[发明专利]一种真空太阳能光电转换器件

说明书

本发明提供了一种真空太阳能光电转换器件，包括反射式宽光谱GaAlAs/GaAs光电阴极组件、第一可伐合金、第二可伐合金、圆柱形陶瓷腔、金刚石网状薄膜阳极组件；光电阴极组件自下而上由玻璃窗口、增透层、掺杂浓度渐变缓冲层、变掺杂GaAs发射层以及Cs/O激活层依次叠加组成；阳极组件自下而上由金刚石网状薄膜层、网状Si衬底层和石英玻璃窗口构成；阴极组件、阳极组件之间设置通道，阴极组件中的各部件通过铟封材料与第一可伐合金相连，阳极组件中的各部件通过铟封材料与第二可伐合金相连，第一可伐合金与第二可伐合金之间通过圆柱形陶瓷腔相连，两极之间形成真空腔体。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池和半导体技术，特别是一种真空太阳能光电转换器件。

背景技术

太阳能作为一种拥有巨大储能的可再生能源，一直是世界各国绿色新能源研究的重点。从世界太阳能资源分布来看，我国也是一个太阳能资源非常丰富的国家，平均每年太阳能辐射总量在6000MJ/m²以上。目前太阳能的利用方式十分多样，其中太阳能发电是利用太阳能的一种重要方法，太阳能发电技术主要有两种比较成熟的方法：光伏发电和光热发电。光伏发电的光电转换效率可以达到28％以上，但是发电成本相对较高，而光热发电的发电效率在12％-20％之间。这两种方式都没有完全利用太阳光谱的能量。同时，常规的太阳能转换器件都是固态结构，且只能利用太阳光谱中的一部分能量，并不能完全利用整个光谱的能量

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空太阳能光电转换器件，包括反射式宽光谱GaAlAs/GaAs光电阴极组件、第一可伐合金、第二可伐合金、圆柱形陶瓷腔、金刚石网状薄膜阳极组件；反射式宽光谱GaAlAs/GaAs光电阴极组件自下而上由玻璃窗口、增透层、掺杂浓度渐变缓冲层、变掺杂GaAs发射层以及Cs/O激活层依次叠加组成；金刚石网状薄膜阳极组件自下而上由金刚石网状薄膜层、网状Si衬底层和石英玻璃窗口构成；反射式宽光谱GaAlAs/GaAs光电阴极组件、金刚石网状薄膜阳极组件之间设置通道，反射式宽光谱GaAlAs/GaAs光电阴极组件中的各部件通过铟封材料与第一可伐合金相连，金刚石网状薄膜阳极组件中的各部件通过铟封材料与第二可伐合金相连，第一可伐合金与第二可伐合金之间通过圆柱形陶瓷腔相连，两极之间形成真空腔体。

本发明提出的真空太阳能光电转换器件，利用真空结构将阴极和阳极分离，当阴极吸收入射太阳辐射能可以从阴极发射出电子，且阴极受太阳光照射会使阴极温度升高，在热能的帮助下可以进一步提升阴极的光电子发射效率，从而充分利用了太阳的光能和热能，使太阳能的转换效率大幅提升。因此，该真空太阳能光电转换器件对我国太阳能的利用，缓解能源危机等方面有着至关重要的意义，而且可将。本发明中的阴极采用反射式GaAlAs/GaAs光电阴极，其光谱响应范围几乎覆盖太阳能光谱的主要波段，特别是在短波段的量子效率很高，并且在其变掺杂结构和负电子亲和势表面可以进一步提升阴极出射电流密度，阳极采用网状金刚石膜，由于其具有较低功函数可以保证两极之间较大的电势差，使光生电子被阳极充分收集。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1是本发明真空太阳能光电转换器件的封装结构图。

图2是本发明真空太阳能光电转换器件的工作原理图。

图3是本发明真空太阳能光电转换器件的反射式宽光谱GaAlAs/GaAs光电阴极的实验量子效率曲线图。

具体实施方式