[發明專利]無機與有機混合太陽能電池

有效

• 申請號: 201210010929.3
• 申請日: 2012-01-14
• 公開（公告）號: CN102522505A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 馮倩;李倩;郝躍;王強;邢濤
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種有機與無機混合太陽能電池，自下而上包括：SiC襯底(1)、AlN緩沖層(2)、無機外延層(3)、陰極(4)、有機聚合物層(5)和陽極(6)，其特征在于無機外延層(3)采用氮面n-GaN，且與陰極(4)接觸的氮面n-GaN表面區域采用光滑面結構，與有機聚合物層(5)接觸的氮面n-GaN表面區域采用布滿凹陷的絨面結構。

2.根據權利要求書1所述的有機與無機混合太陽能電池，其特征在于所述凹陷的密度為1×10⁷cm^-2-4×10⁸cm^-2，深度為450nm-1.5μm。

3.一種有機與無機混合太陽能電池的制作方法，包括如下步驟：

(A)在SiC襯底上采用MOCVD方法生長厚度為150-200nm的AlN緩沖層；

(B)在AlN緩沖層上采用MOCVD方法生長厚度為2-3μm、電子濃度為1.0×10¹⁷cm^-3-2.0×10¹⁸cm^-3的氮面n-GaN外延層；

(C)將生長氮面n-GaN外延層后的樣品材料依次放入丙酮、無水乙醇中分別超聲清洗3min，重復2次后用去離子水超聲清洗10-15min；

(D)將清洗后的樣品放入熱蒸發臺中，在氮面n-GaN層上依次淀積20nm的Ti和80nm的Al，并在600℃的熱退火爐中退火1min，構成陰極；

(E)在燒杯中加入濃度為15％-25％的KOH溶液，用萬用加熱爐加熱至70-90℃，用熱偶測溫計測溫并隨時控制萬用加熱爐，待溶液溫度保持平衡3-5min后，將制作陰極后的樣品放入KOH溶液中進行表面腐蝕10-20min，在與陰極接觸的氮面n-GaN表面區域形成光滑面，在與有機聚合物層接觸的氮面n-GaN表面區域形成布滿凹陷的絨面，該凹陷的密度為1×10⁷cm^-2-4×10⁸cm^-2、深度為450nm-1.5μm，待樣品冷卻后用去離子水進行沖洗；

(F)將絨面化后的樣品放在甩膠機上，在氮面n-GaN層表面旋涂一層厚度為50-80nm、經過直徑450nm過濾器過濾的有機聚合物，以3000-3500rpm轉數，旋轉50-90s后，再將樣品放在120℃下的熱板上烘烤10min，使有機膜與絨面化后的氮面n-GaN層形成良好的肖特基接觸；

(G)將完成上述制備流程的樣品放入熱蒸發臺中淀積一層厚度為100nm的Au與有機聚合物層形成肖特基接觸構成器件的陽極，完成絨面混合太陽能電池的制作。

4.根據權利要求3所述的混合太陽能電池的制作方法，其中步驟(1)所述的采用MOCVD方法生長厚度為150-200nm的AlN緩沖層，是在溫度為1050℃，NH₃為3500sccm，TMAl為30sccm，時間為30-40min的工藝條件下進行。

5.根據權利要求3所述的混合太陽能電池的制作方法，其中步驟(2)所述的采用MOCVD方法生長厚度為2-3μm、電子濃度為1.0×10¹⁷cm^-3-2.0×10¹⁸cm^-3的氮面n-GaN外延層，是在溫度為1020℃，NH₃為5000sccm，TEGa為220sccm，時間為2-3小時的工藝條件下進行。