专利汇可以提供异质结激子太阳能电池及制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 异质结 激子 太阳能 电池 及制备方法,包括五层结构,最下层为下 电极 、第二层为金属衬底、第三层为 应变层 黑磷烯、第四层为自由层黑磷烯、最上层为上电极和防反射层。通过机械剥离的方法得到 单层 黑磷,再通过机械压缩对单层黑磷施加应变。沿着黑磷扶椅形方向施加应变与未施加应变的单层黑磷构成 半导体 异质结,吸收 光谱 范围广,光电转换效率高;与不同材料构成的异质结相比,同种材料更容易达到 晶格匹配 ,制备工艺也更简单。在日光照射下,本发明的 太阳能电池 其开路 电压 理论上达到0.55V,太阳能电池的 能量 转换效率高达20%。,下面是异质结激子太阳能电池及制备方法专利的具体信息内容。
1.一种异质结激子太阳能电池,其特征在于:包括下电极、金属衬底、应变层黑磷烯、自由层黑磷烯、上电极和防反射层;最下层为下电极、第二层为金属衬底、第三层为应变层黑磷烯、第四层为自由层黑磷烯、最上层为上电极和防反射层。
2.根据权利要求1所述的异质结激子太阳能电池,其特征在于:上电极为金属接触栅。
3.根据权利要求1所述的异质结激子太阳能电池,其特征在于:金属衬底为铜衬底。
4.根据权利要求1所述的异质结激子太阳能电池,其特征在于:应变层黑磷烯为p型应变层黑磷烯,自由层黑磷烯为n型自由层黑磷烯,p型应变层黑磷烯和n型自由层黑磷烯构成异质结。
5.根据权利要求1所述的异质结激子太阳能电池,其特征在于:应变层黑磷烯和自由层黑磷烯是单层纳米材料。
6.根据权利要求1所述的异质结激子太阳能电池,其特征在于:应变层黑磷烯是由自由层黑磷烯沿扶椅形方向压缩应变得到。
7.一种异质结激子太阳能电池制备方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
(1)对衬底表面进行抛光、清洗及退火处理;
(2)制备单层黑磷;
(3)用衬底捞出单层黑磷,放在50-60℃的加热台上烘干;
(4)将步骤(3)得到的单层黑磷在电子显微镜下,通过探针剥离的方法,得到双层黑磷,再通过探针对下层的黑磷施加应变,得到衬底-应变层黑磷烯-自由层黑磷烯的结构;
(5)通过表面蒸镀金属的方法,在衬底-应变层黑磷烯-自由层黑磷烯结构的上下分别蒸镀一薄金属层,作为上、下电极;通过等离子刻蚀方法将金属薄层刻蚀出叉指型,在最上层溅射一层防反射层。
8.根据权利要求7所述的异质结激子太阳能电池制备方法,其特征在于:所述步骤(1)具体包括:
(1.1)将衬底表面用金刚石泥浆进行抛光,配合光学显微镜观察衬底表面,直到没有划痕,然后再用化学机械抛光的方法进行抛光处理;
(1.2)将衬底放入去离子水中,在室温下超声清洗3分钟,去除铜衬底表面粘污颗粒,再依次经过丙酮、乙醇洗涤,去除表面有机物,用高纯干燥氮气吹干;
(1.3)将衬底放入反应室内,在500℃下空气氛围中对铜衬底进行3小时退火处理,然后在空气中冷却至室温。
9.根据权利要求7所述的异质结激子太阳能电池制备方法,其特征在于:所述步骤(2)具体包括:将白磷在1000-1200Pa大气压下加热到200-250℃,得到片状黑磷,通过机械剥离方法从黑磷晶体剥离出多层黑磷烯,再通过Ar+等离子体剥离方法剥离得到少层黑磷。
10.根据权利要求7所述的异质结激子太阳能电池制备方法,其特征在于:所述步骤(2)具体包括:获取黑磷块体,将块体浸入过氧化氢异丙苯溶剂中,加声波,最后使用离心机使其分离得到层状物。
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