[发明专利]一种可见光铟镓氮基光电化学电池及制备方法

权利要求书

1.可见光铟镓氮基光电化学电池的制备方法，其特征是采用MOCVD在α-Al₂O₃衬底上外延生长单晶取向的GaN支撑层和In_xGa_1-xN合金层，利用GaN层缓解InGaN层与衬底之间大晶格失配；其中GaN层生长采用两步法，先设置50至100nm厚的低温缓冲层，低温缓冲层生长温度为500至550℃，再将生长温度升高至1100℃，生长1μm至2μm厚GaN支撑层；In_xGa_1-xN合金层生长温度区间从600至850℃，In_xGa_1-xN合金层中In的组分0.06≤x≤0.5，厚度50nm至500nm，在In_xGa_1-xN合金层表面淀积1至10μm金属铟形成欧姆接触电极，配用1M HBr作为电解液构成光电化学电池；In_xGa_1-xN合金层上形成欧姆接触电极，起到收集光生电流作用。

2.根据权利要求1所述的可见光铟镓氮基光电化学电池的制备方法，其特征是在α-Al₂O₃衬底上先设置50至100nm厚的GaN低温缓冲层，再生长1μm至2μm厚GaN支撑层，最后生长厚度50nm至500nm的In_xGa_1-xN合金层。

3.根据权利要求1所述的可见光铟镓氮基光电化学电池的制备方法，其特征是电极材料采用In_xGa_1-xN/GaN，改变有源层In_xGa_1-xN合金中In组分从0.06至0.5，以调节对不同波长可见光的吸收，In_xGa_1-xN合金层带隙覆盖整个可见光谱区。

4.根据权利要求1所述的InGaN基光电化学电池的制备方法，其特征是通过In组分变化连续改变In_xGa_1-xN合金的带隙宽度，制备多个组分的In_xGa_1-xN多层合金层对太阳光的各个波段充分吸收，大幅提高该电化学电池的光电转换效率。