高功函数金属/碳纳米管/低功函数金属结构量子线太阳能光伏电池研究

半导体性单壁碳纳米管(SWCNT)由于具有独特的准一维量子线结构和优异的光电特性，有望被用来作为优良的光伏电池材料。本项目拟利用碳纳米管与金属接触时的肖特基结产生内建电场，研制一种新型高功函数金属/SWCNT/低功函数金属结构的太阳能光伏电池。在这种电池中，半导体性SWCNT被定向连接于分别具有高、低功函数的两个不对称金属电极间，使其与金属电极分别形成p型和n型的肖特基势垒接触，从而在SWCNT中建立强的内建电场促使光生载流子分离以形成光电压。初步预研结果显示了该结构量子线太阳能电池有望实现高的光电转换效率。项目拟通过对该结构太阳能电池的关键制造技术、SWCNT与金属电极接触特性对器件性能的影响等进行研究，优化器件结构设计、材料选择和制作工艺，获得高性能的纳米太阳能电池。在此基础上，分析这种结构电池的工作机理，建立器件理论模型，探讨SWCNT作为太阳能电池光敏材料的应用潜力。