[发明专利]等离激元增强型中间带太阳能电池及其光电转换薄膜材料

权利要求书

1.一种等离激元增强型中间带太阳能电池，其特征在于，所述电池包括：

衬底；

设在衬底上的背电极；

设在背电极上的互补型薄膜；

设在所述互补型薄膜上的光电转换薄膜材料；其中，所述光电转换薄膜材料包括具有中间能带的光电转换层、以及设在所述光电转换层上的辅助吸光的纳米金属结构层；

绝缘层；以及

金属电极。

2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述具有中间能带的光电转换层的母体材料采用TiO₂、ZnO、Si或III-V族半导体材料，优选采用TiO₂。

3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述具有中间能带的光电转换层的母体材料含有1～5原子％的杂质原子或杂质原子对，所述百分比以半导体材料的摩尔比计。

4.如权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述杂质原子是不对等或非补偿型的n-p共掺杂的杂质原子。

5.如权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述杂质原子对为不对等或非补偿型的n型与p型原子对组合；

优选地，所述杂质原子对为不对等n型与p型原子对组合，

在一个优选例中，掺入母体材料的n型原子贡献电子而p型原子贡献空穴，但是两者贡献的电子数与空穴数不对等。

6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述具有中间能带的光电转换层中，引入的中间能带E_i位于其母体材料的价带顶E_v与导带底E_c之间。

7.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述纳米金属结构层的金属采用Ag、Al、Cu或其组合；所述纳米金属结构层采用的纳米结构为纳米球或纳米壳层。

8.一种用于等离激元增强型太阳能电池的光电转换薄膜材料，其特征在于，所述光电转换薄膜材料包括：

具有中间能带的光电转换层；

设在所述光电转换层上的辅助吸光的纳米金属结构层。

9.一种如权利要求8所述的光电转换薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

i)，提供具有中间能带的光电转换层；

ii)，在所述具有中间能带的光电转换层通过光刻或自组装方法建筑纳米金属结构层。

10.一种如权利要求8所述的光电转换薄膜材料在提高光电转换效率方面的应用。