[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

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征是：该微纳发电机由制作于同一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(15)，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)，光电电极连接情况如图3所示；热电发电机部分由若干个热电堆单元组成，电堆单元包括热电堆的P型臂(9)，热电堆的N型臂(10)，第二氮化硅隔离层(11)，热电堆的电极Ti/Au层(12)，第三氮化硅隔离层(13)，散热板金属Al层(14)，热电单元内部连接为P型臂与N型臂交替串联，若干个热电堆单元再进行串联得到规模化的热电发电机部分；热电堆的P型臂(9)和热电堆的N型臂(10)采用周期性的纳米硅多层薄膜，非晶硅(a‑Si)薄膜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；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。