铟镓氮外延薄膜及生长方法和在太阳能电池的应用技术

高结晶铟镓氮单晶外延膜，在蓝宝石衬底先设有ＧａＮ缓冲层，且为２０－２００ｎｍ的低温ＧａＮ缓冲层；然后生长厚度可达到１－８０μｍ的高结晶的Ｉｎ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］（０≤ｘ≤１）材料。高结晶铟镓氮单晶外延膜的生长方法，在蓝宝石衬底上利用ＭＯＣＶＤ系统先生长ＧａＮ缓冲层，在５００－７００℃温度范围生长厚度在２０－２００ｎｍ的低温ＧａＮ缓冲层；然后利用ＭＯＣＶＤ生长高结晶的Ｉｎ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］Ｎ材料；接着在ＧａＮ缓冲层上以５００－１０５０℃生长高质量Ｉｎ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］Ｎ材料；生长压力在０－７００Ｔｏｒｒ，尤其控制在３００－７００Ｔｏｒｒ；其中０≤Ｘ≤１材料厚度１μｍ以上。太阳能电池采用材料Ｉｎ↓［０．３］Ｇａ↓［０．７］Ｎ薄膜，电极采用ＭＳＭ结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于太阳能电池的新型半导体材料的结构和生长方法。尤其是在半导体衬底材料上利用MOCVD系统生长一种新型太阳能电池材料InxGa1-xN的方法。
技术介绍
随着生产力的飞速发展，全世界对能源的需求正在猛烈地增长，经济发展对能源的依赖越来越严重。传统的能源(如煤、石油等)都是不可再生的资源，经过多年的开采之后，这些能源的储量目前都在一天天地减少，终有一天会用完。另外，修筑水力发电站会破坏生态平衡，化石燃料燃烧会产生大量的废气，不仅造成大气的污染，还使得全球的气候越来越反常，这些环境问题目前也引起了各国政府的高度重视。因此，人们希望开发一种绿色的可再生能源来改变当前人类的能源结构，使得各国可以维持长远的可持续发展。在这当中，太阳能凭借其独特的优势引起了人们密切的关注。首先，太阳能是取之不尽，用之不竭的。太阳是一座巨大的氢核发电站，它每秒将6.57×107吨氢进行热核聚变反应，连续地产生3.9×1023千瓦功率。太阳中氢的质量约为2.2×1027吨，以目前产生核能的速率计算，足够维持60亿年。地球每年从太阳吸收的能量约为60亿亿千瓦小时，这相当于地球每年消耗能源的1万倍。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高结晶铟镓氮单晶外延膜，其特征是在蓝宝石衬底先设有ＧａＮ缓冲层，且为２０－２００ｎｍ的低温ＧａＮ缓冲层；然后生长厚度可达到１－８０μｍ的高结晶的Ｉｎ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］（０≤ｘ≤１）材料。

【技术特征摘要】
1.高结晶铟镓氮单晶外延膜，其特征是在蓝宝石衬底先设有GaN缓冲层，且为20-200nm的低温GaN缓冲层；然后生长厚度可达到1-80μm的高结晶的InxGa1-x(0≤x≤1)材料。2.高结晶铟镓氮单晶外延膜的生长方法，其特征是在蓝宝石衬底上利用MOCVD系统先生长GaN缓冲层，在500-700℃温度范围生长厚度在20-200nm的低温GaN缓冲层；然后利用MOCVD生长高结晶的InxGa1-xN材料；接着在GaN缓冲层上以500-1050℃生长高质量InxGa1-xN材料；生长压力在0-700Torr，尤其控制在300-700Torr；其中0≤X≤1材料厚度1μm以上。3.由权利要求1所述的高结晶铟镓氮单晶外延膜的生长方法，其特征是GaN缓冲层生长后对此缓冲层进行900-1100℃的高温退火；再利用MOCVD生长高结晶的InxGa1-xN材料。4.由权利要求1所述的高结晶铟镓氮单晶外延膜的生长方法，其特征是先对GaN缓冲层材料进行900℃-1100℃温度的高温退火后，接着在1000℃-1100℃温度生长一层高温GaN缓冲层后再利用MOCVD生长高结晶的InxGa1-xN材料。5.由权利要求1所述的高结晶铟镓...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢自力，张荣，刘斌，韩平，修向前，文博，刘成祥，赵红，郑有炓，顾书林，江若琏，施毅，朱顺明，胡立群，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]