[發明專利]一種高效的二維超晶格異質結光伏器件及其制備

有效

• 申請號: 201810689047.1
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108899423B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 湯乃云
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

1.一種高效的二維超晶格異質結光伏器件的制備方法，其特征在于，該光伏器件至少包括襯底(1)、生長在襯底(1)上的二氧化硅層(2)，以及覆蓋在二氧化硅層(2)上的多層二維材料，在多層二維材料部分區域內的各層之間嵌入有機分子層(42)，以形成二維超晶格結構(4)，所述二維超晶格結構(4)與未嵌入有機分子層的多層二維材料(3)部分組成二維超晶格異質結構，所述二維超晶格異質結構的兩端分別生長有金屬電極；

該制備方法包括以下步驟：

a)取由襯底(1)、二氧化硅層(2)和多層二維材料復合而成的器件結構浸入到含有機分子的電解質溶液中，在浸入到電解質溶液之前，在多層二維材料的部分區域覆蓋一層光刻膠；

b)在多層二維材料上制作工作電極，在多層二維材料上方的電解質溶液中制作對電極和參比電極，再在多層二維材料上施加負電壓，使得帶正電荷的有機分子嵌入到多層二維材料的部分區域內，形成二維材料/有機分子的二維超晶格結構(4)，進而得到所述二維超晶格異質結構；

c)最后，在二維超晶格異質結構的兩端生長金屬電極，即得到目的產物。

2.根據權利要求1所述的一種高效的二維超晶格異質結光伏器件的制備方法，其特征在于，所述的多層二維材料為二碲化鉬、二硫化鉬、二硒化鎢、硒化銦、硒化錫、黑磷或硫化鍺。

3.根據權利要求1所述的一種高效的二維超晶格異質結光伏器件的制備方法，其特征在于，所述的多層二維材料的厚度在1nm以上。

4.根據權利要求1所述的一種高效的二維超晶格異質結光伏器件的制備方法，其特征在于，所述的有機分子層(42)中的有機分子為十六烷基三甲基溴化銨、四丁基溴化銨或四十二烷基溴化銨。

5.根據權利要求1所述的一種高效的二維超晶格異質結光伏器件的制備方法，其特征在于，所述的二氧化硅層(2)的厚度為30-300nm。

6.根據權利要求1所述的一種高效的二維超晶格異質結光伏器件的制備方法，其特征在于，所述的金屬電極材料為金、銀、鋁或鈦，其厚度為10-200nm。

7.根據權利要求1所述的一種高效的二維超晶格異質結光伏器件的制備方法，其特征在于，所述的對電極材料為鉑，所述參比電極為銀/氯化銀。

8.根據權利要求1所述的一種高效的二維超晶格異質結光伏器件的制備方法，其特征在于，步驟b)中施加的電壓范圍為3-15V。