[发明专利]一种传导的表面等离极化激元型异质集成太阳电池

摘要

本发明公开了一种传导的表面等离极化激元型异质集成太阳电池。本发明采用有机导电材料与硅衬底构成的异质结作为可见光波段的子电池，并在电池的制备过程中引入等离激元陷光结构，实现电池对可见光波段光的高效吸收；采用传导型表面等离极化激元(SPP)随机金属波导与硅衬底构成的异质结作为红外波段的子电池，通过设计随机金属波导的尺寸和形貌，利用等离激元“纳米天线”激励起SPP模式波，通过分离与收集该模式波通过能量转化得到的电子空穴对，实现对特定波段的红外光的响应或红外波段宽光谱的响应。该电池设计可综合解决传统多结电池中的晶格匹配及成本高问题，显著降低电池的光损失及热损耗，提升电池的宽光谱响应及光电转换效率。

主权项

1.一种传导的表面等离极化激元型异质集成太阳电池，其特征在于：该太阳电池由透明导电薄膜层(1)、纳米天线结构(2)、随机金属波导结构(3)、有机导电材料层(4)、等离激元陷光结构(5)、硅衬底(6)、背电极(7)构成；其位置关系由上至下依次为透明导电薄膜层(1)、有机导电材料层(4)、硅衬底(6)和背电极(7)，其中随机金属波导结构(3)与硅衬底(6)紧密接触，纳米天线结构(2)在随机金属波导结构(3)上，并与透明导电薄膜层(1)紧密接触；有机导电材料层(4)包覆在随机金属波导结构(3)表面，其高度低于随机金属波导结构(3)高度，等离激元陷光结构(5)分散在有机导电材料层(4)中或者分散在有机导电材料层(4)与硅衬底(6)界面处。