半導体材料を用いた薄膜光電材料のための方法及び構造
光電デバイス及び関連する方法。デバイスは、電子収集電極及びホール収集電極間に配置されたナノ構造物質を有する。電子輸送／ホール遮断材料は、電子収集電極とナノ構造物質との間に配置される。特定の実施例においては、ナノ構造物質における光吸収により生成される負電荷キャリアは、電子輸送／ホール遮断材料に選択的に分離される。特定の実施例においては、ナノ構造物質は、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対し、少なくとも１０３ｃｍ−１の光吸収係数を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一ナノ構造物質及び第二ナノ構造物質と、
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質間の混合領域と、
前記第一ナノ構造物質の特性を示す第一電子親和力及び第一イオン化ポテンシャルと、
前記第一電子親和力が第二電子親和力より小さく、第二イオン化ポテンシャルより前記第一イオン化ポテンシャルが小さく、前記第二電子親和力が前記第一イオン化ポテンシャルより小さくなるような、前記第二ナノ構造物質の特性を示す前記第二電子親和力及び前記第二イオン化ポテンシャルと、
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質の少なくとも一方又は双方は、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対して少なくとも１０−３ｃｍ−１の光吸収係数を有する、
光電ナノコンポジット構造を有するナノ構造物質。
【請求項２】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、ナノ粒子、量子ドット、量子細線、ナノコラム、ナノロッド、ナノチューブ、量子井戸、ナノシェル、ナノベルト、ナノポーラス材料から選択された複数のナノ構造から成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５０００ｎｍに及び、
混合の特性を示す空間距離が約１ｎｍ〜５０００ｎｍに及ぶ、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜１０００ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜１０００ｎｍに及ぶ、
請求項３に記載のナノ構造物質。
【請求項５】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５００ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜５００ｎｍに及ぶ、
請求項４に記載のナノ構造物質。
【請求項６】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜１００ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜１００ｎｍに及ぶ、
請求項５に記載のナノ構造物質。
【請求項７】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５０ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜５０ｎｍに及ぶ、
請求項６に記載のナノ構造物質。
【請求項８】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５０ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜１０ｎｍに及ぶ、
請求項７に記載のナノ構造物質。
【請求項９】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５０ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜５ｎｍに及ぶ、
請求項８に記載のナノ構造物質。
【請求項１０】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、半導体材料から成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項１１】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、無機半導体材料から成る、
請求項１０に記載のナノ構造物質。
【請求項１２】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質はＩＶ族半導体材料及びＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択される、
請求項１１に記載のナノ構造物質。
【請求項１３】
前記第一ナノ構造物質はＳｉナノ構造から成り、
前記第二ナノ構造物質はＧｅナノ構造から成る、
請求項１２に記載のナノ構造物質。
【請求項１４】
前記第一ナノ構造物質はＳｉＧｅ合金ナノ構造から成る、
請求項１２に記載のナノ構造物質。
【請求項１５】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項１１に記載のナノ構造物質。
【請求項１６】
前記第一ナノ構造物質は、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から成る、
請求項１５に記載のナノ構造物質。
【請求項１７】
前記第一ナノ構造物質は、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項１５に記載のナノ構造物質。
【請求項１８】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料及びＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項１９】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択される、
請求項１８に記載のナノ構造物質。
【請求項２０】
前記第一ナノ構造物質は金属酸化物から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項２１】
前記第一ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３から選択される、
請求項２０に記載のナノ構造物質。
【請求項２２】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料及びＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項２３】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉナノ構造から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項２２に記載のナノ構造物質。
【請求項２４】
前記第一ナノ構造物質は、Ｇｅナノ構造から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項２２に記載のナノ構造物質。
【請求項２５】
前記第一ナノ構造物質は、ＳｉＧｅ合金ナノ構造から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項２２に記載のナノ構造物質。
【請求項２６】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項２２に記載のナノ構造物質。
【請求項２７】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＳｎＳ、ＦｅＳｉ２から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項２８】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｓから選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項２９】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＣｕＯ、ＦｅＯから選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３０】
前記第一ナノ構造物質は、Ｃｕ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＳから選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３１】
前記第一ナノ構造物質は、金属硫化物から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３２】
前記第一ナノ構造物質は、Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＳ、ＦｅＳ、ＳｎＳから選択される、
請求項３１に記載のナノ構造物質。
【請求項３３】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料及び金属酸化物から選択されるナノコラムから成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３４】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択されたナノコラムから成る、
請求項３３に記載のナノ構造物質。
【請求項３５】
前記第一ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏから選択されたナノコラムから成る、
請求項３３に記載のナノ構造物質。
【請求項３６】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料及び金属酸化物から選択されるナノチューブから成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３７】
前記第一ナノ構造物質は、ＴｉＯ２から成るナノチューブで構成される、
請求項３６に記載のナノ構造物質。
【請求項３８】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から成るナノコラムで構成される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３９】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯから成るナノコラムで構成される、
請求項３８に記載のナノ構造物質。
【請求項４０】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から成るナノチューブで構成される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４１】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＴｉＯ２から成るナノチューブで構成される、
請求項４０に記載のナノ構造物質。
【請求項４２】
前記第一ナノ構造物質は、無機半導体から成り、
前記第二ナノ構造物質は、有機半導体から成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４３】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、有機半導体から成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４４】
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数は、少なくとも１０４ｃｍ−１である、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４５】
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数は、少なくとも１０５ｃｍ−１である、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４６】
前記ナノ構造物質における光吸収により生成される正電荷キャリア及び負電荷キャリアは、前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質間の界面において分離し、
より大きな電子親和力を有する一方の前記ナノ構造物質内で負電荷キャリアは輸送され、より小さなイオン化ポテンシャルを有する他方の前記ナノ構造物質内で正電荷キャリアは輸送される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４７】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質内において、電荷キャリアは多数キャリアとして輸送される、
請求項４６に記載のナノ構造物質。
【請求項４８】
前記第一ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルは、前記第二ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルよりそれぞれ少なくとも１００ｍｅＶ小さい、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４９】
前記第一ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルは、前記第二ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルよりそれぞれ少なくとも３００ｍｅＶ小さい、
請求項４８に記載のナノ構造物質。
【請求項５０】
前記第一ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルは、前記第二ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルよりそれぞれ少なくとも５００ｍｅＶ小さい、
請求項４９に記載のナノ構造物質。
【請求項５１】
一方の前記ナノ構造物質のバンドギャップが約１．０ｅＶ〜２．０ｅＶに及ぶ、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項５２】
一方の前記ナノ構造物質のバンドギャップが約１．２ｅＶ〜１．８ｅＶに及ぶ、
請求項５１に記載のナノ構造物質。
【請求項５３】
一方の前記ナノ構造物質のバンドギャップが約１．３ｅＶ〜１．６ｅＶに及ぶ、
請求項５２に記載のナノ構造物質。
【請求項５４】
前記ナノ構造物質の少なくとも一方のキャリア移動度は、約１０−６ｃｍ２／Ｖ−ｓ〜５０００ｃｍ２／Ｖ−ｓに及ぶ、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項５５】
前記ナノ構造物質の少なくとも一方のキャリア移動度は、約１０−３ｃｍ２／Ｖ−ｓ〜１０００ｃｍ２／Ｖ−ｓに及ぶ、
請求項５４に記載のナノ構造物質。
【請求項５６】
前記ナノ構造物質の少なくとも一方のキャリア移動度は、約１ｃｍ２／Ｖ−ｓ〜１００ｃｍ２／Ｖ・ｓに及ぶ、
請求項５５に記載のナノ構造物質。
【請求項５７】
第一ナノ構造物質及び第二ナノ構造物質から構成され、
第一電子親和力及び第一イオン化ポテンシャルは前記第一ナノ構造物質の特性を示し、
前記第一電子親和力は第二電子親和力より小さく、前記第一イオン化ポテンシャルは第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二電子親和力が前記第一イオン化ポテンシャルより小さくなるような、前記第二電子親和力及び前記第二イオン化ポテンシャルは前記第二ナノ構造物質の特性を示し、
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質の少なくとも一方又は双方は、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数が、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電ナノコンポジット材料。
【請求項５８】
第一ナノ構造物質、第二ナノ構造物質及び第三ナノ構造物質から構成され、
前記第一ナノ構造物質、前記第二ナノ構造物質及び前記第三ナノ構造物質間に混合領域を有し、
第一電子親和力及び第一イオン化ポテンシャルは前記第一ナノ構造物質の特性を示し、
第二電子親和力及び第二イオン化ポテンシャルは前記第二ナノ構造物質の特性を示し、
第三電子親和力及び第三イオン化ポテンシャルは前記第三ナノ構造物質の特性を示し、
前記第一電子親和力は前記第二電子親和力より小さく、前記第二電子親和力は前記第三電子親和力より小さく、前記第一イオン化ポテンシャルは前記第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二イオン化ポテンシャルは前記第三イオン化ポテンシャルより小さく、前記第三電子親和力は前記第一イオン化ポテンシャルより小さく、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記第一ナノ構造物質、前記第二ナノ構造物質及び前記第三ナノ構造物質の少なくとも一つ、二つ又は三つ全ての光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電コンポジット材料。
【請求項５９】
電子収集電極と、
ホール収集電極と、
前記電子収集電極及び前記ホール収集電極間に配置された、第一ナノ構造物質と第二ナノ構造物質とからなるナノ構造物質と、
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質間に提供された界面領域と、
前記第一ナノ構造物質の特性を示す第一電子親和力及び第一イオン化ポテンシャルと、
前記第二ナノ構造物質の特性を示す第二電子親和力及び第二イオン化ポテンシャルとを含み、
前記第一電子親和力は前記第二電子親和力より小さく、前記第一イオン化ポテンシャルは前記第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二電子親和力は前記第一イオン化ポテンシャルより小さく、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する第一ナノ構造物質及び第二ナノ構造物質の少なくとも一方又は双方の光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電デバイス。
【請求項６０】
約４００ｎｍ〜１１００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項６１】
約４００ｎｍ〜１０００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項６０に記載の光電デバイス。
【請求項６２】
約４００ｎｍ〜９００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項６１に記載の光電デバイス。
【請求項６３】
約４００ｎｍ〜８００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項６２に記載の光電デバイス。
【請求項６４】
約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項６３に記載の前記光電デバイス。
【請求項６５】
約４００ｎｍ〜１１００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項６６】
約４００ｎｍ〜１０００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項６５に記載の光電デバイス。
【請求項６７】
約４００ｎｍ〜９００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項６６に記載の光電デバイス。
【請求項６８】
約４００ｎｍ〜８００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項６７に記載の光電デバイス。
【請求項６９】
約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項６８に記載の光電デバイス。
【請求項７０】
ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリア及び正電荷キャリアは、前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質間の前記界面で分離し、
負電荷キャリアはより大きな電子親和力を有する一方の前記ナノ構造物質内で輸送され、
正電荷キャリアはより小さなイオン化ポテンシャルを有する他方の前記ナノ構造物質内で輸送される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７１】
電子輸送／ホール遮断材料は、前記ナノ構造物質及び前記電子収集電極間に配置され、
ホール輸送／電子遮断材料は、前記ナノ構造物質及び前記ホール収集電極間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリアは、前記電子輸送／ホール遮断材料内に選択的に分離され、かつ前記電子輸送／ホール遮断材料内を輸送され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された正電荷キャリアは、前記ホール輸送／電子遮断材料内で選択的に分離され、かつ前記ホール輸送／電子遮断材料内を輸送される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７２】
前記電子輸送／ホール遮断材料は、無機半導体又は有機半導体から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７３】
前記電子輸送／ホール遮断材料は、金属酸化物から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７４】
前記電子輸送／ホール遮断材料は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７５】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、無機半導体又は有機半導体から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７６】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、金属酸化物、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ―ＩＶ族半導体材料、金属硫化物、銅化合物から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７７】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、ＮｉＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＰｃ、ＺｎＰｃから選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７８】
電子輸送／ホール遮断材料は、前記ナノ構造物質及び前記電子収集電極間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリアは、前記
電子輸送／ホール遮断材料に選択的に分離され、かつ前記電子輸送／ホール遮断材料内を輸送される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７９】
ホール輸送／電子遮断材料は、前記ナノ構造物質及び前記ホール収集電極間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された正電荷キャリアは、前記ホール輸送／電子遮断材料に選択的に分離され、かつ前記ホール輸送／電子遮断材料内を輸送される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項８０】
電子収集電極及びホール収集電極間に配置されたナノ構造物質を含み、
電子輸送／ホール遮断材料は、前記電子収集電極及び前記ナノ構造物質間に配置され、
ホール輸送／電子遮断材料は、前記ホール収集電極及び前記ナノ構造物質間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリアは、前記電子輸送／ホール遮断材料に選択的に分離され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された正電荷キャリアは、前記ホール輸送／電子遮断材料に選択的に分離され、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電デバイス。
【請求項８１】
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０４ｃｍ−１である、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８２】
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０５ｃｍ−１である、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８３】
前記ナノ構造物質のバンドギャップは、約１．０ｅＶ〜２．０ｅＶに及ぶ、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８４】
前記ナノ構造物質のバンドギャップは、約１．２ｅＶ〜１．８ｅＶに及ぶ、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８５】
前記ナノ構造物質のバンドギャップは、約１．３ｅＶ〜１．６ｅＶに及ぶ、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８６】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、金属酸化物、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ―ＩＶ族半導体材料、金属硫化物、銅化合物、無機半導体、有機半導体から選択され、
前記電子輸送／ホール遮断材料は、金属酸化物、無機半導体、有機半導体から選択され、
前記ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ―ＩＶ族半導体材料、酸化銅、硫化銅、酸化鉄、硫化鉄、硫化スズ、硫化亜鉛、又はＩＶ族半導体種を含む半導体材料から選択される、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８７】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、ＮｉＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＰｃ、ＺｎＰｃから選択され、
前記電子輸送／ホール遮断材料は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択され、
前記ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＯから選択される、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８８】
電子収集電極及びホール収集電極間に配置されたナノ構造物質を含み、
電子輸送／ホール遮断材料は、前記電子収集電極及び前記ナノ構造物質間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリアは、前記電子輸送／ホール遮断材料に選択的に分離され、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電デバイス。
【請求項８９】
電子収集電極及びホール収集電極間に配置されたナノ構造物質を含み、
ホール輸送／電子遮断材料は、前記ホール収集電極及び前記ナノ構造物質間に配置され、
ナノ構造物質における光吸収により生成された正電荷キャリアは、前記ホール輸送／電子遮断材料に選択的に分離され、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電デバイス。
【請求項９０】
基板表面領域を有する基板と、
表面領域を被覆し、２つ以上の複数のナノ構造間の距離の特性を示す、約１ナノメータ〜２００ナノメータに及ぶ加工寸法を有し、前記２つ以上の複数のナノ構造は、約２５ナノメータ〜５００ナノメータに及ぶ高さを有するような前記複数のナノ構造と、
前記複数のナノ構造の表面領域を被覆し、半導体材料層を形成するため、前記２つ以上の複数のナノ構造間の前記距離を実質的に充填する半導体材料層と、
前記半導体材料層から形成され、実質的に前記複数のナノ構造を被覆するため、前記２つ以上のナノ構造の高さからの分離距離にある半導体材料表面領域とを含み、
厚さが約５０ｎｍ〜２０００ｎｍに及び、前記複数のナノ構造と半導体材料を含むサンドイッチ型構造の特性を示す、
光電デバイス。
【請求項９１】
前記複数のナノ構造は、金属酸化物から成る、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９２】
前記複数のナノ構造は、金属酸化物から成り、金属酸化物はＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９３】
前記複数のナノ構造は、ＺｎＯ種又はＴｉＯ２種から成る、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９４】
前記半導体物質は、シリコン、ゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウム合金、酸化銅、酸化鉄から選択される、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９５】
前記基板表面領域及び前記複数のナノ構造間に配置された第一電極部材と、
前記半導体表面領域を被覆するよう形成された第二電極部材とをさらに含む、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９６】
前記複数のナノ構造は、溶液堆積法、電気化学法又は電気泳動法により提供される、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９７】
前記半導体物質は、堆積法、電気化学法又は電気泳動法により提供される、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９８】
前記複数のナノ構造は、幅が約５ｎｍより大きく、長さが約１０ｎｍより大きい、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９９】
前記半導体物質の表面領域を被覆する、電気的ホール輸送層をさらに含む、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項１００】
前記電気的ホール輸送層の一部を被覆する電極部材をさらに含む、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項１０１】
前記複数のナノ構造は、電子輸送層として特性を示す、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項１０２】
前記基板はガラス物質を含む、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項１０３】
複数の第一ナノ構造をその上に有する第一ナノ構造物質を提供し、
混合領域が、第二ナノ構造物質と実質的に接触している前記複数の第一ナノ構造により特性を示されるよう、前記複数の第一ナノ構造及び１つ以上の流体から形成される前記第二ナノ構造物質の間に配置される前記混合領域を形成するため、流体特性を有する複数の第二ナノ構造を含む１つ以上の流体に前記複数の第一ナノ構造を接触させ、
第一電子親和力が第二電子親和力より小さく、第一イオン化ポテンシャルは第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二電子親和力は前記第一イオン化ポテンシャルより小さくなるような、かつ、前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質の少なくとも一方もしくは双方の、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１であるような、前記第一ナノ構造物質の特性を示す前記第一電子親和力及び前記第一イオン化ポテンシャル及び前記第二ナノ構造物質の特性を示す前記第二電子親和力及び前記第二イオン化ポテンシャルを提供するための１つ以上の処理を用いて、前記混合領域を含む前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質を加工することからなる、
光電コンポジット材料を形成する方法。
【請求項１０４】
前記実質的な接触は、物理的及び電気的接触である、
請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
前記混合領域に、実質的に孔隙が存在しない、
請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０６】
前記混合領域に、実質的に電気短絡が存在しない、
請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０７】
前記混合領域に、実質的に断電が存在しない、
請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０８】
表面領域を含む透明基板部材を提供し、
前記表面領域を被覆する透明電極部材を形成し、
複数の第一ナノ構造を上部に、かつ第一ナノ構造物質の第一表面領域を有する、前記透明電極部材を被覆する前記第一ナノ構造物質を形成し、
混合領域が、第二ナノ構造物質と実質的に接触している前記複数の第一ナノ構造により特性を示されるよう、前記複数の第一ナノ構造及び１つ以上の流体から形成される前記第二ナノ構造物質により提供される前記混合領域を形成するため、流体特性を有する複数の第二ナノ構造を含む１つ以上の流体に前記第一ナノ構造物質の前記第一表面領域を接触させ、
第一電子親和力が第二電子親和力より小さく、第一イオン化ポテンシャルは第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二電子親和力は前記第一イオン化ポテンシャルより小さくなるような、かつ、前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質の少なくとも一方もしくは双方の、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１であるような、前記第一ナノ構造物質の特性を示す前記第一電子親和力及び前記第一イオン化ポテンシャル及び前記第二ナノ構造物質の特性を示す前記第二電子親和力及び前記第二イオン化ポテンシャルを提供するための１つ以上の処理を用いて、前記混合領域を含む前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質を加工して、
前記第二ナノ構造物質を被覆する電極を形成することからなる、
光電コンポジット材料を形成する方法。
【請求項１０９】
前記電極が金属から製造され、金属はタングステン又はモリブデンから選択される、
請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
前記透明基板部材は、光学ガラスである、
請求項１０８に記載の方法。
【請求項１】
第一ナノ構造物質及び第二ナノ構造物質と、
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質間の混合領域と、
前記第一ナノ構造物質の特性を示す第一電子親和力及び第一イオン化ポテンシャルと、
前記第一電子親和力が第二電子親和力より小さく、第二イオン化ポテンシャルより前記第一イオン化ポテンシャルが小さく、前記第二電子親和力が前記第一イオン化ポテンシャルより小さくなるような、前記第二ナノ構造物質の特性を示す前記第二電子親和力及び前記第二イオン化ポテンシャルと、
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質の少なくとも一方又は双方は、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対して少なくとも１０−３ｃｍ−１の光吸収係数を有する、
光電ナノコンポジット構造を有するナノ構造物質。
【請求項２】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、ナノ粒子、量子ドット、量子細線、ナノコラム、ナノロッド、ナノチューブ、量子井戸、ナノシェル、ナノベルト、ナノポーラス材料から選択された複数のナノ構造から成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５０００ｎｍに及び、
混合の特性を示す空間距離が約１ｎｍ〜５０００ｎｍに及ぶ、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜１０００ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜１０００ｎｍに及ぶ、
請求項３に記載のナノ構造物質。
【請求項５】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５００ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜５００ｎｍに及ぶ、
請求項４に記載のナノ構造物質。
【請求項６】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜１００ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜１００ｎｍに及ぶ、
請求項５に記載のナノ構造物質。
【請求項７】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５０ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜５０ｎｍに及ぶ、
請求項６に記載のナノ構造物質。
【請求項８】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５０ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜１０ｎｍに及ぶ、
請求項７に記載のナノ構造物質。
【請求項９】
前記混合領域の厚さが約１ｎｍ〜５０ｎｍに及び、
混合の特性を示す前記空間距離が約１ｎｍ〜５ｎｍに及ぶ、
請求項８に記載のナノ構造物質。
【請求項１０】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、半導体材料から成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項１１】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、無機半導体材料から成る、
請求項１０に記載のナノ構造物質。
【請求項１２】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質はＩＶ族半導体材料及びＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択される、
請求項１１に記載のナノ構造物質。
【請求項１３】
前記第一ナノ構造物質はＳｉナノ構造から成り、
前記第二ナノ構造物質はＧｅナノ構造から成る、
請求項１２に記載のナノ構造物質。
【請求項１４】
前記第一ナノ構造物質はＳｉＧｅ合金ナノ構造から成る、
請求項１２に記載のナノ構造物質。
【請求項１５】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項１１に記載のナノ構造物質。
【請求項１６】
前記第一ナノ構造物質は、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から成る、
請求項１５に記載のナノ構造物質。
【請求項１７】
前記第一ナノ構造物質は、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項１５に記載のナノ構造物質。
【請求項１８】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料及びＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項１９】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択される、
請求項１８に記載のナノ構造物質。
【請求項２０】
前記第一ナノ構造物質は金属酸化物から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項２１】
前記第一ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３から選択される、
請求項２０に記載のナノ構造物質。
【請求項２２】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料及びＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項２３】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉナノ構造から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項２２に記載のナノ構造物質。
【請求項２４】
前記第一ナノ構造物質は、Ｇｅナノ構造から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項２２に記載のナノ構造物質。
【請求項２５】
前記第一ナノ構造物質は、ＳｉＧｅ合金ナノ構造から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から選択される、
請求項２２に記載のナノ構造物質。
【請求項２６】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項２２に記載のナノ構造物質。
【請求項２７】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＳｎＳ、ＦｅＳｉ２から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項２８】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｓから選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項２９】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＣｕＯ、ＦｅＯから選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３０】
前記第一ナノ構造物質は、Ｃｕ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＳから選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３１】
前記第一ナノ構造物質は、金属硫化物から選択される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３２】
前記第一ナノ構造物質は、Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＳ、ＦｅＳ、ＳｎＳから選択される、
請求項３１に記載のナノ構造物質。
【請求項３３】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料及び金属酸化物から選択されるナノコラムから成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３４】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択されたナノコラムから成る、
請求項３３に記載のナノ構造物質。
【請求項３５】
前記第一ナノ構造物質は、ＺｎＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏから選択されたナノコラムから成る、
請求項３３に記載のナノ構造物質。
【請求項３６】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料及び金属酸化物から選択されるナノチューブから成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３７】
前記第一ナノ構造物質は、ＴｉＯ２から成るナノチューブで構成される、
請求項３６に記載のナノ構造物質。
【請求項３８】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から成るナノコラムで構成される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項３９】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＺｎＯから成るナノコラムで構成される、
請求項３８に記載のナノ構造物質。
【請求項４０】
前記第一ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ−ＩＶ族半導体材料から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、金属酸化物から成るナノチューブで構成される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４１】
前記第一ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金から選択され、
前記第二ナノ構造物質は、ＴｉＯ２から成るナノチューブで構成される、
請求項４０に記載のナノ構造物質。
【請求項４２】
前記第一ナノ構造物質は、無機半導体から成り、
前記第二ナノ構造物質は、有機半導体から成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４３】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質は、有機半導体から成る、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４４】
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数は、少なくとも１０４ｃｍ−１である、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４５】
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数は、少なくとも１０５ｃｍ−１である、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４６】
前記ナノ構造物質における光吸収により生成される正電荷キャリア及び負電荷キャリアは、前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質間の界面において分離し、
より大きな電子親和力を有する一方の前記ナノ構造物質内で負電荷キャリアは輸送され、より小さなイオン化ポテンシャルを有する他方の前記ナノ構造物質内で正電荷キャリアは輸送される、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４７】
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質内において、電荷キャリアは多数キャリアとして輸送される、
請求項４６に記載のナノ構造物質。
【請求項４８】
前記第一ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルは、前記第二ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルよりそれぞれ少なくとも１００ｍｅＶ小さい、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項４９】
前記第一ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルは、前記第二ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルよりそれぞれ少なくとも３００ｍｅＶ小さい、
請求項４８に記載のナノ構造物質。
【請求項５０】
前記第一ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルは、前記第二ナノ構造物質の電子親和力及びイオン化ポテンシャルよりそれぞれ少なくとも５００ｍｅＶ小さい、
請求項４９に記載のナノ構造物質。
【請求項５１】
一方の前記ナノ構造物質のバンドギャップが約１．０ｅＶ〜２．０ｅＶに及ぶ、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項５２】
一方の前記ナノ構造物質のバンドギャップが約１．２ｅＶ〜１．８ｅＶに及ぶ、
請求項５１に記載のナノ構造物質。
【請求項５３】
一方の前記ナノ構造物質のバンドギャップが約１．３ｅＶ〜１．６ｅＶに及ぶ、
請求項５２に記載のナノ構造物質。
【請求項５４】
前記ナノ構造物質の少なくとも一方のキャリア移動度は、約１０−６ｃｍ２／Ｖ−ｓ〜５０００ｃｍ２／Ｖ−ｓに及ぶ、
請求項１に記載のナノ構造物質。
【請求項５５】
前記ナノ構造物質の少なくとも一方のキャリア移動度は、約１０−３ｃｍ２／Ｖ−ｓ〜１０００ｃｍ２／Ｖ−ｓに及ぶ、
請求項５４に記載のナノ構造物質。
【請求項５６】
前記ナノ構造物質の少なくとも一方のキャリア移動度は、約１ｃｍ２／Ｖ−ｓ〜１００ｃｍ２／Ｖ・ｓに及ぶ、
請求項５５に記載のナノ構造物質。
【請求項５７】
第一ナノ構造物質及び第二ナノ構造物質から構成され、
第一電子親和力及び第一イオン化ポテンシャルは前記第一ナノ構造物質の特性を示し、
前記第一電子親和力は第二電子親和力より小さく、前記第一イオン化ポテンシャルは第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二電子親和力が前記第一イオン化ポテンシャルより小さくなるような、前記第二電子親和力及び前記第二イオン化ポテンシャルは前記第二ナノ構造物質の特性を示し、
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質の少なくとも一方又は双方は、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数が、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電ナノコンポジット材料。
【請求項５８】
第一ナノ構造物質、第二ナノ構造物質及び第三ナノ構造物質から構成され、
前記第一ナノ構造物質、前記第二ナノ構造物質及び前記第三ナノ構造物質間に混合領域を有し、
第一電子親和力及び第一イオン化ポテンシャルは前記第一ナノ構造物質の特性を示し、
第二電子親和力及び第二イオン化ポテンシャルは前記第二ナノ構造物質の特性を示し、
第三電子親和力及び第三イオン化ポテンシャルは前記第三ナノ構造物質の特性を示し、
前記第一電子親和力は前記第二電子親和力より小さく、前記第二電子親和力は前記第三電子親和力より小さく、前記第一イオン化ポテンシャルは前記第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二イオン化ポテンシャルは前記第三イオン化ポテンシャルより小さく、前記第三電子親和力は前記第一イオン化ポテンシャルより小さく、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記第一ナノ構造物質、前記第二ナノ構造物質及び前記第三ナノ構造物質の少なくとも一つ、二つ又は三つ全ての光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電コンポジット材料。
【請求項５９】
電子収集電極と、
ホール収集電極と、
前記電子収集電極及び前記ホール収集電極間に配置された、第一ナノ構造物質と第二ナノ構造物質とからなるナノ構造物質と、
前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質間に提供された界面領域と、
前記第一ナノ構造物質の特性を示す第一電子親和力及び第一イオン化ポテンシャルと、
前記第二ナノ構造物質の特性を示す第二電子親和力及び第二イオン化ポテンシャルとを含み、
前記第一電子親和力は前記第二電子親和力より小さく、前記第一イオン化ポテンシャルは前記第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二電子親和力は前記第一イオン化ポテンシャルより小さく、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する第一ナノ構造物質及び第二ナノ構造物質の少なくとも一方又は双方の光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電デバイス。
【請求項６０】
約４００ｎｍ〜１１００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項６１】
約４００ｎｍ〜１０００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項６０に記載の光電デバイス。
【請求項６２】
約４００ｎｍ〜９００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項６１に記載の光電デバイス。
【請求項６３】
約４００ｎｍ〜８００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項６２に記載の光電デバイス。
【請求項６４】
約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極又は前記ホール収集電極の一方は実質的に光学的に透明である、
請求項６３に記載の前記光電デバイス。
【請求項６５】
約４００ｎｍ〜１１００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項６６】
約４００ｎｍ〜１０００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項６５に記載の光電デバイス。
【請求項６７】
約４００ｎｍ〜９００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項６６に記載の光電デバイス。
【請求項６８】
約４００ｎｍ〜８００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項６７に記載の光電デバイス。
【請求項６９】
約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ波長に対し、前記電子収集電極及び前記ホール収集電極が実質的に光学的に透明である、
請求項６８に記載の光電デバイス。
【請求項７０】
ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリア及び正電荷キャリアは、前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質間の前記界面で分離し、
負電荷キャリアはより大きな電子親和力を有する一方の前記ナノ構造物質内で輸送され、
正電荷キャリアはより小さなイオン化ポテンシャルを有する他方の前記ナノ構造物質内で輸送される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７１】
電子輸送／ホール遮断材料は、前記ナノ構造物質及び前記電子収集電極間に配置され、
ホール輸送／電子遮断材料は、前記ナノ構造物質及び前記ホール収集電極間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリアは、前記電子輸送／ホール遮断材料内に選択的に分離され、かつ前記電子輸送／ホール遮断材料内を輸送され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された正電荷キャリアは、前記ホール輸送／電子遮断材料内で選択的に分離され、かつ前記ホール輸送／電子遮断材料内を輸送される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７２】
前記電子輸送／ホール遮断材料は、無機半導体又は有機半導体から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７３】
前記電子輸送／ホール遮断材料は、金属酸化物から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７４】
前記電子輸送／ホール遮断材料は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７５】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、無機半導体又は有機半導体から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７６】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、金属酸化物、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ―ＩＶ族半導体材料、金属硫化物、銅化合物から選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７７】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、ＮｉＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＰｃ、ＺｎＰｃから選択される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７８】
電子輸送／ホール遮断材料は、前記ナノ構造物質及び前記電子収集電極間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリアは、前記
電子輸送／ホール遮断材料に選択的に分離され、かつ前記電子輸送／ホール遮断材料内を輸送される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項７９】
ホール輸送／電子遮断材料は、前記ナノ構造物質及び前記ホール収集電極間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された正電荷キャリアは、前記ホール輸送／電子遮断材料に選択的に分離され、かつ前記ホール輸送／電子遮断材料内を輸送される、
請求項５９に記載の光電デバイス。
【請求項８０】
電子収集電極及びホール収集電極間に配置されたナノ構造物質を含み、
電子輸送／ホール遮断材料は、前記電子収集電極及び前記ナノ構造物質間に配置され、
ホール輸送／電子遮断材料は、前記ホール収集電極及び前記ナノ構造物質間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリアは、前記電子輸送／ホール遮断材料に選択的に分離され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された正電荷キャリアは、前記ホール輸送／電子遮断材料に選択的に分離され、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電デバイス。
【請求項８１】
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０４ｃｍ−１である、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８２】
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０５ｃｍ−１である、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８３】
前記ナノ構造物質のバンドギャップは、約１．０ｅＶ〜２．０ｅＶに及ぶ、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８４】
前記ナノ構造物質のバンドギャップは、約１．２ｅＶ〜１．８ｅＶに及ぶ、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８５】
前記ナノ構造物質のバンドギャップは、約１．３ｅＶ〜１．６ｅＶに及ぶ、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８６】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、金属酸化物、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ―ＩＶ族半導体材料、金属硫化物、銅化合物、無機半導体、有機半導体から選択され、
前記電子輸送／ホール遮断材料は、金属酸化物、無機半導体、有機半導体から選択され、
前記ナノ構造物質は、ＩＶ族半導体材料、ＩＶ―ＩＶ族半導体材料、酸化銅、硫化銅、酸化鉄、硫化鉄、硫化スズ、硫化亜鉛、又はＩＶ族半導体種を含む半導体材料から選択される、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８７】
前記ホール輸送／電子遮断材料は、ＮｉＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＰｃ、ＺｎＰｃから選択され、
前記電子輸送／ホール遮断材料は、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択され、
前記ナノ構造物質は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ合金、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＯから選択される、
請求項８０に記載の光電デバイス。
【請求項８８】
電子収集電極及びホール収集電極間に配置されたナノ構造物質を含み、
電子輸送／ホール遮断材料は、前記電子収集電極及び前記ナノ構造物質間に配置され、
前記ナノ構造物質における光吸収により生成された負電荷キャリアは、前記電子輸送／ホール遮断材料に選択的に分離され、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電デバイス。
【請求項８９】
電子収集電極及びホール収集電極間に配置されたナノ構造物質を含み、
ホール輸送／電子遮断材料は、前記ホール収集電極及び前記ナノ構造物質間に配置され、
ナノ構造物質における光吸収により生成された正電荷キャリアは、前記ホール輸送／電子遮断材料に選択的に分離され、
波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する前記ナノ構造物質の光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１である、
光電デバイス。
【請求項９０】
基板表面領域を有する基板と、
表面領域を被覆し、２つ以上の複数のナノ構造間の距離の特性を示す、約１ナノメータ〜２００ナノメータに及ぶ加工寸法を有し、前記２つ以上の複数のナノ構造は、約２５ナノメータ〜５００ナノメータに及ぶ高さを有するような前記複数のナノ構造と、
前記複数のナノ構造の表面領域を被覆し、半導体材料層を形成するため、前記２つ以上の複数のナノ構造間の前記距離を実質的に充填する半導体材料層と、
前記半導体材料層から形成され、実質的に前記複数のナノ構造を被覆するため、前記２つ以上のナノ構造の高さからの分離距離にある半導体材料表面領域とを含み、
厚さが約５０ｎｍ〜２０００ｎｍに及び、前記複数のナノ構造と半導体材料を含むサンドイッチ型構造の特性を示す、
光電デバイス。
【請求項９１】
前記複数のナノ構造は、金属酸化物から成る、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９２】
前記複数のナノ構造は、金属酸化物から成り、金属酸化物はＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３から選択される、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９３】
前記複数のナノ構造は、ＺｎＯ種又はＴｉＯ２種から成る、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９４】
前記半導体物質は、シリコン、ゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウム合金、酸化銅、酸化鉄から選択される、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９５】
前記基板表面領域及び前記複数のナノ構造間に配置された第一電極部材と、
前記半導体表面領域を被覆するよう形成された第二電極部材とをさらに含む、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９６】
前記複数のナノ構造は、溶液堆積法、電気化学法又は電気泳動法により提供される、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９７】
前記半導体物質は、堆積法、電気化学法又は電気泳動法により提供される、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９８】
前記複数のナノ構造は、幅が約５ｎｍより大きく、長さが約１０ｎｍより大きい、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９９】
前記半導体物質の表面領域を被覆する、電気的ホール輸送層をさらに含む、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項１００】
前記電気的ホール輸送層の一部を被覆する電極部材をさらに含む、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項１０１】
前記複数のナノ構造は、電子輸送層として特性を示す、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項１０２】
前記基板はガラス物質を含む、
請求項９０に記載のデバイス。
【請求項１０３】
複数の第一ナノ構造をその上に有する第一ナノ構造物質を提供し、
混合領域が、第二ナノ構造物質と実質的に接触している前記複数の第一ナノ構造により特性を示されるよう、前記複数の第一ナノ構造及び１つ以上の流体から形成される前記第二ナノ構造物質の間に配置される前記混合領域を形成するため、流体特性を有する複数の第二ナノ構造を含む１つ以上の流体に前記複数の第一ナノ構造を接触させ、
第一電子親和力が第二電子親和力より小さく、第一イオン化ポテンシャルは第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二電子親和力は前記第一イオン化ポテンシャルより小さくなるような、かつ、前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質の少なくとも一方もしくは双方の、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１であるような、前記第一ナノ構造物質の特性を示す前記第一電子親和力及び前記第一イオン化ポテンシャル及び前記第二ナノ構造物質の特性を示す前記第二電子親和力及び前記第二イオン化ポテンシャルを提供するための１つ以上の処理を用いて、前記混合領域を含む前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質を加工することからなる、
光電コンポジット材料を形成する方法。
【請求項１０４】
前記実質的な接触は、物理的及び電気的接触である、
請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
前記混合領域に、実質的に孔隙が存在しない、
請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０６】
前記混合領域に、実質的に電気短絡が存在しない、
請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０７】
前記混合領域に、実質的に断電が存在しない、
請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０８】
表面領域を含む透明基板部材を提供し、
前記表面領域を被覆する透明電極部材を形成し、
複数の第一ナノ構造を上部に、かつ第一ナノ構造物質の第一表面領域を有する、前記透明電極部材を被覆する前記第一ナノ構造物質を形成し、
混合領域が、第二ナノ構造物質と実質的に接触している前記複数の第一ナノ構造により特性を示されるよう、前記複数の第一ナノ構造及び１つ以上の流体から形成される前記第二ナノ構造物質により提供される前記混合領域を形成するため、流体特性を有する複数の第二ナノ構造を含む１つ以上の流体に前記第一ナノ構造物質の前記第一表面領域を接触させ、
第一電子親和力が第二電子親和力より小さく、第一イオン化ポテンシャルは第二イオン化ポテンシャルより小さく、前記第二電子親和力は前記第一イオン化ポテンシャルより小さくなるような、かつ、前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質の少なくとも一方もしくは双方の、波長が約４００ｎｍ〜７００ｎｍに及ぶ光に対する光吸収係数は、少なくとも１０３ｃｍ−１であるような、前記第一ナノ構造物質の特性を示す前記第一電子親和力及び前記第一イオン化ポテンシャル及び前記第二ナノ構造物質の特性を示す前記第二電子親和力及び前記第二イオン化ポテンシャルを提供するための１つ以上の処理を用いて、前記混合領域を含む前記第一ナノ構造物質及び前記第二ナノ構造物質を加工して、
前記第二ナノ構造物質を被覆する電極を形成することからなる、
光電コンポジット材料を形成する方法。
【請求項１０９】
前記電極が金属から製造され、金属はタングステン又はモリブデンから選択される、
請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
前記透明基板部材は、光学ガラスである、
請求項１０８に記載の方法。
【図１】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公表番号】特表２００９−５３７９９４（Ｐ２００９−５３７９９４Ａ）
【公表日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１１２０７（Ｐ２００９−５１１２０７）
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６８９７０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３４３２２
【国際公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（５０８２７６９２５）スティオン コーポレイション (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６８９７０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３４３２２
【国際公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（５０８２７６９２５）スティオン コーポレイション (1)
【Ｆターム（参考）】
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