[發(fā)明專利]光電二極管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310301655.8
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103545396B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·E·尤里斯;G·M·格朗杰;K·J·戴維斯;N·L·阿波哥;P·D·布瑞維爾;B·諾守
• 申請（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號: H01L31/08
• 分類號: H01L31/08;H01L31/0216;H01L31/18;B82Y10/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,張全信

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及光伏設(shè)備，并且更具體地涉及由量子納米材料形成的光電二極管，并且甚至更具體地涉及使用溶液工藝技術(shù)由量子納米材料形成的光電二極管。

背景技術(shù)

光電二極管通過光生伏打效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化成可用的電能(電流或電壓)。現(xiàn)代光電二極管是相對輕質(zhì)的并且它們以相對高的效率操作。所以，光電二極管提供可靠的、輕質(zhì)的和負(fù)擔(dān)得起的電能來源，其適用于各種應(yīng)用，包括陸地和太空應(yīng)用。

光電二極管通常使用真空沉積技術(shù)在基底上生長半導(dǎo)體材料的薄層來制造。然后，可以電相互連接所得光電二極管形成大的陣列，以收獲太陽能并產(chǎn)生可用的電能。

不幸地，真空沉積技術(shù)通常需要基底具有相對小的表面積(小于1ft²)以合適地生長，所以不適合大表面積應(yīng)用。而且，真空沉積技術(shù)通常不適合曲面，所以限于相對小的平坦的基底。仍進(jìn)一步，真空沉積技術(shù)是相對昂貴的，所以顯著增加了光電二極管的總體成本。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在輕質(zhì)、高效率光電二極管領(lǐng)域——包括輕質(zhì)、高效率光電二極管的制造——繼續(xù)研究和開發(fā)努力。

發(fā)明內(nèi)容

在一種實(shí)施方式中，公開了用于制造光電二極管的方法。該方法可包括下述步驟：(1)提供基底，(2)溶液沉積(例如，旋轉(zhuǎn)涂布)量子納米材料層在基底上，所述量子納米材料層包括具有配體涂層(ligand coating)的量子納米材料，和(3)施加薄膜氧化物層在量子納米材料層上。

在另一實(shí)施方式中，公開的方法可包括下述步驟：(1)提供基底，(2)溶液沉積(例如，旋轉(zhuǎn)涂布)量子納米材料層在基底上，所述量子納米材料層包括具有配體涂層的量子納米材料，和(3)溶液沉積(例如，旋轉(zhuǎn)涂布)薄膜氧化物層在量子納米材料層上。

在另一實(shí)施方式中，公開的方法可包括下述步驟：(1)提供基底，(2)在基底上形成底觸點(diǎn)，(3)溶液沉積(例如，旋轉(zhuǎn)涂布)量子納米材料層在基底上，所述量子納米材料層包括具有配體涂層(例如，金屬鹵化物配體和/或金屬硫?qū)僭鼗锝j(luò)合物)的量子納米材料(例如，錫-碲化物和/或鉛-錫-碲化物)，(4)施加薄膜氧化物層在量子納米材料層上，和(5)在薄膜氧化物層上形成頂觸點(diǎn)。

在另一實(shí)施方式中，公開的光電二極管可包括(1)基底，(2)位于基底上的溶液澆鑄的量子納米材料層，所述溶液澆鑄的量子納米材料層包括具有配體涂層的錫-碲化物量子納米材料，其中配體涂層包括金屬鹵化物配體和/或金屬硫?qū)僭鼗锝j(luò)合物，其中金屬硫?qū)僭鼗锝j(luò)合物包括錫和/或過渡金屬，和(3)溶液澆鑄的量子納米材料層上的薄膜氧化物層。

在又另一實(shí)施方式中，公開的光電二極管可包括(1)基底；(2)位于基底上的溶液澆鑄的量子納米材料層，所述溶液澆鑄的量子納米材料層包括具有配體涂層的鉛-錫-碲化物量子納米材料，其中配體涂層包括金屬鹵化物配體和/或金屬硫?qū)僭鼗锝j(luò)合物，其中金屬硫?qū)僭鼗锝j(luò)合物包括錫和/或過渡金屬；和(3)溶液澆鑄的量子納米材料層上的薄膜氧化物層。

在正文和附圖中，公開了用于制造光電二極管10的方法，其包括下述步驟：提供基底；溶液沉積量子納米材料層14在所述基底上，所述量子納米材料層14包括多個(gè)量子納米材料22，所述多個(gè)22的每個(gè)量子納米材料22包括配體涂層24；和施加薄膜氧化物層16在所述量子納米材料層14上。

可選地，方法可包括其中所述基底包括半導(dǎo)體材料。

可選地，方法可包括其中所述半導(dǎo)體材料包括鍺12。

可選地，方法可包括其中所述鍺12是摻雜的p型鍺。

可選地，方法可進(jìn)一步包括在所述溶液沉積步驟之前硫鈍化(sulfur passivating)所述基底的步驟。

可選地，方法可包括其中所述基底包括金屬箔和聚合物膜的至少一種。

可選地，方法可包括其中所述多個(gè)量子納米材料22為多個(gè)量子點(diǎn)22，和其中所述多個(gè)量子點(diǎn)22的每個(gè)量子點(diǎn)22包括錫-碲化物和鉛-錫-碲化物的至少一種。

可選地，方法可包括其中所述多個(gè)量子納米材料22包括錫-碲化物。

可選地，方法可包括其中所述多個(gè)量子納米材料22的最大橫截面尺寸在約15納米和約50納米之間。

可選地，方法可包括其中所述多個(gè)量子納米材料22包括鉛-錫-碲化物。

可選地，方法可包括其中所述多個(gè)量子納米材料22的最大橫截面尺寸為至少約7.5納米。