本實(shí)用新型涉及光能轉(zhuǎn)換技術(shù)，特別涉及光電池器件。

背景技術(shù)：

光電池，是一種在光的照射下產(chǎn)生電動(dòng)勢的器件。一般的光電池利用半導(dǎo)體(比如硅、硒、砷化鎵等)PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)，利用其光生伏特效應(yīng)來產(chǎn)生電動(dòng)勢，從而直接把光能轉(zhuǎn)換為電能。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的光電池器件通常使用硅片或玻璃襯底，也有最新的柔性光電池使用塑料或金屬箔片等柔性襯底上，但都還是基于半導(dǎo)體PN結(jié)技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種光電池器件，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且具有較寬的響應(yīng)光譜和良好的光響應(yīng)特性。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式公開了一種光電池器件，光電池器件包括絕緣襯底、黑磷層、第一電極和第二電極；

黑磷層位于絕緣襯底的表面上；

第一電極和第二電極分別位于黑磷層中的兩端，或者第一電極和第二電極分別位于絕緣襯底的兩端并且第一電極、第二電極與黑磷層的界面為絕緣襯底的表面。

本實(shí)用新型實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：

本實(shí)用新型的光電池器件僅使用一層黑磷層，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且響應(yīng)光譜較寬，光響應(yīng)電流對偏振光相位角度具有正弦或余弦的響應(yīng)特性。

進(jìn)一步地，設(shè)置防反射膜可以具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中一種光電池器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中一種光電池器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及一種光電池器件。圖1是該光電池器件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該光電池器件包括絕緣襯底1、黑磷層2、第一電極3和第二電極4。

黑磷層2位于絕緣襯底1的表面上。在一個(gè)優(yōu)選例中，黑磷層2的厚度小于50nm。可以理解，黑磷是一種已知材料。

可選地，上述絕緣襯底1可以為聚酰亞胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或者聚對苯二甲酸乙二醇脂(PET)等已知材料?？梢岳斫猓诒緦?shí)用新型的其他實(shí)施方式中，上述絕緣襯底1也可以為玻璃或硅。

第一電極3和第二電極4分別位于黑磷層2中的兩端，或者第一電極3和第二電極4分別位于絕緣襯底1的兩端并且第一電極3、第二電極4與黑磷層2的界面為絕緣襯底1的表面。不論第一電極和第二電極的位置如何，只要光生伏特效應(yīng)能在其之間產(chǎn)生電動(dòng)勢即可。

由圖1可以明顯看到，上述光電池器件只需要一層黑磷層，即可產(chǎn)生原先需要利用半導(dǎo)體PN結(jié)(至少兩層結(jié)構(gòu))產(chǎn)生的光生伏特效應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡單。并且，上述光電池器件具有較寬的響應(yīng)光譜，從可見光到近紅外光都能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)換效率。此外，上述光電池器件還具有良好的光響應(yīng)特性，上述光電池器件的光響應(yīng)電流隨偏振光的相位角度，具有余弦或正弦的響應(yīng)特性，因而上述光電池器件的正負(fù)極性，可以通過偏振光的相位角來改變。

在可選的實(shí)施方式中，如圖2所示，上述光電池器件還可以包括防反射膜5，該防反射膜5位于黑磷層2表面上?？梢岳斫?，上述防反射膜可以選自于SiO₂、MgF₂、Si₃N₄中的一種。

在黑磷層的表面設(shè)置防反射膜，可以使更多的光參與轉(zhuǎn)換，從而提高對光能的轉(zhuǎn)換效率(可達(dá)到約18％)；另一方面可以保護(hù)黑磷層，防止氧化。

以圖2的光電池器件為例，光通過防反射膜5入射到黑磷層2，由于光生伏特效應(yīng)，從而在第一電極3和第二電極4之間產(chǎn)生電動(dòng)勢，并且通過偏振光的相位可以改變正負(fù)性。

本實(shí)用新型的光電池器件僅使用一層黑磷層，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且響應(yīng)光譜較寬，光響應(yīng)電流對偏振光相位角度具有正弦或余弦的響應(yīng)特性。

需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

雖然通過參照本實(shí)用新型的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對本實(shí)用新型進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。