[发明专利]光伏电池

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2011年1月14日申请的第61/433,185号美国临时专利申请案的优先权权益。

技术领域

本发明大体上涉及光伏电池，且更特定来说(但非排他地)涉及生产高效且经济的薄膜光伏电池的制造。

背景技术

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种用于构造光伏结构的方法，所述方法包含：通过溅镀、气相沉积或印刷中的一者或一者以上将第一金属层沉积到半导体衬底上；以及在400摄氏度与1200摄氏度之间的范围内的温度下加热所述第一金属层和所述半导体衬底以产生接合到所述半导体衬底的第一多个金属颗粒，借此通过所述沉积和所述加热产生的所述光伏结构能够致使在暴露于红外光谱、可见光谱或紫外光谱中的一者或一者以上内的电磁辐射后即刻产生电流。

根据本发明的实施例，一种光伏结构包括：半导体衬底；以及第一多个金属颗粒，其接合到所述半导体衬底，借此所述光伏结构能够致使在暴露于红外光谱、可见光谱或紫外光谱中的一者内的电磁辐射后即刻产生电流。在一个实施例中，所述光伏结构是半透明的。

另外，光伏电池提供改善的特性，所述光伏电池包含半导体衬底和颗粒表面，其中所述颗粒表面的厚度在0.001微米与100微米之间。

当结合附图阅读时从以下对各种实施例的描述将明了本发明的其它和另外的特征和优点。所属领域的技术人员将了解，以下实施例是仅为了说明性和示范性目的提供的，且本发明的各种实施例的元件的许多组合是可能的。

附图说明

参考附图描述本发明的非限制性和非详尽实施例。在图中，在全部各图中相同参考标号指代相同部分，除非另外指定。

为了更好地理解本发明的实施例，参考以下具体实施方式，其应结合附图来阅读，附图中：

图1描绘根据本发明的实施例的光伏电池的侧视图；

图2展示根据本发明的实施例的光伏电池的上部表面，其描绘颗粒表面；

图3图解说明根据本发明的实施例的沿着示范性光伏电池的上部表面的电极，用以测量I-V特性；

图4图解说明根据本发明的实施例的经配置以用于测试的示范性光伏电池的侧视图；

图5图解说明根据本发明的实施例的示范性光伏电池特性；以及

图6图解说明根据本发明的实施例的用于制造光伏电池的过程的实施例。

具体实施方式

下文参见附图更完整地描述本发明的实施例，附图形成本发明的一部分，且借助于图解说明而展示本发明可实践的特定示范性实施例。然而本发明可以许多不同形式体现，且不应解释为限于本文陈述的实施例，而是提供这些实施例以使得本发明将为详尽且完整的，且将本发明的范围完全传达给所属领域的技术人员。如本文使用，术语“或”是包含性“或”算子，且等效于术语“和/或”，除非上下文清楚地另外规定。术语“基于”不是排他的，且允许基于未描述的额外因素，除非上下文清楚地另外规定。另外，在整个说明书中，“一”和“所述”的意义包含复数参考。“在…中”的意义包含“在…中”和“在…上”。术语“耦合”暗示元件可直接连接在一起或可通过一个或一个以上介入元件而耦合。

图1图解说明示范性光伏(PV)电池100的构造。PV电池构造于半导体衬底上。提供基底结构，从半导体衬底110在所述基底结构上构成下部衬底。半导体衬底耦合到基底结构的上部表面。邻近于半导体衬底的上部表面的是制造的一系列颗粒120。所述颗粒可由单金属、半金属、半导体、合金金属、金属间化合物或以上全部的组合构成。

半导体衬底可具有任意厚度。优选地，半导体衬底厚度为10纳米到500微米且优选在几百纳米的范围内。虽然传统上一些PV电池是由潜在有毒的化合物构成，但本发明的实施例中不使用此些材料。而是，半导体由例如非晶硅、多晶硅、单晶硅或类似物等材料构成。此外，虽然可使用掺杂来引入杂质以改善效率，但对于本文揭示的实施例这不是必要的。可以或可以不存在掺杂。

引入到半导体衬底的上部表面的颗粒的大小可从0.001微米到50微米变化。在一实施例中，所述颗粒均匀分布于半导体衬底的上部表面上且以0.001微米到100微米间隔开。

随后将电极放置于颗粒表面的上部表面上以收集能量。优选地，PV电池的总厚度为100纳米到500微米。因为PV电池可经构造为与传统电池相比非常薄，所以所构造的PV电池几乎是半透明的。

根据本发明的实施例，PV电池构造本质上不是分层过程。将颗粒放置于半导体衬底的上部表面上。