过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池及其制备方法技术

技术编号:20848314 阅读:32 留言:0更新日期:2019-04-13 09:22
本发明专利技术公开了过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池及其制备方法,属于半导体材料领域。包括绝缘衬底、电极A、电极B、n型过渡金属硫族化合物膜和p型过渡金属硫族化合物膜;所述电极A和电极B分别位于绝缘衬底两端;n型过渡金属硫族化合物膜和p型过渡金属硫族化合物膜由相同化合物组成,横向连接形成p‑n结。本发明专利技术采用激光合成法制备n型过渡金属硫族化合物膜,横向同质p‑n结有效降低了p‑n结的晶格失配率,减小了界面缺陷;电极与薄膜功函数匹配,形成良好欧姆接触;电极与薄膜以范德瓦尔斯力结合,可有效避免电极制备工艺对薄膜的损害,以及由此引发的应力及金属扩散等问题发生,使薄膜应用于太阳能电池的转换效率得到提高。

【技术实现步骤摘要】
过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池及其制备方法
本专利技术属于半导体材料领域,更具体地,涉及一种过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强,清洁能源的推广应用已成必然趋势。清洁与可再生能源分为海洋能、太阳能、风能、氢能、生物质能、地热能等。其中太阳能将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能,能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料,是一种环保、安全、无污染的新型能源。垂直堆叠的范德华层状二维材料由于其卓越的电气和光学特性,非常适于发展例如二极管,光电探测器,太阳能电池等超薄电子器件而受到了广泛关注。由于在层状二维材料的生长和转移技术上的进步,所有采用石墨烯电极和过渡金属二硫化物(TMDs)半导体的层状二维材料器件已成功实现垂直堆叠的方式,揭开了纳米技术研究的新时代。然而,垂直堆叠的异质结不可避免地会产生晶格失配和界面缺陷问题,会影响到器件的光学及电学性能。尽管目前已有二维TMDs异质结的直接外延生长方法来避免这些问题,但其制备过程复杂,温度较难控制,抑制了理想p-n结的形成。此外,通常采用电子束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池,其特征在于,所述横向同质结太阳能电池包括绝缘衬底(1)、电极A(2)、电极B(3)、n型过渡金属硫族化合物膜(4)和p型过渡金属硫族化合物膜(5);所述电极A(2)和电极B(3)位于绝缘衬底(1)的绝缘表面,且电极A(2)和电极B(3)相互不接触;所述n型过渡金属硫族化合物膜(4)的一部分位于电极A(2)的上部,使部分电极A(2)与n型过渡金属硫族化合物膜(4)接触;所述n型过渡金属硫族化合物膜(4)位于电极A(2)上部以外的部分位于绝缘衬底(1)绝缘表面上;所述p型过渡金属硫族化合物膜(5)的一部分位于电极B(3)上部,使部分电极B(3)与p型...

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池,其特征在于,所述横向同质结太阳能电池包括绝缘衬底(1)、电极A(2)、电极B(3)、n型过渡金属硫族化合物膜(4)和p型过渡金属硫族化合物膜(5);所述电极A(2)和电极B(3)位于绝缘衬底(1)的绝缘表面,且电极A(2)和电极B(3)相互不接触;所述n型过渡金属硫族化合物膜(4)的一部分位于电极A(2)的上部,使部分电极A(2)与n型过渡金属硫族化合物膜(4)接触;所述n型过渡金属硫族化合物膜(4)位于电极A(2)上部以外的部分位于绝缘衬底(1)绝缘表面上;所述p型过渡金属硫族化合物膜(5)的一部分位于电极B(3)上部,使部分电极B(3)与p型过渡金属硫族化合物膜(5)接触;所述p型过渡金属硫族化合物膜(5)位于电极B(3)上部以外的部分位于绝缘衬底(1)绝缘表面上;所述n型过渡金属硫族化合物膜(4)和p型过渡金属硫族化合物膜(5)在绝缘衬底(1)绝缘表面上横向连接形成p-n结;所述n型过渡金属硫族化合物膜(4)和p型过渡金属硫族化合物膜(5)由相同过渡金属硫族化合物组成。2.如权利要求1所述的过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池,其特征在于,所述电极A(2)与n型过渡金属硫族化合物膜(4)通过范德瓦尔斯力结合;所述电极B(3)与p型过渡金属硫族化合物膜(5)通过范德瓦尔斯力结合。3.如权利要求1所述的过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池,其特征在于,所述电极A(2)为Ag金属层、Ti金属层或Al金属层;所述电极B(3)为Pt金属层、Au金属层或Pd金属层;所述电极A(2)和电极B(3)的厚度为10nm~100nm。4.如权利要求1所述的过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池,其特征在于,所述n型过渡金属硫族化合物膜(4)为n型MoS2膜;所述p型过渡金属硫族化合物膜(5)为p型MoS2膜;所述n型过渡金属硫族化合物膜(4)和p型过渡金属硫族化合物膜(5)的厚度为5nm~20nm。5.如权利要求1所述的过渡金属硫族化合物横向同质结太阳能电池,其特征在于,所述绝缘衬底(1)为具有二氧化硅绝缘层的硅衬底,所述二氧化硅绝缘层的厚度为5...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾祥斌靳雯周广通胡一说任婷婷吴少雄王文照郭振宇曾洋肖永红
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:湖北,42

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