[發明專利]基于納米薄膜矩形偶陣列和納米PN結的微納發電機

在審

• 申請號: 201810208067.2
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108400748A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 廖小平;陳友國
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02S10/30
• 分類號: H02S10/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于納米薄膜矩形偶陣列和納米PN結的微納發電機，其特征是：該微納發電機由制作于同一N型硅襯底(1)上的光電池和熱電發電機兩個部分構成，中間隔有第一氮化硅隔離層(8)，光電部分制作有絨面(2)，氧化鋁膜(3)，光電P型摻雜區(4)，光電N型摻雜區(5)，SiO2隔離層(6)，光電電極(7)；熱電發電機部分由若干個熱電堆單元組成，電堆單元包括熱電堆的P型臂(9)，熱電堆的N型臂(10)，第二氮化硅隔離層(11)，熱電堆的電極Ti/Au層(12)，第三氮化硅隔離層(13)，散熱板金屬Al層(14)；熱電堆的P型臂(9)和熱電堆的N型臂(10)采用周期性的納米硅多層薄膜，非晶硅(a-Si)薄膜由非晶硅和碳化硅薄膜交替排列而成，非晶硅子層厚度為4nm；該發電機用于射頻收發組件中，光電池部分，其受光面朝上，用來接受環境中的光線，采用背面結結構，從而消除了正面電極遮光，提升了光電效率；熱電部分由若干個圖4所示的熱電堆單元組成，其具有較高的填充因子，能量密度大大提高；采用的納米硅薄膜的熱導率遠低于傳統體材料，可以實現一邊維持電子運輸，一邊抑制熱量輸送，從而極大的提高了熱電發電效率。

2.根據權利要求1所述的一種基于納米薄膜矩形偶陣列和納米PN結的微納發電機，其特征是：在復雜野外環境下，由于更換鋰電池十分的不便，且存在著浪費人力物力的情況，該發電機可以很好的利用射頻收發組件工作時產生的廢熱，通過熱電能量轉換，得到可持續的綠色能源；收集的電能可以通過DC-DC升壓穩壓電路后存貯在電池中，從而用來為周邊的無線傳感節點等低功耗模塊供電。