光电池器件的制作方法

本实用新型涉及光能转换技术，特别涉及光电池器件。

背景技术：

光电池，是一种在光的照射下产生电动势的器件。一般的光电池利用半导体(比如硅、硒、砷化镓等)PN结的光生伏特效应，利用其光生伏特效应来产生电动势，从而直接把光能转换为电能。

本发明的发明人发现，现有的光电池器件通常使用硅片或玻璃衬底，也有最新的柔性光电池使用塑料或金属箔片等柔性衬底上，但都还是基于半导体PN结技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光电池器件，不但结构简单，而且具有较宽的响应光谱和良好的光响应特性。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种光电池器件，光电池器件包括绝缘衬底、黑磷层、第一电极和第二电极；

黑磷层位于绝缘衬底的表面上；

第一电极和第二电极分别位于黑磷层表面上的两端。

本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

本实用新型的光电池器件仅使用一层黑磷层，不但结构简单，而且响应光谱较宽，光响应电流对偏振光相位角度具有正弦或余弦的响应特性。

进一步地，设置防反射膜可以具有较高的光电转换效率。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式中一种光电池器件的结构示意图。

图2是本实用新型第一实施方式中一种光电池器件的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型第一实施方式涉及一种光电池器件。图1是该光电池器件的结构示意图。如图1所示，该光电池器件包括绝缘衬底1、黑磷层2、第一电极3和第二电极4。

黑磷层2位于绝缘衬底1的表面上。在一个优选例中，黑磷层2的厚度小于50nm。可以理解，黑磷是一种已知材料。

可选地，上述绝缘衬底1可以为聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或者聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)等已知材料。可以理解，在本实用新型的其他实施方式中，上述绝缘衬底1也可以为玻璃或硅。

第一电极3和第二电极4分别位于黑磷层2表面上的两端。不论第一电极和第二电极的位置如何，只要光生伏特效应能在其之间产生电动势即可。

由图1可以明显看到，上述光电池器件只需要一层黑磷层，即可产生原先需要利用半导体PN结(至少两层结构)产生的光生伏特效应，结构简单。并且，上述光电池器件具有较宽的响应光谱，从可见光到近红外光都能达到较高的转换效率。此外，上述光电池器件还具有良好的光响应特性，上述光电池器件的光响应电流随偏振光的相位角度，具有余弦或正弦的响应特性，因而上述光电池器件的正负极性，可以通过偏振光的相位角来改变。

在可选的实施方式中，如图2所示，上述光电池器件还可以包括防反射膜5，该防反射膜5位于黑磷层2表面上。可以理解，上述防反射膜可以选自于SiO₂、MgF₂、Si₃N₄中的一种。

在黑磷层的表面设置防反射膜，可以使更多的光参与转换，从而提高对光能的转换效率(可达到约18％)；另一方面可以保护黑磷层，防止氧化。

以图2的光电池器件为例，光通过防反射膜5入射到黑磷层2，由于光生伏特效应，从而在第一电极3和第二电极4之间产生电动势，并且通过偏振光的相位可以改变正负性。

本实用新型的光电池器件仅使用一层黑磷层，不但结构简单，而且响应光谱较宽，光响应电流对偏振光相位角度具有正弦或余弦的响应特性。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。