[发明专利]毫微结构的太阳能电池

权利要求书

1.一种太阳能电池，包括：

具有毫微结构的电子导体，其中所述毫微结构具有分形结构，此外其中所述电子导体被构造为类似具有树枝的树以提供给定体积的更多的表面积以便保持更多的量子点，并且以提供有效的载流子传输路径以及使载流子泄漏最小化；

外皮，其被设置在所述电子导体的所述毫微结构上；

吸收体，其被置于所述外皮上；以及

空穴导体，其与所述吸收体接触；以及

其中所述毫微结构包括具有大于30cm²/V/s的电子迁移率的材料，并且所述外皮包括具有高于所述毫微结构的材料的态密度的态密度的材料。

2.权利要求1所述的电池，其中：

所述吸收体包括毫微粒子；

所述电池还包括钝化层，所述钝化层被布置在所述毫微粒子之间的所述毫微结构上，而不是在所述毫微粒子与所述毫微结构之间；以及

所述毫微结构是多孔的以便提供最大的表面积。

3.权利要求2所述的电池，其中：

所述毫微粒子是量子点；并且

所述量子点被带隙设计以用于光的特定光谱的吸收。

4.权利要求1所述的电池，进一步地其中：

所述毫微结构被连接到柔性和/或透明的基底；

所述空穴导体被连接到触点；

所述基底为阳极；以及

所述触点为阴极。

5.权利要求1所述的系统，其中：

所述空穴导体为聚合物；以及

所述太阳能电池的厚度小于1毫米。

6.一种用于太阳能至电能转换的方法，包括：

提供一个或多个毫微多孔电子导体，其中所述毫微多孔电子导体具有分形结构，此外其中所述电子导体被构造为类似具有树枝的树；

采用量子点对所述毫微多孔电子导体进行装载以形成吸收体；

在所述量子点之间的一个或多个毫微多孔电子导体上、而不是在所述量子点与所述毫微多孔电子导体之间布置钝化层；

提供与所述吸收体接触的空穴导体；以及

向所述吸收体提供光子；以及

其中：

所述光子被所述量子点吸收；

所述光子产生电子与空穴的对；

所述电子移动至所述毫微多孔电子导体；并且

所述空穴移动至所述空穴导体。

7.权利要求6所述的方法，还包括：

将阳极连接到所述电子导体；以及

将阴极连接到所述空穴导体；并且

其中：

当跨越所述阳极与所述阴极连接导电路径从而使得所述电子从所述电子导体移动通过负载以与所述空穴导体的所述空穴复合时，所述光子被转换为电能；以及

所述路径包括将被供电的电子设备的至少一部分。

8.权利要求7所述的方法，其中：

所述量子点被带隙设计成匹配作为所述光子的源的太阳光的光谱；以及

在卷对卷生产工艺中采用大规模生产方法在柔性基底上制造包括用于太阳能至电能转换的所述阳极、电子导体、吸收体、空穴导体、以及阴极的部件。

9.一种太阳能转换系统，包括：

第一导体；

连接至所述第一导体的多个毫微线，其中所述毫微线类似以分形类型结构的树的树枝；

多个毫微粒子，其被装载在所述多个毫微线上；以及

载流子导体，其与所述毫微粒子接触。

10.权利要求9所述的系统，还包括：

钝化层，其被布置在所述毫微粒子之间的所述毫微线上、而不在所述毫微粒子与所述毫微线之间；以及所述毫微粒子用于吸收光子；以及

其中：

在吸收时每个光子分裂为电子和空穴；

所述电子前往所述毫微线；

所述空穴前往所述载流子导体；

所述毫微线由透明导电材料制得；

所述载流子导体包括透明有机聚合物空穴导电材料；以及

所述毫微粒子结合量子点，所述量子点被带隙设计成匹配作为正被吸收的光子的源的太阳光的光谱。