专利名称：高效太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明所涉及的是一种高效太阳能电池的结构。
能源紧张是世界性的问题，它威胁到人类未来的生存，因此世界各国都在寻找新的能源，如风能、太阳能等可再生能源。特别是太阳能的开发和应用，是各国解决未来能源的希望。据有关资料表明，本世纪末世界的能源特别是电力，将有20-30%来源于太阳能电池。
目前，太阳能电池还有许多问题尚未解决，主要是生产成本高，光电转换效率低，不能在大范围广泛应用。现在太阳能电池有多种形式，主要的有单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、化合物和有机物电池，单晶硅电池是成熟的商品，它的光转换效率稳定性好，但生产工艺复杂，流程长，不易得到大面积，生产成本高达4-7美元/峰瓦。效率仅12-15%。
多晶硅电池效率低于单晶硅电池，但生产成本要比单晶硅低许多，而且生产效率很高，能形成大面积电池。
非晶硅电池能大规模生产，但它的光热稳定性差，效率较低，生产成本较高，使用寿命短。
技术发达的国家，现在都在寻找新的生产工艺和新的材料，以便降低成本，能广泛地应用。如美国的贝尔实验室和能源转换公司，日本的太阳能公司、东芝公司，西德的西门子公司等。但目前尚无效率高、生产成本低和能大规模应用的太阳能电池。
参考资料期刊《太阳能》1987、2，1983、2，1987、1。《电子材料》(日)特开昭60-160673，60-161680。美国专利4.282.394，4.262.161号。
本发明的目的是向人们提供一种高效率、长寿命、低成本的太阳能电池，以便使太阳能电池得到普及，利用太阳光向人们提供电能，解决人类未来的能源需求，也使家庭有一个独立电源系统的设想成为现实。
本发明的基本原理是利用半导体PN结受光照后激发电子，产生电流。但本发明的结构与现有太阳能电池有很大区别。本发明是使用颗粒的多晶和单晶硅组合而成，它有三层结构，一层是透明导电薄膜如氧化锡等，一层是颗粒PN结的单晶或多晶硅，一层是导电金属层如铝等。
图中，1-导电透明薄膜、2-微三棱镜、3-颗粒PN结、4-金属层。
参照结构图，说明本发明的工作过程，结构特点。当太阳光入射通过透明薄膜1和三棱镜2，照射到颗粒PN结3上激发产生光电流，入射光在颗粒PN结间反复折射和反射，光电流增加，通过金属背板4引出。
太阳能电池的结构特点一是透明膜下有无数个微型三棱镜;二是颗粒PN结受光面积大。
这种太阳能电池的优点一是颗粒PN的受光面积要比相同尺寸的面积大4-7倍，若平板表面积为1个单位的平方，则颗粒的表面就是6，28个单位的平方;二是颗粒间凹处能积存透明材料，使这些材料形成一个一个微小的三棱镜;根据光学的基本定律可知，入射光在颗粒PN结上发生反射，光经三棱镜又折射到对面的颗粒PN结上，同样，对面光也被折射、反射，充分利用各能级的光子，光的利用率提高，据计算光的效率在40%以上，比目前的光效率高4-5倍;三是颗粒PN形成的电场是半球形的，使PN结的放电电压相对提高，能加速电子的分离;四是通过简单的工艺手段即可得到单晶化PN结，使电池的稳定性和寿命提高;五是颗粒材料掺杂时间短，生产效率高。
这种结构太阳能电池可以制成大面积的，也可以制成小面积的使用。它使用的材料是通过简单工艺处理的冶金级硅，这样材料成本很低。本发明的新型结构太阳能电池，所用设备简单，一般半导体厂都有，工艺简单，能机械化连续生产，效率高，因此，这种结构的太裟艿绯厣杀臼呛艿偷模浪愠杀窘 .5-1元/峰瓦，所以，完全可以大面积推广使用，解决人类的能源危机，让房顶成为发电站变为现实和可能。
权利要求
1.一种高效太阳光发电装置，它由透明导电层、PN结层、背板电极层构成，其特征是PN结是颗粒状的。
2.根据权利要求所述的高效太阳光发电装置，其特征是透明导电材料在颗粒之间形成许多类似的三棱镜。
3.根据权利要求所述的高效太阳光发电装置，其特征是背板电极厚度不小于电池总厚度的三分之一。
全文摘要
本发明涉及的是一种新型结构的高效太阳能电池。
文档编号H01L31/06GK1031157SQ8710535
公开日1989年2月15日 申请日期1987年8月7日 优先权日1987年8月7日
发明者赖志勤 申请人:赖志勤