[发明专利]一种等离极化激元横向异质集成的太阳电池

摘要

本发明公开了一种等离极化激元横向异质集成的太阳电池。本发明采用n型有机聚合物材料与p型硅衬底构成的异质结作为可见光波段的子电池，并在电池的制备过程中引入等离激元陷光结构，实现电池对可见光波段光的高效吸收；采用传导型表面等离极化激元(SPP)纳米锥晶体阵列结构与n型有机聚合物材料层作为红外波段的子电池，通过设计纳米锥阵列的尺寸和形貌，利用太阳光中长波段的入射光在纳米锥与n型有机聚合物界面激励起SPP模式波，通过分离与收集该模式波通过能量转化得到的电子空穴对，实现对特定波段的红外光的响应或红外波段宽光谱的响应。该电池设计可综合解决传统多结电池中的晶格匹配及成本高问题，大幅降低电池材料成本。

主权项

1.一种等离极化激元横向异质集成的太阳电池，其特征在于，该太阳电池由透明导电薄膜层(1)、纳米锥晶体阵列结构(2)、等离激元陷光结构(3)、n型有机导电材料层(4)、p型硅衬底(5)和背电极(6)构成；其位置关系，由上至下依次为透明导电薄膜层(1)、n型有机导电材料层(4)、p型硅衬底(5)、背电极(6)，其中纳米锥晶体阵列结构(2)在p型硅衬底(5)上，上部与透明导电薄膜层(1)紧密接触，其下部与n型有机导电材料层(4)紧密接触；等离激元陷光结构(3)分散在有机导电材料层(4)中或者分散在有机导电材料层(4)与p型硅衬底(5)界面处；纳米锥晶体阵列结构(2)与n型有机导电材料层(4)在横向上构成异质结，n型有机导电材料层(4)与p型硅衬底(5)构成异质结，这两种异质结均与透明导电薄膜层(1)和背电极(6)形成导电通路。