Concrete solar cell

Details Concrete solar cell Concrete solar cell

H - Electricity

01

L

H01L 31/06 (2006.01) H01L 31/0224 (2006.01) H01L 31/036 (2006.01) H01L 31/0384 (2006.01) H01L 31/18 (2006.01)

Patent

CA 2177493

An inexpensive, robust concrete solar cell (10) comprises a photovoltaic material embedded in and extending beyond the major surfaces (16 and 18) of a matrix layer (14). The matrix layer typically comprises a high strength, cementitious material such as a macrodefect free cement. The photovoltaic material comprises particles (12) of high-resistivity single crystal silicon, typically ball milled from ingot sections unsuitable for slicing into silicon wafers. The ingot sections include unprecipitated dissolved oxygen that is electrically activated by a low temperature annealing process to produce n-type silicon, even in silicon crystals that include a p-type dopant. An aluminum sheet (28) positioned on the backside of the matrix layer, is briefly melted together with the silicon particles to produce a p-type aluminum-doped silicon region (22) that forms a pn junction with the n-type region (24) of the particle. The aluminum sheet also provides the electrical contact to the p-type regions. The front surface of the matrix layer, from which the n-portion of the silicon particle protrudes, is covered with a translucent indium tin oxide conductive layer (30) that provides electrical contacts to the n-portion of the pn junction and digitated electrode (32) for conducting current off the cell. A voltage is generated between the two conductive layers when light incident on the photovoltaic particle through the indium tin oxide conductive layer creates charge carriers.

Une pile solaire (10) en béton robuste et bon marché comporte un matériau photovoltaïque intégré dans la majeure partie des surfaces (16, 18) d'une couche matricielle (14) et s'étendant au-delà. Cette couche matricielle est généralement constituée de matière cémenteuse très résistante telle que du ciment exempt de macrodéfauts. La matière photovoltaïque est constituée de particules (12) de silicium monocristal de résistivité élevée, généralement obtenues par un procédé de broyage à boules de morceaux de lingots impropres au sciage et à la formation de tranches de silicium. Ces morceaux de lingot comprennent de l'oxygène dissous non précipité activé électriquement par un procédé de recuit à basse température de manière à produire un silicium de type n, même dans des cristaux de silicium contenant un dopant de type p. Une feuille d'aluminium (28) placée sur le revers de la couche matricielle est rapidement portée à fusion avec les particules de silicium de manière à produire une région de silicium dopée à l'aluminium de type p (22) formant une jonction pn avec la région de type n (24) de la particule. Cette feuille d'aluminium assure également le contact électrique avec les régions de type p. La face de la couche matricielle de laquelle saille la partie n de la particule de silicium, est recouverte d'une couche conductrice (30) translucide à l'oxyde d'étain dopé à l'indium qui produit le contact électrique avec la partie n de la jonction pn et l'électrode digitée (32) pour faire sortir le courant de la pile. Une tension est générée entre les deux couches conductrices lorsque l'incidence de la lumière sur la particule photovoltaïque à travers la couche conductrice à l'oxyde d'étain dopé à l'indium crée des porteurs de charge.

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