[发明专利]具有光子收集装置的太阳能电池

权利要求书

1.一种太阳能电池，包括：

p型掺杂的半导体材料；

n型掺杂的半导体材料，横向邻近于所述p型材料，所述p型材料和n型材料形成具有有限深度的条形结构，并且在所述p型材料和n型材料的结处形成垂直结构二极管；

其中，所述垂直结构二极管的深度由所述p型材料或n型材料中的至少一个的电磁趋肤深度的多倍确定，并且耗尽层的宽度由所述p型和n型材料的掺杂浓度来控制。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述二极管的跨越在所述p型材料与所述n型材料之间的深度是所述p型材料的趋肤深度的至少三倍。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，所述二极管具有约10微米的深度。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述耗尽层的宽度包括如下宽度：将入射到所述太阳能电池上的入射光的最长波长的至少1/4。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述耗尽层的宽度约为300纳米。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述耗尽层的宽度由所述太阳能电池两端所出现的电压来控制。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池，还包括：耐火材料，在所述太阳能电池的面向太阳的表面上形成光学元件。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述光学元件的曲率半径的范围为1至2微米。

9.一种太阳能电池，包括：

第一区域，由p型半导体材料形成；

第二区域，由n型半导体材料形成；

垂直结构光电二极管，在所述第一区域与第二区域之间，且具有由所述p型材料或n型材料中的至少一个的电磁趋肤深度的多倍确定的深度、和由所述p型和n型材料的掺杂浓度来控制的耗尽区的宽度；以及

耐火材料，在所述太阳能电池的面向太阳的表面上形成光学元件，所述光学元件适于将光子引导到所述垂直结构光电二极管的耗尽区。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，所述第一区域基本上围绕半导体材料的所述第二区域，形成半导体材料的所述第二区域的袋状物。

11.根据权利要求9所述的太阳能电池，还包括：电接触部上的侧壁，具有将小角度的入射光子朝向所述光电二极管引导的反射表面。

12.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，组装多个太阳能电池以形成阵列。

13.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，多个太阳能电池串联连接，形成隔离结构。

14.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，多个太阳能电池并联连接。

15.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，多个太阳能电池连接成串并联结构，以便在较低电流下产生较高电池电压。

16.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，所述光电二极管的跨越在所述p型材料与所述n型材料之间的深度是所述p型材料的趋肤深度的至少三倍。

17.根据权利要求9所述的太阳能电池，还包括：耗尽层，其中所述耗尽层的宽度包括如下宽度：将入射到所述太阳能电池的入射光的最长波长的至少1/4。

18.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，所述光学元件的曲率半径的范围为1至2微米。