本申請涉及太陽能電池，并且特別地涉及帶有δ摻雜層的太陽能電池，以及更特別地涉及在背面場區(qū)中帶有δ摻雜層的太陽能電池。

背景技術(shù)：
太陽能電池通過光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫碾娔?。與傳統(tǒng)的硅太陽能電池相比，現(xiàn)代的多結(jié)太陽能電池以明顯更高的效率工作，并且具有重量輕的額外優(yōu)點(diǎn)。因此，太陽能電池提供了適用于多種地面和空間應(yīng)用的可靠、輕便和可持續(xù)的電能來源。太陽能電池通常包括具有某一能帶隙（energybandgap）的半導(dǎo)體材料。太陽光中具有比半導(dǎo)體材料能帶隙更大的能量的光子被半導(dǎo)體材料吸收，由此釋放半導(dǎo)體材料內(nèi)的電子。自由電子擴(kuò)散通過半導(dǎo)體材料并作為電流流過電路。太陽能電池后表面的電子空穴再結(jié)合導(dǎo)致效率的損失。因此，太陽能電池通常配備有位于太陽能電池后表面附近的背面場層。背面場層起到阻礙少數(shù)載流子朝向后表面（也就是朝向隧道結(jié)或后電極）流動(dòng)的作用。因此，背面場層通常阻止少數(shù)載流子在太陽能電池的后界面或表面處再結(jié)合或逃離太陽能電池的基極，從而鈍化太陽能電池的基極后界面或表面并充當(dāng)太陽能電池的少數(shù)載流子屏障。不利地，尋找用作背面場層的更高帶隙材料變得愈加困難，特別是用于諸如AlGaInP太陽能電池這樣的高帶隙太陽能電池的背面場層。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員繼續(xù)進(jìn)行太陽能電池領(lǐng)域的研發(fā)工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在一個(gè)實(shí)施例中，公開的太陽能電池可以包括基極區(qū)、背面場層和位于基極區(qū)與背面場層之間的δ摻雜層。在另一個(gè)實(shí)施例中，公開的太陽能電池可以包括具有前端和后端的基極區(qū)以及位于基極區(qū)的后端附近的δ摻雜層。在又一個(gè)實(shí)施例中，公開一種用于形成太陽能電池的方法。該方法可以 包括以下步驟：（1）提供基底；（2）在基底上生長背面場層；（3）δ摻雜背面場層以形成δ摻雜層；（4）在δ摻雜層上方生長附加層。根據(jù)以下詳細(xì)描述、附圖和所附權(quán)利要求，所公開的帶有δ摻雜層的太陽能電池及其形成方法的其它實(shí)施例將變得顯而易見。附圖說明圖1是所公開的帶有δ摻雜層的太陽能電池的一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖；圖2是示出可以用于形成所公開的帶有δ摻雜層的太陽能電池的步驟的流程圖；圖3是所說明的電流-電壓（“LIV”）關(guān)系的圖形實(shí)例，其對比了所公開的太陽能電池（帶有δ摻雜層）和背面場區(qū)中不帶有δ摻雜層的太陽能電池；圖4是所公開的太陽能電池（帶有δ摻雜層）和用于對比的背面場區(qū)中不帶有δ摻雜層的太陽能電池的開路電壓的圖形實(shí)例；圖5A是具有單獨(dú)作為背面場區(qū)的δ摻雜層的太陽能電池的帶隙示意圖；以及圖5B是具有作為部分背面場區(qū)的δ摻雜層的太陽能電池的帶隙示意圖。具體實(shí)施方式參見圖1，所公開的帶有δ摻雜層的太陽能電池（整體標(biāo)記為10）的一個(gè)實(shí)施例可以包括位于上部結(jié)構(gòu)14和下部結(jié)構(gòu)16之間的電池/單元（cell）12。電池12可以包括窗口19、發(fā)射極區(qū)20、本征或耗盡區(qū)22、基極區(qū)24和背面場（BSF）區(qū)26。上部結(jié)構(gòu)14可以是位于電池12上方的任意結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上部結(jié)構(gòu)14的具體組成將取決于太陽能電池10的具體結(jié)構(gòu)。在一種結(jié)構(gòu)中，太陽能電池10可以是多結(jié)太陽能電池，并且電池12可以是該多結(jié)太陽能電池的上部子電池（subcell）?？商娲?，電池12可以是太陽能電池10的唯一電池。因此，上部結(jié)構(gòu)14可以包括例如抗反射涂層、蓋層（例如GaAs蓋）和電接觸層（例如金屬柵）。在另一種結(jié)構(gòu)中，太陽能電池10可以是多結(jié)太陽能電池，并且上部結(jié)構(gòu)14可以是該多結(jié)太陽能電池的另一個(gè)子電池。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，相 鄰的子電池可以由隧道結(jié)分離。下部結(jié)構(gòu)16可以是位于電池12之下的任意結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，下部結(jié)構(gòu)16的具體組成將取決于太陽能電池10的具體結(jié)構(gòu)。在一種結(jié)構(gòu)中，太陽能電池10可以是多結(jié)太陽能電池，并且電池12可以是該多結(jié)太陽能電池的下部子電池。可替代地，電池12可以是太陽能電池10的唯一電池。因此，下部結(jié)構(gòu)16可以包括例如緩沖層和基底（例如鍺基底）。在另一種結(jié)構(gòu)中，太陽能電池10可以是多結(jié)太陽能電池，并且下部結(jié)構(gòu)16可以是該多結(jié)太陽能電池的另一個(gè)子電池。電池12可以通過隧道結(jié)與底層電池（underlyingcell）分離。背面場區(qū)26可以包括第一背面場層28、δ摻雜層30和第二背面場層32。因此，δ摻雜層30可以位于第一背面場層28和第二背面場層32之間?？商娲?，背面場區(qū)26可以包括第一背面場層28和δ摻雜層30（也就是沒有第二背面場層32）。因此，δ摻雜層30可以位于基極區(qū)24和第一背面場層28之間的界面處。δ摻雜層30可以包括相對于第一和第二背面場層28、32表現(xiàn)為摻雜物的任意元素。因此，δ摻雜層30的組成可能取決于第一和第二背面場層28、32的組成。作為一個(gè)一般的非限制性示例，電池12可以通過以下過程形成：窗口18可以是AlInP2，發(fā)射極區(qū)20可以是GaInP2，本征區(qū)22可以是GaInP2，基極區(qū)24可以是GaInP2，第一和第二背面電場層28、32可以是AlGaAs。由于第一和第二背面場層28、32是由第13和15族元素形成的，因此δ摻雜層30可以由不同于第13和15組元素的元素（或多種元素）形成。作為一個(gè)具體的非限制性示例，電池12的第一和第二背面場層28、32可以由AlGaAs形成，而δ摻雜層30可以由第14組元素如碳、硅或鍺形成。作為另一個(gè)具體的非限制性示例，電池12的第一和第二背面場層28、32可以由AlGaAs形成，而δ摻雜層30可以由碳形成。δ摻雜層30的層厚度可能取決于多種因素，包括使用的δ摻雜物的類型和在其上施加δ摻雜層30的背面場材料（例如第一背面場層28的材料）。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，δ摻雜物的局限性可能限制可獲得的δ摻雜層30的總體層厚度。在一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30可以具有在大約1納米到大約100納米 的范圍內(nèi)的平均層厚度。在另一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30可以具有在大約5納米到大約50納米的范圍內(nèi)的平均層厚度。在另一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30可以具有在大約5納米到大約25納米的范圍內(nèi)的平均層厚度。在另一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30可以具有在大約5納米到大約15納米的范圍內(nèi)的平均層厚度。在又一種表達(dá)中，δ摻雜層30可以具有大約10納米的平均層厚度。因此，δ摻雜物可以被限制為背面場區(qū)26中的非常薄的層。δ摻雜層30中的δ摻雜物的體積濃度也可能取決于多種因素，包括使用的δ摻雜物的類型和在其上施加δ摻雜層30的基底的材料（例如第一背面場層28的材料）。在一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30中的δ摻雜物的體積濃度可以至少約為每立方厘米1×1018個(gè)原子。在另一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30中的δ摻雜物的體積濃度可以至少約為每立方厘米1×1019個(gè)原子。在另一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30中的δ摻雜物的體積濃度可以至少約為每立方厘米1×1020個(gè)原子。在另一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30中的δ摻雜物的體積濃度可以至少約為每立方厘米1×1021個(gè)原子。在又一種表達(dá)方式中，δ摻雜層30中的δ摻雜物的體積濃度可以在大約每立方厘米1×1018個(gè)原子到大約每立方厘米1×1022個(gè)原子的范圍內(nèi)。圖2是描述用于形成所公開的帶有δ摻雜層的太陽能電池的公開方法（整體標(biāo)記為100）的一個(gè)具體方面的步驟的流程圖。用于形成鄰近太陽能電池后部的δ摻雜層的其它方法也是可預(yù)期的。方法100可以開始于具有提供合適基底的步驟的方框102?；卓梢允悄軌蛟谄渖仙L背面場層的任意基底。合適基底的一種非限制性示例是鍺。在方框104處，可以在基底上生長第一背面場層。生長第一背面場層的步驟（步驟104）繼續(xù)進(jìn)行，直到獲得第一背面場層的期望橫截面厚度。可以以外延的方式生長第一背面場層，諸如分子束外延、金屬有機(jī)氣相外延或化學(xué)氣相外延?？梢赃x擇外延前體以得到第一背面場層的期望材料?？扇芜x地，在生長第一背面場層的步驟（方框104）之前，可以將緩沖物施加于基底上以便緩沖物位于第一背面場層和基底之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以選擇緩沖物以最小化或消除第一背面場層和基底之間的晶格失配的影響。在方框106處，可以停止外延，并且可以開始δ摻雜。在δ摻雜步驟（方框106）期間，可以引入期望的δ摻雜物以在第一背面場層上形成δ摻雜層。可以執(zhí)行δ摻雜步驟（方框106）直至獲得δ摻雜層中的δ摻雜物的預(yù)定最小體積濃度。在方框108處，可以停止δ摻雜，并且可以開始生長第二背面場層?？梢砸酝庋拥姆绞缴L第二背面場層直至獲得第二背面場層的期望橫截面厚度。隨著形成背面場層和δ摻雜層，方法100可以繼續(xù)生長太陽能電池的附加層如基極區(qū)、本征區(qū)、發(fā)射極區(qū)和窗口18的步驟，如方框110所示。因此，利用方法100組裝了兩個(gè)太陽能電池：一個(gè)在背面場區(qū)中帶有δ摻雜層，而另一個(gè)不帶有δ摻雜層。兩個(gè)太陽能電池基本上是相同的，除了存在或不存在δ摻雜層。如圖3和圖4所示，帶有δ摻雜層的太陽能電池表現(xiàn)出更高的開路電壓（VOC）和更好的填充系數(shù)。圖5A和圖5B是兩個(gè)帶有δ摻雜作為部分背面場區(qū)的太陽能電池的能帶示意圖。圖5A是其中δ摻雜層為唯一背面場層的太陽能電池的能帶圖。圖5B是其中δ摻雜層附加于更高帶隙背面場層的太陽能電池的能帶圖。在圖5A中，δ摻雜層引入能帶能量尖峰，并且這個(gè)能量尖峰阻止少數(shù)載流子逃離p-n結(jié)。在圖5B中，δ摻雜層引起的能量尖峰增強(qiáng)了背面場阻止少數(shù)載流子的功能。當(dāng)δ摻雜層位于基極區(qū)和背面場層之間的界面處時(shí)，δ摻雜層可以在界面處更好地鈍化并因此可以減少界面復(fù)合，這也可以提高背面場的功能。此外，由于將δ摻雜層設(shè)置在背面場區(qū)中，高p-型δ摻雜層可以很好地被限制在窄材料厚度范圍中，以便幾乎不擔(dān)心p-摻雜物反擴(kuò)散進(jìn)入基極區(qū)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，摻雜物擴(kuò)散進(jìn)入基極區(qū)可能由于縮短了少數(shù)載流子的擴(kuò)散長度而損害電池性能。相應(yīng)地，通過在太陽能電池的背面場區(qū)中使用δ摻雜層可以提高太陽能電池的效率。不限于任何特殊的理論，據(jù)信在背面場區(qū)中使用δ摻雜層可以使背面場區(qū)在阻止太陽能電池基極區(qū)中的少數(shù)載流子方面的效率更高，并且可以在基極區(qū)和背面場區(qū)之間的界面處更好地鈍化。進(jìn)一步據(jù)信在背面場區(qū)中使用δ摻雜層對高帶隙太陽能電池是特別有用的，在高帶隙太陽能電池中很難找到用作背面場的更高帶隙材料。在另一個(gè)可替代實(shí)施例中，所公開的δ摻雜層可以被并入到太陽能電池的基極區(qū)而不是背面場區(qū)?；鶚O區(qū)可以包括前端和后端。δ摻雜層可以鄰近（也就是處于或接近）基極區(qū)的后端被并入到基極區(qū)。盡管已經(jīng)示出和描述了所公開的帶有δ摻雜層的太陽能電池的多種實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀說明書之后可以想到各種修改。本申請包括這樣的修改，并且僅由權(quán)利要求的范圍限制。