[发明专利]一种基于太阳能的三维集成系统及制备方法

权利要求书

1.一种基于太阳能的三维集成系统，其特征在于，包括纳米电容结构、太阳能电池、第一硅通孔结构和第二硅通孔结构，其中：

所述纳米电容结构安装在所述太阳能电池底部，所述第一硅通孔结构和所述第二硅通孔结构分别设置在所述太阳能电池的顶部左右两侧，所述太阳能电池和所述纳米电容结构之间通过所述第一硅通孔结构、所述第二硅通孔结构集成在一起并电力连接，使得所述太阳能电池将产生的电能储存在所述纳米电容结构内部，且所述纳米电容结构与所述太阳能电池共用一个电极；

所述纳米电容结构包括刻蚀衬底，所述刻蚀衬底上设置有多个硅纳米孔，所述刻蚀衬底表面和所述硅纳米孔表面由下到上依次设置有第一隔离介质、第一底部金属电极层、第一绝缘介质和第一顶部金属电极层，且所述硅纳米孔内部被完全填充；

所述太阳能电池包括第一半导体层、第二半导体层与第二顶部金属电极层，所述第一半导体层和所述第二半导体层依次设置在所述第一顶部金属电极层顶端并形成PN结，所述第二顶部金属电极层设置在所述第二半导体层顶部，所述第一顶部金属电极层、所述PN结和所述第二顶部金属电极层共同组成太阳能电池；

所述第一硅通孔结构贯穿所述第二顶部金属电极层、所述第一半导体层、所述第二半导体层并与所述第一顶部金属电极层接触，所述第二硅通孔结构贯穿所述第二顶部金属电极层、所述第一半导体层、所述第二半导体层、所述第一顶部金属电极层、所述第一绝缘介质，并与所述第一底部金属电极层接触，所述第一硅通孔结构的侧壁、上表面与所述第二硅通孔结构侧壁、上表面均设置有第二隔离介质。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能的三维集成系统，其特征在于，所述第二隔离介质在所述第二顶部金属电极层右上方呈断裂状态并形成沟槽结构，所述沟槽结构与所述第二硅通孔结构相邻设置。

3.根据权利要求2所述的基于太阳能的三维集成系统，其特征在于，所述第一硅通孔结构的内表面、所述第二硅通孔结构的内表面、所述沟槽结构的内表面均设置有一层铜扩散阻挡层，所述铜扩散阻挡层将所述第一底部金属电极层与所述第二顶部金属电极层电连接，所述铜扩散阻挡层表面设置有一层铜籽晶层，所述铜籽晶层表面覆盖设置有铜金属层，所述第一硅通孔结构、所述第二硅通孔结构、所述沟槽结构内部被所述铜扩散阻挡层、铜籽晶层、铜金属层组成的结构完全填充，位于所述第一硅通孔结构内部、所述第二硅通孔结构内部、所述沟槽结构内部的所述铜金属层与所述铜籽晶层高度相同。

4.根据权利要求3所述的基于太阳能的三维集成系统，其特征在于，所述第二顶部金属电极层上表面设置有中心槽，所述中心槽贯穿所述第二隔离介质、铜扩散阻挡层和铜籽晶层，所述中心槽左右两侧均设置有第三隔离介质，所述第三隔离介质分别与所述铜扩散阻挡层、铜籽晶层、铜金属层接触，且所述第三隔离介质的高度与所述铜籽晶层的高度相同。

5.根据权利要求3所述的基于太阳能的三维集成系统，其特征在于，所述第一硅通孔结构顶部设置有第一金属接触凸点，所述第二硅通孔结构顶部设置有第二金属接触凸点，所述第一金属接触凸点通过所述第一硅通孔结构与所述第一顶部金属电极层导通连接，所述第二金属接触凸点通过所述第二硅通孔结构与所述第一底部金属电极层导通连接，所述第一金属接触凸点和所述第二金属接触凸点均与所述铜金属层接触连接。