一個光伏設備，具有將光能轉化為電能的操作性，包括一個基板，復數個基本垂直于基板的結構，和結構之間的一個或多個凹槽，每個凹槽具有位于一個底壁上的平面鏡。該結構具有p-n或p-i-n結將光轉換成為電能。該平面鏡做為功能性的電極，可以將入射其上的光線反射給該結構來轉換成為電能。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
光伏設備，也稱為太陽能電池，是通過光伏效應使太陽光的能量直接轉換成電能的一種固態設備。集合的太陽能電池用來制造太陽能電池組件，亦稱太陽能電池板。這些太陽能組件產生能量，即太陽能發電，是太陽能的一個例子。光伏效應是在光線照射后的一種材料中產生電壓(或相應的電流)。雖然光伏效應和光電效應直接相關，這兩個過程是不同的并且應加以區別。在光電效應中，電子從接觸足夠能量的材料的表面被輻射彈出。光伏效應是不同的，其生成的電子在材料內部不同能量帶(即從價帶到導帶)之間傳遞，致使在兩個電極之間產生電壓。光伏發電是一種通過使用太陽能電池把太陽能轉化為電能來產生電力的方法。光伏效應是指光子一分組的太陽能將電子激發到一個更高的能量狀態來發電。在較高的能量狀態，電子能夠擺脫其被半導體的單個原子束縛的正常的位置，成為電路中的電流的一部分。這些光子包含不同的能量數額，對應太陽光譜中的不同波長。當光子撞擊一個PV太陽能電池時，它們可能會被反射或吸收，或者可能會直接通過。被吸收的光子可以產生電力。術語光伏表不一個光電二極管的不加偏壓的操作模式，即通過該設備的電流完全是由于光能。幾乎所有的光伏設備都是某種類型的光電二極管。傳統的太陽能電池往往在接收光的表面上有不透明電極。任何入射此類不透明電極的入射光被反射離開該太陽能電池或者被不透明電極吸收，從而不利于發電。因此，一個沒有這個缺點的光伏設備是被需求的。
技術實現思路
此處所描述的一個具有將光能轉化為電能的操作性的光伏設備，包括一個基板，復數個基本垂直于基板的結構，位于結構之間的一個或多個凹槽，每個凹槽具有一個側壁和一個底壁，和位于每個凹槽底壁上的一個平面反射層，其中該結構是一種單晶半導體材料，其中每個凹槽側壁沒有平面反射層。不同于傳統的太陽能電池，入射到平面反射層的入射光沒有被浪費，而是被反射到結構上被吸收并轉換為電能。這種光伏設備也可以用來作為光電探測器。附圖說明圖1A是根據一個光伏設備的一個實施例的截面原理圖。圖1B是圖1A的光伏設備根據一個實施例的制造過程。圖2A是根據一個光伏設備的一個實施例的截面原理圖。圖2B是圖2A的光伏設備根據一個實施例的制造過程。圖3A是根據一個光伏設備的一個實施例的截面原理圖。圖3B是圖3A的光伏設備根據一個實施例的制造過程。圖4A顯示根據一個實施例的打印涂布抗蝕劑層的方法。圖4B顯示根據另一個實施例的打印涂布抗蝕劑層的方法。圖5顯示了光線集中在光伏發電設備的結構上的示意圖。圖6顯示了該光伏設備的一個示例俯視橫截面視圖。圖7顯示了該光伏設備的一個示例透視圖。圖8A-8C顯示了分別從圖1A，圖2A和圖3A的光伏設備引出電流的原理圖。圖9顯示了一個光伏設備的替代的條紋狀結構。圖10顯示了一個光伏設備的替代的網格狀結構。具體實施例方式此處所描述的一個具有將光能轉化為電能的操作性的光伏設備，包括一個基板，復數個基本垂直于該基板的結構，位于該結構之間的一個或多個凹槽，每個凹槽具有一個側壁和一個底壁，和位于每個凹槽底壁上的一個平面反射層，其中該結構包含一種單晶半導體材料，其中每個凹槽側壁沒有平面反射層。此處所用的術語“光伏設備”是指可以將例如太陽輻射的光能轉化成電能的產生電力的設備。此處所用的術語結構是單晶是指整個結構的晶格在整個結構內是連續和完整的，其中無晶界。一種導電材料可以是基本上零帶隙的材料。導電材料的導電性一般是大于IO3S/厘米以上。半導體可以是具有有限帶隙高達約3eV和導電性一般在IO3到IO-8S/厘米的范圍內的材料。電絕緣材料可以是一個帶隙大于約3eV并且一般具有導電性低于10_8S/厘米的材料。此處所用的術語“基本垂直于基板的結構”是指結構和基板之間的角度從85°到90°。此處所用的術語“凹槽”是指在基板上的一個中空的空間，其對基板外部的空間是開放的。根據一個實施例，單晶的半導體材料是從包含硅，鍺，II1-V族化合物材料，I1-VI族化合物材料，與四元材料的一組中所選。此處所用的II1- V族化合物材料是指包含一種III族元素和一種V族元素的化合物。一種III族元素可以是B，Al, Ga, In, Tl, Sc, Y,鑭系元素系列和錒系元素系列。V族元素可以是V, Nb, Ta, Db, N, P, As, Sb和Bi。此處所用的I1-VI族的化合物材料是指包含一種II族元素和一種VI族元素組成的化合物。一種II族元素可以是 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 和 Ra。一種 VI 元素可以是 Cr, Mo, V, Sg, O, S，Se, Te 和 Po。一種四元材料是一種由四種元素組成的化合物。根據一個實施例，該結構是圓柱體或棱柱形，其截面是從包含橢圓形，圓形，長方形和多邊形截面，條狀，或網狀的一組中所選。此處使用的術語“網狀”是指一個網絡狀圖案或者構成。根據一個實施例，該結構是柱體，其直徑從50納米至5000納米，其高度從1000納米至20000納米，兩個最接近柱體的中心到中心的距離是在300納米至15000納米之間。根據一個實施例，該結構沿結構的一個頂部表面的整個輪廓具有一個懸垂部分。此處使用的術語“懸垂部分”是指該結構的一部分突出于凹槽的側壁。此處使用的術語“結構的一個頂部表面的整個輪廓”是指該結構的頂部表面的邊緣。該結構的頂部表面可以被凹槽打斷。頂部表面的邊緣是結構和凹槽的頂部表面之間的邊界。根據一個實施例，每個凹槽側壁和底壁之間是圓形或斜面的內角。根據一個實施例，該平面反射層的材料是從包含ZnO，Al, Au, Pd, Cr, Cu, Ti和它們的組合的一組中選擇；該平面反射層是一種導電材料；該平面反射層是一種金屬；該平面反射層對任何波長可見光(即，從390至750納米波長的光)有至少50%的反射率(S卩，入射的電磁能量被反射的比例)；該平面反射層的厚度至少為5納米；所有凹槽的平面反射層相連；該平面反射層功能性地將其上的入射光反射給該結構使得光被該結構吸收；和/或平面反射層功能性地作為光伏設備的電極。此處使用的術語“電極”是指用來和光伏設備建立電接觸的導體。根據一個實施例，該基板于該結構反面有一個平坦表面。根據一個實施例，該平坦表面上有一個摻雜層和一個可選的金屬層，該金屬層和摻雜層形成歐姆接觸。歐姆接觸是具有一個線性和對稱的電流-電壓(1-V)曲線的一個區域。根據一個實施例，該平面反射層的總面積至少是該平坦表面的表面面積的40%。根據一個實施例，該基板厚度至少是50微米。根據一個實施例，該結構是排列成陣列的柱體；每個結構高度約為5微米，該結構的間距是從300納米到15微米。根據一個實施例，該光伏設備進一步包括一個鈍化層，一個連續包覆層和一個可選的耦合層，其中:該鈍化層處于側壁上和底壁的平面反射層下面；該結構的頂部表面沒有鈍化層；該鈍化層有效的鈍化側壁和底壁；該連續包覆層位于鈍化層和平面反射層上所有外露部分，以及結構頂部表面上；該耦合層位于包覆層上并且僅位于頂部表面以上；和/或該每個結構的頂部部分和底部部分具有不同的導電類型。此處使用的術語“鈍化過程”和“鈍化”是指消除懸鍵(即固定原子的非飽和化合價)的過程。此處使用的術語“包覆層”是指該結構周圍包覆的物質層。此處使用的術語“連續”是指沒有縫隙，洞，或間斷。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：俞榮浚，穆尼布·沃貝爾，
申請(專利權)人：立那工業股份有限公司，
類型：
國別省市：
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