[发明专利]基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法

权利要求书

1.一种基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、将碳纳米管超声分散于有机溶剂中，形成碳纳米管悬浮液；

第二步、在基底上采用光刻技术制作出非对称电极对；

第三步、在非对称电极对上施加交变偏压，然后将碳纳米管悬浮液分别滴加在非对称电极对的两个电极上，使碳纳米管在双向电泳力的作用下在非对称电极之间形成定向碳纳米管薄膜；

第四步、采用大电流选择性烧断去除法或甲烷等离子体选择性刻蚀去除法去除定向碳纳米管薄膜中的金属性碳纳米管，然后以硅衬底作为栅极得到碳纳米管太阳能微电池；

所述的非对称电极对是指分别具有高功函数和低功函数的两个金属电极。

2.根据权利要求1所述的基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征是，所述的碳纳米管悬浮液的浓度为0.1-1mg/mL。

3.根据权利要求1所述的基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征是，所述的基底是指表面带有厚度为2nm-5μm的绝缘层的硅片，该绝缘层为：二氧化硅、氧化铝、氮化硅、氧化铪、氧化锆、环氧树脂或聚酰亚胺中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征是，所述的具有高功函数和低功函数的两个金属电极之间的距离为5nm-400μm，具有高功函数和低功函数的两个金属电极的相对宽度为10nm-10mm。

5.根据权利要求1所述的基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征是，所述的交变偏压是指频率为0.1kHz-10GHz，电场为0.5V/μm-100V/μm，沉积时间为5s-15min，温度为0℃-90℃。

6.根据权利要求1所述的基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征是，所述的大电流选择性烧断去除法是指：在低功函数金属电极上施加正电压，在高功函数金属电极上施加负电压，此时半导体性碳纳米管由于整流特性只有很小的反向电流通过，而金属性碳纳米管将通过大的电流而被选择性烧断去除，这样留下半导体性碳纳米管作为器件功能区。

7.根据权利要求1所述的基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征是，所述的甲烷等离子体选择性刻蚀去除法是指：将定向碳纳米管薄膜置于等离子混合气体氛围中，经过高温离子化处理刻蚀去除金属性碳纳米管。

8.根据权利要求7所述的基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征是，所述的等离子混合气体氛围是指甲烷和氩气的体积比为1-4∶1的混和气体。

9.根据权利要求7所述的基于定向碳纳米管的太阳能微电池制备方法，其特征是，所述的高温离子化处理是指采用等离子发生装置，将温度设置为100℃-400℃，功率400-1000W，反应时间10-60min，反应腔体内压强为30-200Pa。