砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池结构及其制备制造技术

本发明专利技术公开了一种砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池结构及其制备，其结构为由背反射层、N型砷化镓、P型单壁碳纳米管，图形化金电极、减反射层等组成。电池由以下步骤制备：(1)在超薄外延生长N型砷化镓表面利用光刻技术制备由图形化镍锗金电极与介电层阵列组成的背反射层；(2)采用剥离工艺将沉积有背反射层的超薄N型砷化镓从基底表面剥离，并将其朝上放置；(3)旋涂制备P型单壁碳纳米管薄膜，并依次沉积图形化金电极和减反射层。本发明专利技术中砷化镓与单壁碳纳米管同时贡献光电流，利用两者之间超薄耗尽层缩短光生载流子的输运距离。同时，本发明专利技术通过图形化背电极和介电材料阵列来增加光子吸收长度，提高光电转换效率。提高光电转换效率。提高光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池结构及其制备


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，涉及一种砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池结构及制备，尤其是涉及一种利用超薄N型砷化镓与P型单壁碳纳米管构建超薄太阳电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]以砷化镓和硅为代表的传统高效太阳电池制备的核心在于制备PN结构，这需要通常需要复杂的生长过程和掺杂工艺，这对于生产设备、工艺条件等提出了较为严苛的要求，严重限制了以砷化镓基为主的
Ⅲ-Ⅴ
族化合物半导体材料太阳电池的研发、生产和大规模应用。研究表明，当碳纳米管与N型砷化镓直接结合后可以形成具有原子级界面的范德华异质结结构，光照条件下展示出显著的光伏效应，也可以被用于制备新型砷化镓太阳电池。这种新型异质结太阳电池具有结构简单、工艺简便、成本低廉、不受晶格匹配限制等诸多优点，而且碳纳米管具有超高载流子迁移率、高光吸收系数和较好的机械性能，在近红外波段的光吸收系数可比传统窄带隙半导体高1-2个数量级。因此，碳纳米管与N型砷化镓有望构建比碳纳米管/硅异质结太阳更高光电转换效率的新型太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括由图形化镍锗金电极与介电层阵列构成的背反射层、N型砷化镓层、P型单壁碳纳米管层、减反射层和图形化金电极；所述背反射层和P型单壁碳纳米管层分设在N型砷化镓层的两侧，所述P型单壁碳纳米管层上还设有减反射层和图形化金电极。2.一种如权利要求1所述的砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、在基底上外延生长N型砷化镓；S2、在N型砷化镓表面制备由图形化镍锗金电极与介电层阵列构成的背反射层；S3、将沉积有背反射层的N型砷化镓层从基底表面剥离，在所述N型砷化镓层的剥离面上制备P型单壁碳纳米管薄膜；S4、在所述P型单壁碳纳米管薄膜上依次沉积图形化金电极和减反射层。3.如权利要求2所述的砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述基底为砷化镓基底或砷化镓/石墨烯基底。4.如权利要求2所述的砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤S1中，外延生长得到的N型砷化镓的厚度为100-300nm。5.如权利要求2所述的砷化镓/...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏言杰，施祥蕾，周大勇，孙利杰，霍婷婷，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：