[发明专利]一种层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜太阳能电池

说明书

本发明公开了一种层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜太阳能电池。其包括衬底层、层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜、层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜的一侧设有L型金属金电极，另一侧设有L型金属钛电极。层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜包括N层Cdsubgt;x/subgt;Znsubgt;1‑x/subgt;Te/CdS核壳结构纳米线，相邻层Cdsubgt;x/subgt;Znsubgt;1‑x/subgt;Te/CdS核壳结构纳米线从下至上组分递变且它们之间设有透明介电层。本发明所涉及层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜太阳能电池，能够实现高能量光子被上层材料吸收，低能量光子被下层材料吸收，提高了纳米线水平阵列太阳光利用率。

技术领域：

本发明设计太阳能电池领域，特别是涉及一种层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜太阳能电池。

背景技术：

半导体纳米线具有结晶质量好、光利用率高、耗材少、设计灵活等优点。基于半导体纳米线的光伏器件的研究，如：纳米线核壳结构、纳米线径向p-i-n结构、纳米线十字交叉结构太阳能电池等，近年来取得了长足的进步。单根纳米线太阳能电池由于实际输出功率小，大多数是被当作纳米集成系统里的供能单元或者是用于指导材料制备或者器件构筑的原型器件。阵列结构纳米太阳能电池既可以保有单个器件的优异性质又可以实现大的功率输出，成为近年来的研究热点。目前，大多数研究者将目光聚焦在纳米线的竖直阵列结构，而此类结构的制备往往需要额外的生长辅助模板或者条件苛刻的外延衬底。而基于纳米线的水平阵列结构则可依据自下至上的制备方法，实现器件衬底以及纳米材料在种类、组分、掺杂、形貌上的灵活选择。此特点不但可以弱化材料合成条件的限制，还可以丰富器件的构筑手段，如：可先通过研究单根原型器件性能以优化尺寸、组分、掺杂、表/界面缺陷等材料参数，然后再设计优化阵列堆叠方式、堆叠层数、纳米线组合形式等器件因素。但是，目前对于纳米线水平排布阵列光伏器件的研究还存在诸多不足之处，如此类结构的平面利用率较差、组装步骤复杂且效率低等。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提出了一种层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜太阳能电池，旨在克服传统纳米线竖直阵列太阳能电池制备困难的问题，获得能具有高太阳光平面利用率纳米线水平阵列太阳能电池。

为了实现上述目的，本发明提出了一种层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜太阳能电池，其特征在于：包括一层衬底层(1)，所述衬底层(1)上设有层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜(2)，所述层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜(2)的一侧设有L型金属金电极(3)，所述层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜(2)的另一侧设有L型金属钛电极(4)。

作为优选，其特征在于：所述衬底层(1)为下部设有银背反层的石英玻璃、二氧化硅/硅。

作为优选，其特征在于：所述层间组分递变的交叉排布层堆叠纳米线薄膜(2)包括N层Cd_xZn_1-xTe/CdS核壳结构纳米线，相邻层Cd_xZn_1-xTe/CdS核壳结构纳米线之间设有透明介电层，相邻层Cd_xZn_1-xTe/CdS核壳结构纳米线交叉排布，相邻层Cd_xZn_1-xTe/CdS核壳结构纳米线中的Cd_xZn_1-xTe核组分递变。