结构F2电气性隔断。沟槽20从图形化隔离抗蚀剂层14的背表面140延伸到第一型和/或第二型掺杂半导体结构6’、6”。
在实施例中，叉指IBC光伏设备1包括掺杂半导体结构6’、6”，掺杂半导体结构提供与晶体硅衬底2的异质结接触。
在另一实施例中，叉指IBC光伏设备包括局部地沉积在设备的背侧上的第一型掺杂的半导体结构6’，以及第二型掺杂的半导体结构6”，该第二型掺杂的半导体结构沉积在设备1的背侧上并至少部分地覆盖半导体结构6’，并且由此在结构6’和结构6”之间的接触区域处设置隧道结。
在实施例中，叉指背接触IBC光伏设备1包括多个孔200，这些孔从抗蚀剂层背表面140延伸到导电层100中至少预定深度d2。孔200可以在任何水平(X-Y)或竖直(X-Z、Y-Z)横截面平面中具有任何形状。
本发明还通过一种光伏***来实现，该光伏***包括至少两个通过导体相互连接的叉指背接触(IBC)光伏设备1，其中，第一电池的第一类型的导电垫16连接到第二电池的第二类型的导电垫16’，由此建立相应连接的设备的串联连接。第一电池的第一或第二类型的导电垫16、16’可以分别连接到第二电池的第一或第二类型的导电垫16、16’，从而建立相应连接的叉指背接触(IBC)光伏设备1的并联连接。
在实施例中，至少两个叉指背接触(IBC)光伏设备1通过电导体18、18’相互连接。

Claims (18)

1.一种用于制造叉指背接触(IBC)光伏设备(1)的方法，所述叉指背接触光伏设备包括衬底(2)，所述衬底限定平面(X-Y)以及平行于所述平面(X-Y)的纵向方向(A-A)和横向方向(B-B)，所述横向方向与所述纵向方向(A-A)正交，所述方法包括以下步骤：
-步骤A：提供作为n型或p型掺杂并且具有前侧(2a)和背侧(2b)的第一型或第二型掺杂的衬底(2)，并且在所述背侧(2b)上实现半导体结构(6)，所述半导体结构限定朝向所述衬底(2)一侧的前表面(6a)和与所述前表面(6a)相对的背表面(6b)，所述半导体结构(6)包括第一型掺杂半导体结构(6’)和第二型掺杂半导体结构(6”)，以提供交替电荷类型的半导体触点，所述第二型是不同于所述第一型的另一种类型；
-步骤B：在所述第一型掺杂半导体结构(6’)和所述第二型掺杂半导体结构(6”)的顶部上实现导电层(100)；
-步骤C：在所述导电层(100)上实现具有背表面(140)的图形化隔离抗蚀剂层(14)，使得所形成的抗蚀剂层(14)包括抗蚀剂部件(14a)、接触孔(14b)和隔离孔(14c)，并且使得所述隔离抗蚀剂层(14)的图形(14a、14b、14c)相对于所述第一型掺杂半导体结构(6’)和所述第二型掺杂半导体结构(6”)对准；
-步骤D：将多个导电垫(16、16’)施加到所述隔离抗蚀剂层(14)上，并且使得所述导电垫(16、16’)填充所述接触孔(14b)，从而使所述导电垫与所述导电层(100)电接触；
-步骤E：在由所述隔离抗蚀剂层(14)中的隔离孔(14c)限定的区域中蚀刻所述导电层(100)以实现在所述背表面(140)到至多所述半导体结构(6)的背表面(6b)之间延伸的沟槽(20)，以形成电气性隔断的第一型电荷收集结构(F1)和第二型电荷收集结构(F2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导电层(100)包括至少一个透明导电氧化物(TCO)层(8)或至少一个金属层(10)或它们的组合。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述透明导电氧化物层(8)由以下金属的氧化物中的一种氧化物制成：铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)、钨(W)或它们的组合。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个金属层的材料选自：铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、锌(Zn)、锡(Sn)、铬(Cr)、铍(Be)、金(Au)或它们的合金。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述导电垫(16、16’)的材料包括导电化合物或膏状物。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，执行步骤F，所述步骤F包括通过填充至少所述沟槽(20)在所述光伏设备(1)的背侧上实现附加隔离层(50)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，执行步骤G，所述步骤G包括实现由所述隔离抗蚀剂层(14)中的孔(14d)限定的多个附加开口(200)，所述多个附加开口在所述导电层(100)中达到至少预定深度(d200)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括步骤H，所述步骤H包括通过相应的导电带和/或导线(18、18’)连接所述导电垫(16，16’)。
9.一种叉指背接触(IBC)光伏设备(1)，所述叉指背接触光伏设备具有第一型电荷收集结构(F1)和第二型电荷收集结构(F2)，所述光伏设备(1)包括具有前侧(2a)和背侧(2b)的衬底(2)，所述衬底包括限定朝向所述衬底(2)一侧的前表面(6a)和与所述前表面(6a)相对的背表面(6b)的半导体结构(6)，所述半导体结构(6)在所述衬底(2)的所述背侧上包括第一型掺杂半导体结构(6’)和第二型掺杂半导体结构(6”)，所述第一型掺杂半导体结构包括多个n掺杂或p掺杂部分，所述第二型掺杂半导体结构是不同于所述第一型掺杂半导体结构的另一种掺杂类型的结构，
其中，堆叠层(100、14)被布置在所述第一型掺杂半导体结构(6’)和所述第二型掺杂半导体结构(6”)上，所述堆叠层(100、14)包括：
-导电层(100)，所述导电层被布置在所述第一型掺杂半导体结构(6’)和所述第二型掺杂半导体结构(6”)上；
-图形化隔离抗蚀剂层(14)，所述图形化隔离抗蚀剂层限定背离所述衬底(2)一侧的背表面(140)，所述图形化隔离抗蚀剂层被布置在所述导电层(100)上，所述图形化隔离抗蚀剂层包括接触孔(14b)和隔离孔(14c)，导电垫(16、16’)设置在所述抗蚀剂层(14)上并且设置在所述接触孔(14b)中，其中，所述导电垫(16、16’)电气接触所述导电层(100)并且能够从所述接触孔(14b)中伸出；
并且其中：
沟槽(20)设置在所述导电层(100)中，以将所述第一型电荷收集结构(F1)与所述第二型电荷收集结构(F2)电气性隔断，所述沟槽(20)由所述隔离抗蚀剂层(14)中的所述隔离孔(14c)限定，
其特征在于，所述沟槽在所述背表面(140)到至多所述半导体结构(6)的背表面(6b)之间延伸。
10.根据权利要求9所述的叉指背接触(IBC)光伏设备(1)，其中，所述导电层(100)包括至少一个透明导电氧化物(TCO)层(8)或至少一个金属层(10、11、12)或它们的组合。
11.根据权利要求10所述的叉指背接触(IBC)光伏设备(1)，其中，所述沟槽(20)包括所述堆叠层(100、14)的不同层(14、12、10、8、14、11)的连续的开口(20’、20”、20”’、20””、20v)，所述开口(20’、20”、20”’、20””、20v)具有横向宽度(A1、A2、A3、A4、A5)。
12.根据权利要求11所述的叉指背接触(IBC)光伏设备(1)，其中，所述至少一个透明导电氧化物(TCO)层(8)中的开口(20””)的横向宽度(A4)小于所述导电层(100)中的层的开口(20”、20”’、20v)的横向宽度(A2、A3、A5)中的至少一个横向宽度。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的叉指背接触(IBC)光伏设备(1)，其中，所述导电层(100)在所述至少一个透明导电氧化物(TCO)层(8)上包括至少一个金属层(10)和至少一个附加金属层(11)，所述至少一个金属层和所述至少一个附加金属层中的一个与所述至少一个透明导电氧化物(TCO)层(8)接触，所述至少一个附加金属层(11)中的孔(20v)的横向宽度(A5)小于所述至少一个金属层(10)中的孔(20”’)的横向宽度(A3)。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的叉指背接触(IBC)光伏设备(1)，其中，所述第一型掺杂半导体结构(6’)和所述第二型掺杂半导体结构(6”)提供与所述衬底(2)的异质结接触。
15.根据权利要求9至12中任一项所述的叉指背接触(IBC)光伏设备(1)，其中，所述第一型掺杂半导体结构(6’)局部地沉积在电池的背侧，所述第二型掺杂半导体结构(6”)通过至少部分地覆盖所述第一型掺杂半导体结构(6’)沉积在设备的背侧，从而在所述第一型掺杂半导体结构(6’)和所述第二型掺杂半导体结构(6”)的接触区域中提供隧道结。
16.根据权利要求9至12中任一项所述的叉指背接触(IBC)光伏设备，其中，附加绝缘层(50)在所述光伏设备的背侧上沉积在至少所述沟槽(20)内。
17.根据权利要求9至12中任一项所述的叉指背接触(IBC)光伏设备(1)，包括多个开口(200)，所述多个开口从抗蚀剂层背表面(140)延伸到所述导电层(100)中至少预定深度(d2)。
18.一种光伏***，所述光伏***包括至少两个根据权利要求9至17中任一项所述的叉指背接触(IBC)光伏设备，至少两个所述叉指背接触光伏设备通过导体相互连接，其中，至少两个所述叉指背接触光伏设备中的第一叉指背接触光伏设备的第一类型的导电垫(16)连接到至少两个所述叉指背接触光伏设备中的第二叉指背接触光伏设备的第二类型的导电垫(16’)，由此建立相应连接的设备的串联连接，和/或其中，至少两个所述叉指背接触光伏设备中的第一叉指背接触光伏设备的第一类型或第二类型的导电垫(16、16’)分别连接到至少两个所述叉指背接触光伏设备中的第二叉指背接触光伏设备的第一类型或第二类型的导电垫(16、16’)，由此建立相应连接的设备的并联连接。
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