[發(fā)明專利]具有帶阻濾光器的光伏器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380025381.2
• 申請日: 2013-04-29
• 公開（公告）號: CN104303318A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·D·阿費(fèi)菲;W·安德瑞奧尼;A·庫里奧尼;P·霍姆亞科維;金志煥;D·K·薩達(dá)納
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司;埃及納米技術(shù)中心
• 主分類號: H01L31/0376
• 分類號: H01L31/0376
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

1.一種光伏器件(10a-e)，包括：

非晶光伏材料(34)；以及

帶阻濾光器結(jié)構(gòu)(20)，具有從下限角頻率ω_min≥0延伸至上限角頻率ω_max的給定阻帶，其中ω_max>ω_min，以及

其中相對于所述光伏材料在所述器件中設(shè)置所述濾光器結(jié)構(gòu)，以衰減到達(dá)所述光伏材料的、具有在所述阻帶內(nèi)的角頻率ω^*的電磁輻射，使得ω_min<ω^*<ω_max，以及其中ω_min和ω_max使得所述角頻率ω^*對應(yīng)于從所述非晶光伏材料的價帶尾(VBT)狀態(tài)至所述非晶光伏材料的導(dǎo)帶尾(CBT)狀態(tài)的電子激發(fā)

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏器件(10a-e)，其中，對應(yīng)于所述阻帶的上限角頻率ω_max的能量小于或者等于所述非晶光伏材料的遷移帶隙并且優(yōu)選地等于所述遷移帶隙

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光伏器件(10a-e)，其中，對應(yīng)于所述阻帶的下限角頻率的能量小于所述非晶光伏材料的光學(xué)帶隙

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的光伏器件(10a-e)，其中，對應(yīng)于所述非晶材料的阻帶的寬度的能量(Δω_C+Δω_V)對應(yīng)于以下兩者之和的兩倍：

對應(yīng)于所述非晶光伏材料的導(dǎo)帶尾的范圍的能量以及

對應(yīng)于所述非晶光伏材料的價帶尾的范圍的能量

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏器件(10a-e)，其中，所述阻帶延伸在ω_min＝ω_gap-Δω_C-Δω_V的下限角頻率、與ω_min＝ω_gap+Δω_C+Δω_V的上限角頻率之間，其中ω_gap對應(yīng)于所述光吸收材料的光學(xué)帶隙以及其中Δω_C和Δω_V分別對應(yīng)于能量和能量和分別對應(yīng)于所述非晶光伏材料的導(dǎo)帶尾的范圍以及所述非晶光伏材料的價帶尾的范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏器件(10a-e)，其中，和分別是導(dǎo)帶尾狀態(tài)的Urbach能量以及價帶尾狀態(tài)的Urbach能量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光伏器件(10a-e)，其中，所述非晶光伏材料(34)包括氫化非晶硅。

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的光伏器件(10a-e)，其中，所述非晶光伏材料(34)包括氫化非晶硅并且：

在1.7eV與2.0eV之間；以及

小于0.2eV，并且優(yōu)選地在0.1eV和0.2eV之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光伏器件，其中，所述非晶光伏材料包括：

-摻雜有鍺或摻雜有鍺和碳的氫化非晶硅；

-碲化鎘(CdTe)；

-二硒化銅銦(CIS)；

-無機(jī)非晶材料；或

-有機(jī)光伏材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的光伏器件(10a-e)，其中，所述器件具有層狀結(jié)構(gòu)，其中所述層狀結(jié)構(gòu)的一個或多個層形成所述帶阻結(jié)構(gòu)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的光伏器件(10c-e)，其中，所述層狀結(jié)構(gòu)包括不同材料的兩個或多個鄰接層的圖形，優(yōu)選地為a-Si:H和a-SiGe:H，該圖形沿著所述層狀結(jié)構(gòu)重復(fù)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光伏器件(10d)，其中，所述鄰接層中的一個被設(shè)計為吸收在所述阻帶內(nèi)的輻射頻率，以及所述鄰接層中的另一個、優(yōu)選地兩個鄰接層包括所述非晶光伏半導(dǎo)體材料。

13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的光伏器件(10e)，其中，所述層狀結(jié)構(gòu)形成布拉格反射器，所述布拉格反射器被配置成反射具有在所述阻帶內(nèi)的頻率的輻射，并且優(yōu)選地配置為全向反射器。