专利名称：一种pn结阵列受光的太阳电池的制作方法
技术领域：
本专利涉及太阳电池技术，特别涉及一种PN结阵列受光的太阳电池，它特别适合于制备高转换效率、低成本的太阳电池。
背景技术：
太阳电池是一种可以将太阳光转换为电能的元器件， 是一种可持续发展的新能源，受到了各国政府的高度重视，特别是在中国政府的大力支持下，我国出现了一批有国际影响力的太阳能高科技公司。然而，由于存在光电转换效率低、成本较高的难题，当前的太阳电池的相关企业或公司的发展仍然离不开政府的支持，在一定时期仍然是一种较“奢侈”的新能源。因此，提高太阳电池的转换效率与降低成本是太阳电池领域亟待解决的核心问题。围绕这一核心问题，太阳电池的发展经历了三个阶段第一阶段以晶体硅(Si)为代表，其特点是转换效率高、寿命长和稳定性好，但原料消耗大，成本偏高；第二阶段是以S1、碲化镉和铜铟镓硒、染料敏化电池为代表的薄膜电池，其优点是原料消耗小，成本较低，但转换效率不如晶体Si电池；第三阶段是基于新效应、新原理的宽光谱、高效率与低成本的电池，它代表了太阳电池的发展方向，主要有叠层太阳电池、基于多激子产生效应的量子点电池、中间带隙电池、热载流子电池与热光伏电池等。这些电池的共同特点是由于采用了层状结构，太阳光入射至工作区(如PN结附近)都必须穿过一层薄膜，例如Si太阳电池的η型或P型层薄膜，而该层薄膜对大于其带隙的高能光子具有很大的吸收系数，极大降低了到达工作区的太阳光的强度，从而降低了电池的光电转换效率。因此，如何设计一种新型结构的电池，使得太阳光入射至工作区(如PN结附近)时无须穿越顶层薄膜可以极大提高电池的转换效率。
发明内容本专利的目的是提供一种PN结阵列受光结构的太阳电池，解决当前太阳电池的顶层薄膜对太阳光的强吸收的难题，避免了太阳光入射至PN结前的能量损耗，提高了电池的转换效率。PN结阵列受光结构的太阳电池结构特征在于在η型或P型半导体材料衬底上通过热扩散形成等间隔的周期性排列的PN结阵列，PN结阵列的宽度为O. 2 3 μ m，深度为5 20 μ m ;将η型及P型层分别串联起来形成太阳电池。电池工作时，太阳光直接入射至PN结阵列。本专利的优点是1.工作时太阳光无须穿越顶层薄膜，直接照射至PN结阵列，解决了当前太阳电池的顶层薄膜对太阳光的强吸收的难题，避免了太阳光入射至PN结前的能量损耗，从而提高了太阳电池的光电转换效率。[0010]2.本专利结构简单，制备成本低，并且与现有的半导体制备工艺相兼容，容易推广应用。
图1为本专利的实施例的η型Si衬底的背面重掺杂后的示意图。图2为本专利的实施例的图1的样品表面被SiO2薄膜部分覆盖后的示意图。图3为本专利的实施例的图2的样品表面被光刻胶覆盖、曝光显影后的示意图。图4为本专利的实施例的图3的样品进行P型掺杂后的示意图。图5为本专利的实施例的图4的样品表面蒸镀金属电极后的示意图。图6为本专利的实施例的图5的样品表面的俯视图。图7为PN结阵列受光结构的太阳电池结构原理图。
具体实施方式
下面以制备与本专利具有相同结构的Si太阳电池为例具体说明本专利的太阳电池的结构与一般的制备方法。 ①衬底背面重掺杂如图1所示，将η型Si衬底I洗净后采用热扩散的方式掺入VI族元素，形成重掺杂的η+型层2。②热氧化制备表面部分覆盖的SiO2绝缘层为了防止在光照面制备欧姆接触时直接导通η型层与P型层，接着采用热氧化与化学蚀刻的方法在η型层表面覆盖二条平形的带状SiO2薄膜3，如图2所示。③制备栅状结构的光刻胶层采用旋涂法在样品的表面旋涂一层光刻胶，并显影成等间隔的周期性排列的栅状结构4，如图3所示。④制备P型层采用热扩散技术掺入B原子，形成周期性排列的P型层5，如图4所
/Jn ο⑤制备欧姆接触溶解掉光刻胶，接着采用热蒸发技术蒸镀金属薄膜，形成前电极欧姆接触6与背电极欧姆接触7，如图5所示。为了便于说明本专利的结构，图6给出了形成欧姆接触后电池的俯视图。
权利要求1.一种PN结阵列受光的太阳电池，其特征在于在η型或P型半导体材料衬底上通过热扩散形成等间隔的周期性排列的PN结阵列，PN结阵列的宽度为O. 2 3 μ m，深度为5 .20 μ m ; 将η型及P型层分别串联起来形成太阳电池；电池的受光面为PN结阵列。
专利摘要本专利公开了一种PN结阵列受光的太阳电池，在n型或p型半导体材料衬底上形成等间隔的周期性排列的PN结阵列，并将n型或p型层分别串联起来形成太阳电池；电池工作时太阳光直接入射至PN结阵列。本专利最大的优点是由于采用了PN结阵列直接受光的结构，工作时太阳光无须穿越p型或n型薄膜，解决了当前太阳电池的顶层薄膜对太阳光的强吸收的难题，避免了太阳光入射至PN结前的能量损耗，从而提高了太阳电池的光电转换效率。
文档编号H01L27/142GK202888183SQ201220384458
公开日2013年4月17日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者邓惠勇, 郭建华, 邱锋, 吕英飞, 胡淑红, 胡古今, 戴宁 申请人:中国科学院上海技术物理研究所