一种被分割的三阱型片上太阳能电池及其分割优化方法技术

本发明专利技术公开了一种被分割的三阱型片上太阳能电池及其分割优化方法，包括掺杂区

【技术实现步骤摘要】
一种被分割的三阱型片上太阳能电池及其分割优化方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种被分割的三阱型片上太阳能电池及其分割优化方法
。

技术介绍

[0002]近年来，随着物联网技术的发展与普及，各种传感器
、
收发器
、
处理器作为物联网的网络节点被大量使用和需要，但是作为电源，电网或者电池在很大程度上限制了网络节点的应用场景
、
移动能力以及使用寿命，因此具有能量收集功能，能够实现自给供电的物联网的网络节点将是未来的发展趋势，目前基于片上太阳能电池的能量收集系统已经在物联网
、
微型传感器以及可穿戴设备等领域得到了应用，而利用太阳光能作为能量来源的能量收集系统主要包括片上太阳能电池与电压转换电路，该能量收集系统的能源利用率是片上太阳能电池的光电转换效率与电压转换电路的压变转换效率的乘积
。
这意味着提高太阳能电池的光电转换效率就可以提高能量收集系统的能源利用率，但是，目前采用标准
CMOS
工艺所制成的单阱片上太阳能电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种被分割的三阱型片上太阳能电池，其特征在于，包括掺杂区
、
光感
PN
结和表面金属电极，所述掺杂区的边缘与底部覆盖有所述光感
PN
结，所述表面金属电极为覆盖于所述掺杂区表面的金属走线，其中：所述掺杂区用于提供不同掺杂浓度的掺杂物；所述光感
PN
结用于分离光生电子空穴对，生成光生电流；所述表面金属电极用于收集和输送所述掺杂区的光生载流子，生成太阳能电池输出电流
。2.
根据权利要求1所述一种被分割的三阱型片上太阳能电池，其特征在于，所述掺杂区包括
N+
掺杂区
、P
‑
sub
掺杂区
、DNW
掺杂区和
PW
掺杂区，所述
P
‑
sub
掺杂区为被分割的三阱型片上太阳能电池的衬底，所述
DNW
掺杂区包裹于所述
P
‑
sub
掺杂区的内部，所述
PW
掺杂区包裹于所述
DNW
掺杂区的内部，所述
N+
掺杂区包裹于所述
PW
掺杂区的内部，所述
P
‑
sub
掺杂区中的所述
DNW
掺杂区被分割成若干个被分割后的
DNW
掺杂区，每个所述被分割后的
DNW
掺杂区中的所述
PW
掺杂区被分割成若干个被分割后的
PW
掺杂区，每个所述被分割后的
PW
掺杂区中的所述
N+
掺杂区被分割成若干个被分割后的
N+
掺杂区，其中：所述
N+
掺杂区用于提供高浓度的
n
型掺杂，并分别与所述
PW
掺杂区和所述
P
‑
sub
掺杂区形成浅
PN
结；所述
DNW
掺杂区用于提供低浓度的
n
型掺杂，并分别与所述
PW
掺杂区形成次深
PN
结，与所述
P
‑
sub
掺杂区形成深
PN
结；所述
PW
掺杂区用于提供低浓度的
P
型掺杂，并分别与所述
N+
掺杂区形成所述浅
PN
结，与所述
DNW
掺杂区形成所述次深
PN
结；所述
P
‑
sub
掺杂区用于通过所述低浓度的
P
型掺杂形成所述被分割的三阱型片上太阳能电池的衬底
。3.
根据权利要求2所述一种被分割的三阱型片上太阳能电池，其特征在于，所述光感
PN
结包括侧面光感
PN
结和底面光感
PN
结，所述侧面光感
PN
结为在所述掺杂区的边缘形成的纵向
PN
结，所述底面光感
PN
结为在所述掺杂区的底部形成的纵向
PN
结，其中：所述侧面光感
PN
结用于分离侧面光感
PN
结的光生电子空穴对，形成侧面光感
PN
结的光电流；所述底面光感
PN
结用于分离底面光感
PN
结的光生电子空穴对，形成底面光感
PN
结的光电流
。4.
根据权利要求2所述一种被分割的三阱型片上太阳能电池，其特征在于，所述表面金属电极包括
N+
表面金属电极
、DNW
表面金属电极
、PW
表面金属电极和
P
‑
sub
表面金属电极，所述
N+
表面金属电极设置于所述
N+
掺杂区的上表面，所述
DNW
表面金属电极设置于所述
DNW
掺杂区的上表面，所述
PW
表面金属电极设置于所述
PW
掺杂区的上表面，所述
P
‑
sub
表面金属电极设置于所述
P
‑
sub
掺杂区的上表面，其中：所述
N+
表面金属电极用于收集和输送所述
N+
掺杂区产生的光生载流子，形成
N+
掺杂区光电流；所述
DNW
表面金属电极用于收集和输送所述
DNW
掺杂区产生的光生载流子，形成
DNW
掺杂区光电流；所述
PW
表面金属电极用于收集和输送所述
PW
掺杂区产生的光生载流子，形成
PW
掺杂区
光电流；所述
P
‑
sub
表面金属电极用于收集和输送所述
P
‑
sub
掺杂区产生的光生载流子，形成
P
‑
sub
掺杂区光电流
。5.
根据权利要求4所述一种被分割的三阱型片上太阳能电池，其特征在于，所述被分割的三阱型片上太阳能电池的衬底还包括通过
N
基底硅形成，其中，对于通过所述
N
基底硅形成所述被分割的三阱型片上太阳能电池的衬底，其三阱结构为
n
型衬底
n
‑
sub、
深
P
阱区
DPW、N
阱区
NW
和
P
型高掺杂区
P+
，对于通过所述低浓度的
P
型掺杂形成所述被分割的三阱型片上太阳能电池的衬底，其三阱结构为
N+
掺杂区
、P
‑
sub
掺杂区
、DNW
掺杂区和
PW
掺杂区
。6.
一种被分割的三阱型片上太阳能电池的分割优化方法，其特征在于，包括以下步骤：通过光电二极管光感区域的光电流密度公式，获取光感
PN
结的光电流密度，所述光感
PN
结的光电流密度包括侧面光感
PN

【专利技术属性】
技术研发人员：刘京京，关健，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：