ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1. Фотоэлектрический преобразователь, содержащий:
- слой фотоэлектрического преобразования; и
- фотонный кристалл, сформированный внутри слоя фотоэлектрического преобразования,
- при этом фотонный кристалл сформирован посредством обеспечения множества столбчатых материалов внутри слоя фотоэлектрического преобразования, причем каждый из множества столбчатых материалов имеет показатель преломления, меньший показателя преломления материала слоя фотоэлектрического преобразования,
- причем множество столбчатых материалов предоставлены двумерным образом и периодически с шагом не меньше λ/4, но не больше λ, где λ является длиной волны пика резонанса, вызываемого посредством фотонного кристалла,
- при этом фотоэлектрический преобразователь удовлетворяет следующей формуле:
0,2QV≤Qα≤5,4QV,
где QV является (a) Q-значением, которое указывает величину эффекта резонанса, вызываемого посредством связи между фотонным кристаллом и внешним миром, и (b) пропорциональным обратной величине коэффициента κV, указывающего силу связи между фотонным кристаллом и внешним миром, а Qα является (a) Q-значением, которое указывает величину эффекта резонанса, вызываемого посредством материала слоя фотоэлектрического преобразования, и (b) пропорциональным обратной величине коэффициента поглощения света посредством материала слоя фотоэлектрического преобразования.
2. Фотоэлектрический преобразователь по п.1, в котором:
- в фотонном кристалле множество столбчатых материалов обеспечены в соответственных вершинах треугольника при виде сверху фотонного кристалла.
3. Фотоэлектрический преобразователь по п.1, в котором:
- в фотонном кристалле множество столбчатых материалов обеспечены в соответственных вершинах квадрата при виде сверху фотонного кристалла.
4. Фотоэлектрический преобразователь по любому из пп.1-3, в котором:
- в фотонном кристалле множество столбчатых материалов периодически обеспечены в материале слоя фотоэлектрического преобразования так, что они имеют высоту не больше 1/4 толщины слоя фотоэлектрического преобразования.
5. Фотоэлектрический преобразователь по любому из пп.1-3, в котором:
- в фотонном кристалле множество столбчатых материалов периодически обеспечены в материале слоя фотоэлектрического преобразования так, что они имеют высоту, равную толщине слоя фотоэлектрического преобразования.
6. Фотоэлектрический преобразователь по любому из пп.1-3, в котором:
- фотонный кристалл имеет (a) первую область, в которой множество столбчатых материалов обеспечены двумерным образом с постоянным шагом, и (b) вторую область, в которой множество столбчатых материалов обеспечены двумерным образом с постоянным шагом, который отличается от постоянного шага в первой области.
7. Фотоэлектрический преобразователь по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий два слоя, размещающих слой фотоэлектрического преобразования между собой, причем каждый из этих двух слоев изготовлен из материала, имеющего показатель преломления, меньший показателя преломления материала слоя фотоэлектрического преобразования, при этом, по меньшей мере, один из этих двух слоев является прозрачным.
8. Фотоэлектрический преобразователь по любому из пп.1-3, в котором:
- слой фотоэлектрического преобразования имеет структуру, в которой множество слоев обеспечены рядом друг с другом, причем структура является (a) вертикальной структурой, в которой множество слоев сформированы вертикально, или (b) горизонтальной структурой, в которой множество слоев размещены поперечно,
- при этом множество слоев являются (a) полупроводниковым слоем p-типа, слоем собственного полупроводника и полупроводниковым слоем n-типа или (b) полупроводниковым слоем n-типа, слоем собственного полупроводника и другим полупроводниковым слоем n-типа.
9. Фотоэлектрический преобразователь по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий металлический слой во внешнем слое фотоэлектрического преобразователя на стороне, противоположной стороне, с которой свет поступает в фотоэлектрический преобразователь, причем металлический слой покрывает всю поверхность фотоэлектрического преобразователя на стороне, с которой свет поступает в фотоэлектрический преобразователь.
10. Фотоэлектрический преобразователь по любому из пп.1-3, в котором:
- каждый из множества столбчатых материалов имеет трапецеидальную форму так, что площадь верхней поверхности каждого из множества столбчатых материалов, верхняя поверхность которых находится на стороне поверхности падения света фотоэлектрического преобразователя, больше площади нижней поверхности каждого из множества столбчатых материалов, нижняя поверхность которых находится на стороне, противоположной стороне поверхности падения света.
11. Фотоэлектрический преобразователь, содержащий:
- слой фотоэлектрического преобразования, включающий в себя множество сформированных слоями полупроводников; и
- фотонный кристалл, сформированный внутри слоя фотоэлектрического преобразования,
- по меньшей мере, один из множества полупроводников, имеющих множество выступов,
- при этом фотонный кристалл включает в себя, по меньшей мере, один из множества полупроводников, который имеет множество выступов,
- причем множество выступов обеспечены двумерным образом и периодически с шагом не меньше λ/4, но не больше λ, где λ является длиной волны пика резонанса, вызываемого посредством фотонного кристалла,
- при этом фотоэлектрический преобразователь удовлетворяет следующей формуле:
0,2QV≤Qα≤5,4QV,
где QV является (a) Q-значением, которое указывает величину эффекта резонанса, вызываемого посредством связи между фотонным кристаллом и внешним миром, и (b) пропорциональным обратной величине коэффициента κV, указывающего силу связи между фотонным кристаллом и внешним миром, а Qα является (a) Q-значением, которое указывает величину эффекта резонанса, вызываемого посредством материала слоя фотоэлектрического преобразования, и (b) пропорциональным обратной величине коэффициента поглощения света посредством материала слоя фотоэлектрического преобразования.