[发明专利]太阳能电池、太阳能电池板和具备太阳能电池的装置

权利要求书

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

光电转换层；和

形成在所述光电转换层的内部的光子晶体，

Q_v和Q_α满足0.2Q_v≤Q_α≤5.4Q_v，其中，Q_v与表示所述光子晶体与外界的结合强度的系数κ_v的倒数成比例，为表示由所述光子晶体与外界的结合产生的共振效果的大小的Q值，Q_α与所述光电转换层的介质的光的吸收系数的倒数成比例，为表示由所述光电转换层的介质产生的共振效果的大小的Q值。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：

所述光子晶体以如下方式形成：在所述光电转换层的介质内周期性地配置有折射率比所述光电转换层的介质的折射率小的柱状介质，使得所述光子晶体具有光子带隙，并且形成有未配置所述柱状介质的缺陷，使得在所述光子带隙中生成缺陷能级，

当设与所述缺陷能级对应的共振峰的波长为λ时，所述柱状介质以相对于波长λ为λ/7以上λ/2以下的间距二维配置，通过呈矩阵状配置所述缺陷，作为整体构成形成光子带隙的共振器。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：

所述光子晶体以如下方式形成：在所述光电转换层的介质内周期性地配置有折射率比所述光电转换层的介质的折射率小的柱状介质，使得所述光子晶体具有光子带端，

当设所述光子晶体的共振波长为λ时，

所述柱状介质以λ/4以上λ以下的间距二维且周期性地配置，

附设有使太阳能电池的受光面按照太阳的朝向移动的单元或聚光部件。

4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池，其特征在于：

在所述光子晶体中，折射率比所述光电转换层的介质的折射率小的柱状介质具有与所述光电转换层的厚度相等的高度，周期性地配置在所述光电转换层的介质内。

5.根据权利要求2或3所述的太阳能电池，其特征在于：

在所述光子晶体中，折射率比所述光电转换层的介质的折射率小的柱状介质具有所述光电转换层的厚度的1/4以下的高度，周期性地配置在所述光电转换层的介质内。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能电池，其特征在于：

所述光电转换层由包含折射率比光电转换层的介质的折射率小的介质的两个层夹着，所述两个层中的至少一个层是透明的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于：

所述光电转换层具有p型半导体层、本征半导体层和n型半导体层的各层相邻的相邻结构，所述相邻结构是将各层纵向叠层而成的纵型结构。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池，其特征在于：

在光射入所述太阳能电池的一侧的相反侧的最外层，设置有覆盖所述相反侧整体的金属层。

9.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于：

当以所述柱状介质在俯视时由六边形的各顶点和中心构成的配置作为第一单元，设所述柱状介质的所述间距为a时，其中，该六边形由三角晶格构成，

二维配置的第一单元在x方向上以2a的间距、在y方向上以的间距配置，

所述缺陷在x方向上以4a到8a的间距、在y方向上以到的间距，呈正方晶格状配置。

10.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于：

当以所述柱状介质在俯视时由六边形的各顶点和中心构成的配置中，形成有2个以上的所述缺陷的结构作为第二单元，设所述柱状介质的所述间距设为a时，其中，该六边形由三角晶格构成，

二维配置的第二单元在x方向上以4a以上的间距、在y方向上以的间距配置，

所述缺陷在x方向上以4a到8a的间距、在y方向上以到的间距，呈正方晶格状配置。

11.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于：

包围所述缺陷的所述柱状介质中的、配置在沿着特定方向的线上的2个柱状介质的位置，从所述六边形的各顶点的位置沿着所述特定方向，以相互相反的方向向距离缩短的方向偏移。