一种铁电畴定义的串联二维光伏电池及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铁电畴定义的串联二维光伏电池及制备方法。所述的光伏电池结构自下而上依次为衬底、二维半导体，金属源漏电极和铁电功能层。器件制备步骤是在衬底上制备过渡金属硫族化合物二维半导体，运用紫外光刻或者电子束曝光的方法结合热蒸发、剥离工艺制备金属电极作为半导体沟道的源极和漏极，然后在该结构上用旋涂法制备铁电薄膜，随后使用压电力显微技术对每一个正对半导体沟道的铁电薄膜写入正‑反向畴结构，利用铁电电畴调控双极型二维半导体两侧，分别呈现空穴和电子导电，形成数个串联的面内PN结。此种方法形成的串联PN结与单个PN结相比具有开路电压翻倍增长的特征，对二维材料以及栅结构制备无特殊要求，PN结稳定性好。

A series two-dimensional photovoltaic cell defined by ferroelectric domain and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种铁电畴定义的串联二维光伏电池及制备方法
本专利技术涉及一种二维半导体光伏器件，具体指一种铁电畴定义的串联二维光伏电池及制备方法。
技术介绍
光伏器件是可以用来将太阳能转化为电能。照射在器件上的光被半导体材料吸收，产生电子空穴对，这些电子空穴对被光伏器件的内建电场分开，分开的电子和空穴在结上产生光电压和光电流。PN结就是典型的光伏器件。开路电压值(Voc)是提高电池效率的关键因素，它显示了当光照射在太阳能电池上时电池中存在电荷载体的数量，可以有效地提升太阳能电池的性能。然而太阳能电池的输出电压通常受到半导体材料入射光强和带隙的限制。为了提高输出电压，可以使用非晶硅等半导体材料制作光伏阵列。这种光伏阵列通过电极将PN结串联在一起，这种工艺通常涉及到光刻、化学刻蚀、激光刻蚀、机械划片等工艺，过程繁琐且工艺复杂。今年来，二维材料由于具有高的体表面积比、柔性和良好的导电性在光电器件领域显示出巨大的发展潜力。用二维材料制作的PN结光伏器件得到了极大关注。二维材料PN结包括异质结和同质结，其中二维材料异质结结构光伏器件通常是将p型材料和n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁电畴定义的串联二维光伏电池，包括绝缘衬底(1)，双极性过渡金属化合物二维半导体(2)、金属电极(3)、铁电功能层(4)，其特征在于，/n所述的串联二维光伏电池结构自下而上依次为：绝缘衬底(1)，双极性过渡金属化合物二维半导体(2)、金属电极(3)、铁电功能层(4)，其中：/n所述的绝缘衬底(1)是表面覆盖有二氧化硅的硅衬底；/n所述的双极性过渡金属化合物二维半导体(2)为双极性过渡金属化合物MoTe

【技术特征摘要】
1.一种铁电畴定义的串联二维光伏电池，包括绝缘衬底(1)，双极性过渡金属化合物二维半导体(2)、金属电极(3)、铁电功能层(4)，其特征在于，
所述的串联二维光伏电池结构自下而上依次为：绝缘衬底(1)，双极性过渡金属化合物二维半导体(2)、金属电极(3)、铁电功能层(4)，其中：
所述的绝缘衬底(1)是表面覆盖有二氧化硅的硅衬底；
所述的双极性过渡金属化合物二维半导体(2)为双极性过渡金属化合物MoTe2，厚度为8-12纳米；
所述的金属电极(3)为铬覆盖在双极性过渡金属化合物二维半导体上，金覆盖在铬上面的形状为立方体的金属电极，铬厚度为10纳米，金厚度为20纳米；
所述的铁电功能层(4)为聚偏氟乙烯基铁电聚合物薄膜，厚度为50纳米。


2.一种制备如权利要求1所述铁电畴定义的串联二维光伏电池的方法，其特征在于包括以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建禄，伍帅琴，吴广健，王旭东，沈宏，林铁，孟祥建，褚君浩，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31