[发明专利]量子库太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种量子库太阳能电池，由半导体衬底、扩散层和上、下电极构成，其特征在于，在所述的半导体衬底层上设有和半导体衬底导电类型相同的轻掺杂的外延层，在该外延层上设有肋：所述的肋为长条状结构，包括多条平行的竖肋和至少有一条横肋，横肋贯穿连接多条平行的竖肋；竖肋和横肋围成的区间为肋区间；在所述的长条状的肋上设有：和外延层导电类型相反的纳米离子注入层、和离子注入层导电类型相反的高掺杂层，高掺杂层覆盖在纳米离子注入层上，在高掺杂层上覆盖有金属层；上电极引线连接在横肋上的金属层上；所述扩散层设置在整个肋间区内，其导电类型与外延层的导电类型相反，该扩散层上设有氧化层；同时，在上、下电极之间外加有背场电压。

2.按照权利要求1所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的背场电压为反向偏置电压，该反向偏置电压的直流电源的内阻小于或等于负载蓄电池内阻的1/N；其中N的数值大于6。

3.按照权利要求1所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的背场电压高于负载蓄电池电压。

4.按照权利要求3所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的背场电压始终高于负载蓄电池电压2V左右。

5.按照权利要求3所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的背场电压采用15V。

6.按照权利要求1所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的每条竖肋的宽度在几微米到十几微米之间，相邻两条竖肋之间的距离为数百微米。

7.按照权利要求6所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的横肋共设置有2条，上电极连接在该横肋顶部的金属层上。

8.按照权利要求6所述的量子库太阳能电池，其特征在于，在半导体外延层的一侧设有超重掺杂多晶硅材料的高掺杂电极层，下电极连接线直接从该高掺杂电极层中引出。

9.按照权利要求1所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的外延层厚度采用15～20纳米，其电阻率为7.5～8.5Ωcm；所述离子注入层的厚度采用1～100纳米，其掺杂浓度为10¹⁴～10¹⁹cm^-3；所述的高掺杂层的厚度采用亚微米量级；其掺杂浓度为10¹⁷～10²¹cm^-3。

10.按照权利要求1所述的量子库太阳能电池，其特征在于，在有网地区，背场电压电源是通过变压器和整流器组成的背场电压电源电路。

11.按照权利要求1所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的半导体衬底材料采用超重掺杂的半导体材料，其电阻率小于0.005Ω·cm。

12.按照权利要求1所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述的所述半导体衬底为n⁺⁺型硅、外延层为n^-型硅，所述扩散层为p⁺型硅，所述高掺杂层为n⁺⁺型超重掺杂多晶硅。

13.按照权利要求1所述的量子库太阳能电池，其特征在于，所述半导体衬底为p⁺⁺型硅、外延层为p^-型硅，所述扩散层为n⁺型硅，所述高掺杂层为P⁺⁺型超重掺杂多晶硅。

14.按照权利要求1～13之一所述的量子库太阳能电池，其特征在于，在负载电路上，经过一个直流升压器连接有一个充电支路，该支路连接在背场电源上。

15.按照权利要求1～13之一所述的量子库太阳能电池，其特征在于，在所述衬底层的周边通过扩散设置有隔离槽。

16.按照权利要求1～13之一所述的量子库太阳能电池，其特征在于，在离子注入层和高掺杂层之间；以及离子注入层和半导体基础层之间，设置有起缓冲作用的本征层。