[发明专利]多结异质量子点阵列及其制备方法和多结异质量子点太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种多结异质量子点阵列，其特征在于，包括交错排列的硅量子点层和锗量子点层。

2.如权利要求1所述的多结异质量子点阵列，其特征在于，所述量子点阵列中量子点之间是隔离的，量子点与量子点之间的距离为0.5-3nm。

3.如权利要求1-2所述的多结异质量子点阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、准备一个衬底，所述衬底的厚度为20~180um；

（2）、在步骤（1）的衬底上制备Si/Ge多层超晶格，其中，所述Si/Ge多层超晶格的总厚度为50~400nm，所述Si/Ge多层超晶格包括交替排列的硅层和锗层以及位于所述Si/Ge多层超晶格最上一层的保护层，所述硅层和所述锗层的厚度范围在2~10nm之间，所述保护层的厚度为10~30nm；

（3）将所述衬底和所述Si/Ge多层超晶格同时进行氧化，其中，氧化温度为200~700°C，氧化时间为5~30分钟，所述交替排列的硅层和锗层均形成量子点薄膜，得到多结异质量子点阵列。

4.如权利要求3所述的多结异质量子点阵列的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的Si/Ge多层超晶格由外延生长方法、等离子体增强化学气相沉积法、蒸发法或磁控溅射方法得到。

5.如权利要求3所述的多结异质量子点阵列的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述氧化为湿氧化或干氧化，其中，氧化温度为200~700°C，氧化时间为5~30分钟。

6.如权利要求3所述的多结异质量子点阵列的制备方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底、锗衬底、玻璃衬底或有机塑料薄膜衬底。

7.如权利要求3所述的多结异质量子点阵列的制备方法，其特征在于，所述保护层为硅保护层或氮化硅保护层。

8.一种多结异质量子点太阳能电池，其特征在于：从下到上依次包括后电极、衬底、Si/Ge量子点层、保护层和前电极，所述Si/Ge量子点层为硅量子点层与锗量子点层交错排列形成，所述保护层的厚度为10~30nm，所述Si/Ge量子点层中量子点之间是隔离的，量子点与量子点之间的距离为0.5-3nm。

9.如权利要求8所述的多结异质量子点太阳能电池，其特征在于，所述衬底为硅衬底、锗衬底、玻璃衬底或有机塑料薄膜衬底。

10.如权利要求8所述的多结异质量子点太阳能电池，其特征在于，所述后电极为铝电极、铜电极、石墨电极、钢电极、铸铁电极或钨合金电极。

11.如权利要求8所述的多结异质量子点太阳能电池，其特征在于，所述前电极为导电透明的铟锡氧化薄膜电极或石墨烯薄膜电极。

12.如权利要求8所述的多结异质量子点太阳能电池，其特征在于，所述保护层为硅保护层或氮化硅保护层。

13.如权利要求8-12任一项所述的多结异质量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）准备一个衬底，所述衬底的厚度为20~180um；

（2）在步骤（1）的衬底上制备Si/Ge多层超晶格，其中，所述Si/Ge多层超晶格的总厚度为50~400nm，所述Si/Ge多层超晶格包括交替排列的硅层和锗层以及位于所述Si/Ge多层超晶格最上一层的保护层，所述硅层和所述锗层的厚度范围为2~10nm，所述保护层厚度为10~30nm；

（3）将所述衬底和所述Si/Ge多层超晶格同时进行氧化，其中，氧化温度为200~700°C，氧化时间为5~30分钟，所述交替排列的硅层和锗层均形成量子点薄膜，得到多结异质量子点阵列；

（4）在所述多结异质量子点阵列的衬底一侧设置后电极；

（5）在所述多结异质量子点阵列的保护层一侧设置前电极。

14.如权利要求13所述的多结异质量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤

（2）中所述的Si/Ge多层超晶格由外延生长方法、等离子体增强化学气相沉积法、蒸发法或磁控溅射方法得到。

15.如权利要求13所述的多结异质量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述氧化为湿氧化或干氧化，其中，氧化温度为200~700°C，氧化时间为5~30分钟。