[發(fā)明專利]一種InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811532159.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN109786557A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曙光;溫雷;李國強(qiáng);高芳亮;余粵鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

1.一種InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池，其特征在于，由下至上依次包括背電極、GaAs襯底、InGaAs外延層、空穴傳輸層、石墨烯和頂電極；所述空穴傳輸層為2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池，其特征在于，所述空穴傳輸層的厚度為100-600納米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池，其特征在于，所述背電極為Au電極；厚度為50-500納米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池，其特征在于，所述頂電極為導(dǎo)電銀膠頂電極，厚度為0.2-2微米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池，其特征在于，所述InGaAs外延層為N型InGaAs；摻雜濃度為1×10¹⁷-2×10¹⁸cm^-3，厚度為200-800納米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池，其特征在于，所述石墨烯的層數(shù)為2-10層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池，其特征在于，所用GaAs襯底為N型，摻雜濃度為1×10¹⁷-2×10¹⁸cm^-3。

8.權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的InGaAs-graphene肖特基結(jié)太陽電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)背電極的制備：采用電子束蒸發(fā)系統(tǒng)，在GaAs襯底的背面蒸鍍一層Au電極，蒸鍍溫度為10-80℃，蒸鍍時(shí)間為10-60分鐘；

(2)生長InGaAs外延層：將鍍好Au電極的GaAs襯底放入分子束外延系統(tǒng)內(nèi)，生長InGaAs外延層；

(3)切割：生長完InGaAs外延層的GaAs襯底采用激光劃片切割成一平方厘米尺寸的片子；

(4)清洗：取切割完成后的襯底，分別采用丙酮，異丙醇，超純水依次超聲清洗5-15分鐘后用吹風(fēng)機(jī)將表面吹干待用；

(5)旋涂制備2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴做空穴傳輸層：將襯底固定在旋涂機(jī)上，采用旋涂法制備2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴，旋涂過程中的旋涂速率為1000-5000轉(zhuǎn)每秒，旋涂時(shí)間為10-60秒，制備的空穴傳輸層的厚度為50-300納米；

(6)轉(zhuǎn)移石墨烯：取出已經(jīng)鍍好空穴傳輸層的InGaAs片，將已經(jīng)準(zhǔn)備好的石墨烯進(jìn)行轉(zhuǎn)移，石墨烯漂浮在清水中，用鑷子夾住InGaAs片的一角，小心翼翼的利用水分子的范德華力，使石墨烯貼合在空穴傳輸層表面，自然晾干半小時(shí)；

(7)后處理：將轉(zhuǎn)移完graphene的器件放在加熱板上，烘烤去除graphene里面的水分，使石墨烯更緊密地與空穴傳輸層貼合；然后在20-80℃丙酮中浸泡5-20min去除石墨烯表面的PMMA；

(8)制備頂電極：首先圍繞石墨烯邊緣貼膠帶，然后在石墨烯邊緣用注射器做一圈導(dǎo)電銀膠，最后，20-100℃下烘烤導(dǎo)電銀膠約4-20min充分固化導(dǎo)電銀膠。