一种基于不同类黑磷材料的太阳能电池及制备方法技术

本文给出了一种通过不同类黑磷的不同堆垛结构来实现一种新型的异质结太阳能电池。所述异质结薄膜太阳能电池由下至上依次包括五层结构：基底、ITO涂层、双层AB堆垛GeS、双层旋转AD堆垛的SnS和上电极。双层AB堆垛GeS和双层旋转SnS

【技术实现步骤摘要】
一种基于不同类黑磷材料的太阳能电池及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用少层GeS堆垛和少层SnS堆垛结构实现半导体太阳能电池的方法，属于半导体


技术介绍

[0002]能源是人类生存的基石，是人类全球经济发展的引擎。非可再生传统能源无约束的使用产生了温室效应、大气污染等许多的生态问题，影响了人类的生存。因此，开发可再生清洁能源迫在眉睫，太阳能作为一种新型绿色环保能源，引起了新能源开发者的广泛关注。
[0003]太阳能具有取之不尽用之不竭、清洁无污染等特点，在人类急迫需要能源替代来缓解能源紧缺之际，太阳能无疑是一个非常优质的选项。可再生能源替代不可再生能源已经成为全球迫切解决的问题。太阳能的有效利用和开发有助于解决目前存在的能源问题。通过科学研究实验的不断突破和创新，规模化有序化地开发并利用可再生清洁能源来解决因不可再生能源利用带来的恶劣问题，达到人与自然和谐发展，这有着极大的战略意义。
[0004]近几年来，具有原子层厚度的2D材料因其优越的的性质受到了人们的广泛研究，如石墨烯、MoS2、黑磷烯等等。近期，新型的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于不同类黑磷材料的太阳能电池及制备方法，其特征在于，该异质结太阳能电池由下而上包括如下结构：最底层为衬底(1)，第二层为阳极涂层(2)，第三层为双层AB堆垛的GeS结构(4)；第四层为双层旋转AD堆垛SnS(5)，最上面为阴极(6)，阴极占双层旋转SnS
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AD堆垛总面积的10％到15％，而阳极(3)在阳极涂层上，使得阳极(3)与双层AB堆垛的GeS结构(4)不接触。2.根据权利要求1所述的基于不同类黑磷材料的太阳能电池及制备方法，其特征在于，所述异质结材料分别为双层AB堆垛的GeS结构和双层旋转AD堆垛SnS，这两种结构都是。通过探针剥离的方法将初始结构进行错位得到。3.根据权利要求1所述的基于不同类黑磷材料的太阳能电池及制备方法，其特征在于：所述异质结太阳能电池中的双层AB堆垛的GeS和双层旋转AD堆垛SnS为双层，厚度为双层GeS
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AB堆垛结构为：第一层结构相当于相对第二层沿a方向移动了约0.281个周期，而双层旋转SnS
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AD堆垛的第二层相当于第一层沿b方向移动了半个周期的距离，且其第二层相对第一层旋转了180
°
；AB堆垛的GeS双层薄膜和AD堆垛旋转SnS双层薄膜组成异质结，AD堆垛作为给体部分，AB堆垛作为受体部分，双层旋转的SnS
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AD堆垛和双层AB堆垛GeS构成了一个Ⅱ型异质结。4.根据权利要求1所述的基于不同类黑磷材料的太阳能电池及制备方法，其特征在于，采用的阳极(3)和衬底(1)都为一体化的导电玻璃。5.一种如权利要求1所述的基于不同类黑磷材料的太阳能电池的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：a.采用光刻法制备衬底和阳极电极，使得阳极(3)与双层AB堆垛的GeS结构(4)不接触；b.GeS薄膜和SnS薄膜的制备：使用液相法制备GeS，通过电沉积法来制备SnS；c.SnS堆垛和GeS堆垛制备：1)将上述得到的SnS膜，在电子显微镜下，通过探针剥离的方法，剥离得到双层的SnS膜；2)将1)得到的SnS在电子显微镜下，使用探针移动层与层间的相对距离或进行层间的旋转变换，得到所要求的双层旋转SnS
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AD堆垛，最后再将二者通过层间的范德瓦尔斯力相互结合形成横向异质结；3)经过步骤1)和2)相同的方法制备得到GeS
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【专利技术属性】
技术研发人员：涂昌昕，雷双瑛，江源长，陈洁，黄庆安，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：