本發(fā)明的實(shí)施例屬于半導(dǎo)體器件的領(lǐng)域，并且具體來說，屬于光伏電池的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

芯片上系統(tǒng)或片上系統(tǒng)(SOC)是將計(jì)算機(jī)或其它電子系統(tǒng)的部件集成到單個(gè)芯片中的集成電路(IC)。SOC可以包含數(shù)字、模擬、混合信號(hào)、和/或射頻功能——全都位于單個(gè)芯片襯底上。SOC可以使用將溫度或光線中的振動(dòng)、差異轉(zhuǎn)換成功率的系統(tǒng)來進(jìn)行自供電。例如，位于SOC上的光伏電池可以對(duì)SOC進(jìn)行供電。光伏電池是使用光伏效應(yīng)來將光能轉(zhuǎn)換成功率的電設(shè)備。當(dāng)光線入射到電池上時(shí)，電池的電流、電壓、和電阻發(fā)生變化。當(dāng)暴露于光線時(shí)，電池可以在不附接到任何外部電源的情況下生成電流。光線可以是可見的或不可見的(例如，紅外光)。盡管常規(guī)的SOC可以包括光伏電池，但是根據(jù)照明水平，由常規(guī)的硅太陽能電池(其儲(chǔ)存來自光伏電池的能量)生成的電流(以及因此生成的功率)可能是相當(dāng)?shù)偷?例如，1mWh)。這種低量的電流/功率可能對(duì)于SOC上的許多電路(例如，常規(guī)的(互補(bǔ)型金屬-氧化物-半導(dǎo)體)(CMOS)電路)是不夠的。這樣的常規(guī)系統(tǒng)因此可能需要附加的電池(例如，鋰離子電池)來對(duì)SOC上的電路進(jìn)行供電。

附圖說明

根據(jù)所附權(quán)利要求、一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的以下具體實(shí)施方式、以及對(duì)應(yīng)的附圖，本發(fā)明的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中：

圖1包括采用由單阱CMOS工藝形成的片上太陽能電池的形式的常規(guī)的光伏電池。

圖2描繪了本發(fā)明的實(shí)施例中的基于多個(gè)TSV的光伏電池。

圖3a包括本發(fā)明的實(shí)施例中的SOC中的基于多個(gè)TSV的光伏電池(以線性圖案布置的)。圖3b包括本發(fā)明的實(shí)施例中的SOC中的基于多個(gè)TSV的光伏電池(以交替的圖案布置的)。

圖4包括本發(fā)明的實(shí)施例中的方法。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖，其中，類似的結(jié)構(gòu)可以被提供有類似的后綴附圖標(biāo)記。為了更清楚地示出各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，本文中所包括的附圖是對(duì)半導(dǎo)體/電路結(jié)構(gòu)的圖示表示。因此，所制造的集成電路結(jié)構(gòu)(例如在顯微照片中)的實(shí)際外觀可能表現(xiàn)不同，而同時(shí)仍并入所例示的實(shí)施例的要求保護(hù)的結(jié)構(gòu)。此外，附圖可以僅示出了對(duì)于理解所例示的實(shí)施例有用的結(jié)構(gòu)?？赡芪窗ū绢I(lǐng)域中公知的附加的結(jié)構(gòu)以保持附圖的清楚。例如，并非半導(dǎo)體器件的每一層都必須要示出。“實(shí)施例”、“各實(shí)施例”等等指示這樣描述的(多個(gè))實(shí)施例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性，但并非每個(gè)實(shí)施例都必須包括這些特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性。一些實(shí)施例可能具有針對(duì)其它實(shí)施例所描述的特征中的一些特征、全部特征、或不包括這些特征。“第一”、“第二”、“第三”等等描述了共同的對(duì)象并指示所指代的類似對(duì)象的不同實(shí)例。這些副詞并非暗示這樣描述的對(duì)象必須以給定順序，不管是時(shí)間上的、空間上的、排序上的、還是以任何其它方式?！斑B接”可以指示元件彼此直接物理或電接觸，并且“耦合”可以指示元件彼此合作或交互作用，但它們可以或可以不直接物理或電接觸。

如以上所提及的，一些SOC包括光伏電池。這種光伏電池的示例在“Integration of series-connected on-chip solar battery in a triple-well CMOS LSI”,Horiguchi,F.,IEEE Transactions on Electron Devices,Vol.59,No.6(2012):1580-1584中進(jìn)行了討論。例如，圖1包括采用由單阱CMOS工藝形成的片上太陽能電池的形式的常規(guī)光伏電池。器件100包括片上太陽能電池，該片上太陽能電池包括由n-阱135和p+源極/漏極175組成的PN結(jié)光電二極管120以及由p-襯底105和n+源極/漏極125組成的光電二極管110。這些光電二極管使用NMOSFET 160、PMOSFET 165、短路元件150、155、n-阱節(jié)點(diǎn)130、以及p-襯底節(jié)點(diǎn)140、145進(jìn)行串聯(lián)連接。正光誘導(dǎo)電壓被施加到VDD并且負(fù)電壓被施加到VSS以形成太陽能電池。器件的部分(例如，CMOS電路115的部件)可以用遮蔽的金屬層170來覆蓋以避免CMOS電路中的不必要的光電流。由圖1的平面的光伏電池生成的電流(以及因此生成的功率)可能相當(dāng)?shù)汀?/p>

相比之下，實(shí)施例通過使用穿硅過孔(TSV)(穿過襯底晶圓(例如，硅襯底)形成(例如，蝕刻)的過孔)增加PN結(jié)面積來提高可以由片上光伏電池生成的最大電流和功率密度。這實(shí)現(xiàn)了用于向SOC供應(yīng)功率或者在待機(jī)期間對(duì)電池(位于與光伏電池相同的SOC上或之外，然而耦合到光伏電池)再充電(從而得到提高的電池壽命)的更有效的片上太陽能能量結(jié)果。例如，在形成TSV之后，N型(或P型摻雜物)的成淺角度的注入物被施加到P型(或N型)襯底，以沿著用于生成光電流的TSV的側(cè)壁形成PN結(jié)。隨后用透明的導(dǎo)電材料填充TSV，并且該透明的導(dǎo)電材料變成光伏電池的陽極(或陰極)。附加的TSV可能缺乏摻雜的側(cè)壁，而相反依賴于其側(cè)壁的P型(或N型)襯底。隨后用透明的導(dǎo)電材料填充附加的TSV并且該透明的導(dǎo)電材料成為與具有摻雜的側(cè)壁的TSV的節(jié)點(diǎn)相對(duì)的節(jié)點(diǎn)(陽極或陰極)，從而形成具有陽極和陰極的光伏電池。

因此，圖1示出了光伏電池的PN結(jié)如何常規(guī)地由硅晶圓的晶體管側(cè)(前端的器件層)上的P+/NWELL、N+/PWELL和NWELL/PWELL結(jié)來形成。因此，PN結(jié)面積最好等于專用于光伏電池(例如，圖1中包括未被金屬170遮蔽的區(qū)域125、175的區(qū)域)的硅的面積。然而，在實(shí)施例中，沿著TSV溝槽的側(cè)壁形成PN結(jié)。每TSV的PN結(jié)的有效面積(即，TSV溝槽的周長與硅晶圓的厚度的乘積)可以被制造為大于被平面電池或一對(duì)TSV占據(jù)的面積(由于常規(guī)系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)，其中，PN結(jié)區(qū)域最好等于專用于光伏電池的硅的面積)。因此，與平面電池相比，提高了單位面積生成的光電流(單位面積生成的功率)。本實(shí)施例和其它實(shí)施例的更詳細(xì)的描述現(xiàn)如下。

圖2描繪了在本發(fā)明的實(shí)施例中的基于多個(gè)TSV的光伏電池。裝置200包括穿過摻雜的硅襯底205的至少一部分的第一TSV 210’。在本實(shí)施例中，襯底是P型摻雜襯底。第一TSV 210’包括側(cè)壁220、221，與摻雜的硅襯底相反地對(duì)側(cè)壁進(jìn)行摻雜。因此，襯底205是P型摻雜的，并且側(cè)壁220、221是N型摻雜的。TSV 210’包括大體上填充TSV 210’的第一接觸部210(其中，過孔是橫貫襯底的孔，并且接觸部是孔的金屬填充)。圖1還包括穿過摻雜的硅襯底205的至少另一部分的第二TSV 215’。TSV 215’包括側(cè)壁222、223，其包括摻雜的硅襯底205(但是不像側(cè)壁220、221那樣摻雜)。TSV 215’還包括大體上填充TSV 215’的接觸部215。接觸部210、215均包括大體上透明的導(dǎo)電材料，例如銦錫氧化物(ITO)。接觸部210形成陽極并且接觸部215形成陰極，它們共同幫助形成光伏電池260。

在實(shí)施例中，接觸部210的底部耦合(直接或間接)到反射的金屬部分230，并且接觸部215的底部耦合(直接或間接)到反射的金屬部分230。在實(shí)施例中，反射的金屬部分230包括銅和鋁中的至少一種，然而，其它實(shí)施例并非這樣限制。在實(shí)施例中，反射的金屬部分230直接接觸摻雜的硅襯底205的底表面。

圖1還包括第二光伏電池261。更具體來說，裝置200包括附加的TSV 211’，其穿過摻雜的硅襯底205的至少一部分。附加的TSV 211’包括附加的側(cè)壁224、225，與摻雜的硅襯底相反地對(duì)側(cè)壁進(jìn)行摻雜。因此，對(duì)于圖1中的示例，側(cè)壁224、225是與P型襯底205相反的N型摻雜部分。TSV 211’包括大體上填充TSV 211’的附加的接觸部211。此外，TSV 215’包括在第一光伏電池260(其包括TSV 210’和215’)和第二光伏電池261(其包括TSV 215’和211’)兩者中。此外，附加的接觸部211包括諸如ITO之類的透明且導(dǎo)電的材料。

圖1還包括第三光伏電池262(其包括TSV 211’和216’)。具體來說，裝置200包括第三光伏電池262中所包括的并穿過摻雜的硅襯底205的至少另一部分的附加的TSV 216’。附加的TSV 216’包括附加的側(cè)壁226、227，它們包括摻雜的硅襯底(但不像側(cè)壁220、221那樣摻雜)。TSV 216’還包括大體上填充附加的TSV 216’的附加的接觸部216。TSV 211’可以包括在光伏電池261和光伏電池262兩者中。接觸部216包括諸如ITO之類的透明且導(dǎo)電的材料。

在圖1中，摻雜的側(cè)壁224(作為許多摻雜側(cè)壁的代表性示例采用的)在形成PN結(jié)和耗盡區(qū)237的界面238(緩變或不緩變界面)處接觸摻雜的硅襯底205。PN結(jié)從側(cè)壁224的頂部延伸到側(cè)壁224的底部，并且側(cè)壁224從摻雜的硅襯底205的頂部延伸到摻雜的硅襯底205的底部。在實(shí)施例中，PN結(jié)在垂直方向上為至少50μm長(見單元235)。然而，其它實(shí)施例為40μm、75μm、100μm、125μm、150μm、175μm、200μm長，或者更長。在實(shí)施例中，n摻雜(或p摻雜區(qū))區(qū)的寬度236可以從10nm(即，非常尖銳的結(jié))變化到1,000nm(即，緩變結(jié))，包括50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、和900nm的寬度。

關(guān)于裝置200的功能，電極211和215代表可以形成電池(例如電池261)的電極。陽極電極211耦合到N型施主層224并且陰極電極215耦合到P型受主層205。以存在電子(e-)移動(dòng)(見電流235)到陽極電極211的能量梯度的這種方式設(shè)計(jì)施主層和受主層的能級(jí)。換句話說，施主層224(也被稱為摻雜側(cè)壁)“捐獻(xiàn)”電子并且受主層205(也被稱為P型襯底)205“接受”電子(受主接受從施主捐獻(xiàn)的電子)。更具體來說，當(dāng)光線照射在PN結(jié)的耗盡區(qū)237上時(shí)，電池吸收光子(見圖1中的“日光”)。這生成電子-空穴對(duì)，其隨后擴(kuò)散并在施主-受主界面238處變得分離(見圖2的元件240、235)。電子-空穴對(duì)分離開并且電子移動(dòng)到陽極電極211，并且空穴移動(dòng)到陰極電極215，從而生成用于光伏電池的光電流。

在實(shí)施例中，與在摻雜的硅襯底205的表面部分處形成的器件層相比，PN結(jié)延伸到襯底中更深。例如，襯底205的部分239可以組成SOC的前端，其中，在SOC晶體管上的其它位置中，可以形成其它器件。如圖1中所示，PN結(jié)清楚地在層239(未示出，因?yàn)槲挥赟OC上的其它地方)的器件層“上方”延伸并且延伸到且穿過襯底239’的剩余部分。例如，光伏電池260、261、262包括在SOC上并電耦合到電池和位于SOC上的其它地方的晶體管中的至少一個(gè)(其中，電池和/或晶體管位于電池260、261、262的外部但位于SOC上)。此外，并非針對(duì)關(guān)于器件層的方向限制實(shí)施例。例如，在實(shí)施例中，器件層包括在239”處，并且TSV 210延伸穿過襯底239”的剩余部分。

在實(shí)施例中，接觸部210的底部部分比接觸部的頂部部分窄(見圖2)。這可以有助于將最大量的光線采集到TSV中，光線隨后將被應(yīng)用于PN結(jié)(即，以此方式傾斜側(cè)壁可以提供更大的面積來吸收從接觸部的頂表面發(fā)送的光線)。然而，在其它實(shí)施例中，接觸部210的底部部分比接觸部的頂部部分寬。為了起作用，注意接觸部210、211、212、215、216的頂部未被覆蓋并且被配置為使得光線通過穿過到它們相應(yīng)的TSV中。

在實(shí)施例中，第一接觸部的頂表面是平坦的，并且通常平行于襯底205的長軸281(其是水平取向的)。例如，圖2中的接觸部210、215的頂部是平坦的。這可能需要平坦化步驟來去除由于正常的接觸部形成技術(shù)而可能存在的接觸部的頂部的任何凸起部分。然而，其它實(shí)施例可以包括為凹面(見虛線245)的接觸頂表面，在所述凹面中，頂表面的中間部分比接觸部的頂表面的外部部分離反射金屬230更近。這可以更好地使光線分布到PN結(jié)所位于的側(cè)壁。

為了簡潔起見，TSV 212’、接觸部212、和側(cè)壁228、229在本文中不進(jìn)行討論，因?yàn)門SV 210’代表TSV 212’。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，圖3a包括SOC中的基于多個(gè)TSV的光伏電池(以線性圖案布置的)。例如，以與陽極310交替的行來布置陰極315，它們?nèi)嘉挥谝r底305內(nèi)。電池陣列300耦合(例如，跡線356)到位于SOC355上其它地方的部件(例如，振蕩器、處理器、電池、(多個(gè))晶體管)(或者電池可以位于芯片/晶圓上，并且部件350可以位于另一個(gè)芯片/晶圓上)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，圖3b包括SOC中的基于多個(gè)TSV的光伏電池(以交替的圖案布置的)。例如，多行電極包括交替的陰極315和陽極310，它們?nèi)慷嘉挥谝r底305內(nèi)。電池陣列300耦合(例如，跡線356)到位于SOC 355上其它地方的部件(例如，振蕩器、處理器、電池、(多個(gè))晶體管)。如果部件350例如為振蕩器或塊電路等，則電池陣列可以為部件350供電，或者如果部件為電池或其它能量儲(chǔ)存設(shè)備，則電池陣列可以為部件350充電。

圖4包括本發(fā)明的實(shí)施例中的一種方法。

方法400包括形成與摻雜襯底405的底表面直接接觸的反射金屬430(見括號(hào)401)并且將反射金屬圖案化成不彼此接觸的部分(見間隙404)。方法400還包括形成包括在多個(gè)光伏電池中的過孔410’、415’、411’、416’、412’。過孔均從摻雜襯底405的頂表面延伸到摻雜襯底405的底表面(見括號(hào)401)。在實(shí)施例中，襯底405被減薄到大致50μm至100μm，其為可見光譜的吸收厚度。因此，即使離入射光表面最遠(yuǎn)的PN結(jié)(即，位于TSV的底部的最近處的PN結(jié)，例如，圖2的TSV 210的較窄部分)也對(duì)光電流生成作出貢獻(xiàn)。

括號(hào)402以與摻雜襯底405相反摻雜的方式涉及過孔410’、411’、412’的摻雜側(cè)壁420。因此，在圖4中，襯底是P型襯底并且摻雜的側(cè)壁為N型。摻雜可以通過例如固態(tài)擴(kuò)散、氣相擴(kuò)散、等等來完成，以沿著溝槽/過孔側(cè)壁形成PN結(jié)。

括號(hào)403包括形成大體上填充過孔410’、415’、411’、416’、412’的接觸部410、415、411、416、412。接觸部還耦合到反射金屬430。接觸部均包括大體上透明的導(dǎo)電材料(例如，ITO)。

在透明金屬位于接觸部的頂側(cè)上的情況下，光線(例如，日光)照射到TSV中，并遇到PN結(jié)以生成光電流。沉積在襯底晶圓的背側(cè)上的反射金屬允許滲透到TSV的底部的任何光線朝TSV的側(cè)壁上的PN結(jié)向上反射回去。在一些實(shí)施例中，在反射金屬層上形成金屬層疊置體。然而，在一些實(shí)施例中，可以不存在或者至少在一些位置不存在金屬層疊置體，從而光線可以從TSV的頂部并從TSV的底部進(jìn)入TSV(即，如果允許光線從多個(gè)開口進(jìn)入到TSV中，則在一些實(shí)施例中，可能不存在反射金屬)。在這種實(shí)施例中，TSV可以具有各種形式，并且可以在其頂部、底部(如圖2中所見的)處、或者在中間的某個(gè)點(diǎn)處逐漸變細(xì)(例如，沙漏形狀)。此外，在一些實(shí)施例中，包括不是TSV的過孔。換句話說，深過孔(例如，完全或部分穿過非硅襯底延伸的)可以仍包括摻雜側(cè)壁等等以形成如以上所提及的光伏電池。

包括垂直光伏電池的實(shí)施例提供了優(yōu)于常規(guī)平面光伏電池的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)。例如，相比于平面電池，實(shí)施例可以產(chǎn)生單位面積50x更多的功率(例如，50mWh或更多)，并因此可能需要來自電池(例如，鋰離子電池)的較少的額外功率，或不需要額外的功率，以例如在SOC上操作電路。即使需要輔助電池，實(shí)施例也可以從電池汲取較少的功率，并因此增加電池需要再充電之前的時(shí)間。片上光伏電池可以補(bǔ)充正常電池以為處理器、圖形部件、存儲(chǔ)器、和其它耗電部件供電。片上光伏電池可以為電池充電。

包括垂直光伏電池或基于鰭狀物的光伏電池的實(shí)施例由于更多的原因而提供了優(yōu)于常規(guī)平面光伏電池的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)。例如，在10μm的最小節(jié)距的情況下，平面電池可能具有大約200μm²的面積。然而，該200μm²不能全都專用于光采集，這是因?yàn)榻佑|部等必須與電池接口接合，因此，200μm²可以是用于光線吸收的最大面積。在大約0.1μm的耗盡區(qū)深度的情況下，平面單元的總體積為大約20μm³。

然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，TSV節(jié)距可以為大約10μm，其中TSV半徑小于10μm。例如，直徑可以為大約9μm。這產(chǎn)生大約30μm的周長。在200μm的TSV深度的情況下，這產(chǎn)生(30x 200)＝6,000μm²的面積。在與平面電池示例中所使用的相同的摻雜濃度和耗盡區(qū)的相同深度的情況下，這產(chǎn)生10,000μm²x 0.1μm＝600μm³的總體積(平面電池的體積的30倍的總體提高)。

以上示例使用示例性的值(例如，平面電池可以具有約200μm²的面積)，并且那些值可能在具有電池的暴露于光線的較大表面面積的平面電池中發(fā)生變化。然而，點(diǎn)保持不變，從而包括襯底的頂表面上的相同表面面積的TSV將由于TSV的深度而提供更多PN暴露(例如，比如平面電池的體積的30倍的總體積提高將保留)。如果TSV的深度增加，則提高將甚至高于30倍。

本文中的襯底有時(shí)被稱為包括硅并是P型摻雜的。然而，其它實(shí)施例包括N型摻雜的襯底。此外，其它實(shí)施例可以包括(而不限于)具有類GaAs、GaN等的Ⅲ-Ⅴ族材料的襯底。襯底可以包括用于高能譜的寬帶隙材料，例如但不限于SiC等。其它實(shí)施例可以包括用于低能譜的窄帶隙材料(例如，Ge)。此外，不同的實(shí)施例可以使用不同的摻雜物，例如但不限于：用于P型摻雜的硼、鎵或銦，以及用于N型摻雜的磷、砷、銻、或氮。

各實(shí)施例包括半導(dǎo)體襯底。這種襯底可以是塊半導(dǎo)體材料，其是晶圓的部分。在實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底是作為已從晶圓分割下來的芯片的部分的塊半導(dǎo)體材料。在實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底是形成在諸如絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底之類的絕緣體上方的半導(dǎo)體材料。在實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底是諸如在塊半導(dǎo)體材料上方延伸的鰭狀物之類的突出結(jié)構(gòu)。

以下示例涉及另外的實(shí)施例。

示例1包括一種裝置，其包括：第一光伏電池；第一穿硅過孔(TSV)，所述第一穿硅過孔包括在所述第一光伏電池中并穿過摻雜的硅襯底的至少一部分，所述第一TSV包括(a)(ⅰ)第一側(cè)壁，與所述摻雜的硅襯底相反地對(duì)所述第一側(cè)壁進(jìn)行摻雜，以及(a)(ⅱ)第一接觸部，所述第一接觸部大體上填充所述第一TSV；以及第二TSV，所述第二TSV包括在所述第一光伏電池中并穿過所述摻雜的硅襯底的至少另一部分，所述第二TSV包括(b)(ⅰ)第二側(cè)壁，所述第二側(cè)壁包括所述摻雜的硅襯底，以及(b)(ⅱ)第二接觸部，所述第二接觸部大體上填充所述第二TSV；其中，所述第一接觸部和所述第二接觸部均包括大體上透明的導(dǎo)電材料。

在示例2中，示例1的主題可以可選地包括：其中，所述第一接觸部的第一底表面耦合到第一反射金屬部分，并且所述第二接觸部的第二底表面耦合到第二反射金屬部分，所述第一反射金屬部分和所述第二反射金屬部分被配置為將光線反射到所述第一TSV和所述第二TSV中。

在示例3中，示例1-2的主題可以可選地包括：其中，所述第一反射金屬部分包括銅和鋁中的至少一種。

在示例4中，示例1-3的主題可以可選地包括：其中，所述第一反射金屬部分直接接觸所述摻雜的硅襯底的底表面。

在示例5中，示例1-4的主題可以可選地包括：其中，所述第一接觸部是陽極，所述第二接觸部是陰極，所述摻雜的硅襯底是p摻雜的，并且所述第一側(cè)壁是n摻雜的。

在示例6中，示例1-5的主題可以可選地包括：其中，所述第一接觸部的第一底部部分比所述第一接觸部的第一頂部部分窄。

在示例7中，示例1-6的主題可以可選地包括：第二光伏電池；附加的TSV，所述附加的TSV包括在所述第二光伏電池中并穿過所述摻雜的硅襯底的至少一部分，所述附加的TSV包括(c)(ⅰ)附加的側(cè)壁，與所述摻雜的硅襯底相反地對(duì)所述附加的側(cè)壁進(jìn)行摻雜，以及(c)(ⅱ)附加的接觸部，所述附加的接觸部大體上填充所述附加的TSV；并且所述第二TSV包括在所述第一光伏電池和所述第二光伏電池兩者中；其中，所述附加的接觸部包括所述導(dǎo)電材料。

在示例8中，示例1-7的主題可以可選地包括：第二光伏電池；附加的TSV，所述附加的TSV包括在所述第二光伏電池中并穿過所述摻雜的硅襯底的至少另一部分，所述附加的TSV包括(c)(ⅰ)附加的側(cè)壁，所述附加的側(cè)壁包括所述摻雜的硅襯底，以及(c)(ⅱ)附加的接觸部，所述附加的接觸部大體上填充所述附加的TSV；并且所述第一TSV包括在所述第一光伏電池和所述第二光伏電池兩者中；其中，所述附加的接觸部包括所述導(dǎo)電材料。

在示例9中，示例1-8的主題可以可選地包括：其中，所述第一側(cè)壁在包括PN結(jié)的界面處接觸所述摻雜的硅襯底。

在示例10中，示例1-9的主題可以可選地包括：其中，所述PN結(jié)從所述第一側(cè)壁的頂部延伸到所述第一側(cè)壁的底部，并且所述第一側(cè)壁從所述摻雜的硅襯底的頂部延伸到所述摻雜的硅襯底的底部。

在示例11中，示例1-10的主題可以可選地包括：其中，所述PN結(jié)為至少50μm長。在實(shí)施例(但不是全部實(shí)施例)中，這是產(chǎn)生足夠的功率來操作電路或電池的部件所需要的臨界尺寸。

在示例12中，示例1-11的主題可以可選地包括：其中，所述PN結(jié)在形成在所述摻雜的硅襯底的頂部部分處的器件層下方延伸。

在示例13中，示例1-12的主題可以可選地包括：其中，所述第一接觸部的第一底部部分比所述第一接觸部的第一頂部部分寬。

在示例14中，示例1-13的主題可以可選地包括權(quán)利要求1的裝置，其中，所述第一光伏電池包括在片上系統(tǒng)(SOC)上，并且電耦合到電池和晶體管的至少其中之一，所述電池和所述晶體管的至少其中之一位于所述第一光伏電池之外但位于所述SOC上。

在示例15中，示例1-14的主題可以可選地包括：其中，所述第一接觸部的頂部未被覆蓋，并且被配置為使光線通過進(jìn)入所述TSV中。

在示例16中，示例1-15的主題可以可選地包括：其中，所述第一接觸部的頂表面選自于包括以下各項(xiàng)的組：(a)所述頂表面的中間部分比所述頂表面的外部部分更接近于所述摻雜的硅襯底的底表面的凹面，以及(b)平坦的且大體上與所述襯底的長軸平行。

示例17包括一種裝置，其包括：第一過孔，所述第一過孔包括在第一光伏電池中并從摻雜的襯底的頂表面延伸到所述摻雜的襯底的底表面，所述第一過孔包括(a)(ⅰ)第一側(cè)壁，與所述摻雜的襯底相反地對(duì)所述第一側(cè)壁進(jìn)行摻雜，以及(a)(ⅱ)第一接觸部，所述第一接觸部大體上填充所述第一過孔；以及第二過孔，所述第二過孔包括在所述第一光伏電池中并從所述頂表面延伸到所述底表面，所述第二過孔包括(b)(ⅰ)第二側(cè)壁，所述第二側(cè)壁包括所述摻雜的襯底，以及(b)(ⅱ)第二接觸部，所述第二接觸部大體上填充所述第二過孔；其中，所述第一接觸部和所述第二接觸部均包括透明的導(dǎo)電材料。再次，并非所有實(shí)施例都需要TSV，并且代替TSV或除了TSV以外，一些實(shí)施例可以使用過孔(例如，延伸穿過非硅襯底的過孔)或其它孔來形成光伏電池。

在示例18中，示例17的主題可以可選地包括：其中，所述第一接觸部和所述第二接觸部的底部耦合到反射金屬，所述反射金屬直接接觸所述摻雜的襯底的底表面。

在示例19中，示例17-18的主題可以可選地包括：附加的過孔，所述附加的過孔包括在第二光伏電池中并從所述頂表面延伸到所述底表面，所述附加的過孔包括(c)(ⅰ)附加的側(cè)壁，與所述摻雜的襯底相反地對(duì)所述附加的側(cè)壁進(jìn)行摻雜；以及(c)(ⅱ)附加的接觸部，所述附加的接觸部大體上填充所述附加的過孔；并且所述第二過孔包括在所述第一光伏電池和所述第二光伏電池兩者中；其中，所述附加的接觸部包括所述透明的導(dǎo)電材料。

在示例20中，示例17-19的主題可以可選地包括：其中，所述第一側(cè)壁在包括從所述摻雜的襯底的頂部延伸到所述摻雜的襯底的底部的PN結(jié)的界面處接觸所述摻雜的襯底。

示例21包括一種方法，所述方法包括：形成與摻雜的襯底的底表面直接接觸的反射金屬；將所述反射金屬圖案化成不彼此接觸的部分；形成第一過孔和第二過孔，所述第一過孔和所述第二過孔包括在第一光伏電池中，所述第一過孔和所述第二過孔均從所述摻雜的襯底的頂表面延伸到所述摻雜的襯底的底表面；以與所述摻雜的襯底相反地?fù)诫s的方式對(duì)所述第一過孔的第一側(cè)壁進(jìn)行摻雜；以及形成大體上填充所述第一過孔和所述第二過孔并耦合到所述反射金屬的第一接觸部和第二接觸部；其中，所述第一接觸部和所述第二接觸部均包括大體上透明的導(dǎo)電材料。

在示例22中，示例21的主題可以可選地包括：其中，所述第一側(cè)壁在包括從所述摻雜的襯底的頂部延伸到所述摻雜的襯底的底部的PN結(jié)的界面處接觸所述摻雜的襯底。

在示例23中，示例21-22的主題可以可選地包括：形成附加的過孔，所述附加的過孔包括在第二第一光伏電池中，所述附加的過孔從所述頂表面延伸到所述底表面；以與所述摻雜的襯底相反地?fù)诫s的方式對(duì)所述附加的過孔的附加的側(cè)壁進(jìn)行摻雜；以及形成大體上填充所述附加的過孔并耦合到所述反射介質(zhì)的附加的接觸部；其中，所述第二過孔包括在所述第一光伏電池和所述第二光伏電池兩者中，并且所述附加的接觸部包括所述透明的導(dǎo)電材料。

在示例24中，示例21-23的主題可以可選地包括：其中，所述第一接觸部是陽極，所述第二接觸部是陰極，所述摻雜的襯底是p摻雜的，并且所述第一側(cè)壁是n摻雜的。

為了例示和描述的目的，已經(jīng)呈現(xiàn)了本發(fā)明的實(shí)施例的前述描述。其并非旨在是詳盡的或者將本發(fā)明限制為所公開的精確形式。本說明書和所附權(quán)利要求書包括術(shù)語，例如左、右、頂、底、之上、之下、上部、下部、第一、第二等等，它們僅用于描述性目的，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制性的。例如，標(biāo)識(shí)相對(duì)垂直位置的術(shù)語指代其中襯底或集成電路的器件側(cè)(或有源表面)為該襯底的“頂”表面的情形；襯底可以實(shí)際上處于任何方位，從而襯底的“頂”側(cè)可以在標(biāo)準(zhǔn)的地球參考系中低于“底”側(cè)，但仍落入術(shù)語“頂部”的意義。除非這樣明確陳述，如本文中(包括在權(quán)利要求中)所使用的術(shù)語“在……上”并非指示位于第二層“上”的第一層直接位于第二層上并與第二層直接接觸；在第一層以及第一層上的第二層之間可以存在第三層或其它結(jié)構(gòu)。本文中所描述的器件或制品的實(shí)施例可以在多個(gè)位置和方位上制造、使用、或運(yùn)輸。相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，鑒于以上教導(dǎo)，許多修改和變型是可能的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到對(duì)附圖中所示出的各部件的各種等同組合和替代。因此，本發(fā)明的范圍并非旨在由該具體實(shí)施方式限制，而是由所附權(quán)利要求限制。