[实用新型]一种表面等离子体共振型太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池，尤其涉及一种表面等离子体共振型太阳能电池。

背景技术

自1954年Chapin等首次提出将Si基p-n结结构应用于太阳电池以来,太阳电池经过半个多世纪的发展,种类不断增多。特别是近十几年来微电子领域中涌现出的各种新型纳米结构,为太阳电池的研发注入了新的活力,有望实现继以硅片技术的第一代太阳电池和第二代以半导体薄膜技术的太阳电池后,高转换效率、低成本、原材料丰富、无毒无污染的第三代太阳电池。

热力学方法计算得到太阳能转换为电能的效率最高可达到95％,而目前广泛采用的带隙在1.1eV的Si基单结电池理论效率为30％。为了获得更高的转换效率,人们基于太阳电池能量损失机理,设计出各种新材料、新结构的太阳电池。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，成本低廉，对太阳光利用率更高的表面等离子体共振型太阳能电池。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种表面等离子体共振型太阳能电池，包括硅基主体，所述硅基主体分别被掺杂为P型掺杂传输层、n型掺杂传输层，所述P型掺杂传输层、n型掺杂传输层表面分别设置有金属电极，所述金属电极成凹字形，所述P型掺杂传输层上表面金属电极未覆盖处，设置有金属纳米颗粒层。

在p-n型太阳能电池P型掺杂传输层表面形成金属纳米颗粒层,用于当入射光频率与表面等离子体共振频率相当时,可以产生很大的局部电磁场,有效增强了表面光的散射,提高p-n型太阳能电池光的吸收利用,从而进一步提高转换效率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述P型掺杂传输层厚度小于n型掺杂传输层，此结构的设置增加电子在n型掺杂传输层中传输路径，从而有效的减小了P型掺杂传输层与n型掺杂传输层之间的界面复合。

进一步，所述金属电极为Al电极、Cu电极中任意一种，所述金属电极用于太阳能电池电流收集，本实用新型优选Cu电极，由于Cu具有较高的导电性，更利于电子的传输，从而电流收集效果更好。

进一步，所述金属纳米颗粒层中的金属为Mg、Al、Au、Ag中任意一种。在入射光波照射下,自由电子在电场中按一定频率发生谐振,由于光波与金属表面发生碰撞只能穿透一定的距离，从而有利于太阳能电池对光的吸收。由于Au、Ag纳米颗粒层易沉积，并且具有良好的谐振率，因此本实用新型优选Au、Ag金属纳米颗粒层。

本实用新型的有益效果是：结构简单，成本低廉，所述太阳能电池光吸收能力更强。

附图说明

图1为本实用新型一种表面等离子体共振型太阳能电池结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、硅基主体，2、P型掺杂传输层，3、n型掺杂传输层，4、金属电极，5、金属纳米颗粒层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种表面等离子体共振型太阳能电池，包括硅基主体1，所述硅基主体1分别被掺杂为P型掺杂传输层2、n型掺杂传输层3，所述P型掺杂传输层2、n型掺杂传输层3表面分别设置有金属电极4，所述金属电极4成凹字形，所述P型掺杂传输层2上表面金属电极4未覆盖处，设置有金属纳米颗粒层5。

在p-n型太阳能电池P型掺杂传输层2表面形成金属纳米颗粒层5,用于当入射光频率与表面等离子体共振频率相当时,可以产生很大的局部电磁场,有效增强了表面光的散射,提高p-n型太阳能电池光的吸收利用,从而进一步提高转换效率。

所述P型掺杂传输层2厚度小于n型掺杂传输层3，此结构的设置增加电子在n型掺杂传输层3中传输路径，从而有效的减小了P型掺杂传输层2与n型掺杂传输层3之间的界面复合。

所述金属电极4为Al电极、Cu电极中任意一种，所述金属电极4用于太阳能电池电流收集，本实用新型优选Cu电极，由于Cu具有较高的导电性，更利于电子的传输，从而电流收集效果更好。

所述金属纳米颗粒层5中的金属为Mg、Al、Au、Ag中任意一种。在入射光波照射下,自由电子在电场中按一定频率发生谐振,由于光波与金属表面发生碰撞只能穿透一定的距离，从而有利于太阳能电池对光的吸收。由于Au、Ag纳米颗粒层易沉积，并且具有良好的谐振率，因此本实用新型优选Au、Ag金属纳米颗粒层。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。