本实用新型专利技术公开了一种热光电池，包括半导体衬底、扩散层以及电极，还包括与衬底类型相同的高渗杂扩散层，扩散层呈完全耗尽状的部分夹在高渗杂扩散层与衬底之间，形成两个ＰＮ结，电极分别从高渗杂扩散层和衬底引出。本实用新型专利技术的热光电池转换效率大幅度提高，推广应用之后，将带动众多产业的发展，产生良好的社会效益与经济效益。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种电池，尤其是一种可以将光能转换成电能的光电池。目前公知的光电池通常由半导体衬底和扩散层形成的PN结以及该PN结两端引出的电极构成。这种光电池不能吸收红外线，并无法利用光电转换过程中产生的热能，其光电转换效率最多只有17％。为了提高光电转换率，申请号为91103787X的中国技术专利申请——《高光电转换效率的P-N结硅光电二极管》公开了一种“在P-N结附近的上方或下方存在一具有高热稳定行的缺陷层”的光电二极管，这种光电池可以因有缺陷层吸收更多的光而产生更多的光生电流，使光电转换率在一定程度上有所提高，但仍未能解决红外线及耗散热能的吸收问题。本技术的目的在于针对现有光电池存在的问题，提出一种具有吸收红外线及利用耗散热量的热光电池，从而使光电池的光电转换率得以明显提高。为了实现上述目的，本技术的热光电池包括半导体衬底、扩散层以及电极，还包括与衬底类型相同的高渗杂扩散层，扩散层呈完全耗尽状的部分夹在高渗杂扩散层与衬底之间，形成两个PN结，电极分别从高渗杂扩散层和衬底引出。本技术的热光电池受光后，衬底与扩散层构成的PN结可以像普通光电二极管电池那样将光能转变成电能，而高渗杂扩散层与扩散层构成的PN结处由于高渗杂作用将积聚大量可以吸收红外线的载流子，在光电转换过程中，热光电池不仅可以直接将光能转换成电能，而且由于存在特殊结构的中间夹层，因此可以利用光电转换过程中的热能产生热离子的有序运动，最终达到将光电转换过程中的热能亦转换成电能的目的。显然这样一来，转换效率将大大提高。以下结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术一个实施例的结构示意图。图2是图1实施例一种取出电流的电路图。图1所示热光电池由电极1和6、n-型半导体衬底2、p+型扩散层3以及高渗杂n++型扩散层4构成，扩散层3和高渗杂扩散层4覆盖有自然生成的氧化层，扩散层3呈完全耗尽状的部分夹在高渗杂扩散层4与衬底2之间，形成类似于“三明治”的夹层结构，产生两个P N结，其中高渗杂扩散层4只覆盖住扩散层3的局部，电极6和1分别从高渗杂扩散层4和衬底2引出。与普通光电池依靠数量很少的光生载流子产生电流原理不同，上述实施例n-型半导体衬底2、p+型扩散层3以及高渗杂n++型扩散层4构成的多层结构在边界条件合适的情况下，可以具有热生载流子的传输能力，而热生载流子的数量远比光生载流子多得多，同时n-型半导体衬底2和p+型扩散层3又构成一个普通光电池，其中产生的光生空穴可以减低势垒，调制高渗杂n++型扩散层4的热生载流子发射幅度，使热生载流子跌入吸收性边界，形成有序运动。结果将光吸收过程中耗散的热能直接转化成电流，从而极大提高光电池的转换效率。上述热光电池取出电流的方法有两种，一种是直接从电极1和6取至供电系统；另一种如图2所示，点划线内为热光电池的等效电路，电极经不耗损能量的外电源E向负载RL供电。此时外电源E在n-衬底2和n++扩散层4之间加上起泵浦作用的反向电压，使扩散层3与高渗杂扩散层4形成的PN结之间在光生电压的诱发作用下产生隧道电流，与原先的热光电流一起流动，从而进一步增加热光电池的电流输出。本技术另一个实施例与上述实施例的区别在于“三明治”的夹层结构由p-型半导体衬底2、n+型扩散层3以及高渗杂p++型扩散层4构成。实验证明，上述实施例的热光电池转换效率大幅度提高。推广应用之后，将带动众多产业的发展，产生良好的社会效益与经济效益。权利要求1.一种热光电池，包括半导体衬底、扩散层以及电极，其特征在于还包括与衬底类型相同的高渗杂扩散层，扩散层呈完全耗尽状的部分夹在高渗杂扩散层与衬底之间，形成两个PN结，电极分别从高渗杂扩散层和衬底引出。2.根据权利要求1所述的热光电池，其特征在于所述衬底、扩散层、高渗杂扩散层分别为n-型、p+型、n++型。3.根据权利要求1所述的热光电池，其特征在于所述衬底、扩散层、高渗杂扩散层分别为p-型、n+型、p++型。4.根据权利要求1、2或3所述的热光电池，其特征在于所述电极经外电源向负载供电。专利摘要本技术公开了一种热光电池,包括半导体衬底、扩散层以及电极,还包括与衬底类型相同的高渗杂扩散层,扩散层呈完全耗尽状的部分夹在高渗杂扩散层与衬底之间,形成两个PN结,电极分别从高渗杂扩散层和衬底引出。本技术的热光电池转换效率大幅度提高,推广应用之后,将带动众多产业的发展,产生良好的社会效益与经济效益。文档编号H01L35/00GK2395386SQ99229600公开日2000年9月6日 申请日期1999年10月14日 优先权日1999年10月14日专利技术者陈钟谋 申请人:杨希文, 张盛武, 陈钟谋本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热光电池，包括半导体衬底、扩散层以及电极，其特征在于：还包括与衬底类型相同的高渗杂扩散层，扩散层呈完全耗尽状的部分夹在高渗杂扩散层与衬底之间，形成两个ＰＮ结，电极分别从高渗杂扩散层和衬底引出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈钟谋，
申请(专利权)人：杨希文，张盛武，陈钟谋，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]
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