[发明专利]无机与有机混合太阳能电池

权利要求书

1.一种有机与无机混合太阳能电池，自下而上包括：SiC衬底(1)、AlN缓冲层(2)、无机外延层(3)、阴极(4)、有机聚合物层(5)和阳极(6)，其特征在于无机外延层(3)采用氮面n-GaN，且与阴极(4)接触的氮面n-GaN表面区域采用光滑面结构，与有机聚合物层(5)接触的氮面n-GaN表面区域采用布满凹陷的绒面结构。

2.根据权利要求书1所述的有机与无机混合太阳能电池，其特征在于所述凹陷的密度为1×10⁷cm^-2-4×10⁸cm^-2，深度为450nm-1.5μm。

3.一种有机与无机混合太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：

(A)在SiC衬底上采用MOCVD方法生长厚度为150-200nm的AlN缓冲层；

(B)在AlN缓冲层上采用MOCVD方法生长厚度为2-3μm、电子浓度为1.0×10¹⁷cm^-3-2.0×10¹⁸cm^-3的氮面n-GaN外延层；

(C)将生长氮面n-GaN外延层后的样品材料依次放入丙酮、无水乙醇中分别超声清洗3min，重复2次后用去离子水超声清洗10-15min；

(D)将清洗后的样品放入热蒸发台中，在氮面n-GaN层上依次淀积20nm的Ti和80nm的Al，并在600℃的热退火炉中退火1min，构成阴极；

(E)在烧杯中加入浓度为15％-25％的KOH溶液，用万用加热炉加热至70-90℃，用热偶测温计测温并随时控制万用加热炉，待溶液温度保持平衡3-5min后，将制作阴极后的样品放入KOH溶液中进行表面腐蚀10-20min，在与阴极接触的氮面n-GaN表面区域形成光滑面，在与有机聚合物层接触的氮面n-GaN表面区域形成布满凹陷的绒面，该凹陷的密度为1×10⁷cm^-2-4×10⁸cm^-2、深度为450nm-1.5μm，待样品冷却后用去离子水进行冲洗；

(F)将绒面化后的样品放在甩胶机上，在氮面n-GaN层表面旋涂一层厚度为50-80nm、经过直径450nm过滤器过滤的有机聚合物，以3000-3500rpm转数，旋转50-90s后，再将样品放在120℃下的热板上烘烤10min，使有机膜与绒面化后的氮面n-GaN层形成良好的肖特基接触；

(G)将完成上述制备流程的样品放入热蒸发台中淀积一层厚度为100nm的Au与有机聚合物层形成肖特基接触构成器件的阳极，完成绒面混合太阳能电池的制作。

4.根据权利要求3所述的混合太阳能电池的制作方法，其中步骤(1)所述的采用MOCVD方法生长厚度为150-200nm的AlN缓冲层，是在温度为1050℃，NH₃为3500sccm，TMAl为30sccm，时间为30-40min的工艺条件下进行。

5.根据权利要求3所述的混合太阳能电池的制作方法，其中步骤(2)所述的采用MOCVD方法生长厚度为2-3μm、电子浓度为1.0×10¹⁷cm^-3-2.0×10¹⁸cm^-3的氮面n-GaN外延层，是在温度为1020℃，NH₃为5000sccm，TEGa为220sccm，时间为2-3小时的工艺条件下进行。