光電能轉換元件與光電化學能轉換元件

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

099130825

專利證號

I 445187

專利獲證名稱

光電能轉換元件與光電化學能轉換元件

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2014/07/11

技術說明

具有表面電漿共振效應的光電能轉換元件，其係建構在具有內全反射的光學結構上。本發明利用內全反射的方式來激發貴金屬100奈米尺度下之薄膜的表面電漿共振效應，其將使鄰近的光子吸收層的電場增強，進而導致入射光的散射與吸收增強。本發明有助於發展超薄型太陽能電池、光偵測器、發光二極體，並且提升其光電轉換效率。另外，本發明亦透過Maxwell方程式和有限元素分析法為基礎的電磁場模擬軟體來驗證此一設計之可行性。此設計為以無蕊心二氧化矽光纖與空氣作為具有內全反射的光波導結構，其中光纖為低成本、可大量製造之材料外，結合表面電漿共振效應後可大大地減少元件內光吸收層的厚度，因此該設計將可大量縮短光電轉換元件之製程成本，亦可其提高光電轉換效率。 The device which converses light into electric power is based on an optical structure of total internal reflection by which surface plasmon resonance on sub-100 nm noble metal thin film can be excited. As a result, absorption and scattering of incident light will be intensified due to the enhanced electric field around photon absorber layer by surface plasmon resonance. Such design can be applied on thin film solar cell, photodetector, light-emitting diode, etc for further conversion efficiency. Moreover, this concept has been verified by a numerical simulation under Maxwell equation and finite element method. This device including a coreless optical fiber, low cost material, and air as a total internal reflection waveguide combined with surface plasmon resonance effect, will need less absorption material. Therefore, this design can help to save much fabrication cost and enhance conversion efficiency as well.

備註

本部(收文號1090060317)同意該校109年9月28日校研發字第1090083785號函申請終止維護專利(國立臺灣大學)

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

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33669945

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