[发明专利]一种二维硅基微纳光子晶体太阳能电池

摘要

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种二维硅基微纳光子晶体太阳能电池，前接触层的下侧面上设有周期性排列的前电极；前电极和背电极之间设有二维硅基微纳光子晶体太阳能电池结构，二维硅基微纳光子晶体太阳能电池结构的上层为n型硅半导体层，下层为p型硅半导体层，n型硅半导体层和p型硅半导体层形成PN结；背电极的底部设有背接触层，背接触层的材料与前接触层的材料相同；铝薄层结构的背电极设置在p型硅半导体层的慢光区域或禁带区域；其结构简单，厚度远低于传统硅太阳能电池的厚度，体积小，阈值低，载流子扩散距离短，稳定性、光的耦合和传输效率高，加工和复合技术成熟，成为新一代最有潜力、低成本、高效太阳能电池器件。

主权项

一种二维硅基微纳光子晶体太阳能电池，其特征在于主体结构包括前接触层、前电极、二维硅基微纳光子晶体太阳能电池结构、背电极和背接触层；透明导电氧化物TCO材料制成前接触层的下侧面上设有周期性排列的前电极；前电极和背电极之间设有二维硅基微纳光子晶体太阳能电池结构，二维硅基微纳光子晶体太阳能电池结构的上层为n型硅半导体层，下层为p型硅半导体层，n型硅半导体层和p型硅半导体层形成PN结；背电极的底部设有背接触层，背接触层的材料与前接触层的材料相同；铝薄层结构的背电极设置在p型硅半导体层的慢光区域或禁带区域，背电极或为单一的薄层，背电极的形状与前电极的形状相同，均为条形状；入射光通过前接触层照射在二维硅基微纳光子晶体太阳能电池结构上，由于禁带和慢光效应，二维硅基微纳光子晶体太阳能电池结构具有很好的陷光作用，有效进行光电转换，激发出载流子，而且慢光效应保证载流子流动的方向性和稳定性；前电极和背电极为光伏效应的载流子构成电路做准备，背接触层对入射光增反，提高电池效率。