[发明专利]用于高效纳米偶极子太阳能电池的强极化装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种用于高效纳米偶极子太阳能电池的强极化装置及方法。

背景技术

退火时对薄膜加载电场存在距离近、温度高、电极接触难等问题。尤其是厚度接近10nm-5mm的薄膜，要在其两端加载1000V以上的电场而不击穿是很困难的，因为空气的介电常数为3KV/cm。单纯在薄膜上加载强电场，或者离开一定距离隔着空气加载强电场，都会导致空气击穿，使薄膜局部电流过大而烧穿。同时还要对薄膜进行退火处理，更加增大了对薄膜加强电场的难度。如果薄膜生长在不导电基底上，要对薄膜加电场，电极与薄膜的接触也存着困难。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种在用于高效纳米偶极子太阳能电池的强极化装置及方法。本发明具有结构简单，退火工艺参数方便控制，适宜大面积处理和规模化流水线生产。

本发明提供一种用于高效纳米偶极子太阳能电池的强极化装置，包括：

一下电极；

一对象薄膜，该对象薄膜制作在下电极上；

一绝缘薄膜，该绝缘薄膜制作在对象薄膜上；

一上电极，该上电极制作在薄膜上；

一高压直流电源，其一端与下电极连接，另一端与上电极连接。

本发明还提供一种用于高效纳米偶极子太阳能电池的强极化方法，其是应用如上所述的装置，包括以下步骤：

步骤1：将需加电场处理的对象薄膜置于绝缘薄膜与上电极之间，或置于所述的绝缘薄膜与下电极之间，形成叠层；

步骤2：将叠层放入退火炉中，升温；

步骤3：将需加电场处理的对象薄膜通过一加载电场装置加载电压；

步骤4：将对象薄膜降温，取出被处理的所述的叠层，完成极化。

本发明的有益效果是：

1、需加电场进行退火处理的对象薄膜厚度可达10nm-5mm，厚度薄；所述的绝缘薄膜厚度为20μm-5mm。

2、电场强度可高达106V/cm。

3、电极与薄膜的接触方式灵活。在非常有限的退火炉空间里，电极和薄膜之间的接触可根据材料的状态、基底而定。

4、选择耐高温的绝缘薄膜则可承受不同温度，其中有的绝缘薄膜可耐受800℃-1000℃高温。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合附图和具体实施方式说明如后，其中：

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明的制备流程图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供一种用于高效纳米偶极子太阳能电池的强极化装置，包括：

一下电极1；

一对象薄膜2，该对象薄膜2制作在下电极1上；

一绝缘薄膜3，该绝缘薄膜3制作在对象薄膜2上，所述的绝缘薄膜3的材料是云母、氧化铝、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、纤维素酯薄膜、纤维素醚薄膜、聚氟化乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚对苯乙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜；

一上电极4，该上电极4制作在薄膜3上；

其中所述的下电极1和上电极4的材料为金属或透明导电薄膜；

一高压直流电源5，其一端与下电极1连接，另一端与上电极4连接。

请再参阅图2，并结合参阅图1，本发明提供一种用于高效纳米偶极子太阳能电池的强极化方法，其应用如前述的装置，包括以下步骤：

步骤1：将需加电场处理的对象薄膜2置于绝缘薄膜3与上电极4之间，或置于所述的绝缘薄膜3与下电极1之间，形成叠层；

步骤2：将叠层放入退火炉中，升温，所述的退火气氛为空气、氮气、氩气或氦气，通气方式为连续性或间歇性，所述将叠层升温，该升温的温度为150℃-1000℃，该退火的时间为5min-300min；

步骤3：在退火同时或之后将需加电场处理的对象薄膜2通过一加载电场装置5加载电压，所述的加载电压的方式为连续性或间歇性加载电压，所述加载的电压为500V-50000V，时间为10s-300min；

步骤4：将对象薄膜2降温，取出被处理的所述的叠层，所述对象薄膜2降温的温度为40℃以下，完成极化。