1.一種光伏器件,包括光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的致密層,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體為三維晶體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏器件,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的致密層設(shè)置在n-型區(qū)域和p-型區(qū)域之間,并且與所述n-型區(qū)域和所述p-型區(qū)域中的一個(gè)或兩個(gè)形成平面異質(zhì)結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏器件,其中,所述器件包括:
包括至少一個(gè)n-型層的n-型區(qū)域;以及
包括至少一個(gè)p-型層的p-型區(qū)域;
其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的致密層設(shè)置在所述n-型區(qū)域和所述p-型區(qū)域之間,并且與所述n-型區(qū)域和所述p-型區(qū)域中的一個(gè)或兩個(gè)形成平面異質(zhì)結(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的致密層包括沒(méi)有開(kāi)口孔隙率的光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的致密層主要由光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體形成,并且優(yōu)選由光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體能夠吸收光,由此產(chǎn)生自由的電荷載流子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體是光敏材料,能夠同時(shí)執(zhí)行光生作用和電荷傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的層的厚度為10nm至100μm,并優(yōu)選為10nm至10μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述器件包括:
(i)第一層,所述第一層包括多孔材料和設(shè)置在所述多孔材料的孔中的光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體;以及
(ii)設(shè)置在所述第一層上的封蓋層,所述封蓋層是所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的致密層;
其中,在所述封蓋層中的光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體與在所述第一層中的鈣鈦礦半導(dǎo)體接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光伏器件,當(dāng)引用權(quán)利要求2或3時(shí),其中,在所述第一層中的光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體與所述p型區(qū)域和所述n型區(qū)域中的一個(gè)接觸,并且在所述封蓋層中的光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體與所述p型區(qū)域和所述n型區(qū)域中的另一個(gè)接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的光伏器件,其中,所述多孔材料是介孔的。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述多孔材料是下述之一:
電荷傳輸材料;以及
具有等于或大于4.0eV的帶隙的介電材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光伏器件,其中,所述n-型區(qū)域包括下述之一:
n型層;以及
n型層和n型激子阻擋層,優(yōu)選其中所述n型激子阻擋層設(shè)置在所述n型層與包括所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的層之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光伏器件,其中,所述p-型區(qū)域包括下述之一:
p型層;以及
p型層和p型激子阻擋層,優(yōu)選其中所述p型激子阻擋層設(shè)置在所述p型層與包括所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的層之間。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體包括選自鹵陰離子或硫族陰離子中的至少一種陰離子;
優(yōu)選其中所述鈣鈦礦包括第一陽(yáng)離子、第二陽(yáng)離子和所述至少一種陰離子,
任選地,其中所述第二陽(yáng)離子是選自Sn2+、Pb2+和Cu2+的金屬陽(yáng)離子,優(yōu)選其中所述金屬陽(yáng)離子選自Sn2+和Pb2+,并且
任選地,其中所述第一陽(yáng)離子是有機(jī)陽(yáng)離子。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光伏器件,其中,所述鈣鈦礦是混合陰離子的鈣鈦礦,所述混合陰離子的鈣鈦礦包括選自鹵陰離子和硫族陰離子中的兩種或更多種不同的陰離子,并且優(yōu)選其中所述鈣鈦礦是混合鹵離子的鈣鈦礦,其中,所述兩種或更多種不同的陰離子是兩種或更多種不同的鹵陰離子。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體是通式(I)的鈣鈦礦化合物:
[A][B][X]3 (I)
其中:
[A]是至少一種有機(jī)陽(yáng)離子;
[B]是至少一種金屬陽(yáng)離子;以及
[X]是所述至少一種陰離子。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光伏器件,其中,[X]是選自鹵陰離子和硫族陰離子中的兩種或更多種不同的陰離子,并且優(yōu)選是兩種或更多種不同的鹵陰離子。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述光伏器件是串聯(lián)結(jié)光伏器件或多結(jié)光伏器件,其中,所述器件包括第一電極、第二電極,以及設(shè)置在所述第一電極與所述第二電極之間的:
光活性區(qū)域,所述光活性區(qū)域包括所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的致密層;以及
至少一個(gè)其他光活性區(qū)域;
優(yōu)選其中所述至少一個(gè)其他光活性區(qū)域包括至少一個(gè)半導(dǎo)體材料層,并且
更優(yōu)選其中所述半導(dǎo)體材料包括如下物質(zhì)的層:晶體硅、銅鋅錫硫化物、銅鋅錫硒化物、銅鋅錫硒化硫化物、銅銦鎵硒化物、銅銦鎵二硒化物或銅銦硒化物。
20.根據(jù)權(quán)利要求2至19中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述p型區(qū)域包括p型層,所述p型層包括鈣鈦礦,并且優(yōu)選其中所述p型層的鈣鈦礦不同于所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體。
21.根據(jù)權(quán)利要求2至20中任一項(xiàng)所述的光伏器件,其中,所述n型區(qū)域包括n型層,所述n型層包括鈣鈦礦,并且優(yōu)選其中所述n型層的鈣鈦礦不同于所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體。
22.一種多結(jié)光伏器件,包括:
第一電極;
第二電極;以及
設(shè)置在所述第一電極與所述第二電極之間的:
包括光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體的致密層的光活性區(qū)域,其中,所述光活性鈣鈦礦半導(dǎo)體為三維晶體結(jié)構(gòu);以及
至少一個(gè)其他光活性區(qū)域。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的多結(jié)光伏器件,其中,所述至少一個(gè)其他光活性區(qū)域包括至少一個(gè)半導(dǎo)體材料層。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的多結(jié)光伏器件,其中,所述半導(dǎo)體材料包括如下物質(zhì)的層:晶體硅、銅鋅錫硫化物、銅鋅錫硒化物、銅鋅錫硒化硫化物、銅銦鎵硒化物、銅銦鎵二硒化物或銅銦硒化物。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的多結(jié)光伏器件,其中,所述半導(dǎo)體材料包括晶體硅的層。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一項(xiàng)所述的多結(jié)光伏器件,其中,所述至少一個(gè)其他光活性區(qū)域包括具有本征薄層的晶體硅異質(zhì)結(jié)。