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ENERGY CONVERSION DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME UPDATE_EN

Patent code P190015789
File No. S2017-0601-N0
Posted date Jan 23, 2019
Application number P2017-071509
Publication number P2018-174657A
Date of filing Mar 31, 2017
Date of publication of application Nov 8, 2018
Inventor
  • (In Japanese)西島 喜明
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人横浜国立大学
Title ENERGY CONVERSION DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME UPDATE_EN
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To promote simplification and/or improvement of a conversion efficiency of a construction of an energy conversion device.
SOLUTION: An energy conversion device 100 includes: a photoelectric conversion layer 10 including a first conductive type first semiconductor layer 11 and a second conductive type second semiconductor layer 12 arranged on the first semiconductor layer 11; a light absorption layer 42 that adsorbs a light penetrated the photoelectric conversion layer 10; and a thermoelectric element 50 thermally connected to the light absorption layer 42. The light absorption layer 42 includes a conductive material that absorbs the light of a wavelength longer than an absorption wavelength band of at least each of the first and second semiconductor layers 11 and 12. The photoelectric conversion layer 10 and the light absorption layer 42 are laminated through at least an insulation layer 41. A heat can be transmitted from the photoelectric conversion layer 10 to the light absorption layer 42.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

特許文献1は、同文献の要約に記載のように、太陽電池3の裏面に赤外線のみを透過し可視光線を反射する赤外線選択透過層7、断熱層8、赤外線を熱に変換する集熱電気絶縁層9、太陽熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子4、電気絶縁層6、冷却装置11が順次積層された装置を開示する。

Field of industrial application (In Japanese)

本開示は、エネルギー変換装置及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
第1導電型の第1半導体層と、前記第1半導体層上に配された第2導電型の第2半導体層を含む、光電変換層と、
前記光電変換層を透過した光を吸収する光吸収層と、
前記光吸収層に対して熱的に接続される熱電変換素子を備え、
前記光吸収層が、少なくとも前記第1及び第2半導体層それぞれの光の吸収波長帯よりも長波長の光を吸収する導電性材料を含み、
前記光電変換層と前記光吸収層が少なくとも絶縁層を介して積層され、前記光電変換層から前記光吸収層へ熱が伝達可能である、エネルギー変換装置。

【請求項2】
 
前記導電性材料が、金属又は合金又は炭素系材料を含む、請求項1に記載のエネルギー変換装置。

【請求項3】
 
前記導電性材料が、シリコンの光の吸収波長帯よりも長波長の光を吸収する金属又は合金を含む、請求項1又は2に記載のエネルギー変換装置。

【請求項4】
 
前記導電性材料が、Geを含む金属、又はGeSnを含む合金を含む、請求項3に記載のエネルギー変換装置。

【請求項5】
 
前記絶縁層が、5nm以上であり、100nm以下の厚みを有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。

【請求項6】
 
前記光吸収層が、10μm以下の厚みを有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。

【請求項7】
 
前記光吸収層により吸収されずに前記光吸収層を透過した光の入射に応じて表面プラズモン共鳴が生じるプラズモン部を更に備える、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。

【請求項8】
 
前記第1及び第2半導体層が、シリコンを含み、
前記絶縁層が、酸化シリコンを含む、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。

【請求項9】
 
前記光電変換層から電流を取り出すための一対の電極層を更に備え、一方の電極層が、前記光電変換層と前記絶縁層の間に設けられる、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。

【請求項10】
 
前記光電変換層は、粗面化された光入射面を有する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。

【請求項11】
 
第1導電型の第1半導体層と、前記第1半導体層上に配された第2導電型の第2半導体層を含む光電変換層を製造又は用意する工程と、
前記光電変換層を透過した光を吸収する光吸収層を形成する工程と、
前記光吸収層に対して熱的に接続される熱電変換素子を製造又は用意する工程を含み、
前記光吸収層が、少なくとも前記第1及び第2半導体層それぞれの光の吸収波長帯よりも長波長の光を吸収する導電性材料を含み、
前記光電変換層と前記光吸収層が少なくとも絶縁層を介して積層される、エネルギー変換装置の製造方法。

【請求項12】
 
前記光吸収層を形成する工程は、前記光電変換層上に形成された絶縁層上に前記導電性材料を堆積する工程を含む、請求項11に記載のエネルギー変換装置の製造方法。

【請求項13】
 
前記導電性材料が、シリコンの光の吸収波長帯よりも長波長の光を吸収する合金を含む、請求項11又は12に記載のエネルギー変換装置の製造方法。

【請求項14】
 
前記導電性材料が、Geを含む金属、又はGeSnを含む合金を含む、請求項13に記載のエネルギー変換装置の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2017071509thum.jpg
State of application right Published
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