[发明专利]通过水解离进行太阳能制氢的混合装置及其制造方法

权利要求书

1.一种将光电阳极与商用硅光伏电池(10)单片集成的混合装置，其特征在于：所述商用硅光伏电池(10)包括p型硅层(11)和n型硅层(12)，其中所述p型硅层(11)和n型硅层(12)均具有对应于硅晶体的(100)晶面的主暴露表面，所述光电阳极包括在所述p型硅层(11)的(100)晶面上生成的SiNx中间层(13)，在SiNx中间层(13)上外延生长的c面InGaN层(14)，以及在所述InGaN层(14)的暴露表面上生成的InN量子点(15)。

2.根据权利要求1所述的混合装置，其中所述InN量子点(15)的高度/直径的比率小于0.25。

3.根据权利要求1所述的混合装置，其中，所述InGaN层(14)在硅表面上是连续的，并且具有在10至100nm之间的厚度。

4.根据权利要求3所述的混合装置，其中所述InGaN层(14)具有50至60nm之间的厚度。

5.根据权利要求1所述的混合装置，其中所述InN量子点(15)的厚度小于5nm，并且直径在20至30nm之间。

6.根据权利要求5所述的混合装置，其中所述InN量子点(15)的厚度在3至4nm之间。

7.根据权利要求1所述的混合装置，其中所述SiNx中间层(13)的厚度在1至4nm之间。

8.根据权利要求1所述的混合装置，其中所述SiNx中间层(13)的厚度为2nm。

9.一种制造根据权利要求1至8中任一项所述的混合装置的方法，包括以下步骤：

-a)提供包括p型硅层(11)和n型硅层(12)的商用硅光伏电池(10)，其中所述p型硅层(11)和n型硅层(12)均具有对应于硅晶体(100)晶面的主暴露表面；

-b)处理所述硅光伏电池的p型硅层(11)的表面以通过生成SiNx中间层(13)来改变晶体特性；

-c)在所述SiNx中间层(13)的表面上外延生成c面InGaN层(14)；

-d)在所述InGaN层(14)上外延生成InN量子点(15)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在执行所述步骤b)之前，对所述硅光伏电池(10)的p型硅层(11)进行薄化。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述薄化通过机械研磨完成。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述步骤b)通过供应活性氮流量来执行。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述活性氮流量通过射频活性氮等离子体源或通过在外延生长室中插入氨提供。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述SiNx中间层(13)的生长条件为：氮流量为0.5-10sccm，射频功率为100-500W，氮化温度为600-900℃以及活性氮供应时间在1至20分钟之间。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述SiNx中间层(13)的生长条件为：氮流量为1sccm，射频功率为250-350W，氮化温度为800℃以及活性氮供应时间在5至10分钟之间。

16.根据权利要求9所述的方法，其中所述InGaN层(14)和所述InN量子点(15)通过分子束外延或金属有机气相外延技术生成。