[發明專利]一種硅光電池

有效

• 申請號: 201210003894.0
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102569472A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張有潤;吳浩然;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/0352
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于電子元器件技術領域，具體涉及一種硅光電池的設計。

背景技術

光電池是利用光生伏特效應直接把光能轉變成電能的器件，又稱為太陽能電池，目前，應用最廣、最有發展前途的是硅光電池。近年來隨著微小型半導體逆變器的迅速發展，光電池的應用更加普遍。

硅基電池包括多晶硅、單晶硅和非晶硅電池三種。現在單晶硅光電池工藝已近成熟，在電池制作中，提高光電轉換效率歸納起來主要基于以下三個方面的改進：1，改進電池材料性能和少子壽命；2，改進電池研制的工藝過程；3，改進電池結構設計。在三個方面中，又以改進電池結構最為靈活，發展最快。

現有的硅光電池在結構方面為了使光能夠盡可能地耦合到半導體中，目前有以下幾種措施：使用有效的一層或多層抗反射膜來減小電池上表面的光反射。上表面絨面結構和后來改進的微槽結構不僅可以減小電池上表面對光的反射損失，而且使進入到硅內的折射光偏轉了一個角度，相當于增加了光子的光程和被半導體吸收的幾率。將電池背面拋光并蒸上光反射能力強的金屬(如金，銅，鋁)，此時背金起到了反射界面的作用，這種背金發射和正面絨面結構或微槽結構能形成“光陷規則”使光在電池內部發生多次反射，這種結構工藝簡單，成本較低，但是其獲得的光生電流較低，轉換效率不高。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的硅光電池獲得的光生電流較低，轉換效率不高的缺陷，提出了一種硅光電池。

本發明的技術方案是：一種硅光電池，包括：背面P+歐姆接觸區、P-基區和N+發射區，所述背面P+歐姆接觸區、P-基區和N+發射區組成pin結構，其特征在于，還包括介質埋層，所述介質埋層位于P-基區內部，耗盡區外部，并且介質埋層不隔斷P-基區。

進一步的，所述的硅光電池還包括位于硅光電池頂部的減反射層，所述減反射層覆蓋于N+發射區之上。

進一步的，所述介質埋層具體為二氧化硅。

進一步的，所述介質埋層的厚度為其中，λ為入射光波長，n為介質埋層折射率，β為光進入介質埋層的入射角。

本發明的有益效果：本發明提出的硅光電池通過在光電池基區引入埋層介質形成內部反射機制，引入的介質埋層具有一定的反射入射光的能力，使得光電池胡總收集幾率高的位置能接收更多的光照，吸收更多的光子，因而可以在不增加電池厚度的條件下獲得高的光生電流，轉換效率得到有效的提升。

附圖說明

圖1是本發明硅光電池實施例一的結構圖。

圖2是本發明硅光電池實施例一局部A的埋層光反射原理示意圖。

圖3是本發明硅光電池實施例二的結構圖。

圖4是本發明硅光電池實施例二局部A’的埋層光反射示意圖。

圖5是硅光電池位置與收集幾率的關系曲線圖。

圖6是以二氧化硅為埋層介質時的一種埋層制作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步的闡述。

實施例一：

按照本發明的硅光電池的一種體現如圖1的實施例一所示。包括：背面P+歐姆接觸區105、P-基區103和N+發射區102，所述背面P+歐姆接觸區105、P-基區103和N+發射區102組成pin結構，還包括介質埋層104，所述介質埋層104位于P-基區103內部，耗盡區107外部，并且介質埋層103不隔斷P-基區103。

這里，107區域為N+發射區102和P-基區103所形成的耗盡區。

這里，硅光電池還包括位于硅光電池頂部的減反射層101，減反射層101覆蓋于N+發射區102之上。

這里，介質埋層103理論上可以是任何與硅折射率差異較大且與硅能形成良好界面態的固體物質，比如二氧化硅、碳化硅和氮化硅。在本實施例里中具體采用二氧化硅。

介質埋層103的厚度取決于入射光的波長，埋層的折射率和表面是否采用絨面結構，埋層厚度的選取是為了獲得界面處特定波長的光的最大反射率。作為一種優選方案，介質埋層103的厚度為其中，λ為入射光波長，n為介質埋層折射率，β為光進入介質埋層的入射角。在本實施例中，β＝0，即介質埋層103的厚度為nsio2為二氧化硅的折射率。

在圖1所示的實施例中，105作為歐姆接觸區，背面金屬106和正面電極108組成了硅光電池的兩個電極，109為正面重摻雜區。