[发明专利]一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法

摘要

一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，本发明属于半导体材料技术领域，它为了解决现有光伏器件中铁电体薄膜的带隙宽，光照产生的光电流较小的问题。光伏器件的制备方法：一、称取K₂CO₃、Nb₂O₅、BaCO₃和NiO作为原料，采用固相反应法制备掺杂KNbO₃陶瓷靶材；二、清洗单晶SrTiO₃基片作为基底；三、在基底的表面沉积底电极；四、使用掺杂KNbO₃陶瓷作为靶材，脉冲激光沉积KNbO₃基薄膜；五、在KNbO₃基薄膜表面沉积顶电极。本发明通过Ba、Ni共掺减小了铌酸钾的帯隙，从而能够吸收低于700nm的光，并使掺杂KNbO₃薄膜的光电流达到20pA。

主权项

一种基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：一、按化学式K_1‑2xBa_2xNi_xNb_1‑x O₃中的化学计量比称取K₂CO₃、Nb₂O₅、BaCO₃和NiO作为原料，采用固相反应法以1000～1200℃的温度烧结42～50小时，得到掺杂KNbO₃陶瓷靶材；二、以单晶SrTiO₃基片作为基底，依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，得到清洗后的基底；三、采用脉冲激光沉积法在清洗后的基底的表面沉积厚度为20～40nm的底电极，得到带有底电极的基底；四、将带有底电极的基底置于脉冲激光沉积装置中，使用步骤一得到的掺杂KNbO₃陶瓷靶材，基底加热到700～1050℃，真空腔内通入0.1～30Pa的O₂，采用脉冲激光沉积法在底电极的上表面沉积厚度为100～500nm的KNbO₃基薄膜；五、以ITO导电玻璃作为顶电极，采用脉冲激光沉积法在KNbO₃基薄膜表面沉积顶电极，得到基于窄带隙铁电薄膜的光伏器件。