[发明专利]一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池，其特征在于：所述量子点太阳能电池包括由下到上依次设置的衬底层、缓冲层、隔离层、多个周期的量子点结构层、发射层、电极接触层，所述多个周期的量子点结构层的每一周期包括至少一层量子点层、一层第一间隔层、一层第二间隔层，所述量子点层为液滴外延方法生长形成。

2.根据权利要求1所述的一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池，其特征在于：所述量子点层为III-V族化合物量子点层，所述第一间隔层为n型掺杂砷化镓铝层，所述第二间隔层为未掺杂砷化镓铝层。

3.根据权利要求2所述的一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池，其特征在于：所述III-V族化合物量子点层为砷化镓铟量子点层或砷化镓量子点层。

4.根据权利要求1所述的一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池，其特征在于：所述多个周期的量子点结构层的周期数不小于2。

5.根据权利要求1所述的一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池，其特征在于：所述衬底层为n型砷化镓单晶片或半绝缘型砷化镓单晶片，所述缓冲层为砷化镓层，所述隔离层为砷化镓铝层，所述发射层为p型掺杂砷化镓铝层，所述电极接触层为p型重掺杂砷化镓层。

6.根据权利要求1所述的一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池，其特征在于：所述缓冲层和所述隔离层之间由下到上还依次设置有背电场层和基底层，所述背电场层为砷化镓层，所述基底层为砷化镓铝层。

7.根据权利要求1所述的一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池，其特征在于：所述发射层和所述电极接触层之间还设置有窗口层，所述窗口层为p型掺杂砷化镓铝层。

8.根据权利要求1所述的一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池，其特征在于：所述量子点太阳能电池还包括背电极和正电极，所述背电极位于所述衬底层下部，所述正电极位于所述电极接触层上部。

9.一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

(1)提供一衬底层，所述衬底层为n型砷化镓单晶片或半绝缘型砷化镓单晶片；

(2)在所述衬底层上生长缓冲层，所述缓冲层为砷化镓层；

(3)在所述缓冲层上生长背电场层，所述背电场层为砷化镓层；

(4)在所述背电场层上生长基底层，所述基底层为砷化镓铝层；

(5)在所述基底层上生长隔离层，所述隔离层为砷化镓铝层；

(6)在所述隔离层上生长多个周期的量子点结构层，其中每一周期包括至少一层量子点层，一层第一间隔层，一层第二间隔层，所述量子点层为液滴外延方法生长形成；所述的第一间隔层的厚度为5～15nm，生长温度为350～450℃；所述第二间隔层的厚度为20～60nm，生长温度为550～620℃；

(7)在所述量子点结构层上形成发射层，所述发射层为p型掺杂砷化镓铝层；

(8)在所述发射层上形成窗口层，所述窗口层为p型掺杂砷化镓铝层；

(9)在所述窗口层上形成电极接触层，所述电极接触层为p型重掺杂砷化镓层；

(10)在400～800℃氮气条件下退火；

(11)在所述电极接触层上形成正电极，在所述衬底层下形成背电极；

(12)在350～400℃氮气条件下退火。

10.根据权利要求9所述的一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述缓冲层的厚度为80～150nm，生长温度为450～550℃；所述背电场层的厚度为10～50nm，生长温度为550～650℃；所述基底层的厚度为450～550nm；所述隔离层的厚度为20～80nm；所述发射层的厚度为150～250nm，生长温度为450～550℃；所述窗口层的厚度为10～50nm；所述电极接触层的厚度为20～80nm，生长温度为350～450℃。