次电子产生单元），仅 W运种完全方法，可W实现希望的倍增循环。运种有用的电子动力学:仅通过限定seg物质 的纳米膜才可W使用电子脱嵌和segton再充电。
[0050] 通过热电子的电子倍增循环需要segton的良好调节的密度或有效横截面。运种横 截面可W在超材料纳米层中按比例放大。
[0051]可想到的最好的光电转换器必须由娃构成，娃在地壳中是丰富的，技术最成熟的W及环境友好的在纳米尺度上巧妙转变的。特别重要的是由于包含segton的亚结构，娃可 W提供有一组适宜的能级。
[0052]运保留与娃纳米晶体(其为转换器提供一组适宜的能级)类比。W此方式，由于吸 收高能光子导致的单一的一次电子-空穴产生可W转变成多激子倍增产生:作用是可W进 一步导致自由载流子倍增。
[0053]当在娃纳米晶体中成型时，然后进行两种类型的娃改性：
[0054]i)与纳米晶体尺寸相关的量子力学，W及
[0055]ii)定位在纳米晶体界面的特定能量状态。
[0056]运种系统可W非常良好地光学调节。使用娃纳米晶体转换的关键问题考虑了自由 载流子:倍增、脱嵌和收集。
[0057] C-Si的特定能级组，即能带系统和娃Segton的特定能级组，即在带隙内的外在能 级，允许太阳光谱优化转换。针对太阳光谱的优化转换良好地调节通过热电子碰撞释放弱 键合的电子。此外，segton的电荷是可控参数，使得电结构可调节，可能导致新的可调节的 电子、光学和电子转移特性，W用于实际应用。
[005引 4.简短描述
[0059]超级晶格(称为seg物质）是W-个或两个或多个重叠层形式的segton的最佳排 列。从入射光福射和吸收的角度看，Segton有利地结合至它们的物理环境(对其进行严格物 理处理)并且有用地放置于转换器内。
[0060]由在超晶格中排序的构建模块组织根据本发明的新材料。W此方式，通过实现所 希望的通常不能实现的功能，基于双空穴的纳米物体的密度、分布、密度和行为可W导致技 术上有用的应用。所使用的segton的两种最特别的特征考虑了它们的接近永久的电荷状 态，即电荷状态快速再生。
[0061]排列segtonW形成有序样的超晶格，它是上述超材料基本单元的规则网络，该超 材料基本单元必须成型，例如在纳米层中，优选在晶体娃中。在导致本发明设备的处理步骤 期间必须对运种纳米层进行处理和均化。运意味着在所有遭遇的热条件下必须对它进行保 护，即处理溫度达到550°C，而在通常情况下在低于250°C的溫度下双空穴重新结合。
[0062]为了用于高效光电转换，在seg物质中的电子动力学是极其快速的。Segton充电和 放电的极短的时间常数为皮秒量级。运种操作需要特定的n-型半导体环境，例如由于P渗杂 导致的，W及特定的电子转移。例如，运种转移可W源自例如在娃的间接带隙的上半部分中 出现的P渗杂杂质带的单极传导跃迁。
[0063] Segton的光子-电子、电子-电子相互作用W及电子转移动力学需要专口用于seg 物质的转换器的指定的特定纳米空间或体积。运种纳米空间必须通过纳米膜良好地限定， 允许其与周围区域完全配合，即结合特定的电子能级组和优异的电子传导/转移。从seg物 质中脱嵌和收集电子的能力预先决定了其技术应用。
[0064] Segton包括在单晶娃层、晶片或薄层的内部导致多谱光转变成电的电效应的效率 增加。通过娃内部segton的特定层排列运种效应是可操作的。通过使用和分组segton作为 在两个水平上（原子相互作用水平和纳米级组织水平)结合操作的2维和3维构造模块通过 指定的方法产生和组织纳米结构。得到的娃的几何组织构成娃超材料，称为seg物质（其包 埋在晶体娃中）。
[0065]通过使用可商购的生产设备（其最初专口用于微电子但是W特定方式使用）可W 低成本生产Segton和seg物质。与娃材料相比，对于制造和再循环而言，娃转变成娃segton 和seg物质并不产生更多的生态问题。对于娃segton和seg物质而言，用于设备制造的碳纳 米管存在的健康风险并不存在，因为它们彼此物理"粘合"。如果它们正在融化或已经融化， 它们将返回至娃材料，而没有引起颗粒分散的任何问题。
[0066]本发明考虑了由于segton吸收高能光子(运导致自由载流子倍增），导致产生类似 多激子产生。
[0067] 本发明考虑了由于通过segton吸收高能光子(运导致载流子倍增），导致多激子产 生。
[0068]可W控制segton的电荷，W提供电子转移性质可调节的可能性。
[0069] 5.要求
[0070]在第一阶段，在适当的特定技术处理期间，必须对seg-物质进行处理(通过运种方 式，采用segton优化的分布和密度）。然后可W由在超晶格中排序的构造模块组织新材料。 新材料的人工组件结合有利的有用的效应和处理用于实现所希望的通常不能实现的功能。 在seg物质中必须使用的所述segton的两种最特殊的特征，即segton电荷状态及其快速再 生速率。电荷状态必须允许新的且独特的转换机理，即永不停歇的低能量产生，W完全起作 用。
[0071]在第二阶段，并且仍然根据本发明，必须将seg物质成型，例如在纳米层中，优选在 晶体娃中。在导致本发明设备的处理步骤中必须对运种纳米层进行处理和均化。运意味着 在所有遭遇的热处理中必须将其保护起来，即处理溫度达到550°C，而正常情况下双空穴在 低于250°C的溫度下重新结合。
[0072]因此，然后在转换器中在至少一个seg物质纳米层中将segton的网络均匀展开，允 许所需要的功能（如是碰撞电子产生的最佳可能性)从而将热电子额外动能的最大部分转 换至额外的接近平衡的电子群体。在指定设备上必须采用具有大量实际的、技术性的和经 济兴趣的能量至群体转换的运种新机理。
[0073]在第=阶段上考虑，所公开的和要求保护的发明还教导本领域普通技术人员其可 W用于光电转换；segton纳米层必须具有预定有用的形状并且必须定位在采用与源于一次 产生的热电子最佳相互作用的区域。为了避免热电子的有害热化，即加热娃晶格，必须在时 间和几何尺度方面控制该相互作用。
[0074] 6.制造
[0075]运种制造处理可W将segton定位在良好限定的转换器空间中，该转换器空间必须 足够接近吸收区，尤其是接近高能光子的吸收区。由于入射光束的光谱分布，吸收空间依赖 于光子能量:能量越高，光子穿透深度越低。运种制造处理可W调节针对吸收空间，segton 占据的深度、尺寸、和厚度的位置。
[0076]现在使用一般性术语和下文中的表述可W简短地描述根据本发明用于产生和制 造纳米级单元的方法。
[0077] 制作或制造W及处理segton必须同时具有所要求的功能：
[0078] i)源于在晶格或非晶体相或非晶化相中原子重组，在类型、电荷状态、密度、在几 何空间中的位置和定位等方面产生特定的纳米物体，
[0079] ii)插入能够低能量产生二次电子的适当的电子能级组，
[0080] iii)实际上，可W活化源于设及更高效光电转换的多种物理相互作用协同作用的 特定功能，有时仅在纳米尺度上，
[0081] iv)二次电子的产生和重新结合位置适当地分开并且彼此屏蔽，并且在正面电极 上实际上完全地发生自由电子重新结合-脱嵌。
[0082]总体上，所要求的功能源于两种类型的作用：紧密地设及物质结构纳米物体和 segton本身的那些W及设及在纳米尺度上触发的物理场的那些，例如通过与其过渡区的半 导体界面的邻近物施加的。
[0083] 7.本发明的益处和优点
[0084] Seg物质允许新的光电转换机理，优选在娃设备中。Segton提供娃主体材料的特定 的外在能级组在重要的效率增强方面起到基本的作用或功能(主要是由于低能量二次产生 和倍增循环）。W运种方式，在电子倍增循环中每个高能电子可W产生额外电子。然后超高 效的全娃光电转换器是可能的，运是因为可调节的娃衍生材料的重叠。娃转换器包含针对 最佳转换处理太阳光谱排列的能级和能带。本发明的处理是基于最佳的成熟娃技术并且仅 需要对现有生产装置进行改变和补充。
[0085]有利地可W通过segton能级的补充组(其尤其针对可见光和UV光子的转换进行优 化)来调节不太适合太阳光谱转换的娃的初始能带。
[0086]由于两者类型的载流子产生，运行具有seg物质的转换器:第一单一电子-空穴常 规产生W及新的第二电子产生。换言之，源于光子吸收的简单的第一次产生的电子-空穴对 转换成多级转换循环。二次产生可W避免热电子的有害热化，即加热娃晶格。由于调整的转 换器结构，可W在时间和几何尺度上控制热电子相互作用。
[0087]使用所有的纳米转变、转换器功能化及其最终的破坏的设备制造完全没有使用自 由纳米颗粒的处理步骤，其对于环境和人体可能是危险的。
[0088]富有经验的行业操作人员，例如工程师和技术人员，可W采用运种制造。最重要的 新制造处理之一考虑了离子注入和随后的热处理。
[0089] 8.本发明的目的
[0090]将源于吸收高能光子(现今在热化中失去）的额外的电子能量转换成额外的电子 群体(其可W在外部电路中收