一种基于多节纳米线径向pn结的太阳能电池及制备方法技术

一种基于多节纳米线径向pn结的太阳能电池，其特征在于，包括：径向pn结、重掺杂隧道结、电介质薄膜、衬底、透明电极、背电极；其中：径向pn结，包括纳米线和壳层，壳层位于纳米线外侧，所述径向pn结至少为二个，沿纳米线轴向方向排列；位于上一节的径向pn结的材料的带隙宽度比位于下一节的径向pn结的材料的带隙宽度大；重掺杂隧道结，位于二节径向pn结之间；电介质薄膜，包裹于径向pn结和重掺杂隧道结的外侧；衬底，位于所述器件的底层；透明电极，位于所述器件的顶层；背电极，位于衬底的底面。本发明专利技术提供的技术方案充分结合了纳米线径向pn结高的转化效率和轴向多节结构宽的吸收光谱的优点，进一步提高了器件的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米工程和纳米材料应用
，特别涉及。
技术介绍
太阳能电池作为一种清洁的可再生能源，近年来受到了人们的广泛关注。II1-V族半导体材料由于其直接带隙的特点，具有更高的光电转换效率，比传统的硅薄膜材料有明显优势。此外，将不同带隙的材料串联起来形成多节太阳能电池，可以进一步拓展光谱的吸收范围，达到极高的转换效率。目前，多节薄膜材料II1-V族太阳能电池的转换效率已经接近 40%[Martin A. Green, et al. , Prog. Photovolt: Res. Appl. 2012; 20:12-20] 然而，由于不同节材料之间存在晶格失配，多节结构的晶体质量受到很大挑战。此外，随着节数的增多，器件的制备成本也随之提高。近年来，半导体纳米线以其独特的结构和优越的性能受到了国内外的广泛关注，基于II1-V族纳米线的激光器、·发光二极管、光电探测器、场效应管等已纷纷问世，并展现出广阔的应用前景[Ruoxue Yan, et al. ,Nature Photonics, Vol. 3,2009 ；Ke Sun, et al.,IEEE Journal of本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多节纳米线径向pn结的太阳能电池，其特征在于，包括：径向pn结，包括纳米线和壳层，壳层位于纳米线外侧，所述径向pn结至少为二个，沿纳米线轴向方向排列；位于上一节的径向pn结的材料的带隙宽度比位于下一节的径向pn结的材料的带隙宽度大；重掺杂隧道结，位于二节径向pn结之间；电介质薄膜，包裹于径向pn结和重掺杂隧道结的外侧；衬底，位于所述器件的底层；透明电极，位于所述器件的顶层；背电极，位于衬底的底面。

【技术特征摘要】
1.一种基于多节纳米线径向pn结的太阳能电池，其特征在于，包括径向pn结,包括纳米线和壳层,壳层位于纳米线外侧,所述径向pn结至少为二个,沿纳米线轴向方向排列；位于上一节的径向pn结的材料的带隙宽度比位于下一节的径向pn结的材料的带隙宽度大；重掺杂隧道结，位于二节径向pn结之间；电介质薄膜，包裹于径向Pn结和重掺杂隧道结的外侧；衬底，位于所述器件的底层；透明电极，位于所述器件的顶层；背电极，位于衬底的底面。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述电介质薄膜略高于每一节的径向pn结的纳米线的底部。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，位于最底层的径向pn结的材料是 IV族单质半导体或者II1-V族化合物半导体。4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，位于最底层的径向pn结的材料是锗晶体或者铟砷化镓晶体。5.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，位于最底层以上的各节的径向pn 结的材料是II1-V族化合物半导体。6.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述隧道结的材料是II1-V族化合物半导体；所述衬底的材料是砷化镓晶体或者锗晶体；所述电介质薄膜的材料是二氧化硅或者聚酰亚胺；所述透明电极的材料是镍金合金或者铟锡金属氧化物；所述背电极的材料是镍金合金或者钼钛钼金合金。7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述径向pn结的数量是2至4个。8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，对于有3个径向pn结的太阳能电池，从最底层向最顶层，径向pn结的材料依次为锗、 铟砷化镓、磷化铟镓；或者依次为铟砷化镓、铟砷化镓、磷化铟镓；或者，对于有4个径向pn结的太阳能电池，从最底层向最顶层，径向pn结的材料依次为锗、 氮砷化铟镓、铟砷化镓、磷化铟镓；或者依次为铟砷化镓、铟砷化镓、砷化招镓、磷化铟镓。9.一种基于多节纳米线径向pn结的太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括步骤S100,生长第一节径向pn结；包括步骤SlOI,在η型或...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜鑫，张霞，李军帅，王思佳，黄永清，任晓敏，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：