圖3中給出的在與正交參考系 [0;^;又；完]上的平面]平行的平面內(nèi)所測(cè)量的第二電極1〇 8的面積），
[0100] e等于第二電極108的整個(gè)厚度（在與正交參考系的矢量^平行的方 向上所測(cè)量的厚度）。
[0101] 圖3中示出了光伏電池同樣形成二次電池的一個(gè)特定示例性實(shí)施例。
[0102] 在該示例中，電池進(jìn)一步包括封裝層140,封裝層140能夠基于環(huán)氧樹(shù)脂并覆蓋第 一電極102。該封裝層140能夠起到防潮襯層的作用。
[0103] 第一電極102包括有源層203a，有源層203a例如能夠基于Lil苗i4并且厚度例如 為大約1 ym。第一電極102的面積能夠?yàn)槔绱蠹s5cm2 (在圖3中給出的在與正交參考系
[0; 7; 7 ; A:上的平面[0; 7; A:]平行的平面內(nèi)所測(cè)量的面積）。
[0104] 電極102在此示例中包括例如基于鐵的另一層203b W作為集電極，并且另一層 203b覆蓋電極102的有源層203a且包括形成接觸區(qū)226的未剝離部分。
[0105] 該接觸區(qū)226通過(guò)一層介電材料與第二電極108絕緣，該介電材料例如為Si化類 型的并且厚度為300nm。
[0106] 第二電極108則例如由單晶娃形成并且包括由Li+離子滲雜的N型滲雜區(qū)域111 W及P型滲雜區(qū)域112。第二電極108的單晶娃的電阻率例如能夠?yàn)榇蠹s22 Q. cm。第二 電極108的厚度例如為大約100 ym。
[0107] 設(shè)置在第一電極102和第二電極108之間的電解質(zhì)105例如為L(zhǎng)iPON類型的并且 厚度為大約lym。
[010引在該特定示例中，在有孔金屬區(qū)123上制作接觸區(qū)122,有孔金屬區(qū)123例如為侶 梳并形成于第二電極108的暴露在光福射下的背面上。梳齒之間的孔允許光穿過(guò)，而梳齒 使得在電極108的半導(dǎo)體材料的表面上的電子收集得到了保證。
[0109] 在有孔金屬區(qū)223上制作另一接觸區(qū)224,有孔金屬區(qū)223例如為Ti梳并設(shè)置在 第二電極108的與暴露在光福射下的背面相反的正面上。
[0110] 在圖4中示出了形成作為光伏電池和二次電池的器件的二次電池的另一特定示 例性實(shí)施例。
[0111] 該示例與之前所述示例的不同之處尤其在于，在電極102、108之間設(shè)置有電解質(zhì) 105。在該示例中，電解質(zhì)105包括例如由LiPF6 W及碳酸己締和碳酸二亞己基的等摩爾混 合物形成的液體溶液，該液體溶液對(duì)例如非編織聚丙締形成的第一薄膜105a進(jìn)行浸潰。
[0112] 第一薄膜105a上方為例如聚丙締的第二薄膜105b。第二薄膜10化上方則為第一 電極102,第一電極102例如為基于LiCo化的厚度為50 ym的有源層103,有源層103上制 作有接觸區(qū)126。該接觸區(qū)126穿過(guò)封裝層140,封裝層140形成密封蓋并且覆蓋第一電極 102和電解質(zhì)105的側(cè)向區(qū)。
[0113] 第二電極108則能夠由例如滲棚的P型多晶娃形成并且厚度例如為大約300 ym。 第二電極108包括N型滲雜區(qū)域211a，N型滲雜區(qū)域211a例如重滲雜有磯并且與第二電極 102的正面接觸。同樣與電解質(zhì)105接觸的該區(qū)域211a能夠使得之前在圖3中給出的示 例性實(shí)施例的金屬梳被取代。在區(qū)域211a上能夠制作接觸區(qū)124,區(qū)域211a還與使用Li+ 離子進(jìn)行N型滲雜的區(qū)域21化相鄰且在該區(qū)域上方。
[0114] 第二電極108還包括與區(qū)域21化相鄰的例如滲棚的P型滲雜區(qū)域212a W及與第 二電極108的背面相鄰的例如滲棚的P型重滲雜區(qū)域212b，第二電極108的背面也就是第 二電極108用于接收光福射的面。該背面可W覆蓋有金屬區(qū)，例如覆蓋有其上制作有接觸 區(qū)122的侶梳123。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于將光能轉(zhuǎn)換為電能并且存儲(chǔ)電能的器件，包括至少一個(gè)電化學(xué)二次電池， 所述電池包括： 第一電極（102)和第二電極（108)，在對(duì)所述電池進(jìn)行充電或放電時(shí)給定種類的離子 在所述電極之間流動(dòng)， 所述第一電極和所述第二電極（108)之間的電解質(zhì)（105)，所述第二電極（108)包括基 于半導(dǎo)體材料的層（109)，所述半導(dǎo)體材料層（109)包括適于將光子轉(zhuǎn)換為電子的區(qū)域，所 述半導(dǎo)體材料層（109)包括滲雜有所述給定離子種類的離子的第一區(qū)域（111、21化）。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述電池為裡二次電池，所述第一區(qū)域（111、 211b)滲雜有Li+離子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的器件，其中，所述半導(dǎo)體材料層（109)包括正對(duì)所述第一 滲雜區(qū)域并與所述滲雜區(qū)域形成一個(gè)結(jié)的第二滲雜區(qū)域（112、212a)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的器件，其中，所述半導(dǎo)體材料層（109)包括所述電解質(zhì)（105) 所處的正面，所述正面與在所述正面和所述第一滲雜區(qū)域（21化）之間設(shè)置的第=滲雜區(qū) 域（211a)接觸，所述第S滲雜區(qū)域（211a)的滲雜類型與所述第一滲雜區(qū)域（2Ub)的滲雜 類型相同并且所述第S滲雜區(qū)域（211a)的雜質(zhì)濃度高于所述第一滲雜區(qū)域（2Ub)的雜質(zhì) 濃度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的器件，其中，所述半導(dǎo)體材料層（109)包括背面，所述背 面暴露在光福射下并且與所述電解質(zhì)（105)所處的正面相反，所述背面與在所述背面和所 述第二滲雜區(qū)域（212a)之間設(shè)置的第四滲雜區(qū)域（2Ub)接觸，所述第四滲雜區(qū)域（212b) 的滲雜類型與所述第二滲雜區(qū)域（212a)的滲雜類型相同并且所述第四滲雜區(qū)域（212b)的 雜質(zhì)濃度高于所述第二滲雜區(qū)域（212a)的雜質(zhì)濃度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的器件，其中，所述電池包括位于所述半導(dǎo)體材料 層（109)的所述電解質(zhì)所處的正面上的第一接觸區(qū)（124、224)，W及位于所述半導(dǎo)體材料 層（109)的暴露在光福射下的背面上的第二接觸區(qū)（122)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的器件，其中，所述半導(dǎo)體材料層包括上面具有多孔金屬元件 的背面，所述第二接觸區(qū)為所述多孔金屬元件的區(qū)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的器件，其中，所述電池包括接觸區(qū)（226)，所述 接觸區(qū)（226)位于所述第一電極（102)的通過(guò)介電材料層（114)隔離于所述第二電極的部 分上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的器件，進(jìn)一步包括電路，所述電路包括： 用于促進(jìn)所述二次電池充電的裝置； 用于促進(jìn)所述二次電池放電的裝置； 用于將所述電池交替置于充電或放電狀態(tài)下的裝置。
10. -種用于制作電化學(xué)二次電池的方法，包括；基于半導(dǎo)體材料形成所述電池的電 極W及在該電極的所述半導(dǎo)體材料中形成將光子轉(zhuǎn)換為電子的裝置，所述電極用于釋放和 /或接受至少一種離子； 使所述裝置將光子轉(zhuǎn)換為電子，包括使用所述離子種類的離子對(duì)所述半導(dǎo)體材料的一 個(gè)區(qū)域進(jìn)行滲雜。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述滲雜使用Li+離子來(lái)完成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述滲雜通過(guò)W下步驟完成： 沉積裡層； 熱退火W便Li+離子在所述半導(dǎo)體材料中擴(kuò)散。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，使用Li+離子對(duì)所述半導(dǎo)體材料進(jìn)行滲雜包括 將所述二次電池重復(fù)置于充電狀態(tài)和放電狀態(tài)的步驟。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種由第一電極和第二電極(108)之間的電解質(zhì)(105)形成的電化學(xué)和光伏二次電池，其中第二電極(108)包括基于半導(dǎo)體材料的層(109)，半導(dǎo)體材料層(109)被配置為能夠?qū)⒐庾愚D(zhuǎn)換為電子。給定種類的離子在電池的充電或放電過(guò)程中在所述電極之間流通，并且所述半導(dǎo)體材料層(109)包括摻雜有所述給定離子種類的離子的第一區(qū)域(111、211b)。
【IPC分類】H01M10-052, H01M14-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104541400
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380042878
【發(fā)明人】史蒂夫·馬丁
【申請(qǐng)人】原子能和替代能源委員會(huì)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2013年8月19日
【公告號(hào)】EP2885835A1, US20150214778, WO2014029741A1