[发明专利]光电转换元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换元件及其制造方法。 

背景技术

作为提高太阳能电池效率的手段，入射太阳光可被转换为适于光电转换的其他能量形式。例如，存在这样一种方法：其中通过使用纳米结构引起等离子体共振（plasmon resonance）以产生增强的电场并从而传播载流子激发（carrier excitation）。“等离子体共振”是其中在金属表面上发生大量电子的振荡波的现象，公知其伴随激励载流子产生的增强电磁场。 

实际上，专利文献1提出了这样的太阳能电池：其光敏层包括由金属制成的纳米结构作为主要组成要素，以便可将表面等离子体用于光吸收。 

现有技术文献 

[专利文献1]WO2007/118815 

发明内容

本发明要解决的问题 

然而，仍需要进一步提高光电转换元件的光电转换效率。 

因此，本发明的一个目的是通过使用增强的电场来提供具有传播载流子激发的高效率的光电转换元件。 

解决问题的方式 

本发明在于一种光电转换元件，包括： 

光电转换层，其包括两个电极层和两个或更多个在所述两个电极层之间设置的层叠半导体层，以及 

金属制成的多孔膜，其被设置在相邻的两个所述半导体层之间；其中 

所述多孔膜具有多个贯穿所述膜的开口， 

每个所述开口占据平均为80nm²以上至0.8μm²以下的面积，且 

所述多孔膜具有2nm以上至200nm以下的厚度。 

本发明还在于一种光电转换元件，包括： 

光电转换层，其包括两个电极层和两个或更多个在所述两个电极层之间设置的层叠的半导体层，以及 

具有多个由金属制成的纳米物体（nano-object）且被设置在相邻的两个所述半导体层之间的层；其中 

每个所述纳米物体具有平均为4nm³以上至0.52μm³以下的体积，且 

相邻的两个所述纳米物体之间的平均距离在1nm以上至1μm以下的范围内。 

本发明还在于一种制造根据权利要求1或2的光电转换元件的方法，包括以下步骤： 

形成至少一个半导体层， 

在所述半导体层上形成金属膜， 

准备压模（stamper），所述压模的表面上具有与要形成的开口的形状对应的精细凹凸图形（fine reliefpattern）， 

使用所述压模将抗蚀剂图形转印（transfer）到所述金属膜的至少一部分上， 

通过使用所述抗蚀剂图形作为蚀刻掩模在所述金属膜上形成图形，以及 

在具有图形的所述金属膜上形成至少一个半导体层。 

本发明的效果 

本发明通过使用增强的电场而能够获得具有传播载流子激发的高效率的光电转换元件。 

附图说明

图1示出概念图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池； 

图2示出概念图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的工作原理； 

图3示出可在根据本发明的实施例的太阳能电池中使用的由金属制成的微小（minute）结构的概念草图； 

图4示出对电场增强效果的模拟结果； 

图5示出对电场增强效果的模拟结果； 

图6示出对电场增强效果的模拟结果； 

图7示出示意图，示例出微小结构的密度； 

图8示出示意性截面图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法； 

图9示出示意性截面图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法； 

图10示出示意性截面图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法； 

图11示出示意性截面图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法； 

图12示出，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法的示意性截面图； 

图13示出示意性截面图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法； 

图14示出示意性截面图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法； 

图15示出示意性截面图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法的； 

图16示出示意性截面图，示例出根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法；以及