[实用新型]一种硅光电池

说明书

技术领域

本实用新型属于电子元器件技术领域，具体涉及一种硅光电池的设计。

背景技术

光电池是利用光生伏特效应直接把光能转变成电能的器件，又称为太阳能电池，目前，应用最广、最有发展前途的是硅光电池。近年来随着微小型半导体逆变器的迅速发展，光电池的应用更加普遍。

硅基电池包括多晶硅、单晶硅和非晶硅电池三种。现在单晶硅光电池工艺已近成熟，在电池制作中，提高光电转换效率归纳起来主要基于以下三个方面的改进：1，改进电池材料性能和少子寿命；2，改进电池研制的工艺过程；3，改进电池结构设计。在三个方面中，又以改进电池结构最为灵活，发展最快。

现有的硅光电池在结构方面为了使光能够尽可能地耦合到半导体中，目前有以下几种措施：使用有效的一层或多层抗反射膜来减小电池上表面的光反射。上表面绒面结构和后来改进的微槽结构不仅可以减小电池上表面对光的反射损失，而且使进入到硅内的折射光偏转了一个角度，相当于增加了光子的光程和被半导体吸收的几率。将电池背面抛光并蒸上光反射能力强的金属(如金，铜，铝)，此时背金起到了反射界面的作用，这种背金发射和正面绒面结构或微槽结构能形成“光陷规则”使光在电池内部发生多次反射，这种结构工艺简单，成本较低，但是其获得的光生电流较低，转换效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的硅光电池获得的光生电流较低，转换效率不高的缺陷，提出了一种硅光电池。

本实用新型的技术方案是：一种硅光电池，包括：背面P+欧姆接触区、P-基区和N+发射区，所述背面P+欧姆接触区、P-基区和N+发射区组成pin结构，其特征在于，还包括介质埋层，所述介质埋层位于P-基区内部，耗尽区外部，并且介质埋层不隔断P-基区。

进一步的，所述的硅光电池还包括位于硅光电池顶部的减反射层，所述减反射层覆盖于N+发射区之上。

进一步的，所述介质埋层具体为二氧化硅。

进一步的，所述介质埋层的厚度为其中，λ为入射光波长，n为介质埋层折射率，β为光进入介质埋层的入射角。

本实用新型的有益效果：本实用新型提出的硅光电池通过在光电池基区引入埋层介质形成内部反射机制，引入的介质埋层具有一定的反射入射光的能力，使得光电池胡总收集几率高的位置能接收更多的光照，吸收更多的光子，因而可以在不增加电池厚度的条件下获得高的光生电流，转换效率得到有效的提升。

附图说明

图1是本实用新型硅光电池实施例一的结构图。

图2是本实用新型硅光电池实施例一局部A的埋层光反射原理示意图。

图3是本实用新型硅光电池实施例二的结构图。

图4是本实用新型硅光电池实施例二局部A’的埋层光反射示意图。

图5是硅光电池位置与收集几率的关系曲线图。

图6是以二氧化硅为埋层介质时的一种埋层制作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的阐述。

实施例一：

按照本实用新型的硅光电池的一种体现如图1的实施例一所示。包括：背面P+欧姆接触区105、P-基区103和N+发射区102，所述背面P+欧姆接触区105、P-基区103和N+发射区102组成pin结构，还包括介质埋层104，所述介质埋层104位于P-基区103内部，耗尽区107外部，并且介质埋层103不隔断P-基区103。

这里，107区域为N+发射区102和P-基区103所形成的耗尽区。

这里，硅光电池还包括位于硅光电池顶部的减反射层101，减反射层101覆盖于N+发射区102之上。

这里，介质埋层103理论上可以是任何与硅折射率差异较大且与硅能形成良好界面态的固体物质，比如二氧化硅、碳化硅和氮化硅。在本实施例里中具体采用二氧化硅。

介质埋层103的厚度取决于入射光的波长，埋层的折射率和表面是否采用绒面结构，埋层厚度的选取是为了获得界面处特定波长的光的最大反射率。作为一种优选方案，介质埋层103的厚度为其中，λ为入射光波长，n为介质埋层折射率，β为光进入介质埋层的入射角。在本实施例中，β＝0，即介质埋层103的厚度为n_sio2为二氧化硅的折射率。

在图1所示的实施例中，105作为欧姆接触区，背面金属106和正面电极108组成了硅光电池的两个电极，109为正面重掺杂区。