JP6321487B2 - 量子ドット太陽電池 - Google Patents
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Description
このような構造に対して、近年、受光層に量子ドットを用いて、光電変換効率の向上や受光波長帯域の制御など、より高性能化を図るという提案がなされている。
また、本発明の量子ドット太陽電池は、量子ドット層と接合層とが交互に積層されており、複数の前記量子ドット層は、バンドギャップが異なる量子ドット層を2層以上有し、複数の前記量子ドット層内には、該量子ドット層の厚み方向に延伸してなる柱状のキャリア収集部が設けられており、複数の前記量子ドット層のうち光の入射面側に位置する前記量子ドット層内の前記キャリア収集部の前記厚み方向における高さが、光の出射面側に位置する前記量子ドット層内の前記キャリア収集部の前記厚み方向における高さよりも低いことを特徴とする。
また、本発明の量子ドット太陽電池は、量子ドット層と接合層とが交互に積層されてお
り、複数の前記量子ドット層は、バンドギャップが異なる量子ドット層を2層以上有し、複数の前記量子ドット層内に、該量子ドット層の厚み方向に延伸してなる柱状のキャリア収集部が設けられており、前記量子ドット層は、n型の量子ドットとp型の量子ドットとを有しており、前記キャリア収集部に近い側にn型の量子ドットが配置され、該n型の量子ドットの周囲にp型の量子ドットが配置される構成となっていることを特徴とする。
ャリア収集部7によって効率良く捕獲される。
による熱エネルギー損失や長波長光における透過損失をそれぞれ低減でき、光電変換効率をさらに高めることができる。
い。なお、量子ドット15が表面に障壁層を有する場合には、障壁層の材料としては、Si、C、Ti、Cu、Ga、S、InおよびSeから選ばれる少なくとも1種の元素を含む化合物(半導体、炭化物、酸化物、窒化物)が好ましい。
法などの物理的成膜法の他に、半導体膜23の成分を含む溶液を基材21の表面に塗布した後に加熱を行う方法などを用いることによって形成することができる。
とも2層含まれていれば同様の効果を得ることができる。
5・・・・・・・・・・・接合層
7・・・・・・・・・・・キャリア収集部
7as・・・・・・・・・(キャリア収集部の)一方端
7ap・・・・・・・・・(キャリア収集部の)他方端
9・・・・・・・・・・・導体層
11・・・・・・・・・・支持体
13a・・・・・・・・・光の入射面
13b・・・・・・・・・光の出射面
15・・・・・・・・・・量子ドット
15n・・・・・・・・・n型の量子ドット
15p・・・・・・・・・p型の量子ドット
21・・・・・・・・・・基材
23・・・・・・・・・・半導体膜
25・・・・・・・・・・マスクパターン
27・・・・・・・・・・半導体粒子
Claims (13)
- 量子ドット層と接合層とが交互に積層されており、複数の前記量子ドット層は、バンドギャップが異なる量子ドット層を2層以上有し、複数の前記量子ドット層内に、該量子ドット層の厚み方向に延伸してなる柱状のキャリア収集部が設けられており、複数の前記量子ドット層のうち光の入射面側に位置する前記量子ドット層の厚みが、光の出射面側に位置する前記量子ドット層の厚みよりも薄く、かつ、光の入射面側に位置する前記量子ドット層のバンドギャップが、光の出射面側に位置する前記量子ドット層のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする量子ドット太陽電池。
- 複数の前記量子ドット層のうち光の入射面側に位置する前記量子ドット層内の前記キャリア収集部の前記厚み方向における高さが、光の出射面側に位置する前記量子ドット層内の前記キャリア収集部の前記厚み方向における高さよりも低いことを特徴とする請求項1に記載の量子ドット太陽電池。
- 量子ドット層と接合層とが交互に積層されており、複数の前記量子ドット層は、バンドギャップが異なる量子ドット層を2層以上有し、複数の前記量子ドット層内に、該量子ドット層の厚み方向に延伸してなる柱状のキャリア収集部が設けられており、複数の前記量子ドット層のうち光の入射面側に位置する前記量子ドット層内の前記キャリア収集部の前記厚み方向における高さが、光の出射面側に位置する前記量子ドット層内の前記キャリア収集部の前記厚み方向における高さよりも低いことを特徴とする量子ドット太陽電池。
- 前記量子ドット層は、n型の量子ドットとp型の量子ドットとを有しており、前記キャリア収集部に近い側にn型の量子ドットが配置され、該n型の量子ドットの周囲にp型の量子ドットが配置される構成となっていることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記載の量子ドット太陽電池。
- 量子ドット層と接合層とが交互に積層されており、複数の前記量子ドット層は、バンドギャップが異なる量子ドット層を2層以上有し、複数の前記量子ドット層内に、該量子ドット層の厚み方向に延伸してなる柱状のキャリア収集部が設けられており、前記量子ドット層は、n型の量子ドットとp型の量子ドットとを有しており、前記キャリア収集部に近い側にn型の量子ドットが配置され、該n型の量子ドットの周囲にp型の量子ドットが配置される構成となっていることを特徴とする量子ドット太陽電池。
- 前記キャリア収集部は、前記接合層に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれかに記載の量子ドット太陽電池。
- 前記キャリア収集部は、複数の前記接合層にそれぞれ設けられていていることを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれかに記載の量子ドット太陽電池。
- 複数の前記量子ドット層のうち光の入射面側に位置する前記量子ドット層内の前記キャリア収集部の径が、光の出射面側に位置する前記量子ドット層内の前記キャリア収集部の径よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれかに記載の量子ドット太陽電池。
- 前記キャリア収集部は、前記接合層側を一方端部とし、前記接合層とは反対側に位置し、開放端となっている側を他方端部としたときに、前記キャリア収集部は、前記他方端部側の径が前記一方端部側の径よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれかに記載の量子ドット太陽電池。
- 前記キャリア収集部の径は、前記一方端部から前記他方端部に向かうに従って小さくなっていることを特徴とする請求項9に記載の量子ドット太陽電池。
- 前記キャリア収集部は、前記開放端が凸状の曲面をなしていることを特徴とする請求項9または10に記載の量子ドット太陽電池。
- 前記キャリア収集部は、表面に凹凸を有していることを特徴とする請求項1乃至11のうちいずれかに記載の量子ドット型太陽電池。
- 前記量子ドット層の入射面側に透明導電膜とガラス基板とを、この順に備えていることを特徴とする請求項1乃至12のうちいずれかに記載の量子ドット太陽電池。
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