[发明专利]射频收发机中长条型热电与纳米硅薄膜光电集成发电机

摘要

本发明的射频收发机中长条型热电与纳米硅薄膜光电集成发电机，衬底为N型硅片，制作有非晶硅(a‑Si)薄膜、绒面和背电结结构，正负电极如图2所示进行连接，然后制备了第一氮化硅隔离层，用于隔离热电光电。热电式发电机的主要单元为热电堆，热电堆是由一系列的P型多晶硅纳米线簇和N型多晶硅纳米线簇构成的，溅射一层金属Ti/Au层作为热电堆电极，串联得到如图3所示的热电堆结构，最后PECVD生长第二氮化硅隔离层，电镀一层厚度Al金属层作为器件的散热板。本发电机采用纳米硅薄膜，其热导率远低于传统体材料，可以实现一边维持电子运输，一边抑制热量输送，从而极大的提高了热电发电效率，在热电发电实用化上具有重要意义。

主权项

1.一种射频收发机中长条型热电与纳米硅薄膜光电集成发电机，其特征是：该微纳发电机由制作于同一层N型硅衬底(1)上的光电池和热电发电机两个部分构成，中间隔有第一氮化硅隔离层(13)，光电部分制作有非晶硅(a‑Si)薄膜(2)、发射极P+区(3)、氮化硅层(4)，BSF(背面区域)区(5)、绒面结构(6)、FS(前表面)区(7)和背接触电极金属Al层(8)；热电发电机部分包括热电堆的P型臂(9)、热电堆的N型臂(10)、聚酰亚胺层(11)和Ti/Au层(12)、第二氮化硅隔离层(14)和散热板金属Al层(15)；非晶硅(a‑Si)薄膜(2)由非晶硅和碳化硅薄膜交替排列而成，非晶硅子层厚度为4nm；BSF(背面区域)n+区(5)和发射极P+区(3)及其电极相互交错，电极呈叉指形状排列；热电堆的P型臂(9)和热电堆的N型臂(10)中的多晶硅纳米线簇含有的纳米线数量为50‑200，多晶硅纳米线由深紫外光刻形成，直径为1‑100nm，高度为2‑10um；热电堆电极(12)材料为金，金属板(15)材料为铝；采用的纳米硅薄膜的热导率远低于传统体材料，可以实现一边维持电子运输，一边抑制热量输送，从而极大的提高了热电发电效率。