ITTO20110210A1 - Cella fotovoltaica con giunzione p-n distribuita in modo spaziale nel substrato di semiconduttore - Google Patents

Cella fotovoltaica con giunzione p-n distribuita in modo spaziale nel substrato di semiconduttore Download PDF

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ITTO20110210A1
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IT
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    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
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Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo:
CELLA FOTOVOLTAICA CON GIUNZIONE P-N DISTRIBUITA IN MODO
SPAZIALE NEL SUBSTRATO DI SEMICONDUTTORE
DESCRIZIONE
INTRODUZIONE
Oggetto del presente documento è la descrizione di una nuova tipologia di cella fotovoltaica e della sua architettura. La caratteristica principale di tale dispositivo consiste nel posizionamento della giunzione P-N secondo una geometria di tipo spaziale nel substrato di materiale semiconduttore.
OBIETTIVO DELL'INVENZIONE
L'obiettivo del presente progetto è quello di costruire celle fotovoltaiche aventi una effìcenza energetica superiore a quelle attuali.
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO ED ESEMPIO DI REALIZZAZIONE
La produzione della corrente elettrica in una cella fotovoltaica è dovuta all'azione della luce e dei suoi fotoni, i quali incidendo nella giunzione P-N del semiconduttore danno luogo alla separazione di coppie di elettroni e lacune.
Nelle tradizionali celle fotovoltaiche la geometria della giunzione P-N è sostanzialmente di tipo planare, posizionata in modo parallelo al piano principale e la cosidetta zona di svuotamento, per sue dimensioni e suo posizionamento, non è in grado di assorbire i fotoni relativi ad un più ampio spettro di lunghezze d'onda. Inoltre, sempre a causa della geometria della cella (tradizionale) medesima e della sistemazione degli elettrodi di materiale conduttore, si ha un notevole riassorbimento della corrente eventualmente prodotta a causa della cosidetta lunghezza di diffusione dei portatori di carica.
Risulta dunque fortemente ridotta l'efficacia dell'azione della luce e dei fotoni.
Nella soluzione oggetto del presente documento, si implementa invece una architettura completamente differente. In essa la giuzione P-N è posizionata in modo spaziale e non già solamente planare e si estende dal corpo del semiconduttore fino alla sua superficie, sul piano sottoposto all' illuminazione della luce e dei fotoni. I portatori di carica che vengono liberati sono poi raccolti su linee di materiale conduttore presenti sulla superfìcie opportunamente disposti.
Una possibile soluzione costruttiva per questa innovativa cella, oggetto del presente documento, si trova nel disegno allegato.
Si nota in essa la giunzione P-N posizionata in modo spaziale e volumetrico, anziché solamente planare, mentre si riscontrano le seguenti parti principali, asservite alle relative funzioni:
A. Elemento di materiale semiconduttore (esempio: silicio).
B. Zona con drogaggio tipo P.
C. Zona con drogaggio tipo N.
D. Linee di materiale conduttore.
E. Elettrodi.
F. Giunzione P-N con zona di svuotamento e carica spaziale posizionata in modo spaziale fino alla superfìcie della cella.

Claims (2)

  1. CELLA FOTOVOLTAICA CON GIUNZIONE P-N DISTRIBUITA IN MODO SPAZIALE NEL SUBSTRATO DI SEMICONDUTTORE RIVENDICAZIONI 1) Nella cella oggetto di questa invenzione industriale, la giuzione P-N è posizionata in modo spaziale e non già solamente planare e si estende dal corpo del semiconduttore fino alla sua superficie, permettendo l<'>assorbimento da una gamma più ampia di lunghezze d'onda.
  2. 2) Le linee di materiale conduttore atte a raccogliere le cariche elettriche liberate dai fotoni sono mediamente più vicine alle zone di svuotamento dove è presente la carica spaziale, rispetto alle celle tradizionali, in modo da ridurre il fenomeno della ricombinazione di elettroni e lacune causato dalla lunghezza di diffusione.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3794891A (en) * 1972-03-03 1974-02-26 Mitsubishi Electric Corp High speed response phototransistor and method of making the same
AU749022B2 (en) * 1998-06-29 2002-06-13 Unisearch Limited A self aligning method for forming a selective emitter and metallization in a solar cell

Patent Citations (2)

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