【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用光电转换新原理进行高效光电转换的金属一半导体复合膜结构。传统的半导体太阳电池的光电转换原理是利用半导体的能带,吸收相应能量的光波,产生光生载流子即电子一空穴对,在受到半导体PN结或半导体耗尽层的自建电场的作用下,被分离至太阳电池的上下电极,而完成光电转换的过程。迄今,基于这一原理制造的各种太阳电池存在光电转换效率低而成本高的问题。本专利技术是利用制造在半导体太阳电池的PN结或耗尽层的上方整个受光照的面上的金属薄层中的超细微粒的小尺寸效应。由于超细微粒尺寸与光波的或微波的波长或传导电子德布罗意波长等物理尺寸相当或更小时,产生共振吸收效应以及由于晶体周期性的边界条件被破坏,声、光、电磁、热力学等物性都将呈现小尺寸效应。这里所说的超细微粒的尺寸范围用作光电转换时,须为1纳米至300纳米之间(注纳米是一种微小长度单位,1纳米=10-9米);用作吸收微波能转换成电能时须为约300纳米至1微米左右。由于金属中的电子有效质量小,在光波或微波的电磁波矢的作用下迅速加速,产生共振吸收后成为受激电子,同时,当金属微粒中所含原子数目随着微粒尺寸的减小而减少时,其费米能级附近的电子能级将由准连续态分裂成分立能级,因此,在较宽光谱范围内提供给大量电子以吸收能量的机会。其吸收率可达90%以上,能形成大量受激电子。另一方面,利用金属的和半导体的或者两种能带宽度不同的半导体的超细微粒经混合制成上述受光照的薄层中呈均匀相间分布所产生的垂直多重结等效果也能使对光能(或微波能)吸收的效率大增而转换成受激电子的能量。根据量子力学固体理论,对于约2-3个纳米厚度以下的绝 ...
【技术保护点】
一种光(或微波)-电转换复合膜结构。其特征是在具有能起分离并收集电子的作用的半导体材料层的上方存在超细微粒金属的薄层。所说的超细微粒的尺寸范围,用作光电转换时,须为1纳米至300纳米之间(注:纳米是一种微小长度单位,1纳米=10↑[-9]米);用作吸收微波能转换成电能时,须为约300纳米至1微米左右。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光(或微波)-电转换复合膜结构。其特征是在具有能起分离并收集电子的作用的半导体材料层的上方存在超细微粒金属的薄层。所说的超细微粒的尺寸范围,用作光电转换时,须为1纳米至300纳米之间(注纳米是一种微小长度单位,1纳米=10-9米);用作吸收微波能转换成电能时,须为约300纳米至1微米左右。2.根据权利要求1所述的一种光(或微波)-电转换复合膜结构,所说的薄层是由权利要求1中所述的尺寸范围的超细微粒的金属或半导体的单晶、微晶、纳米晶或非晶态材料组成的,无论其形状和排列是否规则,并无论是否纯金属或者多层金属膜,并...
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