ЭЛЕМЕНТ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

1. Элемент фотоэлектрического преобразования, содержащий:
слой фотоэлектрического преобразования; и
фотонный кристалл, предусмотренный внутри слоя фотоэлектрического преобразования таким образом, чтобы иметь фотонную запрещенную зону, причем фотонный кристалл сконструирован так, чтобы столбчатые среды, чей показатель преломления меньше, чем показатель преломления среды слоя фотоэлектрического преобразования, были периодически предусмотрены внутри среды слоя фотоэлектрического преобразования, и были предусмотрены дефекты, где не предусмотрены столбчатые среды, для того чтобы обеспечивать уровень дефекта в фотонной запрещенной зоне,
когда длиной волны резонансного пика, соответствующего уровню дефекта является λ, столбчатые среды предусмотрены двумерным образом с шагом не менее чем λ/7 и не более чем λ/2, по отношению к длине волны λ, и
V
α
V
удовлетворено отношение 0,2 Q≤Q≤5,4 Q,
V
V
α
при этом, Q является значением Q, представляющим величину эффекта резонанса, произведенного связью между фотонным кристаллом и внешним пространством, и пропорционально обратному числу коэффициента κ, указывающего силу связи между фотонным кристаллом и внешним пространством, а Q является значением Q, представляющим величину эффекта резонанса, произведенного средой слоя фотоэлектрического преобразования и пропорционально обратному числу коэффициента поглощения света средой слоя фотоэлектрического преобразования.
2. Элемент фотоэлектрического преобразования по п.1, в котором фотонный кристалл сконструирован так, чтобы каждая из столбчатых сред имела высоту, равную толщине слоя фотоэлектрического преобразования.
3. Элемент фотоэлектрического преобразования по п.1, в котором фотонный кристалл сконструирован так, чтобы каждая из столбчатых сред имела высоту, меньшую, чем толщина слоя фотоэлектрического преобразования.
4. Элемент фотоэлектрического преобразования по любому одному из пп.1-3, в котором
столбчатые среды расположены по углам и в центре каждого из множества шестиугольников, состоящих из треугольных решеток на виде сверху, и
когда множество шестиугольников названы первыми блоками, а шагом столбчатых сред является a,
первые блоки предусмотрены двумерным образом с шагом 2a в направлении x и шагом √3a в направлении y, и
дефекты предусмотрены в виде квадратной решетки с шагом от 4a до 8a в направлении x и шагом от 2√3a до 4√3a в направлении y.
5. Элемент фотоэлектрического преобразования по любому одному из пп.1-3, в котором
столбчатые среды расположены по углам и в центре каждого из множества шестиугольников, состоящих из треугольных решеток, а дефекты предусмотрены в количестве по меньшей мере двух во множестве шестиугольников на виде сверху, и
когда шестиугольники, имеющие по меньшей мере два дефекта, названы вторыми блоками, а шагом для столбчатых сред является a,
вторые блоки предусмотрены двумерным образом с шагом не менее чем 4a в направлении x и шагом √3a в направлении y, и
дефекты предусмотрены в виде квадратной решетки с шагом от 4a до 8a в направлении x и шагом от 2√3a до 4√3a в направлении y.
6. Элемент фотоэлектрического преобразования по п.4, в котором, среди столбчатых сред, окружающих дефекты, две столбчатые среды, расположенные на линии, продолжающейся в особом направлении, смещены противоположно друг другу от углов шестиугольника в особом направлении, так что расстояние между двумя столбчатыми средами является более коротким.
7. Элемент фотоэлектрического преобразования по любому одному из пп.1-3, в котором слой фотоэлектрического преобразования сформирован между двумя слоями, каждый из которых состоит из среды, чей показатель преломления меньше, чем показатель преломления среды слоя фотоэлектрического преобразования, и по меньшей мере один из двух слоев прозрачный.
8. Элемент фотоэлектрического преобразования по любому одному из пп.1-3, в котором слой фотоэлектрического преобразования имеет структуру смежности, в которой слой р-полупроводника, слой собственного полупроводника и слой n-полупроводника расположены смежно друг с другом, или структуру смежности, в которой слой n-полупроводника, слой собственного полупроводника и слой n-полупроводника расположены смежно друг с другом, и структура смежности является вертикальной структурой, в которой отдельные слои наслоены вертикально, или поперечной структурой, в которой отдельные слои выстроены поперечно.
9. Элемент фотоэлектрического преобразования по любому одному из пп.1-3, в котором самый внешний слой на стороне элемента фотоэлектрического преобразования, сторона которого противоположна стороне, где свет падает на элемент фотоэлектрического преобразования, является металлическим слоем, покрывающим всю противоположную сторону.