[發明專利]等離激元增強型中間帶太陽能電池及其光電轉換薄膜材料

有效

• 申請號: 201110433689.3
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102496639A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張振宇;曾長淦;許小亮;崔萍;藍海平
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 彭茜茜;白益華

1.一種等離激元增強型中間帶太陽能電池，其特征在于，所述電池包括：

襯底；

設在襯底上的背電極；

設在背電極上的互補型薄膜；

設在所述互補型薄膜上的光電轉換薄膜材料；其中，所述光電轉換薄膜材料包括具有中間能帶的光電轉換層、以及設在所述光電轉換層上的輔助吸光的納米金屬結構層；

絕緣層；以及

金屬電極。

2.如權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述具有中間能帶的光電轉換層的母體材料采用TiO₂、ZnO、Si或III-V族半導體材料，優選采用TiO₂。

3.如權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述具有中間能帶的光電轉換層的母體材料含有1～5原子％的雜質原子或雜質原子對，所述百分比以半導體材料的摩爾比計。

4.如權利要求3所述的太陽能電池，其特征在于，所述雜質原子是不對等或非補償型的n-p共摻雜的雜質原子。

5.如權利要求3所述的太陽能電池，其特征在于，所述雜質原子對為不對等或非補償型的n型與p型原子對組合；

優選地，所述雜質原子對為不對等n型與p型原子對組合，

在一個優選例中，摻入母體材料的n型原子貢獻電子而p型原子貢獻空穴，但是兩者貢獻的電子數與空穴數不對等。

6.如權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述具有中間能帶的光電轉換層中，引入的中間能帶E_i位于其母體材料的價帶頂E_v與導帶底E_c之間。

7.如權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述納米金屬結構層的金屬采用Ag、Al、Cu或其組合；所述納米金屬結構層采用的納米結構為納米球或納米殼層。

8.一種用于等離激元增強型太陽能電池的光電轉換薄膜材料，其特征在于，所述光電轉換薄膜材料包括：

具有中間能帶的光電轉換層；

設在所述光電轉換層上的輔助吸光的納米金屬結構層。

9.一種如權利要求8所述的光電轉換薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

i)，提供具有中間能帶的光電轉換層；

ii)，在所述具有中間能帶的光電轉換層通過光刻或自組裝方法建筑納米金屬結構層。

10.一種如權利要求8所述的光電轉換薄膜材料在提高光電轉換效率方面的應用。