[发明专利]基于纳米薄膜矩形偶阵列和超晶格光电结构的微纳发电机

说明书

本发明的基于纳米薄膜矩形偶阵列和超晶格光电结构的微纳发电机，衬衬底为N型硅片，制备有非晶硅(a‑Si)薄膜、绒面和背电结结构，正负电极如图3所示连接，再制备了第一氮化硅隔离层，用于隔离热电光电。本发电机的热电部分由热电堆单元组成，热电堆单元是由P型热电臂和N型热电臂构成的，热电臂采用周期性的纳米硅多层薄膜，通过溅射一层金属Ti/Au层串联P型和N型热电臂，串联得到热电堆单元结构。本发电机可同时收集射频收发组件产生的废热和环境中的光照，采用的硅纳米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，在热电发电实用化上具有重要意义。

技术领域

本发明提出了一种基于纳米薄膜矩形偶阵列和超晶格光电结构的微纳发电机，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

能量收集系统就是通过收集环境中某种能量并将其转化为电能，从而直接为电子设备供能的系统。能量收集系统最早出现在1956年，当时诞生了一款电视遥控器，它可以收集用户按按钮时产生的超声波能量。随着超大规模集成电路技术的不断发展，嵌入式系统的广泛应用，以及当下物联网的蓬勃发展，能量收集技术又得到了重视。由于电化学电池一般具有体积大而容量有限的特点，而且电化学电池还不易回收，又容易对环境造成污染，因此不管从技术角度还是环保角度，都迫切地需要新的能量源。因此，微型能量收集系统已成为一个新的研究热点，尤其突出的有热电能量收集技术。具体地，采用的硅纳米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，在热电发电实用化上具有重要意义。

发明内容

技术问题:本发明的目的是提供一种基于纳米薄膜矩形偶阵列和超晶格光电结构的微纳发电机，光电池部分采用超晶格光电结构，热电能量收集则采用平面型，因为其具有工艺简单易于CMOS工艺集成等诸多优点。在复杂野外环境下，由于更换锂电池十分的不便，且存在着浪费人力物力的情况，该发电机可以很好的利用射频收发组件等工作时产生的废热，通过热电和光电能量转换，得到可持续的绿色能源。