[发明专利]一种全固态光子增强热电子发射器件

摘要

本发明涉及一种新型光热电复合器件，属于太阳能利用领域。公开了一种全固态的光子增强热电子发射器件。该器件从上至下依次包括透明导电氧化物层，用于减少载流子复合的背表面场钝化层，用于吸收太阳光的阴极吸收层，高导电高绝热半导体材料层和用于收集电子的阳极。该器件通过结合光生电子与热电子发射的双重功能，相比单一的光伏电池或者热电子发射器件能获得较高的能量转化效率。全固态PETE器件在阴、阳极之间插入了高导电高绝热层，相对常规的基于真空间隙层的光子增强热电子发射器件，它工艺难度小，消除了空间电荷效应，且可以通过能级匹配实现效率在更大空间的提升。

主权项

一种全固态光子增强热电子发射器件，从上至下依次包括：透明导电氧化物层，用于减少载流子复合的背表面场钝化层，用于吸收太阳光的阴极吸收层，高导电高绝热半导体材料层和用于收集阴极发射电子的阳极，其特征在于：所述背表面场钝化层与阴极吸收层包括由不同掺杂浓度构成的高低结结构；所述高导电高绝热半导体材料层为“声子玻璃/电子晶体”，该类材料晶体结构中具有三种不同的结晶学位置，其中两种位置的原子组成基本的晶体结构，且主导能带结构，而第三种原子则位于前两种原子构成的笼状空隙位置，且与周围原子弱结合；所述阴极吸收层与高导电高绝热层和高导电高绝热层与阳极之间的导带带阶与对应的价带带阶使电子向阳极传输而阻挡空穴向阳极输运；所述高低结结构由P+‑GaAs/P‑GaAs构成。