System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 基于光子晶体和ITO/Ag/ITO透明电极的高效超薄GaAs太阳能电池制造技术_技高网
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基于光子晶体和ITO/Ag/ITO透明电极的高效超薄GaAs太阳能电池制造技术

技术编号:44693606 阅读:4 留言:0更新日期:2025-03-19 20:42
本发明专利技术公开了一种基于光子晶体和ITO/Ag/ITO透明电极的高效超薄GaAs太阳能电池,其特征在于,底层为Al基底,第二层为AlGaAs光子晶体,其结构为四方晶格,晶格常数为a,圆柱的半径为R,厚度为h,被SiO<subgt;2</subgt;包裹,第三层用Al<subgt;0.3</subgt;Ga<subgt;0.7</subgt;As作为电子传输层,第四层为GaAs吸收层,第五层用Al<subgt;0.75</subgt;Ga<subgt;0.25</subgt;As作为空穴传输层,顶层为SiO<subgt;2</subgt;和ITO/Ag/ITO透明电极。这种结构的太阳能电池具有体积小、光吸收和光电转化效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信,具体是利用光子晶体和性能优异的ito/ag/ito多层电极来构建超薄gaas太阳能电池结构。


技术介绍

1、光子晶体(photonic crystals,pc)是一类具有周期性介电常数变化的材料,通过其独特的结构特性,可以有效控制光子的传播行为。光子晶体的基本原理类似于半导体中的电子能带结构,利用周期性结构在空间中形成光学“能带”,从而在某些频率范围内产生光子带隙,即特定频率的光在晶体中无法传播。这种特性使得光子晶体在操控光的传输、反射和透射方面具有巨大的潜力。局域表面等离激元(localized surface plasmons,lsps)是由光激发引起的金属纳米颗表面上的局部电子振荡现象,这种振荡局限于纳米颗粒表面,并产生强烈的局域电磁场增强效应。

2、《apl materials》刊载了“ultrathin and easy-processing photonic crystalabsorbing layers to enhance light absorption efficiency of solar cells”一文。wan团队通过使用六角柱孔散射体,并分别讨论其内填充空气和二氧化硅的情况,研究发现光子晶体结构能够显著提高电池吸收层的吸收率。《energies》刊载了“application oftio2/ag/tio2 as an ohmic contact to an algaas layer in a gaas solar cell”一文。vitanov团队在gaas太阳能电池上采用纳米层状tio2/ag/tio2结构作为透明导电涂层,发现这种结构在algaas窗口层上能够形成欧姆接触,具有优异的光学和电学性能。然而,虽然上述研究所提出的方法都能够有效的提高太阳能电池的性能,但是电池的光电转换效率并不理想,其受到了shockley-queisser极限的严重限制。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足,通过对太阳能电池的光吸收率和光伏性能进行分析和选择,设计出一种超薄gaas太阳能电池结构。该结构通过采用前端ito/ag/ito透明电极和后端光子晶体的双重策略,使得吸收层厚度仅为500nm的gaas太阳能电池在可见光范围内的吸收率达到95%以上,最终光电转换效率达到了35.12%。

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【技术保护点】

1.一种基于光子晶体和ITO/Ag/ITO透明电极的高效超薄GaAs太阳能电池,其特征在于,底层为Al基底1,第二层为AlGaAs光子晶体2,其结构为四方晶格,晶格常数为a,圆柱的半径为R,厚度为h,被SiO2包裹,第三层为Al0.3Ga0.7As电子传输层3,第四层为GaAs吸收层4,第五层为Al0.75Ga0.25As空穴传输层5,顶层为SiO2和ITO/Ag/ITO透明电极6。

2.根据权利要求1所述的基于光子晶体和ITO/Ag/ITO透明电极的高效超薄GaAs太阳能电池,其特征在于,所述AlGaAs光子晶体2的晶格常数a为450nm,半径R为120nm,厚度h为130nm。

3.根据权利要求1所述的基于光子晶体和ITO/Ag/ITO透明电极的高效超薄GaAs太阳能电池,其特征在于,所述ITO/Ag/ITO透明电极中的Ag纳米球阵列是镶嵌在ITO中部的,其周期为80nm,半径为25nm。

4.根据权利要求1所述的基于光子晶体和ITO/Ag/ITO透明电极的高效超薄GaAs太阳能电池,其特征在于,所述的GaAs吸收层4中的P型掺杂浓度和N型掺杂浓度均为2×1019cm-3。

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【技术特征摘要】

1.一种基于光子晶体和ito/ag/ito透明电极的高效超薄gaas太阳能电池,其特征在于,底层为al基底1,第二层为algaas光子晶体2,其结构为四方晶格,晶格常数为a,圆柱的半径为r,厚度为h,被sio2包裹,第三层为al0.3ga0.7as电子传输层3,第四层为gaas吸收层4,第五层为al0.75ga0.25as空穴传输层5,顶层为sio2和ito/ag/ito透明电极6。

2.根据权利要求1所述的基于光子晶体和ito/ag/ito透明电极的高效超薄gaas太阳能电池,其特征在于,所述a...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱君邓建明林孙龙余子贵
申请(专利权)人:南昌工学院
类型:发明
国别省市:

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