技术详细介绍
一、项目简介 该项目涉及一种用于提高太阳电池等光电器件光电转换效率的新型介质球形空壳微腔的制备技术及其应用。三维介质微腔结构是一种新型光操控介质微纳米材料，在光电器件光场操控及光电转换效率提升方面具有重要的应用，利用工艺兼容、成本低廉的纳米结构制备技术即可实现器件性能的大幅提升。以太阳能电池应用为例，其原理在于，在器件表面引入介质球形空壳结构的纳米颗粒阵列后，通过引入回音壁模式（WGM: Whispering Gallery Modes）光学谐振腔，使太阳光在到达太阳能电池表面之前在此球形壳层谐振腔内共振，增强光的吸收率，从而达到提高太阳能电池的光电转换效率的目的。相比于传统光场操控微结构，该结构和方法可实现宽波段的光谱吸收增强或出光效率增强；通过进一步调控微腔结构及光学参数，还可实现特定波段的光谱增强，如应用在光电探测芯片上等。 二、技术成熟度 该光场操控结构的制备采用纳米微腔模板法，结合薄膜沉积技术以及后续热处理或溶液处理，具备制备技术简便、效率高、成本低的优势，且兼容现有微电子制备工艺。我们以现有实验室条件为基础，该型结构及相关器件可实现>5英寸晶圆的有效制备，可满足大部分微电子器件的应用，且工艺技术成熟可靠。 三、应用范围 涉及光电转换器件的太阳能电池、光电探测器、发光LED等，可用于上述器件的光谱吸收增强、出光效率提升以及特定光谱的增强等。 四、投产条件和预期经济效益 主要原料聚苯乙烯模板、介质层沉积靶材等，各种材料用量小，且国内市场供应充足，工艺加工设备均为常用国产设备，投入成本低，生产过程无环境污染。该技术可结合相关光电器件产线，对于年产值1000万元规模，预计设备投资150万元（不包括厂房、公用工程等）。 五、合作方式 技术转让或联合生产，具体合作方式可商议